基于藍牙技術的汽車駕駛盤控制系統

　1 引言

　　高科技應用改變了人的生活，汽車作為基本的運載工具的同時人們更希望汽車的駕駛操作更加簡單方便，而且在車內能及時與外界進行信息溝通與交流。

　　藍牙技術可為實現這種新型汽車電子信息系統提供技術支撐，利用藍牙技術可以將汽車上的各種電子設備以無線的方式連成一體，形成“車域網”，這些設備包括汽車電氣控制設備、音響和視頻設備、車輛定位與監控設備、各種傳感器及其控制系統、車輛保安系統和車輛導航系統等。

　　藍牙作為一種新型短距離無線擴頻通信技術，具有體積小、功耗低、開放性和互操作性等特點。與傳統的以電纜和紅外方式傳輸數據相比，具有以下優點：

　　（1）抗干擾能力強；無線上網的手提電腦、手機等各種具有無線通信功能的電子設備工作時，對車內的其它電子設備存在大量的電磁干擾。藍牙技術具有快速確認和跳頻方案以確保鏈路穩定的特點。它把頻帶分成若干個跳頻信道，在一次連接中，無線電收發器按一定的碼序列不斷地從一個信道“跳”到另外一個信道，只有收發雙方是按這個規律進行通信的，從而避開干擾；跳頻的瞬時帶寬是很窄的，但通過擴展頻譜技術使這個窄帶寬成百倍擴展成寬頻帶，使干擾可能的影響變成很小。（2）不需信號線的連接，減少成本，縮小所占空間。（3）具有電磁波的基本特性，有較大的功率，可以增加傳送距離，而且沒有角度及方向性的限制，具有穿墻性，可在物體之間反射、繞射。（4）功耗非常低，能同時連接許多元件，傳輸速度快。

　　本文介紹的基于藍牙技術的駕駛盤控制系統，采用有線與無線相結合的網絡方案構成整個控制系統。

　　2 系統方案設計

　　本系統通過安裝在駕駛盤上的按鈕實現車內定速巡航、音響、車內空氣環境、前大燈照明等控制功能。

　　控制系統基于藍牙技術設計，其硬件組成主要包括藍牙主控設備和藍牙從控設備兩大部分。主控設備通過ZLG7289 采集按鍵信號， 然后送入微處理器STC89LE516 中處理，微處理器根據不同的按鍵信號發送相應的指令和數據至藍牙模塊BC219159B 中，藍牙模塊通過無線網絡在主、從控設備的藍牙模塊之間建立鏈接后傳遞指令和數據，從控設備的微處理器根據相應的信號發送不同的指令和數據至CAN 總線上，連接在CAN 總線上的其它車載系統根據指令實現相關功能，LCD 顯示各種功能狀態。藍牙主控與從控設備硬件框圖分別如圖1 與圖2 所示。

　　圖1 藍牙主控設備硬件框圖

　　圖2 藍牙從控設備硬件框圖

　　3 系統硬件設計

　　3.1 主控設備硬件設計

　　3.1.1 按鈕部分

　　按鈕位置示意如圖3 所示分為4 個區，每區4 個按鈕。為使操作舒適簡潔，采用一鍵多功能來減少硬件設備和簡化操作，駕駛盤上設定16 個功能按鈕。

　　圖3 駕駛盤按鈕位置分布圖

　　功能描述：1 號鍵是定速巡航開關按鈕，按一下1號鍵進入定速巡航控制，按2 號鍵進入設定或重設功能，3 號和4 號鍵為上下選項移動鍵，再按1 號鍵退出定速巡航；5 號鍵是音響系統啟動關閉鍵，并可切換FM/CD 模式，根據按鍵次數選擇（開啟→FM→CD→關閉），6 號鍵為節目選擇鍵，同樣根據按鍵次數選擇相關項，7、8 號鍵為音量調節鍵；9 號鍵為空調啟動關閉鍵，10 鍵為溫度模式切換鍵，11、12 號鍵為溫度調節鍵；13 號鍵為遠近燈開關控制鍵，14 號鍵為霧燈開關控制鍵，15、16 號鍵為前大燈強弱調節按鍵。

　　3.1.2 按鍵信號處理模塊

　　按鍵信號處理采用鍵盤掃描管理芯片ZLG7289 實現。ZLG7289 采用SPI 串行總線與微處理器通訊，/CS、CLK、DIO 分別與微處理器三個I/O 引腳相連，KEY與/INT0 相連，串行數據從DATA 引腳送入芯片，并由CLK 端同步。當有鍵被按下和片選信號變為低電平后，DATA 引腳上的數據在CLK 引腳上升沿被寫入ZLG7289 的緩沖寄存器，并且只有當/INT0 引腳出現下降沿時才允許讀取按鍵值。在無任何按鍵情況下，LED為亮的狀態，當有任意鍵按下時，LED 為滅的狀態。

　　圖4 與圖5 分別為ZLG7289 芯片引腳圖與鍵盤邏輯陣列圖，4 根行線分別接ZLG7289 的SG、SF、SE、SD引腳；4 根列線分別接ZLG7289 數據線DIG0~3.

　　圖4 ZLG7289 芯片引腳圖

　　圖5 鍵盤邏輯陣列圖