基于藍牙的汽車(chē)物聯(lián)網(wǎng)應用與開(kāi)發(fā)

摘要：為了深入研究和運用汽車(chē)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，從物聯(lián)網(wǎng)定義出發(fā)，采用藍牙核心技術(shù)，通過(guò)實(shí)驗和歸納總結，將汽車(chē)的智能發(fā)展和藍牙技術(shù)應用緊密相聯(lián)，以藍牙“搖控”為切入點(diǎn)，進(jìn)一步研究和開(kāi)發(fā)藍牙潛在拓展運用，獲得了汽車(chē)物聯(lián)的應用場(chǎng)景，深刻揭示了基于藍牙的汽車(chē)物聯(lián)網(wǎng)應用和技術(shù)解決方案，得到了汽車(chē)物聯(lián)的重要技術(shù)支撐，信息覆蓋面大，應用上具有開(kāi)發(fā)成本低廉，應用靈活方便，技術(shù)安全可靠等特點(diǎn)。
關(guān)鍵詞：藍牙技術(shù)；汽車(chē)物聯(lián)；智能汽車(chē)；智能交通

0 引言
物聯(lián)網(wǎng)在國際上又稱(chēng)為傳感網(wǎng)，從某種程度上說(shuō)，它是繼計算機、互聯(lián)網(wǎng)與移動(dòng)通信之后的又一次信息產(chǎn)業(yè)浪潮。如果將小到手表、鑰匙，行李物品，大到汽車(chē)、橋梁，樓房，這些物體嵌入一個(gè)微型感應芯片，就可使它“智能化”，再借助于有、無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )技術(shù)，使人與物，物與物進(jìn)行“對話(huà)”和“交流”，這就是物聯(lián)網(wǎng)。
物聯(lián)網(wǎng)用途廣泛，可運用于城市公共安全、工業(yè)安全生產(chǎn)、環(huán)境監控、智能交通、智能家居、公共衛生、健康監測等多個(gè)領(lǐng)域，在更多的場(chǎng)合，讓人們享受到更加安全輕松便捷的生活。
就目前對物聯(lián)網(wǎng)的描述，其涉及的關(guān)鍵技術(shù)主要有：傳感器技術(shù)、識別技術(shù)、計算技術(shù)、軟件技術(shù)，納米技術(shù)，嵌入式智能技術(shù)等。這些技術(shù)領(lǐng)域如果沒(méi)有突破，都會(huì )制約物聯(lián)網(wǎng)的應用和發(fā)展。
近幾年，汽車(chē)的消費成高速增長(cháng)態(tài)勢，由于道路發(fā)展滯后及管理水平的低下，城市擁堵現象非常嚴重，在物聯(lián)網(wǎng)概念下汽車(chē)物聯(lián)技術(shù)的運用將有助于城市交通管理智能化水平的提高，有效改善城市交通狀況。
而藍牙技術(shù)包含了傳感器技術(shù)、識別技術(shù)、移動(dòng)通信技術(shù)等，這些技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)密切相關(guān)。因些，藍牙用于智能交通中的汽車(chē)物聯(lián)網(wǎng)具有十分廣闊的前景。

1 藍牙的技術(shù)特點(diǎn)
1998年5月，瑞典愛(ài)立信、芬蘭諾基亞、日本東芝、美國IBM和英特爾公司五家著(zhù)名廠(chǎng)商，在聯(lián)合拓展短距離無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)的標準化活動(dòng)時(shí)提出了藍牙技術(shù)的概念。藍牙工作在無(wú)需許可的2．4 GHz工業(yè)頻段(SIM)之上(我國的頻段范圍為2 400．O～2 483．5 MHz)。藍牙每個(gè)頻道帶寬為1 MHz，相鄰頻道中心頻率間隔為1 MHz。為避免帶外輻射和其他干擾，規定上、下保護頻帶分別為3．5MHz和2 MHz。藍牙采用跳頻擴展頻譜技術(shù)，在工作頻段內共設置79個(gè)跳頻點(diǎn)，在一個(gè)30 s的時(shí)間段內，任何一個(gè)頻點(diǎn)的使用時(shí)間不超過(guò)0．4 s，且跳頻過(guò)程是偽隨機的。根據藍牙射頻功率的大小可分為3個(gè)功率級別，即1級功率100 mW，2級功率2．5 mW，3級功率1 mW。藍牙技術(shù)所具備的這些特征能夠較好地承擔起物聯(lián)網(wǎng)末端智能傳感和微微網(wǎng)移動(dòng)通信功能，特別適合汽車(chē)物聯(lián)的概念和技術(shù)要求。
每個(gè)計算機網(wǎng)卡都有一個(gè)媒體訪(fǎng)問(wèn)控制地址，即MAC地址，它可以區別網(wǎng)絡(luò )上數據的源端和目的端。與此類(lèi)似，全世界每個(gè)藍牙收發(fā)器都被惟一地分配了一個(gè)遵循IEEE 802標準的48位藍牙設備地址。藍牙設備地址的地址空間為232(約42．9億個(gè))。各個(gè)藍牙設備制造商有權對自己生產(chǎn)的產(chǎn)品進(jìn)行編號，由此可以認為全世界的藍牙設備地址是惟一的，這就給汽車(chē)物聯(lián)網(wǎng)用戶(hù)無(wú)線(xiàn)識別提供了技術(shù)方案，如汽車(chē)定位，汽車(chē)身份鑒別，汽車(chē)信息查詢(xún)，汽車(chē)不停車(chē)交費，汽車(chē)搖控車(chē)門(mén)及點(diǎn)火，汽車(chē)防盜等。

2 藍牙在智能汽車(chē)方面的應用
2．1 基于藍牙的汽車(chē)物聯(lián)
藍牙技術(shù)出現十多年來(lái)受到多方關(guān)注。近年來(lái)，藍牙技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)智能交通領(lǐng)域的應用前景非?？春?。車(chē)載電子系統正向智能化、信息化和網(wǎng)絡(luò )化方向發(fā)展，汽車(chē)市場(chǎng)已經(jīng)成為我國經(jīng)濟重要的增長(cháng)點(diǎn)，無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)在汽車(chē)等移動(dòng)系統中有著(zhù)廣泛的應用前景。起初，藍牙技術(shù)主要應用在汽車(chē)的電話(huà)通信方面。但隨著(zhù)研究和應用的不斷深入，在汽車(chē)智能化方面將有更多的藍牙應用：如遠程車(chē)輛狀況診斷，車(chē)輛安全系統，車(chē)對車(chē)通信，多媒體下載等。這些已是物聯(lián)網(wǎng)智能汽車(chē)的初步概念了。汽車(chē)物聯(lián)網(wǎng)是各個(gè)國家和我國極為重視的領(lǐng)域，歐盟在2010年10月份注資3億歐元用于研究智能汽車(chē)，智能汽車(chē)要用很多傳感器的技術(shù)，有的汽車(chē)會(huì )用200多個(gè)傳感器，將來(lái)會(huì )越來(lái)越多，這些有傳感器的汽車(chē)每一個(gè)部件，都需要跟網(wǎng)絡(luò )聯(lián)系起來(lái)，所以汽車(chē)在運行的時(shí)候可以通過(guò)后臺告警，顯示哪個(gè)地方會(huì )出現故障，同時(shí)可以減少汽車(chē)追尾、解決等待時(shí)間以及尾氣排放等問(wèn)題，這就是智能交通，也是“智慧”城市必不可少的一部分。而藍牙完全可以承擔起傳感器角色，它的微型化，高度集成化，休眠功能，廉價(jià)性，開(kāi)放性是傳感器無(wú)線(xiàn)傳輸的基本特征。概括起來(lái)，目前藍牙技術(shù)在汽車(chē)上的拓展應用場(chǎng)景集中體現在以下幾個(gè)方面。
2．2 應用場(chǎng)景
免提電話(huà) 當用戶(hù)進(jìn)入車(chē)內，車(chē)載系統會(huì )自動(dòng)連接上用戶(hù)手機。用戶(hù)在駕車(chē)行駛過(guò)程中，無(wú)須用手操作就可以用聲控完成撥號、接聽(tīng)、掛斷和音量調節等功能，可通過(guò)車(chē)內麥克風(fēng)和音響系統進(jìn)行全雙工免提通話(huà)，實(shí)際上就是與車(chē)內藍牙設備完全構成車(chē)內微微網(wǎng)，實(shí)現信息交互。
汽車(chē)遙控 用戶(hù)可以在10 m范圍內用附有藍牙的手機控制車(chē)門(mén)和車(chē)中的各類(lèi)開(kāi)關(guān)，包括汽車(chē)的點(diǎn)火控制等。本應用實(shí)際是利用藍牙鑒權“綁定”和藍牙地址“惟一”的特點(diǎn)，強化無(wú)線(xiàn)搖控的可靠性和安全性。
音樂(lè )下載 用戶(hù)可以通過(guò)手機加藍牙下載音樂(lè )到汽車(chē)音響中播放。其優(yōu)點(diǎn)在于無(wú)線(xiàn)鏈接的智能化和高速傳輸。
電子導航 用戶(hù)可以通過(guò)手機加藍牙下載電子地圖等數據到車(chē)載GPS導航系統中，導航系統得到當前坐標參數由藍牙再通過(guò)手機短信傳回導航中心，實(shí)現實(shí)時(shí)車(chē)輛定位和導航。
汽車(chē)自動(dòng)故障診斷系統 車(chē)載系統可以通過(guò)手機加藍牙將故障代碼等信息發(fā)往維修中心，維修中心派人前來(lái)修理時(shí)可以按故障代碼等信息準備好相應的配件和修理工具，現場(chǎng)排除故障。
車(chē)輛定位 藍牙地址惟一性特點(diǎn)，給車(chē)輛的身份確認和定位提供了技術(shù)解決方案。首先，汽車(chē)上的藍牙可以通過(guò)周邊附有藍牙設備的固定物體，如路邊指示牌、路燈、橋梁、大樓等作為參照，再由電子地圖確認自身的準確位置。其次，以藍牙微微網(wǎng)加移動(dòng)通信構成的網(wǎng)絡(luò )可以在需要時(shí)實(shí)時(shí)查找汽車(chē)位置信息。