基于蓝牙技术的汽车驾驶盘控制系统

介绍了一种基于蓝牙技术的方向盘控制系统设计方案。利用蓝牙传输技术实现汽车方向盘面板开关电子化优化设计，克服传统驾驶过程中需要低头找开关的弊端，使得大部分操作在方向盘上实现，汽车驾驶更便捷。控制系统采用基于BC219159 蓝牙芯片的蓝牙模块；主控设备以STC89LE516 为控制器，将驾驶盘上按钮的信号采集并处理后送入蓝牙芯片进行无线发送；从控设备蓝牙模块接收到主控设备的信号后，从控芯片STC89C516 根据不同的信号发送相应的指令通过CAN 总线控制车内的空调、音响、定速巡航、车灯四大系统的使用，同时连接液晶显示屏，可方便驾驶者操控各种设备。本系统利用PWM 的方式控制每种功能的强弱调控，减少硬件成本。测试表明，此系统具有成本低、可靠性好、安全性高和通用性强等优点。

1 引言

高科技应用改变了人的生活，汽车作为基本的运载工具的同时人们更希望汽车的驾驶操作更加简单方便，而且在车内能及时与外界进行信息沟通与交流。

蓝牙技术可为实现这种新型汽车电子信息系统提供技术支撑，利用蓝牙技术可以将汽车上的各种电子设备以无线的方式连成一体，形成"车域网"，这些设备包括汽车电气控制设备、音响和视频设备、车辆定位与监控设备、各种传感器及其控制系统、车辆保安系统和车辆导航系统等。

蓝牙作为一种新型短距离无线扩频通信技术，具有体积小、功耗低、开放性和互操作性等特点。与传统的以电缆和红外方式传输数据相比，具有以下优点：

（1）抗干扰能力强；无线上网的手提电脑、手机等各种具有无线通信功能的电子设备工作时，对车内的其它电子设备存在大量的电磁干扰。蓝牙技术具有快速确认和跳频方案以确保链路稳定的特点。它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不断地从一个信道"跳"到另外一个信道，只有收发双方是按这个规律进行通信的，从而避开干扰；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宽成百倍扩展成宽频带，使干扰可能的影响变成很小。（2）不需信号线的连接，减少成本，缩小所占空间。（3）具有电磁波的基本特性，有较大的功率，可以增加传送距离，而且没有角度及方向性的限制，具有穿墙性，可在物体之间反射、绕射。（4）功耗非常低，能同时连接许多元件，传输速度快。

本文介绍的基于蓝牙技术的驾驶盘控制系统，采用有线与无线相结合的网络方案构成整个控制系统。

2 系统方案设计

本系统通过安装在驾驶盘上的按钮实现车内定速巡航、音响、车内空气环境、前大灯照明等控制功能。

控制系统基于蓝牙技术设计，其硬件组成主要包括蓝牙主控设备和蓝牙从控设备两大部分。主控设备通过ZLG7289 采集按键信号， 然后送入微处理器STC89LE516 中处理，微处理器根据不同的按键信号发送相应的指令和数据至蓝牙模块BC219159B 中，蓝牙模块通过无线网络在主、从控设备的蓝牙模块之间建立链接后传递指令和数据，从控设备的微处理器根据相应的信号发送不同的指令和数据至CAN 总线上，连接在CAN 总线上的其它车载系统根据指令实现相关功能，LCD 显示各种功能状态。蓝牙主控与从控设备硬件框图分别如图1 与图2 所示。

图1 蓝牙主控设备硬件框图。

图2 蓝牙从控设备硬件框图。

3 系统硬件设计

3.1 主控设备硬件设计

3.1.1 按钮部分

按钮位置示意如图3 所示分为4 个区，每区4 个按钮。为使操作舒适简洁，采用一键多功能来减少硬件设备和简化操作，驾驶盘上设定16 个功能按钮。

图3 驾驶盘按钮位置分布图。

功能描述：1 号键是定速巡航开关按钮，按一下1号键进入定速巡航控制，按2 号键进入设定或重设功能，3 号和4 号键为上下选项移动键，再按1 号键退出定速巡航；5 号键是音响系统启动关闭键，并可切换FM/CD 模式，根据按键次数选择（开启→FM→CD→关闭），6 号键为节目选择键，同样根据按键次数选择相关项，7、8 号键为音量调节键；9 号键为空调启动关闭键，10 键为温度模式切换键，11、12 号键为温度调节键；13 号键为远近灯开关控制键，14 号键为雾灯开关控制键，15、16 号键为前大灯强弱调节按键。

3.1.2 按键信号处理模块

按键信号处理采用键盘扫描管理芯片ZLG7289 实现。ZLG7289 采用SPI 串行总线与微处理器通讯，/CS、CLK、DIO 分别与微处理器三个I/O 引脚相连，KEY与/INT0 相连，串行数据从DATA 引脚送入芯片，并由CLK 端同步。当有键被按下和片选信号变为低电平后，DATA 引脚上的数据在CLK 引脚上升沿被写入ZLG7289 的缓冲寄存器，并且只有当/INT0 引脚出现下降沿时才允许读取按键值。