藍牙車載系統的組成結構和應用規范分析
發布時間:2008/5/27 0:00:00 訪問次數:394
    
    
    通過具有藍牙功能的手機,藍牙車載系統可以實現汽車自動故障診斷、電子導航等多種富有創意的應用。本文介紹了這些應用設計思路,并詳細分析了藍牙車載系統的組成結構和藍牙免提應用規范。
    
    車載系統正向智能化、信息化和網絡化方向發展,汽車市場已經成為電子工業一個重要的增長點,無線通信技術在汽車等移動系統中有著廣泛的應用前景。本文介紹的汽車藍牙應用主要以手機為無線網關,車載系統通過藍牙無線鏈路和手機連接,再連入外部無線網絡。利用該方案,用戶通過一部藍牙手機就可以方便地使用以下功能:
    
    免提電話。用戶進入車內,車載系統自動連接上用戶手機。用戶在駕車時,無須用手操作就可以用聲控完成撥號、接聽、掛斷和音量調節等功能,通過車內麥克風和音響系統進全雙工免提通話。
    
    汽車遙控。用戶可以在10米范圍內用手機控制車門和車中的各類開關。
    
    音樂下載。用戶可以通過手機下載音樂到汽車音響中播放。
    
    電子導航。用戶可以通過手機下載電子地圖等數據到車載gps導航系統中,導航系統得到當前坐標參數再通過手機短信傳回導航中心。
    
    汽車自動故障診斷系統。車載系統可以通過手機將故障代碼等信息發往維修中心,維修中心派人前來修理時可以按故障代碼等信息準備好相應的配件和修理工具。
    
    藍牙在車載系統中的全面應用需要解決硬件和軟件方面的問題。硬件實現藍牙的射頻和基帶部分,工作溫度范圍、可靠性和價格是在設計硬件時應考慮的重點問題,車載系統的各種上層功能由軟件實現。免提電話作為藍牙在車載系統中的主要應用,其應用規范已經成熟并獲得眾多手機廠商的支持。
    
    
    
    如圖1所示,射頻芯片在2.4ghz頻段提供數據和語音無線雙向傳送。基帶芯片包含跳頻、信道加密解密、鑒權、sco語音編解碼等硬件,以及鏈路管理、hci接口等固件。處理器運行藍牙上層協議棧、應用規范和語音算法等核心軟件。為方便描述,本文將射頻、基帶和處理器部分稱為藍牙子系統。汽車音響通過車內麥克風和揚聲器為藍牙子系統提供聲音的輸入輸出。主控制器運行人機接口(mmi)等軟件,對藍牙子系統、汽車音響和其它車載電子設備進行集中控制管理,并將有關信息顯示在圖形用戶界面(gui)上。
    
    藍牙子系統結構分析
    
    藍牙子系統包含實現藍牙車載應用規范有關的軟硬件。基帶芯片通過uart和ssi接口連接處理器:hci命令、數據和事件通過uart接口傳輸;sco數據通過ssi接口傳輸。如前所述,處理器運行藍牙上層協議棧、應用規范和語音算法等核心軟件。圖2給出了藍牙子系統中處理器上運行的軟件結構。
    
    
    
    圖2中的電路支持包(bsp)包含所有與硬件有關的代碼,可以保證上層軟件良好的硬件無關性。rtos為軟件提供良好的結構和實時性能。設計時應充分考慮rtos的ram、rom占用大小、中斷響應和任務切換時間,以及調度算法是否滿足語音算法等部分對實時性的要求。藍牙協議棧包括hci host、l2cap、sdp和rfcomm等上層協議。在協議棧之上,按不同的應用要求放置有若干應用規范,如免提應用規范和耳機應用規范。由于新的應用規范不斷出現,軟件結構應便于加入新的應用規范以備將來擴充應用范圍。數據庫提供記錄的添加、刪除和查找功能來管理本地和遠端藍牙設備的數據,通常這些數據存放在flash存儲器中。存放的數據有本地設備的藍牙地址、設備名稱、配對密碼和sdp記錄,以及遠端設備的藍牙地址、設備名稱、sdp記錄、鏈路密鑰、鑒權和授權方案。由于系統需要和多個遠端設備配對,數據庫應有足夠的容量來存放多個遠端設備的數據。
    
    藍牙管理層(bluetooth me)對協議棧和數據庫調用使其按一定流程工作,從而執行訪問控制管理、連接管理和安全管理等。在車載系統中還需要提供語音算法,因為在免提通話時對方可以聽到自己的回聲
    
    
    通過具有藍牙功能的手機,藍牙車載系統可以實現汽車自動故障診斷、電子導航等多種富有創意的應用。本文介紹了這些應用設計思路,并詳細分析了藍牙車載系統的組成結構和藍牙免提應用規范。
    
    車載系統正向智能化、信息化和網絡化方向發展,汽車市場已經成為電子工業一個重要的增長點,無線通信技術在汽車等移動系統中有著廣泛的應用前景。本文介紹的汽車藍牙應用主要以手機為無線網關,車載系統通過藍牙無線鏈路和手機連接,再連入外部無線網絡。利用該方案,用戶通過一部藍牙手機就可以方便地使用以下功能:
    
    免提電話。用戶進入車內,車載系統自動連接上用戶手機。用戶在駕車時,無須用手操作就可以用聲控完成撥號、接聽、掛斷和音量調節等功能,通過車內麥克風和音響系統進全雙工免提通話。
    
    汽車遙控。用戶可以在10米范圍內用手機控制車門和車中的各類開關。
    
    音樂下載。用戶可以通過手機下載音樂到汽車音響中播放。
    
    電子導航。用戶可以通過手機下載電子地圖等數據到車載gps導航系統中,導航系統得到當前坐標參數再通過手機短信傳回導航中心。
    
    汽車自動故障診斷系統。車載系統可以通過手機將故障代碼等信息發往維修中心,維修中心派人前來修理時可以按故障代碼等信息準備好相應的配件和修理工具。
    
    藍牙在車載系統中的全面應用需要解決硬件和軟件方面的問題。硬件實現藍牙的射頻和基帶部分,工作溫度范圍、可靠性和價格是在設計硬件時應考慮的重點問題,車載系統的各種上層功能由軟件實現。免提電話作為藍牙在車載系統中的主要應用,其應用規范已經成熟并獲得眾多手機廠商的支持。
    
    
    
    如圖1所示,射頻芯片在2.4ghz頻段提供數據和語音無線雙向傳送。基帶芯片包含跳頻、信道加密解密、鑒權、sco語音編解碼等硬件,以及鏈路管理、hci接口等固件。處理器運行藍牙上層協議棧、應用規范和語音算法等核心軟件。為方便描述,本文將射頻、基帶和處理器部分稱為藍牙子系統。汽車音響通過車內麥克風和揚聲器為藍牙子系統提供聲音的輸入輸出。主控制器運行人機接口(mmi)等軟件,對藍牙子系統、汽車音響和其它車載電子設備進行集中控制管理,并將有關信息顯示在圖形用戶界面(gui)上。
    
    藍牙子系統結構分析
    
    藍牙子系統包含實現藍牙車載應用規范有關的軟硬件。基帶芯片通過uart和ssi接口連接處理器:hci命令、數據和事件通過uart接口傳輸;sco數據通過ssi接口傳輸。如前所述,處理器運行藍牙上層協議棧、應用規范和語音算法等核心軟件。圖2給出了藍牙子系統中處理器上運行的軟件結構。
    
    
    
    圖2中的電路支持包(bsp)包含所有與硬件有關的代碼,可以保證上層軟件良好的硬件無關性。rtos為軟件提供良好的結構和實時性能。設計時應充分考慮rtos的ram、rom占用大小、中斷響應和任務切換時間,以及調度算法是否滿足語音算法等部分對實時性的要求。藍牙協議棧包括hci host、l2cap、sdp和rfcomm等上層協議。在協議棧之上,按不同的應用要求放置有若干應用規范,如免提應用規范和耳機應用規范。由于新的應用規范不斷出現,軟件結構應便于加入新的應用規范以備將來擴充應用范圍。數據庫提供記錄的添加、刪除和查找功能來管理本地和遠端藍牙設備的數據,通常這些數據存放在flash存儲器中。存放的數據有本地設備的藍牙地址、設備名稱、配對密碼和sdp記錄,以及遠端設備的藍牙地址、設備名稱、sdp記錄、鏈路密鑰、鑒權和授權方案。由于系統需要和多個遠端設備配對,數據庫應有足夠的容量來存放多個遠端設備的數據。
    
    藍牙管理層(bluetooth me)對協議棧和數據庫調用使其按一定流程工作,從而執行訪問控制管理、連接管理和安全管理等。在車載系統中還需要提供語音算法,因為在免提通話時對方可以聽到自己的回聲