車載藍(lán)牙 課程設(shè)計(jì)

1、一、概述1.車載藍(lán)牙發(fā)展趨勢(shì)藍(lán)牙技術(shù)是愛(ài)立信、IBM等5家公司在1998年聯(lián)合推出的一項(xiàng)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。隨后成立的藍(lán)牙技術(shù)特殊興趣組織（SIG）來(lái)負(fù)責(zé)該技術(shù)的開(kāi)發(fā)和技術(shù)協(xié)議的制定，如今全世界已有1800多家公司加盟該組織，最近微軟公司也正式加盟并成為SIG組織的領(lǐng)導(dǎo)成員之一。 藍(lán)牙是無(wú)線數(shù)據(jù)和語(yǔ)音傳輸?shù)拈_(kāi)放式標(biāo)準(zhǔn)，它將各種通信設(shè)備、計(jì)算機(jī)及其終端設(shè)備、各種數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)系統(tǒng)、甚至家用電器采用無(wú)線方式聯(lián)接起來(lái)。它的傳輸距離為10cm10m，如果增加功率或是加上某些外設(shè)便可達(dá)到100m的傳輸距離。藍(lán)牙支持64kb/s實(shí)時(shí)語(yǔ)音傳輸和數(shù)據(jù)傳輸，語(yǔ)音編碼為CVSD，發(fā)射功率分別為1mW、2.5mW和100mW，

2、并使用全球統(tǒng)一的48比特的設(shè)備識(shí)別碼。由于藍(lán)牙采用無(wú)線接口來(lái)代替有線電纜連接，具有很強(qiáng)的移植性，并且適用于多種場(chǎng)合，加上該技術(shù)功耗低、對(duì)人體危害小，而且應(yīng)用簡(jiǎn)單、容易實(shí)現(xiàn)，所以易于推廣。利用藍(lán)牙技術(shù)的設(shè)備可以和其他七個(gè)以內(nèi)的設(shè)備構(gòu)成所謂的藍(lán)牙微網(wǎng)（Piconet），共享1Mbps的頻寬，而一個(gè)藍(lán)牙設(shè)備可以同時(shí)加入8個(gè)不同的微網(wǎng)，每個(gè)子網(wǎng)分別有1Mbps的傳輸頻寬。運(yùn)作時(shí)，二個(gè)以上的裝置共享一個(gè)頻道即構(gòu)成一個(gè)微網(wǎng)，并由其中一個(gè)裝置主導(dǎo)傳輸量。由于同一時(shí)間每個(gè)裝置還可以分別隸屬于不同的微網(wǎng)，因此，各個(gè)藍(lán)牙裝置就可通過(guò)網(wǎng)網(wǎng)互連，互相傳遞資訊。當(dāng)設(shè)備未加入藍(lán)牙微網(wǎng)時(shí)，它會(huì)先進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)，在此狀態(tài)下，隨

3、時(shí)監(jiān)聽(tīng)傳呼訊息，直到收到的訊號(hào)與自己本身的識(shí)別碼相關(guān)時(shí)才會(huì)啟動(dòng)自己，并且呼叫連結(jié)程序，接著進(jìn)行識(shí)別碼的確認(rèn)及信號(hào)時(shí)間的同步，以便決定往后跳頻，從而建立一個(gè)微網(wǎng)絡(luò)。在這樣一個(gè)微網(wǎng)中，用戶將不再受到各種電纜的束縛，能夠輕而易舉地?fù)碛幸惶帉氋F的個(gè)性化空間，輕松享受無(wú)限自由的樂(lè)趣1。采用藍(lán)牙技術(shù)，可以通過(guò)嵌入在電子裝置上的一個(gè)寫(xiě)有程序的微電子芯片，使所有相關(guān)設(shè)備在有效范圍內(nèi)完成相互交換信息、傳遞數(shù)據(jù)的工作。它省去了那些將移動(dòng)電話、個(gè)人信息處理系統(tǒng)及其他一些電子設(shè)備相互連接的電纜裝置。當(dāng)然，作為一種近距離的無(wú)線通信技術(shù)，藍(lán)牙技術(shù)并不是唯一的。但是與其他相應(yīng)的無(wú)線通信技術(shù)比較起來(lái)，藍(lán)牙技術(shù)的優(yōu)勢(shì)就在于它的

4、全球統(tǒng)一的、開(kāi)放的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，藍(lán)牙可傳送影音資料，其他則不可能。另外，藍(lán)牙不但可穿透物體傳輸，且不對(duì)準(zhǔn)接收模組的方向就可傳送資料，這是紅外線傳輸無(wú)法作到的。對(duì)于移動(dòng)設(shè)備而言，藍(lán)牙具明顯優(yōu)勢(shì)。藍(lán)牙最大的優(yōu)勢(shì)還在于，在更新網(wǎng)絡(luò)骨干時(shí)，如果搭配藍(lán)牙架構(gòu)進(jìn)行，使用整體網(wǎng)路的成本肯定比鋪設(shè)線纜低。藍(lán)牙在汽車中有其他無(wú)線傳輸方式不可替代的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，它的低功耗，小體積，低價(jià)位等特點(diǎn)使其在汽車工業(yè)中具有很強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力，目前藍(lán)牙的應(yīng)用主要表現(xiàn)在把便攜電子產(chǎn)品，比如PDA、蜂窩電話通車載網(wǎng)絡(luò)設(shè)備連接起來(lái)，但是藍(lán)牙未來(lái)的應(yīng)用更趨向于同車車載設(shè)備集成在一起，通過(guò)藍(lán)牙來(lái)連接車輛上的多個(gè)系統(tǒng)，比如電源管理系統(tǒng)，制動(dòng)系統(tǒng)，減震

5、系統(tǒng)和后座娛樂(lè)系統(tǒng)等，從而減輕車輛重量和車內(nèi)布線的復(fù)雜度，實(shí)現(xiàn)汽車的智能化。2.藍(lán)牙在汽車上的應(yīng)用車載系統(tǒng)正向智能化、信息化和網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展，汽車市場(chǎng)已經(jīng)成為電子工業(yè)一個(gè)重要的增長(zhǎng)點(diǎn)，藍(lán)牙無(wú)線通信技術(shù)在汽車等移動(dòng)系統(tǒng)中有著廣泛的應(yīng)用前景。本文介紹的汽車藍(lán)牙應(yīng)用主要以手機(jī)為無(wú)線網(wǎng)關(guān)，車載系統(tǒng)通過(guò)藍(lán)牙無(wú)線鏈路和手機(jī)連接，再連入外部無(wú)線網(wǎng)絡(luò)。利用該方案，用戶通過(guò)一部藍(lán)牙手機(jī)就可以方便地使用以下功能：（1）免提電話。用戶進(jìn)入車內(nèi)，車載系統(tǒng)自動(dòng)連接上用戶手機(jī)。用戶在駕車時(shí)，無(wú)須用手操作就可以用聲控完成撥號(hào)、接聽(tīng)、掛斷和音量調(diào)節(jié)等功能，通過(guò)車內(nèi)麥克風(fēng)和音響系統(tǒng)進(jìn)全雙工免提通話2。 （2）汽車遙控。用戶可以

6、在10米范圍內(nèi)用手機(jī)控制車門和車中的各類開(kāi)關(guān)。 （3）音樂(lè)下載。用戶可以通過(guò)手機(jī)下載音樂(lè)到汽車音響中播放。 （4）電子導(dǎo)航。用戶可以通過(guò)手機(jī)下載電子地圖等數(shù)據(jù)到車載GPS導(dǎo)航系統(tǒng)中導(dǎo)航系統(tǒng)得到當(dāng)前坐標(biāo)參數(shù)再通過(guò)手機(jī)短信傳回導(dǎo)航中心。 （5）汽車自動(dòng)故障診斷系統(tǒng)。車載系統(tǒng)可以通過(guò)手機(jī)將故障代碼等信息發(fā)往維修中心，維修中心派人前來(lái)修理時(shí)可以按故障代碼等信息準(zhǔn)備好相應(yīng)的配件和修理工具。 二、系統(tǒng)簡(jiǎn)介1.藍(lán)牙子系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分析藍(lán)牙子系統(tǒng)包含實(shí)現(xiàn)藍(lán)牙車載應(yīng)用規(guī)范有關(guān)的軟硬件?；鶐酒ㄟ^(guò)UART和SSI接口連接處理器。HCI命令、數(shù)據(jù)和事件通過(guò)UART接口傳輸； SCO數(shù)據(jù)通過(guò)SSI接口傳輸。如前所述，處理

7、器運(yùn)行藍(lán)牙上層協(xié)議棧、應(yīng)用規(guī)范和語(yǔ)音算法等核心軟件。圖1給出了藍(lán)牙子系統(tǒng)中處理器上運(yùn)行的軟件結(jié)構(gòu)。圖1 藍(lán)牙子系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖1中的電路支持包(BSP)包含所有與硬件有關(guān)的代碼，可以保證上層軟件良好的硬件無(wú)關(guān)性。RTOS為軟件提供良好的結(jié)構(gòu)和實(shí)時(shí)性能。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)充分考慮RTOS的RAM、ROM占用大小、中斷響應(yīng)和任務(wù)切換時(shí)間，以及調(diào)度算法是否滿足語(yǔ)音算法等部分對(duì)實(shí)時(shí)性的要求。藍(lán)牙協(xié)議棧包括HCI HOST、L2CAP、SDP和RFCOMM等上層協(xié)議。在協(xié)議棧之上，按不同的應(yīng)用要求放置有若干應(yīng)用規(guī)范，如免提應(yīng)用規(guī)范和耳機(jī)應(yīng)用規(guī)范。由于新的應(yīng)用規(guī)范不斷出現(xiàn)，軟件結(jié)構(gòu)應(yīng)便于加入新的應(yīng)用規(guī)范以備將來(lái)擴(kuò)充應(yīng)用范

8、圍。數(shù)據(jù)庫(kù)提供記錄的添加、 刪除和查找功能來(lái)管理本地和遠(yuǎn)端藍(lán)牙設(shè)備的數(shù)據(jù)，通常這些數(shù)據(jù)存放在Flash 存儲(chǔ)器中。存放的數(shù)據(jù)有本地設(shè)備的藍(lán)牙地址、設(shè)備名稱、配對(duì)密碼和SDP記錄，以及遠(yuǎn)端設(shè)備的藍(lán)牙地址、設(shè)備名稱、SDP記錄、鏈路密鑰、鑒權(quán)和授權(quán)方案。由于系統(tǒng)需要和多個(gè)遠(yuǎn)端設(shè)備配對(duì)，數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)有足夠的容量來(lái)存放多個(gè)遠(yuǎn)端設(shè)備的數(shù)據(jù)。藍(lán)牙管理層( Bluetooth ME )對(duì)協(xié)議棧和數(shù)據(jù)庫(kù)調(diào)用使其按一定流程工作，從而執(zhí)行訪問(wèn)控制管理、連接管理和安全管理等。在車載系統(tǒng)中還需要提供語(yǔ)音算法，因?yàn)樵诿馓嵬ㄔ挄r(shí)對(duì)方可以聽(tīng)到自己的回聲,可以采用回聲抵消(AEC)技術(shù)來(lái)消除。行車過(guò)程中進(jìn)行免提通話時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲

9、、路面噪聲、風(fēng)聲會(huì)進(jìn)入車內(nèi)麥克風(fēng)，影響通話質(zhì)量。采用噪音抑制(NS)技術(shù)可以抑制車內(nèi)噪聲以提高通話清晰度。為了增加行車安全，語(yǔ)音識(shí)別(VR)技術(shù)可以讓駕駛員無(wú)需手動(dòng)操作電子設(shè)備，通過(guò)預(yù)先錄入的聲音指令，駕駛員可以撥打電話，接聽(tīng)電話等；語(yǔ)音合成(VS)技術(shù)用語(yǔ)音信號(hào)提醒駕駛員需要進(jìn)行的操作或一些值得注意的信息；語(yǔ)音管理層對(duì)各種語(yǔ)音算法模塊進(jìn)行管理，如配置算法參數(shù)和緩沖區(qū)數(shù)據(jù)輸入輸出等；人機(jī)接口層(MMI Interface)是外部與藍(lán)牙子系統(tǒng)進(jìn)行通信的接口，這種通信使用專門的協(xié)議，外部MMI主機(jī)通過(guò)該協(xié)議發(fā)送命令到人機(jī)接口層，人機(jī)接口層解釋收到的命令，繼而控制應(yīng)用層進(jìn)行相應(yīng)的動(dòng)作，同時(shí)應(yīng)用層也會(huì)

10、將藍(lán)牙子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)、 狀態(tài)和事件送往人機(jī)接口層,人機(jī)接口層通過(guò)該協(xié)議發(fā)送命令到外部MMI主機(jī)。應(yīng)用層接受所有來(lái)自人機(jī)接口層和藍(lán)牙管理層的事件，在一定的應(yīng)用條件約束下對(duì)接收到的事件進(jìn)行處理，并執(zhí)行相應(yīng)的動(dòng)作以控制人機(jī)接口層、藍(lán)牙管理層和語(yǔ)音管理層進(jìn)行有序工作。應(yīng)用層還負(fù)責(zé)對(duì)異常情況進(jìn)行處理，比如人機(jī)接口層收到錯(cuò)誤指令、藍(lán)牙鏈路的異常斷開(kāi)、鑒權(quán)失敗等,通過(guò)適當(dāng)?shù)腻e(cuò)誤處理機(jī)制來(lái)提高系統(tǒng)的可靠性。藍(lán)牙應(yīng)用規(guī)范規(guī)定了為實(shí)現(xiàn)某種應(yīng)用，藍(lán)牙設(shè)備應(yīng)滿足的一些技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。包括應(yīng)用特性的規(guī)定、應(yīng)用模型的定義、核心協(xié)議棧的配置、在核心協(xié)議上為實(shí)現(xiàn)特定應(yīng)用而定義的協(xié)議等。由以上結(jié)構(gòu)可以看出,通過(guò)合理配置各軟件功能模塊就

11、可以在相同硬件平臺(tái)上支持多個(gè)應(yīng)用規(guī)范。圖2是協(xié)議棧的配置情況。免提規(guī)范是通過(guò)在RFCOMM上傳送專用控制命令來(lái)實(shí)現(xiàn)的，這些命令是通用AT指令集的一個(gè)子集，同時(shí)添加了有關(guān)的專用指令。通過(guò)這些AT指令可以完成電話狀態(tài)顯示、接聽(tīng)、拒絕、掛斷、傳輸雙音多頻碼(DTMF)、遠(yuǎn)程音量控制、控制回聲抵消、噪聲抑制和語(yǔ)音識(shí)別等功能。圖2 協(xié)議棧的配置2.藍(lán)牙模塊內(nèi)部結(jié)構(gòu)及功能塊介紹WRAP THOR 2022-l包含5個(gè)功能塊：射頻補(bǔ)充控制單元部分、藍(lán)牙核心芯片組、閃存、電源管理模塊和時(shí)鐘，其系統(tǒng)框圖如圖3所示。圖3 藍(lán)牙模塊原理框圖（1）射頻補(bǔ)充控制單元根據(jù)用戶的開(kāi)發(fā)要求設(shè)置藍(lán)牙射頻發(fā)射功率等級(jí)，分別實(shí)現(xiàn)1

12、級(jí)功率100 mW(20dbm)，2級(jí)功率2.5 mW(4dbm)，3級(jí)功率l mW(0 dbm)的不同發(fā)射功率要求。藍(lán)牙射頻補(bǔ)充控制單元將由天線收到的2.4 GHz高頻信號(hào)經(jīng)帶通濾波器，低噪放大送入BlueCore02的射頻單元，同時(shí)將由BlueCore2射頻單元產(chǎn)生的2.4 GHz高頻信號(hào)送入功放，經(jīng)帶通濾波器濾波后由外接天線發(fā)射出去。射頻天線可根據(jù)用戶的需求靈活選用，本方案采用內(nèi)建隱藏方式的倒F型天線(利用PCB板材進(jìn)行天線設(shè)計(jì))。本藍(lán)牙模塊的RF引腳外接匹配阻抗為50的天線。（2）藍(lán)牙核心芯片組藍(lán)牙核心芯片組Bluecore02采用的是英國(guó)CSR公司的第二代需外置固件存儲(chǔ)器的單芯片(B

13、lueCore02-ex-ternal)，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖如圖4所示，主要包括無(wú)線收發(fā)器，基帶與邏輯鏈路控制器及對(duì)外接口電路。 圖4 藍(lán)牙芯片核心框圖無(wú)線收發(fā)器是一個(gè)工作在2.42.4835 GHzISM頻段的短距離微波頻率射頻收發(fā)器，使用GFSK調(diào)制，最大的發(fā)送或接收數(shù)據(jù)傳輸率為1 Mb/s。它能在可供使用的79個(gè)信道(24002483.5 MHz)之間快速地跳頻(1600個(gè)信道/s)，通道帶寬是1 MHz，頻率偏差在140175 kHz之間，能滿足藍(lán)牙一級(jí)操作，最大輸出功率是17 dbm，能進(jìn)行可編程功率控制。安裝天線之后，傳輸距離可達(dá)100m，符合ISM頻段的FCC和ETSI標(biāo)準(zhǔn)。該收發(fā)器

14、以Radio ASIC為基礎(chǔ)，集成了環(huán)路濾波器、壓控振蕩器(VCO)、天線濾波器、收發(fā)控制器、發(fā)送器和接收器6個(gè)操作部件?；鶐Э刂破靼ǎ何⑻幚砥?、存儲(chǔ)器、接口電路、語(yǔ)音處理電路、電源管理與時(shí)鐘電路等。微處理器是一個(gè)基于32位ARM的功能塊，它完成射頻信號(hào)處理，控制和協(xié)調(diào)各功能部件等功能。32 KB的片上RAM用于存儲(chǔ)臨時(shí)數(shù)據(jù)(保持藍(lán)牙語(yǔ)音與數(shù)據(jù)的緩沖存儲(chǔ))。外部存儲(chǔ)器驅(qū)動(dòng)部分用于與外部Flash或ROM的連接與驅(qū)動(dòng)。接口電路向外圍設(shè)備及藍(lán)牙主機(jī)提供各種通信接口，包括USB接口、SPI接口(同步串行接口用于與其他外設(shè)數(shù)字設(shè)備進(jìn)行通信或作為外部Flash的編譯和下載接口)、UART口和PCM口(

15、用于與外接數(shù)字音頻信號(hào)之間的匹配，可以直接接入PCM格式的音頻數(shù)字信號(hào))。（3）閃存閃存以二進(jìn)制代碼的格式存放藍(lán)牙固件，可與基帶控制器交換數(shù)據(jù)地址和控制信號(hào)。藍(lán)牙固件包括射頻和基帶各層協(xié)議及接口應(yīng)用程序。本藍(lán)牙模塊默認(rèn)的軟件協(xié)議棧為RFCOMM Stack，其協(xié)議?？驁D如圖3所示。圖5 藍(lán)牙模塊軟件協(xié)議棧（基于RFCOMM）其中，藍(lán)牙基帶與鏈路控制器協(xié)議(LC)處理與高層協(xié)議數(shù)據(jù)的協(xié)議轉(zhuǎn)換，將來(lái)自高層協(xié)議的數(shù)據(jù)進(jìn)行信道編碼，向下傳給射頻進(jìn)行發(fā)送；接收數(shù)據(jù)時(shí)，射頻將經(jīng)過(guò)解調(diào)恢復(fù)空中數(shù)據(jù)并上傳給基帶，基帶再對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行信道解碼，向高層傳輸。鏈路管理器實(shí)現(xiàn)了鏈路管理協(xié)議(LMP)，負(fù)責(zé)處理底層鏈路控制

16、。每個(gè)藍(lán)牙設(shè)備都可以通過(guò)LMP與另一個(gè)藍(lán)牙設(shè)備的鏈路管理器進(jìn)行點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的通信。邏輯鏈路控制與適配協(xié)議(L2CAP)為高層協(xié)議與底層協(xié)議之間不同長(zhǎng)度PDU(協(xié)議數(shù)據(jù)單元)的傳輸建立一條橋梁，并且為較高的協(xié)議層屏蔽低層傳輸?shù)奶匦?。串口仿真協(xié)議(RFCOMM)為串行電纜連接方式的替代提供接口環(huán)境?；谶@種方式的軟件協(xié)議棧，將藍(lán)牙協(xié)議棧高至RFCOMM層的軟件協(xié)議都嵌入到主機(jī)控制器，從而大大減少主機(jī)一方軟件開(kāi)發(fā)的工作量。相對(duì)于傳統(tǒng)基于HCI層的軟件協(xié)議棧，該方式給藍(lán)牙應(yīng)用開(kāi)發(fā)工程師帶來(lái)了極大的便利條件。微處理器和固件一起構(gòu)成了整個(gè)藍(lán)牙芯片的核心，稱為藍(lán)牙引擎。（4）電源管理模塊該模塊提供芯片所需電源。V

17、cc的典型值是3.3V。（5）時(shí)鐘該模塊內(nèi)置16 MHz的時(shí)鐘。時(shí)鐘由一個(gè)晶體振蕩器產(chǎn)生，保證定時(shí)精度在20×10-6之內(nèi)。3.芯片接口和主要引腳介紹BLUEGIGA2022-1與主機(jī)或其他設(shè)備互聯(lián)時(shí)，有三種接口方式。（1）USB接口BLUEGIGA2022-l的USB接口符合USBl.1規(guī)范，雙向端口USB_D+&USB_D-，數(shù)據(jù)傳輸可達(dá)12 Mbps。當(dāng)使用USB接口與主機(jī)通信時(shí)，BLUEGIGA2022-l是一個(gè)USB從設(shè)備。與該接口有關(guān)的引腳有： USB_D+(BI)& USB_D-(B2)用于數(shù)據(jù)傳輸； USB_ON&GND用于與筆記本電腦互聯(lián)，可

18、用來(lái)控制筆記本電腦的狀態(tài)，當(dāng)主機(jī)處于掉電模式時(shí)，如果藍(lán)牙設(shè)備收到建立連接的請(qǐng)求，USB_ON信號(hào)就會(huì)“喚醒”主機(jī)，主機(jī)可通過(guò)GND信號(hào)指示自己處于“掛起”模式。（2）UART接口BLUEGIGA2022-l的UART接口符合工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)16C450，支持以下波特率(單位為b/s)：1200、2400、4800、9600、19200、38400、57600、76800、l15200、230400、460800、921600和1382400。使用PSTOOL設(shè)置軟件(通過(guò)SPl口與PC機(jī)相連)可改變UART接口的波特率。（3）PCM語(yǔ)音口標(biāo)準(zhǔn)的PCM語(yǔ)音接口采樣速率為8 kHz。語(yǔ)音編碼方式可采用CV

19、SD(連續(xù)可變斜率增量調(diào)制)、律(8位)或A律(8位)?？紤]到編碼的健壯性，應(yīng)優(yōu)先選擇CVSD。與PCM語(yǔ)音接口有關(guān)的引腳信號(hào)有： PCM_SYNC設(shè)置PCM數(shù)據(jù)的采樣速率； PCM_CLK設(shè)置PCM數(shù)據(jù)的傳輸速率，該模式支持主控方式與從方式，在主方式條件下，藍(lán)牙模塊產(chǎn)生128 kHz、256 kHz和512 kHz三種時(shí)鐘信號(hào)，可由PSTO01。進(jìn)行設(shè)置； PCM_0UT&PCM_IN接收或發(fā)送語(yǔ)音編碼信號(hào)。4.藍(lán)牙車載免提系統(tǒng)簡(jiǎn)介語(yǔ)音通信是藍(lán)牙技術(shù)應(yīng)用的一個(gè)重要方面。SIG為各種應(yīng)用藍(lán)牙技術(shù)的產(chǎn)品制定了相應(yīng)的應(yīng)用框架，其中，音頻應(yīng)用框架中的頭戴式設(shè)備框架和免提應(yīng)用框架是基于通用訪問(wèn)

20、框架(GAP)中的串口應(yīng)用框架(SPP)。頭戴式設(shè)備框架定義了執(zhí)行耳機(jī)功能的藍(lán)牙設(shè)備所使用的協(xié)議和過(guò)程，這類設(shè)備常見(jiàn)的有耳機(jī)、個(gè)人電腦和蜂窩電話。免提應(yīng)用框架定義了車載免提設(shè)備的實(shí)現(xiàn)要求，該設(shè)備可以和藍(lán)牙手機(jī)通過(guò)語(yǔ)音控制實(shí)現(xiàn)撥打和接聽(tīng)電話功能。下面介紹基于免提應(yīng)用框架的藍(lán)牙語(yǔ)音系統(tǒng)。本套系統(tǒng)利用BLUEGIGA2022-l藍(lán)牙模塊，開(kāi)發(fā)了一套藍(lán)牙車載免提系統(tǒng)，它能使現(xiàn)有的各種不具備藍(lán)牙功能的通信設(shè)備(手機(jī)或固定電話)或者支持藍(lán)牙免提功能的手機(jī)與藍(lán)牙免提耳麥之間進(jìn)行無(wú)線語(yǔ)音傳輸，從而實(shí)現(xiàn)藍(lán)牙技術(shù)向現(xiàn)有設(shè)備的后向兼容。（1）免提應(yīng)用框架正在駕駛汽車時(shí)手機(jī)響，此時(shí)又不能騰出手接電話，藍(lán)牙免提應(yīng)用框架

21、(Hand Free Profile，HFP)提供了對(duì)這個(gè)問(wèn)題的一種解決方案，您可以用語(yǔ)音控制車內(nèi)的藍(lán)牙免提設(shè)備來(lái)完成和藍(lán)牙手機(jī)的通信。免提應(yīng)用框架(HFP)與電話控制二進(jìn)制(TCS-Bi-nary)協(xié)議無(wú)關(guān)，只要通過(guò)在藍(lán)牙串口仿真協(xié)議(RF-cOMM)層傳輸AT電話控制指令，就能夠?qū)崿F(xiàn)藍(lán)牙免提設(shè)備的全部功能。該系統(tǒng)由藍(lán)牙適配器和藍(lán)牙免提耳麥兩部分構(gòu)成。若用戶的手機(jī)不具備藍(lán)牙功能，則可將藍(lán)牙適配器與現(xiàn)有的通信設(shè)備(手機(jī))相連，實(shí)現(xiàn)藍(lán)牙與手機(jī)之間的信號(hào)轉(zhuǎn)換。由手機(jī)上的音頻口將音頻信號(hào)提取出來(lái)，并利用手機(jī)中主通信模塊上的AT指令接口與藍(lán)牙模塊進(jìn)行通信。藍(lán)牙免提上有PTT按鈕，用于接聽(tīng)和掛斷來(lái)電。藍(lán)

22、牙適配器(或用戶自帶支持免提功能的藍(lán)牙手機(jī))和藍(lán)牙免提彼此之間可建立藍(lán)牙無(wú)線鏈路，用于傳輸語(yǔ)音、數(shù)據(jù)或控制信號(hào)。系統(tǒng)工作流程如下：呼人(Incoming Call)即下行鏈路，指的是由蜂窩網(wǎng)發(fā)起的到音頻網(wǎng)關(guān)的呼叫連接；呼出(Outgoing Call)即上行鏈路，指的是由音頻網(wǎng)關(guān)發(fā)起的到蜂窩網(wǎng)的呼叫連接。藍(lán)牙適配器和免提單元既可以作為主方也可以作為從方，上電后雙方都可以自如的發(fā)起語(yǔ)音鏈接，搜索周圍的藍(lán)牙設(shè)備。如果周圍存在藍(lán)牙設(shè)備，則主方會(huì)發(fā)起連接請(qǐng)求，與之建立藍(lán)牙數(shù)據(jù)連接，當(dāng)有來(lái)電或有電話撥出時(shí)，若從方?jīng)Q定接通通話，則由主方建立與從方之間的語(yǔ)音鏈路(SCO鏈路)，并進(jìn)入通話狀態(tài)。對(duì)于支持免提功

23、能的藍(lán)牙手機(jī)而言，其自身應(yīng)具有錄音存儲(chǔ)功能(內(nèi)置語(yǔ)音識(shí)別芯片)。使用該功能時(shí)，存儲(chǔ)一段錄音與一個(gè)號(hào)碼相對(duì)應(yīng)，在免提端進(jìn)行VOlCE DAIL-UP時(shí),只是傳輸一段語(yǔ)音，音頻網(wǎng)關(guān)一端的語(yǔ)音識(shí)別芯片去匹配這段錄音，經(jīng)過(guò)學(xué)習(xí)和識(shí)別后找到對(duì)應(yīng)預(yù)先設(shè)置的號(hào)碼，再通過(guò)語(yǔ)音識(shí)別芯片的I0口撥出去(與手動(dòng)電話撥號(hào)類似)。從而實(shí)現(xiàn)用語(yǔ)音控制車內(nèi)的藍(lán)牙免提設(shè)備來(lái)完成和藍(lán)牙手機(jī)的通信過(guò)程。（2）硬件電路藍(lán)牙免提的硬件結(jié)構(gòu)電路框圖如圖6所示，其主要分為以下幾個(gè)部分。 藍(lán)牙模塊。包括BLUEGIGA點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)藍(lán)牙芯片和倒F天線。芯片實(shí)現(xiàn)藍(lán)牙通信的核心功能。 F1ash模塊。采用一個(gè)8 MB的閃存完成系統(tǒng)的初始化，藍(lán)牙通信

24、鏈路的建立和監(jiān)測(cè)手機(jī)來(lái)電等功能。該模塊采用并行方式擴(kuò)展型號(hào)為MBM29LV800BA-90PBT的Flash存儲(chǔ)器。 控制按鈕與信號(hào)燈用戶接口電路?？刂瓢粹o包括掛接電話鍵，音量控制鍵等。 回音與噪聲消除電路。該電路采用0KI MSM7731-2芯片，既消除了由于用戶端的麥克風(fēng)與喇叭距離過(guò)近造成的回音問(wèn)題，又可以降低在汽車行駛環(huán)境下由于路況和周圍環(huán)境造成的干擾。 音頻功率放大器。該電路采用飛利浦TPAl519C芯片，該芯片為11W雙信道B類音頻功率放大器。用以驅(qū)動(dòng)一個(gè)8 /2w的喇叭。 汽車音響與免提喇叭的切換電路。采用繼電器進(jìn)行硬件切換，由BlueCore2-External進(jìn)行軟件切換信號(hào)控制。圖6 藍(lán)牙免提硬件電路圖當(dāng)用戶的手機(jī)或固定電話不支持藍(lán)牙功能時(shí)，提供了藍(lán)牙適配器解決方案(即語(yǔ)音網(wǎng)關(guān)EAG)，可在手機(jī)或話機(jī)開(kāi)發(fā)公司的支持下實(shí)現(xiàn)與手機(jī)或話機(jī)接口的無(wú)縫連接。圖7為藍(lán)牙語(yǔ)音網(wǎng)關(guān)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖。圖7 藍(lán)牙語(yǔ)音網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖（3）軟件設(shè)計(jì)軟件設(shè)計(jì)采用虛擬設(shè)備(VirtuaI Machine)軟件協(xié)