基于藍牙技術(shù)的汽車(chē)駕駛盤(pán)控制系統

　1 引言

　　高科技應用改變了人的生活，汽車(chē)作為基本的運載工具的同時(shí)人們更希望汽車(chē)的駕駛操作更加簡(jiǎn)單方便，而且在車(chē)內能及時(shí)與外界進(jìn)行信息溝通與交流。

　　藍牙技術(shù)可為實(shí)現這種新型汽車(chē)電子信息系統提供技術(shù)支撐，利用藍牙技術(shù)可以將汽車(chē)上的各種電子設備以無(wú)線(xiàn)的方式連成一體，形成“車(chē)域網(wǎng)”，這些設備包括汽車(chē)電氣控制設備、音響和視頻設備、車(chē)輛定位與監控設備、各種傳感器及其控制系統、車(chē)輛保安系統和車(chē)輛導航系統等。

　　藍牙作為一種新型短距離無(wú)線(xiàn)擴頻通信技術(shù)，具有體積小、功耗低、開(kāi)放性和互操作性等特點(diǎn)。與傳統的以電纜和紅外方式傳輸數據相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)：

　?。?）抗干擾能力強；無(wú)線(xiàn)上網(wǎng)的手提電腦、手機等各種具有無(wú)線(xiàn)通信功能的電子設備工作時(shí)，對車(chē)內的其它電子設備存在大量的電磁干擾。藍牙技術(shù)具有快速確認和跳頻方案以確保鏈路穩定的特點(diǎn)。它把頻帶分成若干個(gè)跳頻信道，在一次連接中，無(wú)線(xiàn)電收發(fā)器按一定的碼序列不斷地從一個(gè)信道“跳”到另外一個(gè)信道，只有收發(fā)雙方是按這個(gè)規律進(jìn)行通信的，從而避開(kāi)干擾；跳頻的瞬時(shí)帶寬是很窄的，但通過(guò)擴展頻譜技術(shù)使這個(gè)窄帶寬成百倍擴展成寬頻帶，使干擾可能的影響變成很小。（2）不需信號線(xiàn)的連接，減少成本，縮小所占空間。（3）具有電磁波的基本特性，有較大的功率，可以增加傳送距離，而且沒(méi)有角度及方向性的限制，具有穿墻性，可在物體之間反射、繞射。（4）功耗非常低，能同時(shí)連接許多元件，傳輸速度快。

　　本文介紹的基于藍牙技術(shù)的駕駛盤(pán)控制系統，采用有線(xiàn)與無(wú)線(xiàn)相結合的網(wǎng)絡(luò )方案構成整個(gè)控制系統。

　　2 系統方案設計

　　本系統通過(guò)安裝在駕駛盤(pán)上的按鈕實(shí)現車(chē)內定速巡航、音響、車(chē)內空氣環(huán)境、前大燈照明等控制功能。

　　控制系統基于藍牙技術(shù)設計，其硬件組成主要包括藍牙主控設備和藍牙從控設備兩大部分。主控設備通過(guò)ZLG7289 采集按鍵信號， 然后送入微處理器STC89LE516 中處理，微處理器根據不同的按鍵信號發(fā)送相應的指令和數據至藍牙模塊BC219159B 中，藍牙模塊通過(guò)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )在主、從控設備的藍牙模塊之間建立鏈接后傳遞指令和數據，從控設備的微處理器根據相應的信號發(fā)送不同的指令和數據至CAN 總線(xiàn)上，連接在CAN 總線(xiàn)上的其它車(chē)載系統根據指令實(shí)現相關(guān)功能，LCD 顯示各種功能狀態(tài)。藍牙主控與從控設備硬件框圖分別如圖1 與圖2 所示。

　　圖1 藍牙主控設備硬件框圖

　　圖2 藍牙從控設備硬件框圖

　　3 系統硬件設計

　　3.1 主控設備硬件設計

　　3.1.1 按鈕部分

　　按鈕位置示意如圖3 所示分為4 個(gè)區，每區4 個(gè)按鈕。為使操作舒適簡(jiǎn)潔，采用一鍵多功能來(lái)減少硬件設備和簡(jiǎn)化操作，駕駛盤(pán)上設定16 個(gè)功能按鈕。

　　圖3 駕駛盤(pán)按鈕位置分布圖

　　功能描述：1 號鍵是定速巡航開(kāi)關(guān)按鈕，按一下1號鍵進(jìn)入定速巡航控制，按2 號鍵進(jìn)入設定或重設功能，3 號和4 號鍵為上下選項移動(dòng)鍵，再按1 號鍵退出定速巡航；5 號鍵是音響系統啟動(dòng)關(guān)閉鍵，并可切換FM/CD 模式，根據按鍵次數選擇（開(kāi)啟→FM→CD→關(guān)閉），6 號鍵為節目選擇鍵，同樣根據按鍵次數選擇相關(guān)項，7、8 號鍵為音量調節鍵；9 號鍵為空調啟動(dòng)關(guān)閉鍵，10 鍵為溫度模式切換鍵，11、12 號鍵為溫度調節鍵；13 號鍵為遠近燈開(kāi)關(guān)控制鍵，14 號鍵為霧燈開(kāi)關(guān)控制鍵，15、16 號鍵為前大燈強弱調節按鍵。

　　3.1.2 按鍵信號處理模塊

　　按鍵信號處理采用鍵盤(pán)掃描管理芯片ZLG7289 實(shí)現。ZLG7289 采用SPI 串行總線(xiàn)與微處理器通訊，/CS、CLK、DIO 分別與微處理器三個(gè)I/O 引腳相連，KEY與/INT0 相連，串行數據從DATA 引腳送入芯片，并由CLK 端同步。當有鍵被按下和片選信號變?yōu)榈碗娖胶?，DATA 引腳上的數據在CLK 引腳上升沿被寫(xiě)入ZLG7289 的緩沖寄存器，并且只有當/INT0 引腳出現下降沿時(shí)才允許讀取按鍵值。在無(wú)任何按鍵情況下，LED為亮的狀態(tài)，當有任意鍵按下時(shí)，LED 為滅的狀態(tài)。

　　圖4 與圖5 分別為ZLG7289 芯片引腳圖與鍵盤(pán)邏輯陣列圖，4 根行線(xiàn)分別接ZLG7289 的SG、SF、SE、SD引腳；4 根列線(xiàn)分別接ZLG7289 數據線(xiàn)DIG0~3.

　　圖4 ZLG7289 芯片引腳圖

　　圖5 鍵盤(pán)邏輯陣列圖