藍牙技術的拓展
——以汽車應用為例

趙俊欽 陳偉利 付帥 劉智洋

（吉林建筑大學電氣與計算機學院，吉林長春 130000）

1 概述

Bluetooth 技術是一種短距離無線電通訊技術，可將移動通訊設備連接在一起，如平板電腦、筆記本電腦和移動電話，根據天線的傳輸能力，可實現10 至100 米范圍內的無線通訊。[1]Bluetooth Technologies (Bluetooth Technologies)技術聯盟開發了一個開放標準——藍牙標準，為確保其全球通用性，因此在2.2 GHz 頻率(工業、科學和醫學)上工作的ISM(SIG)頻率范圍是免費的，除此之外，Bluetooth 還具有低功耗、小芯片、高抗干擾性等特點。

藍牙芯片結構圖如圖1 所示。

圖1

Bluetooth 是一種低成本的近距離無線通信技術，主要應用于固定設備和移動數字化硬件設備之間。藍牙技術可以解決隨時隨地利用無線傳輸，取代有線數據的連接，使得設備之間的有線數據傳輸的運用日益減少，而基于藍牙技術的市場，則會日益增多。與此同時，藍牙技術功耗極低，成本也較為低廉，沒有化學性危害，應用操作易上手，更利于實現技術的推廣與應用。然而隨著互聯網時代的發展，藍牙技術在無線網絡的加持下，使移動設備和固定終端形成一定范圍內的信息交互媒介，藍牙技術作為信息交換媒介，將扮演重要的角色。

汽車作為目前出行的重要交通工具，則需要藍牙作為人和汽車終端相互交涉的重要媒介。因此藍牙技術在汽車領域承擔著更多的設備連接，從而進行數據傳輸與系統控制。在藍牙技術不斷發展的趨勢下，藍牙將會有更廣闊的適用范圍，承接更多的設備聯系，從而不斷加快信息傳播速度，進行更精準的系統把控，因此在汽車市場得到了更深入的應用。目前的藍牙技術已日漸成熟，其性能的穩定和傳播數據的安全也有了明顯的質變，從而使汽車領域的使用者有更好的客戶體驗。

2 互聯網背景下基于藍牙技術的汽車領域現狀

自從藍牙技術出現以來，便得到了眾多的關注。近年來在物聯網智能交通領域的不斷發展下，藍牙技術在其中的廣泛應用前景被十分看好。汽車不僅是只有承載運輸作用的普遍交通工具，其電子系統也向著更加智能化、信息化和大數據一體化的方向不斷發展。汽車領域便成為我國經濟增長的重要發展市場，因此將藍牙技術發展至汽車市場，對二者皆有好處。

隨著目前藍牙在應用汽車通信方面的研究不斷深入，汽車智能化也在向著多方發展，如車輛遠程自行診斷系統、車輛藍牙安全防護系統、汽車交互通信途徑及多媒體播放等。這些已經是物聯網在智能汽車發展的初步階段概念所涉及到的領域。汽車物聯網，是各個國家包括我國都極其重視的發展領域，比如歐盟曾在2010 年投資三億元，在智能汽車的研究方面投入大量資金。而智能汽車在研發中發現，越智能的汽車其需要的傳感器就會越多，因此對傳感器技術要求更為嚴苛。汽車普遍需要的傳感器為200 多個，而這每一個傳感器的部件都需要和網絡搭建聯系。因此傳感器可以通過警示，顯示汽車所出故障的地方。然而藍牙便可以承擔起傳感器這一重要地位。和傳感器相比，藍牙技術的微型化和高度集成化具有重要優勢。然而其低成本和具有休眠功能的操作，都使傳感器的無線傳輸進入了新的領域。

3 目前藍牙技術在汽車中的應用

藍牙系統在汽車市場領域的主要應用，是利用了其無線的通信技術。藍牙的主要優點在于使用操作簡單，無需繁瑣的內部安裝，只需要進行及時的設備間認證和配對即可，安全性極強。

3.1 藍牙免提通信。Bluetooth 電話是利用藍牙無線通信技術，通過Bluetooth 無線接入用戶的手機SIM 卡，并識別其中的信息包括手機號碼、電話服務商、用戶ID、手機中存儲的聯系人以及自動登錄電話運營商網絡，從而實現用戶手機與Bluetooth 電話的無線連接，讓用戶在接打電話時直接使用Bluetooth 手機，從而提高了行車安全。[2]

3.2 車載藍牙娛樂系統。現在市面上汽車領域最流行的車載電子系統，是導航——娛樂系統為一體的。在車載導航的基礎上，增加了與智能手機的儲存內容信息交互的功能。除了上文所說的接聽、撥打電話等，還可以實現音頻、圖片、文字等在電子系統集中一體的播放和顯示，極大程度上滿足了客戶對便利性的需求。用戶可以通過藍牙技術對手機界面的操作，將音頻在汽車音響系統中播放，其無線連接的智能、便利和高速傳輸的信息交換能力，極大的提升了信息系統的可操作性。手機和車載導航中電子地圖的信息互通，也可以使用戶在手機中實時滿足對車輛的導航與定位。

車載藍牙娛樂系統圖片，如圖2。

圖2

3.3 車載藍牙故障檢測技術。它能將多種設備連接到一起，為汽車故障診斷提供了便利。通過藍牙技術，車載免提電話可與汽車上的各種控制器相連。所以，當汽車出現故障而不能啟動時，您可以先通過車載免提電話讀取故障碼，然后再決定是否需要呼叫救援車將其拖到維修廠進行修理。同時，故障測試也可以通過藍牙測試系統完成。傳感器和數據采集系統，如圖1 所示，將車內各種數據采集數據送到中央處理器進行處理，當某個部件出現故障時，處理出的數據必然會出現異常。通過Bluetooth 無線網絡，這些數據被傳輸到諸如藍牙LCD 顯示器或PDA 等設備上，使車主或維修人員可以迅速發現故障。此外，該車輛的狀況數據還可以通過藍牙傳輸到車載GPS 設備，并通過GPS 網絡發送出去，從而實現了對車輛的遠程監控和故障檢測。[3]

車載藍牙自診斷技術圖，如圖3。

圖3

3.4 車載藍牙防盜系統。怎樣在停車時既能有效地防盜又能方便地使用防盜系統成為當前汽車領域研究的熱點。現在使用的藍牙防盜系統主要是通過無線連接手機和車載藍牙，然后使用專門的軟件對車門上鎖并解鎖。但其發動機防盜控制主要是通過車載藍牙實現對發動機啟動電路的通斷控制。如果車內的藍牙能連接到先前匹配的手機藍牙，引擎就能正常啟動。而且，一旦手機藍牙超過了車載藍牙的連接范圍，汽車的引擎就會處于不能啟動的狀態。為了防止車門和引擎被盜，采用了兩種藍牙防盜系統，而藍牙防盜系統可以使用兩種不同的認證密碼，增加使用的安全系數。[4]

藍牙協議轉化鏈圖如圖4 所示。

圖4

4 藍牙技術現存問題及應對措施

藍牙技術發展至今技術已逐漸完善，其無線通信技術的成熟應用也使該技術充斥在我們的日常生活當中。盡管藍牙技術帶來了極大的便利性，但仍然存在一些問題急需解決。

4.1 藍牙劫持。藍牙劫持是指用戶使用藍牙技術匿名發送名片信息的操作方式，這種行為不會導致手機設備中重要的信息直接修改或刪除，但會通過藍牙技術，在無形當中將重要的隱私數據傳送出去，也會使無用的垃圾數據輸送到手機設備中，這對重要的隱私信息竊取是十分嚴峻的問題。

4.2 藍牙竊聽。監聽是黑客通過監視傳輸介質非法獲取傳輸信息的一種手段，也是對通信網絡最常見的一種攻擊方式。雖然無線鏈路的開放性導致了這一威脅，但由于無線網絡傳輸距離受限于功率和信噪比，竊聽節點必須離源節點更近，因此相對于典型的有線網絡，外部竊聽節點更容易被發現[5]。

4.3 應對措施。由藍牙技術現存的問題可見，最重要的影響因素便是對用戶信息的隱私保護問題，這要求藍牙技術不斷提升其安全系數。加強藍牙連接時，也要保證用戶的匹配與認證時內外部形成的信息互通途徑是單一且安全的。嚴防外部竊取者，對藍牙技術的匹配方式進行侵犯與竊取。

5 結論

每種技術的產生都會導致技術的變革，藍牙技術也同樣如此，其多方面的優越性，使藍牙技術不斷得到廣泛的應用。藍牙技術在汽車領域的發展階段，其現存應用還不是極為成熟，我們在享受藍牙技術與車載電子系統互通的同時，也要提升自己的安全意識。盡管不斷完善藍牙技術，是廠家及相關學者的研究范疇，但仍對我們個人技術使用者有警醒作用，要重視自身隱私安全。我們堅信未來的科學與技術發展定能改進現存問題，從而使藍牙技術帶來全新的變革。