藍(lán)牙技術(shù)在汽車電子裝置中的應(yīng)用

　　一、藍(lán)牙技術(shù)的發(fā)展

　　藍(lán)牙技術(shù)，是以公元十世紀(jì)統(tǒng)一了國家的丹麥國王哈拉德·布魯圖斯（Harld Bluetooth）的名字命名的。這位與眾不同、功績顯赫的丹麥國王，無論如何也沒有想到他的名字居然會(huì)在千年以后成為一項(xiàng)高新技術(shù)的代名詞而響徹全球。中文譯名取藍(lán)色萌芽可以說是音意雙關(guān)。

　　藍(lán)牙技術(shù)（Bluetooth）是由東芝、愛立信、IBM、英特爾、諾基亞發(fā)起成立的藍(lán)牙國際集團(tuán)（Bluetooth SIG，Special Interest Group）采用了技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)公開的策略來推廣成功的，該組織成立于1998年5月。1999年12月1日，美國的軟件巨頭微軟公司也一改過去觀望的態(tài)度，正式宣布加盟藍(lán)牙特殊利益集團(tuán)、并與3Com、朗訊、摩托羅拉公司及原有的五家公司一起成為藍(lán)牙特殊利益集團(tuán)的九個(gè)領(lǐng)導(dǎo)成員，共同致力于在全球范圍內(nèi)將此項(xiàng)無線連接技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)推向市場。到2000年11月， 藍(lán)牙特殊利益集團(tuán)SIG自成立以來，加盟支持的公司已超過2000余家，其中包括諸如AMD、康柏、DELL、惠普、德儀（TI）、高通以及卡西歐、飛利浦、三星、LG、精工、夏普等許多世界著名的計(jì)算機(jī)行業(yè)、通信領(lǐng)域以及消費(fèi)電子產(chǎn)品，甚至還有汽車與相機(jī)制造商和生產(chǎn)廠家。一項(xiàng)公開的、全球統(tǒng)一的技術(shù)規(guī)范得到了工業(yè)界如此廣泛的關(guān)注和支持是以往所罕見的，幕后的原因必然是基于此項(xiàng)藍(lán)牙”技術(shù)的產(chǎn)品具有廣闊的應(yīng)用前景和巨大的潛在市場。美國權(quán)威性雜志《網(wǎng)絡(luò)計(jì)算》將藍(lán)牙與８０２．１１ｂ無線局域網(wǎng)及寬帶技術(shù)等評(píng)為了“十年來十大熱門新技術(shù)產(chǎn)品”?？梢灶A(yù)計(jì)，藍(lán)牙技術(shù)將會(huì)給現(xiàn)代信息社會(huì)中，人們工作和生活方式帶來一場新的革命。在不久的未來，基于藍(lán)牙技術(shù)的產(chǎn)品將會(huì)形成一個(gè)新的浪潮，勢不可擋地席卷全球。

　　二、藍(lán)牙技術(shù)

　　藍(lán)牙是一種極其先進(jìn)的大容量近距離無線數(shù)字通信的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，其目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)最高數(shù)據(jù)傳輸速度1Mbps（有效傳輸速度為721Kbps）、最大傳輸距離為10 厘米～10米，通過增加發(fā)射功率可達(dá)到100米。其使用的收發(fā)器是不必經(jīng)過申請(qǐng)便可使用2.4GHz的ISM（工業(yè)、科學(xué)、醫(yī)學(xué)）頻帶，在其上設(shè)立79個(gè)頻帶為1MHz的信道，以每秒切換1600次的頻率、滾齒方式的頻譜擴(kuò)散技術(shù)來實(shí)現(xiàn)電波的收發(fā)，，并能夠同時(shí)支持同步通訊和異步通訊。

　　利用藍(lán)牙技術(shù)的設(shè)備可以和其他七個(gè)以內(nèi)的設(shè)備構(gòu)成所謂的藍(lán)牙微網(wǎng)（Piconet），共享1Mbps的頻寬，而一個(gè)藍(lán)牙設(shè)備可以同時(shí)加入8個(gè)不同的微網(wǎng)，每個(gè)子網(wǎng)分別有1Mbps的傳輸頻寬。運(yùn)作時(shí)，二個(gè)以上的裝置共享一個(gè)頻道即構(gòu)成一個(gè)微網(wǎng)，并由其中一個(gè)裝置主導(dǎo)傳輸量。由于同一時(shí)間每個(gè)裝置還可以分別隸屬于不同的微網(wǎng)，因此，各個(gè)藍(lán)牙裝置就可通過網(wǎng)網(wǎng)互連，互相傳遞資訊。當(dāng)設(shè)備未加入藍(lán)牙微網(wǎng)時(shí)，它會(huì)先進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)，在此狀態(tài)下，隨時(shí)監(jiān)聽傳呼訊息，直到收到的訊號(hào)與自己本身的識(shí)別碼相關(guān)時(shí)才會(huì)啟動(dòng)自己，并且呼叫連結(jié)程序，接著進(jìn)行識(shí)別碼的確認(rèn)及信號(hào)時(shí)間的同步，以便決定往后跳頻，從而建立一個(gè)微網(wǎng)絡(luò)。在這樣一個(gè)微網(wǎng)中，用戶將不再受到各種電纜的束縛，能夠輕而易舉地?fù)碛幸惶帉氋F的個(gè)性化空間，輕松享受無限自由的樂趣。

　　采用藍(lán)牙技術(shù)，可以通過嵌入在電子裝置上的一個(gè)寫有程序的微電子芯片，使所有相關(guān)設(shè)備在有效范圍內(nèi)完成相互交換信息、傳遞數(shù)據(jù)的工作。它省去了那些將移動(dòng)電話、個(gè)人信息處理系統(tǒng)及其他一些電子設(shè)備相互連接的電纜裝置。

　　當(dāng)然，作為一種近距離的無線通信技術(shù)，藍(lán)牙技術(shù)并不是唯一的。但是與其他相應(yīng)的無線通信技術(shù)比較起來，藍(lán)牙技術(shù)的優(yōu)勢就在于它的全球統(tǒng)一的、開放的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，藍(lán)牙可傳送影音資料，其他則不可能。另外，藍(lán)牙不但可穿透物體傳輸，且沒對(duì)準(zhǔn)接收模組的方向就可傳送資料，這是紅外線傳輸無法作到的。對(duì)于移動(dòng)設(shè)備而言，藍(lán)牙具明顯優(yōu)勢。藍(lán)牙最大的優(yōu)勢還在于，在更新網(wǎng)絡(luò)骨干時(shí)，如果搭配藍(lán)牙架構(gòu)進(jìn)行，使用整體網(wǎng)路的成本肯定比鋪設(shè)線纜低。

　　三、在汽車電子裝置上的應(yīng)用

　　藍(lán)牙技術(shù)雖然出現(xiàn)不久，但已受到許多方面的關(guān)注。它在汽車電子裝置上的應(yīng)用前景非?？春谩傞_始，藍(lán)牙技術(shù)主要應(yīng)用在電話方面。但以后會(huì)有更多的服務(wù)提供，遠(yuǎn)程車輛狀況診斷，車輛安全系統(tǒng)，車對(duì)車通訊，多媒體下載等都會(huì)實(shí)現(xiàn)。

　　ABI 發(fā)表的有關(guān)汽車與無線技術(shù)的調(diào)查報(bào)告顯示，隨著在汽車中使用藍(lán)牙和Wi-Fi（802.11）無線技術(shù)，汽車內(nèi)外的環(huán)境正在發(fā)生革命性的變化”。將來，以 Wi-Fi和藍(lán)牙為基礎(chǔ)的汽車應(yīng)用將為各行各業(yè)帶來新的機(jī)會(huì)，從硅提供商到硬件制造商、汽車制造商、汽油零售企業(yè)等。

　　電信正在成為汽車業(yè)界藍(lán)牙技術(shù)的推動(dòng)力，另一方面，美國聯(lián)邦通信委員會(huì)（FCC）對(duì)DSRC（窄帶通信）的5.850～5.925GHz頻帶的分配推動(dòng)了Wi-Fi的發(fā)展?；?，將會(huì)進(jìn)一步促進(jìn)收費(fèi)、移動(dòng)商務(wù)和娛樂等具有相互運(yùn)用性的基于Wi-Fi的汽車服務(wù)。

　　不過，要想在汽車的生產(chǎn)工序中使用802.11硬件可能還需要2年左右的時(shí)間，但是支持藍(lán)牙的設(shè)備則將要配備在美國、日本、歐洲的若干車型中。據(jù)報(bào)告預(yù)測，在2008年之前約20%的新車將嵌入藍(lán)牙硬件，約18%的汽車將嵌入802.11硬件。

　　德爾福汽車系統(tǒng)公司已經(jīng)開發(fā)出可以讓駕乘人員用語音進(jìn)行操控的車載藍(lán)牙設(shè)備；豐田汽車、日本電裝、NTTDOCOMO、松下電器產(chǎn)業(yè)、日產(chǎn)汽車和東芝等六家公司共同制訂了利用藍(lán)牙技術(shù)的車內(nèi)無線免提規(guī)格--“ＣＣＡＰ”。利用該規(guī)格，手機(jī)通過藍(lán)牙技術(shù)無線連接車載音響等設(shè)備，在行車時(shí)可以構(gòu)筑更加安全的通話系統(tǒng)。摩托羅拉公司還為汽車生產(chǎn)商推出了一種藍(lán)牙汽車工具包。有了它，用戶操控手持藍(lán)牙設(shè)備，就能夠與汽車設(shè)備之間進(jìn)行無線聯(lián)系，比如無線遙控打開車門、與車內(nèi)車輛檢測系統(tǒng)無線交換數(shù)據(jù)庫。采用藍(lán)牙技術(shù)的車載裝置將使人們很容易在車內(nèi)通過英特網(wǎng)下載音樂、錄像和發(fā)送電子郵件。

　　同時(shí)，藍(lán)牙技術(shù)還可讓用戶在駕車時(shí)將移動(dòng)電話和車載電腦進(jìn)行連接，就算此時(shí)你的車載電腦已關(guān)閉，也可以“委托”藍(lán)牙去尋找相關(guān)資料，在駕駛的同時(shí)把問題解決。另外，有了藍(lán)牙技術(shù)，駕駛者還可以通過移動(dòng)電話屏幕隨時(shí)閱讀郵件標(biāo)題并查閱電子郵件，甚至還可以下載音頻和視頻內(nèi)容，這一切使汽車網(wǎng)絡(luò)化的夢想得以實(shí)現(xiàn)。更重要的是，藍(lán)牙可以幫助汽車各部份數(shù)據(jù)處理器實(shí)現(xiàn)無線連接，使車上所有的信息裝置都實(shí)現(xiàn)數(shù)字化，包括汽車車廂、發(fā)動(dòng)機(jī)、底盤、電器、座椅等，從而使汽車真正實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化與智慧化。用戶可以在接近自己汽車的短程范圍內(nèi)，通過手機(jī)讓汽車預(yù)先發(fā)動(dòng)起來，以便隨時(shí)出發(fā)。

　　有技術(shù)人員預(yù)期，將來的汽車一旦發(fā)生故障，故障碼會(huì)立刻顯示在電腦屏幕上。駕駛者可以通過“藍(lán)牙”技術(shù)發(fā)E-mail到指定的汽車維修中心，那里的工程師通過查看故障碼和從數(shù)據(jù)庫中調(diào)取的車輛相關(guān)資料，可以遙控判斷故障位置和原因，并擬定解決方案，然后將這些數(shù)據(jù)返回給駕駛者，由其本人完成數(shù)據(jù)糾錯(cuò)和故障即時(shí)排除。毫無疑問，“藍(lán)牙”技術(shù)已經(jīng)逐步延伸到汽車領(lǐng)域，它將使汽車的內(nèi)外環(huán)境發(fā)生革命性的變化。

　　然而到目前為止，汽車工業(yè)采用藍(lán)牙技術(shù)的步伐仍然很緩慢，主要原因是汽車工業(yè)對(duì)可靠性的要求和面臨的環(huán)境挑戰(zhàn)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于臺(tái)式設(shè)備。大部份為買新車至少花費(fèi)了2 萬美元的汽車用戶，一般來說很難容忍一些小的計(jì)算故障，而對(duì)臺(tái)式系統(tǒng)來說這些問題可被接受。汽車行駛時(shí)會(huì)遇到不平的路面，不同的外部環(huán)境下，車內(nèi)的溫度變化范圍可能從-40~185°F，這對(duì)車載電子設(shè)備來說都是十分不利的。

　　Malhotra 說：“如果你想在車內(nèi)使用電話或其它的免提電子設(shè)備，就必須要考慮一些技術(shù)問題。”聯(lián)合商情信息公司分析師Frank Viquez表示：“極端的溫度條件和沖擊震動(dòng)是目前為止影響藍(lán)牙產(chǎn)品在汽車工業(yè)中獲得普及的主要障礙。”Viquez說，“但是，我們開始看到有重大的轉(zhuǎn)機(jī)出現(xiàn)。”

　　CRS 公司不久前宣布新推的Bluecore-2外部芯片，其處理能力可支持車載免提移動(dòng)電話，適應(yīng)在-40-85℃范圍內(nèi)的苛刻環(huán)境下工作。該芯片已經(jīng)開始大批量生產(chǎn)，具有支持免提和其它協(xié)議層的功能，例如主控制器接口，不再需要分離的處理器。CSR也向開發(fā)藍(lán)牙系統(tǒng)的汽車制造商和第一級(jí)供應(yīng)商，提供包括芯片和支持電路在內(nèi)的參考設(shè)計(jì)。

　　英飛凌（Infineon）科技公司以及Broadcom公司也已經(jīng)推出了可以在汽車溫度范圍下工作的藍(lán)牙芯片。據(jù)稱，英飛凌的BlueMoon單芯片和 Broadcom的BCM2033單芯片藍(lán)牙系統(tǒng)都具有從-40-105℃溫度范圍內(nèi)正常工作的能力。英飛凌還宣稱其芯片通過了-40-105℃溫度范圍內(nèi)的藍(lán)牙SIG（藍(lán)牙特殊利益小組）認(rèn)證。這些芯片的問世對(duì)于在車輛中引入藍(lán)牙短距離無線技術(shù)是非常關(guān)鍵的。為進(jìn)一步促進(jìn)藍(lán)牙在汽車工業(yè)的廣泛應(yīng)用，AMI-C和SIG等團(tuán)體還宣稱將努力加速標(biāo)準(zhǔn)起草的工作。AMI-C期望能建立規(guī)范，把駕駛員與基于藍(lán)牙技術(shù)的產(chǎn)品之間交互操作的方式進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化。據(jù)他們聲稱，這些標(biāo)準(zhǔn)將有助于減少駕駛員的識(shí)別工作。AMI-C也宣布計(jì)劃解決與其它器件之間的電磁干擾問題，例如工作在相同或臨近頻率的衛(wèi)星廣播接收機(jī)等設(shè)備。Malhotra說，“當(dāng)前，對(duì)于藍(lán)牙器件和衛(wèi)星廣播的帶外通訊是否會(huì)彼此干擾的問題，我們還不能十分肯定。”

　　其它的藍(lán)牙供應(yīng)商也在檢查諸如安全性之類的問題。Rappore Technologies公司市場總監(jiān)Gordon Mella認(rèn)為，車內(nèi)藍(lán)牙器件可以發(fā)射信號(hào)，這些信號(hào)可能被臨近的車輛截收。他說，“大多數(shù)人并不十分了解鎖定自己端口的意義，但是我們需要使客戶確信，黑客無法闖入他們自己的網(wǎng)絡(luò)。”該公司不久前發(fā)布了名為Rappore Shield v1.0的軟件技術(shù)，應(yīng)用于藍(lán)牙設(shè)備，解決潛在的安全問題。