車載信息平臺（VIP, Vehicular Information Platform）旨在進步汽車的網絡化、信息化和智能化程度，實現免提電話、無線互連、故障診斷、自助繳費、GPS定位和電子輿圖等功效。本文提出基于藍牙和嵌入式Linux的車載信息平臺體系解決計劃，并對其要害技巧進行闡述。

    載信息平臺旨在進步汽車的網絡化、信息化和智能化程度，實現免提電話、無線互連、故障診斷、自助繳費、GPS定位和電子輿圖等功能。豐田汽車、日本電裝、NTT DoCoMo、松下電器、日產汽車和東芝等六家公司共同制定了應用藍牙技術的車內無線免提規格“CCAP”。應用該規格，手機通過藍牙技術無線銜接車載音響等設備，在行車時可以構筑更加安全的通話系統。用戶還可操控手持藍牙設備，與汽車設備之間進行無線接洽，比如無線遠控打開車門、與車內車輛檢測系統無線交流數據，在車內通過英特網下載音樂、錄像和收發電子郵件等。目前這種車載免提系統剛剛起步，通過向汽車環境導入藍牙，可以實現更多高性能的汽車應用。

    藍牙技術出生以后，因其本錢低、功耗小、抗干擾才能強、可擴大、安全可靠、尺度同一和知識產權共享等特征已受到各方面的關注。目前，藍牙技術已經普遍地滲透到科學研討、工程設計、軍事技術、各類產業和貿易文化藝術以及人們日常生涯的方方面面。

    嵌入式技巧是電子信息技巧利用最普遍技術之一，嵌入技術及其產品普遍運用于產業把持、數控機床、儀器儀表、通信產品、智能家電等范疇中。作為嵌入式軟件的核心和龍頭，嵌進式操作體系目前也有很多種類，比如：Windows CE、Palm OS、pSOS、QNX、VxWorks和嵌入式Linux等。在這些嵌入式操作系統中，Linux具有諸多長處：內核硬朗、運行高效、源代碼開放、版權受GNU/GPL維護、免費、采取了可移植的UNIX尺度利用程序接口，支撐多達二、三十種處置器，包含x86、68k、powerPC、arm等。同時，Linux內核在網絡方面非常完備，供給了包含十兆、百兆、千兆的以太網絡，以及無線網絡、令牌環、光纖甚至衛星的支持。

    2 汽車信息平臺解決計劃采用藍牙技術作為全部汽車信息系統的控制子系統，完成全部車輛內部的信息控制和重要數據信息傳輸；同時應用GPRS/GSM/CDMA訪問互聯網，GPS進行定位。應用基于Linux的嵌入式操作系統作為其操作平臺。實現免提電話、無線互聯、移動辦公、汽車娛樂、電子導航、無線定位、自助繳費、故障診斷等功能。

    免提電話：用戶在駕車時，將個人移動電話放置在旁邊的座椅上，用聲控或控制鍵完成撥號、接聽、掛斷和音量調節等功能，并通過安裝在車內擋風玻璃上的麥克風和音響系統進行免提通話。駕駛者不需用手按鍵盤撥號，不須要拿著發話器貼近耳朵。容許用戶在汽車上應用私人手機，而無需應用永久安裝在車上的移動電話。

    無線互聯：車載信息平臺可以通過GPRS/GSM /CDMA訪問互聯網，下載影音文件、收發電子郵件、玩在線游戲甚至移動辦公。

    故障診斷：防撞、氣壓等傳感器將檢測到的數據通過藍牙實時地傳到車載電子信息系統進行處理。再通過GPRS/GSM/CDMA傳輸到汽車修配廠，或直接銜接到維修中心網站，維修中心的師傅查看故障碼并從數據庫中調出該車材料，斷定出故障的地位、原因和解決方案，立即唆使車主如何處理。 

    自助繳費：當汽車經過收費站時，可以通過藍牙無線連接受費體系，實現不停車繳費。

    將藍牙協議棧加載到嵌入式Linux操作系統中，通過操作系統，實現藍牙通信，完成車內各項控制信息及數據信息的傳輸。同時，在操作系統中還集成了GSM、GPRS、CDMA、GPS的協議，完成免提電話、無線互聯和電子導航等功能。車載信息平臺的系統框圖如圖2所示。

    圖2中顯示器在主控制器的掌握下可以顯示各個功能子系統確當前狀況，當某個功能被激活時，顯示器將切換到該功能子系統，供用戶完成當前操作；主節制器是全部系統的掌握中心，具體負責各個功能模塊的和諧工作；防撞、氣壓和其它傳感器將檢測到的汽車狀況信息通過藍牙無線鏈路實時地傳回控制中心，以便車主隨時控制汽車狀態，并且，在緊迫和必要時，實現主動駕駛；GPS模塊是運用全球定位系統實現定位的功能。目前CDMA定位精周誤差CEP可以到達50米或者更小，所以，對于定位功能，也可以通過CDMA系統實現；藍牙鍵盤為用戶提供一個操作輸入平臺；手機、車載免提、筆記本電腦、在線游戲、PDA、CD、MP3和其它帶藍牙功能的設備都可以通過藍牙鏈路與主控制器相連，同時，也可以與藍牙網關相連，實現訪問Internet的功能。藍牙網關的作用是實現協議轉換，使車載信息平臺中的藍牙裝備能夠通過GPRS/GSM/CDMA訪問Internet。

    3 癥結技術剖析車載信息平臺中的要害技術重要有藍牙網關、嵌入式Linux系統和藍牙在汽車電子控制系統中的應用。

    3.1 藍牙網關車載信息平臺中最主要的部分是藍牙網關，它可以實現藍牙與Ethernet、ADSL、802.11b、GSM、GPRS、CDMA等有線或無線通信技術的協議轉換。便利車載信息系統通過多種不同類型的通信方法與各種外部網絡進行通訊。作為解決藍牙無線裝備間、無線設備到有線網絡訪問的產品，它能夠為藍牙設備（包含藍牙PDA、藍牙手機、藍牙適配器等）創立一個到本地網絡的高速無線通信鏈路，使之能夠訪問本地網絡及Internet。

    藍牙網關中涉及的技術非常多，重要包括嵌入式技術及其運用，藍牙技術，藍牙網絡訪問服務，藍牙串口服務等等，其中嵌入式技術及藍牙網絡訪問技術是重點。在藍牙網關中，應用嵌入式Linux系統來控制藍牙模塊。在嵌入式系統中，實現藍牙的L2CAP、SDP、RFCOMM等協議。

    藍牙以太網關實現Bluetooth Serial Port Profile、LAN Access Profile 及Dial-up Networking Profile，它可認為實現了TCP/IP協議或者沒有實現TCP/IP協議的藍牙設備提供接入服務。對于已經實現TCP/IP協議的藍牙設備（如藍牙PDA、藍牙筆記本），藍牙網關可以運行PPP協議將該類藍牙設備實現局域網的接入；對于沒有實現TCP/IP協議的藍牙設備，藍牙網關可以使用Bluetooth Serial Port Profile與該類藍牙設備建立數據傳輸通道，然后在網關上通過一個TCP端口代理該設備與遠程設備進行數據交流，從而到達將該類藍牙設備接入到本地網絡及Internet的目標。

    藍牙網關軟件構造如圖3所示。

    3.2 嵌進式Linux車載信息系統采用嵌入式Linux作為其操作平臺。嵌入式Linux的癥結技術主要有以下幾方面：內核裁減與加載、實時響應、高穩固性等。技術難點主要是研制嵌入式硬件并將嵌入式操作系統移植到其上、編制網絡通信協議和DSP算法程序庫。

    內存治理方法采取分頁治理。系統在啟動時把實際存儲器進行分頁。在加載利用程序時程序分頁加載。嵌入式平臺系統對于內存的拜訪是直接的，所有程序中拜訪的地址都是實際的物理地址。操作系統對內存空間沒有維護，各個過程實際上共享一個運行空間。一個過程在履行前，系統必需為過程分配足夠的持續地址空間，然后全體載入主存儲器的持續空間中。

    內核的加載方式采用在flash上直接運行。把內核的可執行映像燒寫到flash上，當系統啟動時，直接從flash上的某個地址開端執行指令。

    根文件系統采用romfs文件系統。它比一般的ext2文件系統請求更少的存儲空間，由于內核支持romfs比支持ext2需要更少的代碼，同時，romfs相對簡略，在樹立超級塊（superblock）時須要更少的空間。Romfs文件系統不支持動態擦寫保留，對于系統須要動態保留的數據采用虛擬RAM的方式進行處置（RAM盤采用ext2文件系統）。

    車載信息平臺要實現拜訪Internet的功效，所以，嵌入式Linux必需要有足夠的網絡支撐才能。Linux具有完美的內置網絡支持功效，它支撐http、ftp、telnet、PPP、ProxyServer等多種網絡協定。除此之外，在嵌進式Linux中還必需導入藍牙、802.11b、GSM和串口等多種無線通訊協定。

    3.3 藍牙在汽車電子控制系統中的應用電子控制系統包括各傳感元件、電子控制單元（ECU）、履行器和這些部件之間的通信系統。

    （1）構成藍牙網絡一個電子節制單元和不超過7個的傳感元件和履行器組成一個微網（Piconet），電子把持單元為微網的主單元，傳感元件和執行器為從單元。由于每一個微網只能有一個主單元，主單元與從單元采用時分復用（TDD）技術進行數據傳輸，因此，當多個微網構成一個散射網時，一個微網中的主單元就成為另一個微網的從單元。

    （2）硬件設計硬件電路分4個部分：發射機、微機（屬于電子控制單元）、電源治理、接口邏輯。微機與藍牙芯片以UART方式銜接，作為接口電路的控制器。

    發射機由藍牙芯片和微型天線構成。初始化階段，藍牙模塊通過UART方式吸收把持器發送的HCI命令，實現藍牙設備的復位、啟動、地址查詢、跳頻算法、主動尋呼等初始化操作，與鄰近的藍牙裝備樹立可靠的物理鏈路，并對物理鏈路進行相應的加密。在數據傳送階段，模塊接受掌握器送來的HCI數據包，經過HCI固件轉化為基帶數據包并送給基帶協定層（Baseband）處置，基帶對上層送來的數據進行解碼，將其改變為可以發送的位數據流，依照設定的跳頻算法，采取高斯頻移鍵控（GFSK）編碼方法通過微型天線發送出往。吸收數據時，以相反的進程將接受到的數據進行編碼，組合成HCI數據包格局并通過UART口送給節制器。

    （3）軟件設計系統軟件包括系統初始化、 Flash編程、建立物理鏈路、數據傳送和吸收等。

    藍牙模塊中的固件固化了藍牙規范V1.0的指令集，它包括低層與主控器接口（ H CI，Host Controller Interface）和鏈路管理（LM，Link Manager）的各種命令。HCI對基帶和鏈路管理提供同一命令，并設置相應的狀況存放器。HCI有3類命令包：

    HCI命令包：實用于主機對藍牙模塊發送；HCI事件包：用于藍牙模塊對主機的回送；HCI數據包：實現主機與藍牙模塊的雙向傳輸。

    微機通過UART接口向藍牙模塊供給HCI命令，并從藍牙模塊接收HCI事件。模塊中的 LM依據 HCI命令樹立鏈路，主機通過UART對藍牙模塊供給HCI包。

    4 停止語汽車信息平臺使汽車由傳統的機械裝置改變為信息化、網絡化和智能化的產品，使汽車由單純的代步工具改變為容交通、通訊、娛樂于一體的信息終端。本文在剖析汽車信息平臺所要實現的功能的基本上，提出了汽車信息平臺系統解決計劃，并對其要害技術進行了闡述