基于藍(lán)牙技術(shù)的汽車駕駛盤控制系統(tǒng)

　1 引言

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

　　藍(lán)牙技術(shù)可為實(shí)現(xiàn)這種新型汽車電子信息系統(tǒng)提供技術(shù)支撐，利用藍(lán)牙技術(shù)可以將汽車上的各種電子設(shè)備以無線的方式連成一體，形成“車域網(wǎng)”，這些設(shè)備包括汽車電氣控制設(shè)備、音響和視頻設(shè)備、車輛定位與監(jiān)控設(shè)備、各種傳感器及其控制系統(tǒng)、車輛保安系統(tǒng)和車輛導(dǎo)航系統(tǒng)等。

　　藍(lán)牙作為一種新型短距離無線擴(kuò)頻通信技術(shù)，具有體積小、功耗低、開放性和互操作性等特點(diǎn)。與傳統(tǒng)的以電纜和紅外方式傳輸數(shù)據(jù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)：

　　（1）抗干擾能力強(qiáng)；無線上網(wǎng)的手提電腦、手機(jī)等各種具有無線通信功能的電子設(shè)備工作時(shí)，對車內(nèi)的其它電子設(shè)備存在大量的電磁干擾。藍(lán)牙技術(shù)具有快速確認(rèn)和跳頻方案以確保鏈路穩(wěn)定的特點(diǎn)。它把頻帶分成若干個(gè)跳頻信道，在一次連接中，無線電收發(fā)器按一定的碼序列不斷地從一個(gè)信道“跳”到另外一個(gè)信道，只有收發(fā)雙方是按這個(gè)規(guī)律進(jìn)行通信的，從而避開干擾；跳頻的瞬時(shí)帶寬是很窄的，但通過擴(kuò)展頻譜技術(shù)使這個(gè)窄帶寬成百倍擴(kuò)展成寬頻帶，使干擾可能的影響變成很小。（2）不需信號(hào)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(shí)連接許多元件，傳輸速度快。

　　本文介紹的基于藍(lán)牙技術(shù)的駕駛盤控制系統(tǒng)，采用有線與無線相結(jié)合的網(wǎng)絡(luò)方案構(gòu)成整個(gè)控制系統(tǒng)。

　　2 系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)

　　本系統(tǒng)通過安裝在駕駛盤上的按鈕實(shí)現(xiàn)車內(nèi)定速巡航、音響、車內(nèi)空氣環(huán)境、前大燈照明等控制功能。

　　控制系統(tǒng)基于藍(lán)牙技術(shù)設(shè)計(jì)，其硬件組成主要包括藍(lán)牙主控設(shè)備和藍(lán)牙從控設(shè)備兩大部分。主控設(shè)備通過ZLG7289 采集按鍵信號(hào)， 然后送入微處理器STC89LE516 中處理，微處理器根據(jù)不同的按鍵信號(hào)發(fā)送相應(yīng)的指令和數(shù)據(jù)至藍(lán)牙模塊BC219159B 中，藍(lán)牙模塊通過無線網(wǎng)絡(luò)在主、從控設(shè)備的藍(lán)牙模塊之間建立鏈接后傳遞指令和數(shù)據(jù)，從控設(shè)備的微處理器根據(jù)相應(yīng)的信號(hào)發(fā)送不同的指令和數(shù)據(jù)至CAN 總線上，連接在CAN 總線上的其它車載系統(tǒng)根據(jù)指令實(shí)現(xiàn)相關(guān)功能，LCD 顯示各種功能狀態(tài)。藍(lán)牙主控與從控設(shè)備硬件框圖分別如圖1 與圖2 所示。

　　圖1 藍(lán)牙主控設(shè)備硬件框圖

　　圖2 藍(lán)牙從控設(shè)備硬件框圖

　　3 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

　　3.1 主控設(shè)備硬件設(shè)計(jì)

　　3.1.1 按鈕部分

　　按鈕位置示意如圖3 所示分為4 個(gè)區(qū)，每區(qū)4 個(gè)按鈕。為使操作舒適簡潔，采用一鍵多功能來減少硬件設(shè)備和簡化操作，駕駛盤上設(shè)定16 個(gè)功能按鈕。

　　圖3 駕駛盤按鈕位置分布圖

　　功能描述：1 號(hào)鍵是定速巡航開關(guān)按鈕，按一下1號(hào)鍵進(jìn)入定速巡航控制，按2 號(hào)鍵進(jìn)入設(shè)定或重設(shè)功能，3 號(hào)和4 號(hào)鍵為上下選項(xiàng)移動(dòng)鍵，再按1 號(hào)鍵退出定速巡航；5 號(hào)鍵是音響系統(tǒng)啟動(dòng)關(guān)閉鍵，并可切換FM/CD 模式，根據(jù)按鍵次數(shù)選擇（開啟→FM→CD→關(guān)閉），6 號(hào)鍵為節(jié)目選擇鍵，同樣根據(jù)按鍵次數(shù)選擇相關(guān)項(xiàng)，7、8 號(hào)鍵為音量調(diào)節(jié)鍵；9 號(hào)鍵為空調(diào)啟動(dòng)關(guān)閉鍵，10 鍵為溫度模式切換鍵，11、12 號(hào)鍵為溫度調(diào)節(jié)鍵；13 號(hào)鍵為遠(yuǎn)近燈開關(guān)控制鍵，14 號(hào)鍵為霧燈開關(guān)控制鍵，15、16 號(hào)鍵為前大燈強(qiáng)弱調(diào)節(jié)按鍵。

　　3.1.2 按鍵信號(hào)處理模塊

　　按鍵信號(hào)處理采用鍵盤掃描管理芯片ZLG7289 實(shí)現(xiàn)。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(gè)I/O 引腳相連，KEY與/INT0 相連，串行數(shù)據(jù)從DATA 引腳送入芯片，并由CLK 端同步。當(dāng)有鍵被按下和片選信號(hào)變?yōu)榈碗娖胶?，DATA 引腳上的數(shù)據(jù)在CLK 引腳上升沿被寫入ZLG7289 的緩沖寄存器，并且只有當(dāng)/INT0 引腳出現(xiàn)下降沿時(shí)才允許讀取按鍵值。在無任何按鍵情況下，LED為亮的狀態(tài)，當(dāng)有任意鍵按下時(shí)，LED 為滅的狀態(tài)。

　　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(shù)據(jù)線DIG0~3.

　　圖4 ZLG7289 芯片引腳圖

　　圖5 鍵盤邏輯陣列圖