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汽車(chē)中藍牙的優(yōu)化設計

作者： 時(shí)間：2013-04-12 來(lái)源：網(wǎng)絡(luò ) 收藏
現在，汽車(chē)系統中使用各種電子設備，包括小型傳感器，控制單元和電子通信系統。在汽車(chē)中的應用正在成為電子工業(yè)的新亮點(diǎn)。

無(wú)線(xiàn)技術(shù)由于其靈活性同樣也適合于汽車(chē)應用。作為流行的小范圍無(wú)線(xiàn)技術(shù)，藍牙技術(shù)用于10m范圍的低成本，小體積和長(cháng)電池壽命的無(wú)線(xiàn)傳送。與其他像GSM或CDMA這樣大范圍的無(wú)線(xiàn)技術(shù)相比，藍牙技術(shù)可以用無(wú)縫方式傳輸信息到最終用戶(hù)。

移動(dòng)電話(huà)中藍牙的作用就像無(wú)線(xiàn)網(wǎng)關(guān)一樣。汽車(chē)car kit系統可以通過(guò)連接嵌入藍牙的手機，然后間接連接到外部無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )。通過(guò)帶有藍牙的手機，車(chē)內用戶(hù)可以獲得以下功能：

免提電話(huà)：在車(chē)內，使用者的汽車(chē)電子系統將自動(dòng)建立與藍牙手機的連接，允許其在駕駛中使用無(wú)線(xiàn)電話(huà)。所有的操作可以由鍵盤(pán)或聲音控制。

遙控控制：用戶(hù)通過(guò)藍牙手機可以控制10米范圍內的車(chē)門(mén)開(kāi)關(guān)或其他車(chē)內的開(kāi)關(guān)。

音樂(lè )下載：用戶(hù)可以通過(guò)藍牙手機將音樂(lè )下載到汽車(chē)的Hi-Fi系統中。

電子導航系統：用戶(hù)可以在車(chē)內下載GPS導航系統的電子地圖。反之，當前位置數據將通過(guò)藍牙手機傳送到導航中心。

電子診斷系統：汽車(chē)電子系統可以自動(dòng)傳送故障ID到汽車(chē)服務(wù)中心。服務(wù)中心可以根據故障ID預先準備備用零件或工具。

在大量汽車(chē)系統上使用藍牙，必須仔細的考慮一些硬件和軟件帶來(lái)的問(wèn)題。硬件能夠提供藍牙RF和基帶功能。在硬件設計時(shí)主要考慮的問(wèn)題是，工作溫度，可靠性和成本。另一方面，軟件在執行高水平功能時(shí)扮演重要的角色。為了保證互用性，藍牙技術(shù)聯(lián)盟（SIG）發(fā)布了一系列標準，包括內核協(xié)議堆棧，測試標準和認定手續。

對于汽車(chē)應用，SIG已經(jīng)發(fā)布免提框架。迄今為止，該框架已經(jīng)成熟并且由一些主流手機制造商支持。然而目前，SIG并沒(méi)有發(fā)布正式的框架。一些制造商已經(jīng)開(kāi)發(fā)其自己的藍牙手機上在藍牙汽車(chē)上的應用。例如，三星發(fā)布的一款藍牙手機，SPH-X7700。能夠從CDMA 1X網(wǎng)絡(luò )上下載WMA音樂(lè )比特流，然后通過(guò)藍牙將比特流壓入汽車(chē)的Hi-Fi播放系統中。

系統結構

RF芯片通過(guò)雙道2.4GHz ISM band無(wú)線(xiàn)連接提供數據和聲音?；鶐酒峁┑退焦δ?，例如跳頻，編碼，審核，音頻譯碼器/解碼器，LMP和HCI固件。處理器通常是由一個(gè)MCU或DSP組成，運行藍牙上層協(xié)議堆棧，框架和聲音算法。RF，基帶和處理器簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)都是藍牙的子系統。

佳工機電網(wǎng)
圖1：藍牙在汽車(chē)系統結構中

通過(guò)汽車(chē)收音機，麥克風(fēng)和揚聲器，為藍牙提供視頻I/O。主單元運行MMI軟件控制藍牙子系統，汽車(chē)收音機和其他車(chē)內電子模塊。GUI為用戶(hù)提供友好的界面以控制這些模塊。藍牙汽車(chē)系統必須與藍牙手機相連實(shí)現系統的功能。

藍牙子系統

藍牙子系統包括實(shí)現藍牙汽車(chē)系統應用，所有必須的硬件和軟件?；鶐酒ㄟ^(guò)UART和SSI界面連接到處理器。UART界面的作用好比HCI的傳送層，傳送名利，數據和事件；SSI界面用來(lái)傳遞SCO數據，見(jiàn)圖2，顯示的是處理器中的軟件結構。

佳工機電網(wǎng)
圖2 藍牙系統軟件結構

板級支持軟件包（BSP）壓縮所有硬件，相關(guān)編碼確保高水平軟件與硬件的獨立。實(shí)現軟件結構和實(shí)時(shí)性能需要一個(gè)RTOS。因此設計者應該仔細選擇一個(gè)RTOS以滿(mǎn)足RAM/ROM尺寸，中斷響應延遲，測試轉換延遲，進(jìn)程等等的需要。藍牙內核堆棧協(xié)議由HCI HOST， L2CAP， SDP 和RFCOMM組成。

此外，在內核堆棧協(xié)議有很多框架，例如免提框架和耳機框架。未來(lái)SIG將發(fā)布新的框架，軟件結構應更加靈活以增加其他框架。數據庫提供添加，刪除和查找功能，管理本地設備和遠程設備的唱片。所有數據將會(huì )存貯在閃存中，數據包括BD地址，設備名稱(chēng)，PIN碼，SDP錄音，連接鍵等等。

如果car kit與多個(gè)遠程設備一起工作，數據庫應該足夠大以存儲每個(gè)遠程設備的數據。藍牙管理實(shí)體（BTME）依據定義好的路徑處理協(xié)議堆棧和數據庫，完成存儲管理，連接管理和安全管理。聲音算法同樣也是car kit系統必須的。這些算法包括聲學(xué)回聲消除器（AEC），噪音抑制（NS），語(yǔ)音識別（VR）和語(yǔ)音合成（VS）。

通過(guò)免提電話(huà)呼叫，遠程講話(huà)者由于車(chē)內擴音器和麥克風(fēng)的聲學(xué)反饋將會(huì )聽(tīng)見(jiàn)自己的回聲。AEC是顯著(zhù)減小回聲的有效方法。NS抑制風(fēng)和發(fā)動(dòng)機噪聲以提高聲音質(zhì)量。VR通過(guò)駕駛著(zhù)的語(yǔ)音指令控制car kit系統，例如打電話(huà)，接聽(tīng)電話(huà)等等。VS可以移動(dòng)面板上的大多數信號燈。駕駛者由VS的語(yǔ)音提示接受信息。語(yǔ)音管理實(shí)體用來(lái)管理各種DSP算法模式，無(wú)論是參數設定還是算法緩存管理。

MMI界面用來(lái)通過(guò)特殊協(xié)議連接外部MMI主機和藍牙子系統。外部MMI主機發(fā)送一個(gè)指令到MMI界面，然后MMI界面分析接收到的指令以控制應用層。同時(shí)，應用層將會(huì )從子系統到外部MMI主機發(fā)送外部數據，狀態(tài)或事件。應用層由從MMI界面到BTME的事件驅動(dòng)，然后采取適當的操作控制其他與之連接的實(shí)體。此外，應用層也處理普通事件例如MMI協(xié)議包的破壞，藍牙連接實(shí)效，審核失敗等等。

藍牙框架是藍牙應用的規范。該規范包括系統特征的定義，使用模式，內核協(xié)議堆棧結構，特殊協(xié)議的定義和互用性測試的定義（IOT）.定義包括很多需要強制仲裁，有條件或無(wú)條件支持的特征。 藍牙技術(shù)相關(guān)文章:藍牙技術(shù)原理
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