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汽车中蓝牙的优化设计

作者:时间:2013-04-12来源:网络收藏
现在,中使用各种电子设备,包括小型传感器,控制单元和电子通信系统。在汽车中的应用正在成为电子工业的新亮点。

无线技术由于其灵活性同样也适合于汽车应用。作为流行的小范围无线技术,技术用于10m范围的低成本,小体积和长电池寿命的无线传送。与其他像GSM或CDMA这样大范围的无线技术相比,技术可以用无缝方式传输信息到最终用户。

移动电话中的作用就像无线网关一样。汽车car kit系统可以通过连接嵌入蓝牙的手机,然后间接连接到外部无线网络。通过带有蓝牙的手机,车内用户可以获得以下功能:

免提电话:在车内,使用者的汽车电子系统将自动建立与蓝牙手机的连接,允许其在驾驶中使用无线电话。所有的操作可以由键盘或声音控制。

遥控控制:用户通过蓝牙手机可以控制10米范围内的车门开关或其他车内的开关。

音乐下载:用户可以通过蓝牙手机将音乐下载到汽车的Hi-Fi系统中。

电子导航系统:用户可以在车内下载GPS导航系统的电子地图。反之,当前位置数据将通过蓝牙手机传送到导航中心。

电子诊断系统:汽车电子系统可以自动传送故障ID到汽车服务中心。服务中心可以根据故障ID预先准备备用零件或工具。

在大量上使用蓝牙,必须仔细的考虑一些硬件和软件带来的问题。硬件能够提供蓝牙RF和基带功能。在硬件设计时主要考虑的问题是,工作温度,可靠性和成本。另一方面,软件在执行高水平功能时扮演重要的角色。为了保证互用性,蓝牙技术联盟(SIG)发布了一系列标准,包括内核协议堆栈,测试标准和认定手续。

对于汽车应用,SIG已经发布免提框架。迄今为止,该框架已经成熟并且由一些主流手机制造商支持。然而目前,SIG并没有发布正式的框架。一些制造商已经开发其自己的蓝牙手机上在蓝牙汽车上的应用。例如,三星发布的一款蓝牙手机,SPH-X7700。能够从CDMA 1X网络上下载WMA音乐比特流,然后通过蓝牙将比特流压入汽车的Hi-Fi播放系统中。

系统结构

RF芯片通过双道2.4GHz ISM band无线连接提供数据和声音。基带芯片提供低水平功能,例如跳频,编码,审核,音频译码器/解码器,LMP和HCI固件。处理器通常是由一个MCU或DSP组成,运行蓝牙上层协议堆栈,框架和声音算法。RF,基带和处理器简单来说都是蓝牙的子系统。

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图1:蓝牙在结构中

通过汽车收音机,麦克风和扬声器,为蓝牙提供视频I/O。主单元运行MMI软件控制蓝牙子系统,汽车收音机和其他车内电子模块。GUI为用户提供友好的界面以控制这些模块。蓝牙汽车系统必须与蓝牙手机相连实现系统的功能。

蓝牙子系统

蓝牙子系统包括实现蓝牙汽车系统应用,所有必须的硬件和软件。基带芯片通过UART和SSI界面连接到处理器。UART界面的作用好比HCI的传送层,传送名利,数据和事件;SSI界面用来传递SCO数据,见图2,显示的是处理器中的软件结构。

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图2 蓝牙系统软件结构

板级支持软件包(BSP)压缩所有硬件,相关编码确保高水平软件与硬件的独立。实现软件结构和实时性能需要一个RTOS。因此设计者应该仔细选择一个RTOS以满足RAM/ROM尺寸,中断响应延迟,测试转换延迟,进程等等的需要。蓝牙内核堆栈协议由HCI HOST, L2CAP, SDP 和RFCOMM组成。

此外,在内核堆栈协议有很多框架,例如免提框架和耳机框架。未来SIG将发布新的框架,软件结构应更加灵活以增加其他框架。数据库提供添加,删除和查找功能,管理本地设备和远程设备的唱片。所有数据将会存贮在闪存中,数据包括BD地址,设备名称,PIN码,SDP录音,连接键等等。

如果car kit与多个远程设备一起工作,数据库应该足够大以存储每个远程设备的数据。蓝牙管理实体(BTME)依据定义好的路径处理协议堆栈和数据库,完成存储管理,连接管理和安全管理。声音算法同样也是car kit系统必须的。这些算法包括声学回声消除器(AEC),噪音抑制(NS),语音识别(VR)和语音合成(VS)。

通过免提电话呼叫,远程讲话者由于车内扩音器和麦克风的声学反馈将会听见自己的回声。AEC是显著减小回声的有效方法。NS抑制风和发动机噪声以提高声音质量。VR通过驾驶着的语音指令控制car kit系统,例如打电话,接听电话等等。VS可以移动面板上的大多数信号灯。驾驶者由VS的语音提示接受信息。语音管理实体用来管理各种DSP算法模式,无论是参数设定还是算法缓存管理。

MMI界面用来通过特殊协议连接外部MMI主机和蓝牙子系统。外部MMI主机发送一个指令到MMI界面,然后MMI界面分析接收到的指令以控制应用层。同时,应用层将会从子系统到外部MMI主机发送外部数据,状态或事件。应用层由从MMI界面到BTME的事件驱动,然后采取适当的操作控制其他与之连接的实体。此外,应用层也处理普通事件例如MMI协议包的破坏,蓝牙连接实效,审核失败等等。

蓝牙框架是蓝牙应用的规范。该规范包括系统特征的定义,使用模式,内核协议堆栈结构,特殊协议的定义和互用性测试的定义(IOT).定义包括很多需要强制仲裁,有条件或无条件支持的特征。
蓝牙技术相关文章:蓝牙技术原理

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