所谓“蓝牙”(Bluetooth)技术，实际上是一种短距离无线通信技术，是由世界著名的5家大公

　　于1998年5月联合宣布的一种开放性无线通信规范。它以低成本的近距离无线连接为基础，为

　　固定与移动设备通信环境建立一个特别连接的短程无线电技术。其实质内容是建立通用的无线电

　　空中接口，使计算机和通信进一步结合，让不同厂家生产的便携式设备在没有电线或电缆相互连

　　利用“蓝牙”技术，能够有效地简化掌上电脑、笔记本电脑和手机等移动通信终端设备之间的

　　通信，也能够成功地简化以上这些设备与Internet之间的通信，从而使这些现代通信设备与因特网

　　之间的数据传输变得更加迅速高效，为无线通信拓宽道路。“蓝牙”技术使得现代一些可携带的

　　移动通信设备和电脑设备不必借助电缆就能联网，并且能够实现无线上网，其实际应用范围还可

　　以拓展到各种家电产品、消费电子产品和汽车等信息家电，组成一个巨大的无线通信网络。下图

　　(1)全球范围适用。“蓝牙”工作在2.4GHz的ISM(即工业、科学、医学)频段，全球大多数

　　国家ISM频段的范围是2.4〜2.4835GHz,使用该频段无需向各国的无线电资源管理部门申请许可

　　(2)可同时传输语音和数据。“蓝牙”采用电路交换和分组交换技术，支持异步数据信道、三

　　(3)可以建立临时性的对等连接(Ad-hocConnection)0根据“蓝牙”设备在网络中的角色，可分

　　为主设备(Master)与从设备(Slave)。主设备是组网连接主动发起连接请求的“蓝牙”设备，几个

　　“蓝牙”设备连接成一个微微网CPiconet)时，其中只有一个主设备，其余的均为从设备。微微网

　　是“蓝牙”最基本的一种网络形式，最简单的微网是一个主设备和一个从设备组成的点对点的通

　　信连接。通过时分复用技术，一个蓝牙设备便可以同时与几个不同的微微网保持同步。

　　(4)具有很好的抗干扰能力。工作在ISM频段的无线电设备有很多，为了抵抗这些设备的干扰，

　　“蓝牙”采用了跳频方式来扩展频谱，将2.402〜2.48GHz频段分成79个频点，相邻频点间隔

　　（6）低功耗。“蓝牙”设备在通信连接状态下，有四种工作模式———激活模式、呼吸模

　　式、保持模式和休眠模式。激活模式是正常的工作状态，另外三种模式是为了节能所规定的低功

　　“蓝牙”系统一般由以下4个功能单元组成：天线单元、链路控制（硬件）单元、链路管理

　　“蓝牙”要求其天线部分体积十分小巧、重量轻。由于“蓝牙”工作在全球通用的2.4GHz的

　　ISM频段。为了使其具有较高的抗干扰能力，“蓝牙”特别设计了快速确认和跳频方案以确保链

　　路稳定。跳频技术是把频带分成若干个跳频信道，在一次连接中，无线电收发器按一定的码序列

　　（伪随机码）不断地从一个信道“跳”到另一个信道，只有收发双方是按这个规律进行通信的，

　　而其它的干扰不可能按同样的规律进行干扰；跳频的瞬时带宽是很窄的，但通过扩展频谱技术使

　　这个窄带成百倍地扩展成宽频带，使干扰可能造成的影响变得很小。和其它工作在相同频段的系

　　统相比，蓝牙跳频更快，数据包更短，这使蓝牙比其它系统都更稳定。使用FEC（ForwardError

　　（1）射频模块。将基带模块的数据包通过无线电信号以一定的功率和跳频频率发送出去,实现

　　蓝牙设备的无线）基带模块。即蓝牙的物理层,负责管理物理信道和链路,采用查询和寻呼方式,使跳频时

　　钟及跳频频率同步,为数据分组提供对称连接（SCO）和非对称连接（ASL）,并完成数据包的

　　定义、前向纠错、循环冗余校验、逻辑通道选择、信号噪化、鉴权、加密、编码和解码等功能。

　　它采用混合电路交换和分组交换方式,既适合语音传送,也适合一般的数据传送。链路管理（软

　　链路管理（LM）软件模块携带了链路的数据设置、鉴权、链路硬件配置和其它一些协议。LM

　　“蓝牙”基带协议结合电路开关和分组交换机，适用于语音和数据传输。每个声道支持

　　64kbps同步（语音）链接。而异步信道支持任一方向上高达721kbps和回程方向57.6kbps的非对

　　称链接，也可以支持43.2kbps的对称连接。因此，它可以足够快地应付蜂窝系统上的非常大的数

　　据比率。一般来说，它的链接范围为100mm〜10m；如果增加传输功率的话，其链接范围可以扩

　　展到100m。“蓝牙”软件构架规范要求与“蓝牙”相顺从的设备支持基本水平的互操作性。软件

　　随着车载应用领域的发展，蓝牙技术也将在汽车上得到更好的发展。在这些发展当中，一部分

　　是使无线技术按照驾驶室环境的严格要求来细调其性能；还有一部分则是蓝牙技术新的应用领域。

　　在车载应用领域中，配有蓝牙技术的无线电装置、电话、信息娱乐和导航系统市场必将迅速发

　　展。这些系统中，一部分是利用司机的移动电话通过蓝牙技术实现通讯，还有一部分是利用供乘

　　客使用的蓝牙手机取代了早期的DECT电话。现在，越来越多提供蓝牙连接的车载产品在汽车零

　　各种蓝牙耳机的产生，使正在驾驶的司机能够通过蓝牙移动电话的语音命令来拨打和接听电话。

　　这些耳机价格便宜，无须安装，只须在需要充电的时候接插到点烟器插座上即可。但是，它们无

　　法构成综合车载通讯系统的其中一个组成部分。随后又出现了车载免提听筒，使司机能够利用蓝

　　牙移动电话通过连接在控制箱上的麦克风进行通讯。车载免提听筒包括：从可以接插到点烟器插

　　座上配备扬声器的单一模件，到利用汽车立体声系统作为扩音器的各种综合机型，其中某些机型

　　需要专业安装。但是在拨打电话的时候，不是所有插入式机型都能够使汽车内的收音机或立体声

　　系统静音，这就意味着司机仍然需要进行手动控制。支持蓝牙 免提和耳机框架协议的车载

　　CD/MP3 播放器是第一批脱离单一电话模式的产品，可以通过 蓝牙移动电话的免提语音控制进行

　　市场上的另一蓝牙产品是一个由导航系统、无线 播放器构成的组合体， 这个产

　　品采用蓝牙技术来链接移动电话，拥有语音控制功能，能够存储地址和电话簿，而这 些地址和电

　　话可以通过蓝牙链接与移动电话中的地址和电话进行交流。这个独特的产品采用 了 CSR 公司的

　　BlueCore 单芯片蓝牙技术。CSR 公司还提供硬件和软件的整合支持，以帮助 加快产品上市。车载

　　语音通讯方面最重大的技术进展，也许就是新版蓝牙技术规范支持 eSCO (延伸同步连接导向)语音

　　信道。在语音包丢失的情况下，这些容错信道能够实现语音 数据的自动续传，并容许对数据传输

　　速率进行安排，从而保持高服务质量。2006 年推出的 免提协议1.5 版充分利用eSCO 技术，提供

　　一个非常强大的通讯链接，它是蓝牙汽车工作组 积极推广适用于电致杂讯环境的理想解决方案。

　　一般来说，汽车通信网络可以划分为四个不同的领域，每个领域都有其独特的要求:

　　信息娱乐系统：此领域的通信要求高速率和高带宽，有时会是无线传输，目前主流应用协 议有

　　高安全的线控系统(X-By-Wire)：由于此领域涉及安全性很高的刹车和导向系统，所以 它的通

　　信要求高容错性、高可靠性和高实时性。可以考虑的协议有FlexRay 等；

　　车身控制系统：在这个领域CAN 协议已经有了二十多年的应用积累，其中包括传统的车 身控

　　低端控制系统：此系统包括那些仅需要简单串行通信的ECU,比如控制后视镜和车门的 智能传

　　控制器区域网络(CAN)是一个多主异步串行总线。由于它具有优良的错误处理机制及可靠 的数

　　据传送性能，该总线在汽车工业中非常普遍，在高安全系数要求的医疗行业中也正在得 到普及。

　　CAN 最初由德国的bosch 公司开发，提供给汽车电子系统所用的低成本通信总线, 现在已经成为

　　CAN 协议是串行协议，能够有效地支持具有高安全等级的分布实时系统。CAN 是一个多 主机

　　系统，所以它设计了高效率的仲裁机制来解决传输冲突问题，具有高优先级的系统总能 优先得到

　　总线的使用权。CAN 同时使用了其它一些防错手段，能够判断出错的节点并及时 将其关闭，这

　　样就在很大程度上保证了总线的可靠性。 CAN 的传输速率和总线长度相关， 最高可以到 1Mbps

　　CAN 四种消息帧的类型 ： 数据帧：该帧从一个发送器承载数据到一个接收器。根据 CAN 规

　　范有两种数据帧格式， 它们的唯一本质区别在于标识符的长度。CAN标准帧(也称为CAN2.0A)支

　　持11 位长度的标 识符；另一个是 CAN 扩展帧(也称为 CAN2.0B) ，支持 29 位长度的标识符。

　　远程帧：此帧由一个接收 CAN 节点发送，用来请求带有远程帧中规定的标识符的数据帧。 错

　　误帧：此帧将任何总线错误通知其它单元，在接收到这个帧时发送器会自动进行消息重 发。

　　超载帧：超载帧由一个忙的 CAN 节点送出鬼知道版权所有，以请求在前后数据帧之间增 加一

　　在车内，还有许多 ECU 的控制并不需要 CAN 这样高速率和高安全的通信，本地互联网络

　　(LIN)就是为适应这类应用而设计的低成本解决方案。LIN 是一个公开的协议，它基于SCI 串行通

　　信的格式，结合了汽车应用的特点。LIN是单一主机系统，不但降低了硬件成本，而 且在软件和

　　系统设计上也能更容易地兼容其它网络协议，比如CAN。LIN的传输速率最高可 到20Kbps，主要

　　是受到EMI 和时钟同步的限制。典型的LIN应用有车门、后视镜、导向轮、 马达、照明以及其它

　　智能传感器。LIN不但定义了物理层和数据层，还定义了相关的应用软 件层。这些都为LIN方案

　　LIN网络由一个主控和多个从器件组成，主控器件发起所有的通信。所有节点执行包括发 送和

　　接收任务在内的从属通信任务。此外，主节点执行主控发送任务工业自动化网版权所有， 主控任

　　务能决定什么时候、哪一个帧将在总线上传输。在该方式中，没有总线仲裁，并且在 最坏情况下

　　每个消息的时间很容易计算。当一个消息帧发送时搜企网，在接收和过滤标识符 后，仅有一个从

　　器件得到激活。总线上的所有消息以帧的形式发送，帧由一个帧头和响应字 段组成。主控器件始

　　终在总线上发送帧头，帧头至少由一个 13 位字段、一个同步字节和一 个 6 位标识符组成，该

　　标识符的范围为 0 到 63 。响应字段由两个、四个和八个数据字节和 具有倒置 8 位和的校验和

　　CAN 与LIN 两者都使用在汽车工业中。CAN 用于汽车中的高速和低速网络，而LIN 仅用于 低速网

　　络，如门控制单元。在很多方面，CAN 比LIN 更贵也更可靠，必需在可靠性和为设计 硬件与软件

　　支付额外成本之间进行权衡。由于LIN 的成本较低且容易在UART 中实现，故在 低速网络应用方面

　　FlexRay 协议将其时间周期分为静态段和动态段两个部分。静态段采用TDMA 方式传输 时间驱

　　动类型的数据，动态段采用Mini-Slot 方式传输事件驱动类型的数据。在安全性方面， FlexRay 采

　　用冗余通道的方式确保数据正确传输，而其它的容错机制并没有直接在协议中明 确说明，而交由

　　应用提供者自己设计。这种方法有很大的设计灵活性，然而也会由此产生安 全隐患以及兼容性问

　　FlexRay 传输速率大概在10Mbps 左右，具有分布时间同步、总线监视器、双线冗余等疼 点，主

　　要支持线控系统。 FlexRay 是在汽车工业中的新型总线，可用在使用 CAN 总线的地 方，该总线

　　的速度是CAN 总线Mbps。目前微控制器制造商正在努力 开发具有FlexRay

　　随着车内娱乐系统的发展、传控技术的精进，车用电子愈来愈需要使用多媒体式传输，最 适合

　　MOST 除了核心的主标准规范外，实体接线层面也允许在“电线”与“光纤”间替换运用， 此

　　外也有定义支持MOST 传输的应用型态（Profile），如Tuner 调谐器、CD 播放机、放大器 （也称：

　　MOST 总线专门用于满足要求严格的车载环境。这种新的基于光纤的 网络能够支持 24.8Mbps 的

　　MOST 总线基于环形拓扑，从而允许共享多个发送和接收器的数据。 MOST 总线主控器（通常

　　位于汽车音响主机处）有助于数据采集，所以该网络可支持多个主拓扑结构，在一个网络上 最多

　　高达64 个主设备。为了确保数据安全，总线主控器在上电时将查询总线上的每一台从 设备并且完

　　成自动密钥交换（AKE）。如果从设备有一个有效的总线密钥，那么允许它使用预 定的协议发送和

　　MOST 传输协议由分割成帧的数据块组成，每一帧包含流数据、分组数据和控制数据。流 数据

　　与MOST 时钟同步并且不断地在网络中循环传输。分组数据与MOST 时钟异步，根据需要 产生，其

　　中一个例子就是来自无线个人数字助理（PDA ）设备的电子邮件。帧中分配给流数据 和分组数据

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　　之间的带宽是可变的，以满足系统在特定的时间需求，并且其控制字包含数据类 型、在帧中什么

　　地方可以找到数据以及数据大小等流信息。控制信息可以在多个帧中分配， 并且应该在接收设备

　　总之，汽车通信网络可以划分为不同的领域，每个领域都有其独特的要求。现有的主流汽 车总

　　线协议都无法适应所有的要求。随着汽车功能的不断增加、可靠性要求的不断提高以及 价格的不

　　断下降，越来越多的电子控制单元将被引入到汽车中。目前在高端汽车中一般会有 50 个以上的

　　ECU。为了使这些ECU 能够在一个共同的环境下协调工作，也为了进一步降低成 本，人们设计了针

　　对汽车通信网络的总线协议。这样才能更好的满足汽车使用性能的需要， 也符合现代汽车电子技