沈陸垚 周劍濤

摘 要：該方案基于藍牙的汽車物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，以藍牙遙控為切入點，進一步研究和開發(fā)藍牙潛在的拓展運用。充分運用傳感器技術(shù)，實時監(jiān)控駕駛者體征和汽車行駛情況；結(jié)合車載語音識別技術(shù)，便攜設(shè)備與車載終端連為一體，駕駛者通過語音就可以操作車輛；車載終端和手機信號之間的迅速切換，駕駛者只需通過藍牙耳機接聽電話。另外，將模塊化的設(shè)計理念融入到車載藍牙系統(tǒng)的設(shè)計中，使得每個模塊相互配合，大大提高了系統(tǒng)的可靠性和經(jīng)濟性。

關(guān)鍵詞：語音控制 安全保障 藍牙 車用系統(tǒng) 模塊化

中圖分類號：TP273 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2016）02（b）-0007-02

隨著信息產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，簡單的控制操作機器已經(jīng)不能滿足人類的欲望，利用語音識別技術(shù)讓機器理解人類的語言，以及實現(xiàn)人機交互成為新的研究內(nèi)容。對用戶來說，這種人機交互的方式當是最自然的一種方式。同時，使人們在車內(nèi)的時間也可以產(chǎn)生許多的綜合效益，將成為未來汽車廠商競爭的焦點。依靠大量物理按鈕的傳統(tǒng)車載終端無疑分散了駕駛者的注意力，非常危險。在這種情況下，語音識別技術(shù)被日漸應(yīng)用在汽車上來實現(xiàn)一些智能操作。使車主“只動嘴不動手”的車載語音識別技術(shù)將是一個非常有效的解決方案。

基于此，筆者創(chuàng)造性地提出基于QNX的車機藍牙無線監(jiān)控系統(tǒng)，運用模塊化的設(shè)計理念，采用藍牙短距離無線傳輸技術(shù)、體征監(jiān)測技術(shù)和語音識別技術(shù)，完成駕駛員與車載終端的無線交互。該方案不僅增強用戶操控的便捷性，對于提升汽車品牌人性化方面和行車安全系數(shù)也具有極其重要的意義。

1 方案介紹

1.1 人機交互模塊

該模塊以藍牙耳機為載體向車載終端發(fā)送請求命令，或主動接收推送信息，以實時監(jiān)測和顯示車輛的運行狀態(tài)參數(shù)。方案采用基于Multi-agent、面向任務(wù)的人機交互框架。將人的命令通過人機交互模塊，轉(zhuǎn)換為汽車ECU控制的信號，使人與車和諧統(tǒng)一起來。藍牙是實現(xiàn)無線通信的硬件基礎(chǔ)。該方案采用的是ROK101007/1模塊，支持USB、UART和IIC，具有聲音和數(shù)據(jù)傳輸功能，符合藍牙1.1版本并通過了FCC/ETST認證。

1.2 傳感器模塊

該方案采用的是MEMS傳感器與光纖光柵傳感器相結(jié)合的傳感器監(jiān)測技術(shù)。MEMS傳感器是采用微電子和微機械加工技術(shù)制造出來的新型傳感器，將微電子技術(shù)和精密機械加工技術(shù)融合在一起，實現(xiàn)微電子與機械系統(tǒng)的一體化，其體積和能耗小，可實現(xiàn)許多全新的功能，便于大批量和高精度生產(chǎn)，單件成本低，易構(gòu)成大規(guī)模和多功能陣列。光纖布拉格光柵傳感器的傳感信號為波長調(diào)制，測量信號不受光源起伏、光纖彎曲損耗等的影響，是實時生命體征監(jiān)測系統(tǒng)的理想選擇。

根據(jù)兩種傳感器的特點，在駕駛座椅背上安裝光纖光柵傳感器，用以對駕駛者進行生命體征的實時監(jiān)測。在汽車中控方向盤、底盤安裝MEMS傳感器，對汽車行駛狀況進行監(jiān)測并及時反饋?？梢哉f，該模塊給駕駛者和車輛提供了全面的保護，大大增加了行車的安全性。

1.3 語音識別模塊

識別系統(tǒng)本身由訓練和識別兩個部分組成：訓練就是建模的過程，預先分析出語音特征參數(shù)，制作成語音模板存放在語音參數(shù)庫中；識別過程就是把得到的語音參數(shù)通過處理與庫中已知參數(shù)模板作對比，采用判決方法找到最接近語音特征的模板，就可得到識別結(jié)果。這一過程由固定在車載終端中的微型計算機實現(xiàn)，計算機中存儲有語音數(shù)據(jù)庫，并可以對聲音信號進行處理。

鑒于語音識別技術(shù)還不夠成熟，同時駕駛環(huán)境復雜，這個模塊多用于對駕駛者對汽車非的駕駛性操作，不僅使駕駛更加智能高效，還可以大大減少非駕駛性操作對駕駛者的影響，使駕駛者更能全身心投入到駕駛中，極大地避免了安全事故的發(fā)生。

1.4 信號切換模塊

該模塊完全通過藍牙、車載終端和手機之間的信號傳遞實現(xiàn)，通過按下藍牙耳機上的控制按鈕，藍牙會向車載終端發(fā)送斷開連接的請求，車載終端在接收到信號后自動斷開與藍牙耳機的連接，同時內(nèi)部的智能連接系統(tǒng)控制駕駛者的手機與藍牙耳機建立連接，此時駕駛者便可以實現(xiàn)對手機的語音操控。這一模塊完全虛擬化數(shù)字化，體現(xiàn)了未來駕駛操作的數(shù)字化發(fā)展方向。

2 工作流程簡介

此方案采用模塊化的工作方式。布置在汽車座椅后背的光纖光柵傳感器對駕駛員的身體狀況進行實時監(jiān)測，布置在汽車中控方向盤、底盤的MEMS傳感器對汽車行駛狀況進行實時監(jiān)測。駕駛員通過車內(nèi)藍牙耳機和人機交互系統(tǒng)進行信息處理對汽車實行語音控制。

2.1 駕駛者體征及汽車行駛監(jiān)測

通過安裝在座椅后背上的光纖光柵傳感器，車載系統(tǒng)可以在行車過程中實時監(jiān)控駕駛者的呼吸、血流、心跳等生命體征，當駕駛員在行車過程中其數(shù)值達到監(jiān)測臨界時，車載系統(tǒng)會通過車載音響語音提示+座椅震動提醒駕駛員生命體征出現(xiàn)問題，需停車休息。若此時還沒有剎車，車載系統(tǒng)會自動對汽車進行制動，直至駕駛者的生命體征恢復正常。

通過安裝在汽車中控方向盤、底盤的MEMS傳感器，車載系統(tǒng)可以對汽車行駛狀況進行監(jiān)測，當汽車在行駛過程中出現(xiàn)異常時傳感器會迅速將信息傳遞給車載系統(tǒng)，并通過顯示屏報警。通過存儲在系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中的錯誤應(yīng)對方案，顯示屏上會同時提供駕駛者幾條解決建議，駕駛者可通過反饋的信息自行處理。

2.2 藍牙語音智能控制

通過藍牙耳機，駕駛者可以建立與車載系統(tǒng)之間的無線連接，并且同時啟動語音識別模塊，從而通過語音指令代替?zhèn)鹘y(tǒng)的手動操控，實現(xiàn)開關(guān)空調(diào)、開關(guān)音樂、開關(guān)窗戶頂棚等非駕駛性操作，保證駕駛者坐在座位上只需對著話筒，按需要發(fā)出語音指令，就可以實現(xiàn)對系統(tǒng)的語音控制，而駕駛員的注意力仍能專心駕駛，提高駕駛樂趣的同時保證了安全性。

2.3 來電無線接聽

該方案通過信號切換模塊，使得通過藍牙接聽來電與語音控制車載系統(tǒng)得以共存，當有電話來時，駕駛者通過按下藍牙耳機上的控制按鈕，來進行車載終端和手機等移動設(shè)備的信號切換，便可以無線接聽電話，免去了傳統(tǒng)接聽電話時需要一只手拿手機的麻煩。當電話掛斷時，駕駛者可以選擇再次按下控制按鈕恢復與車載終端的信號連接，也可以保持與手機的信號連接，通過Siri系統(tǒng)來語音控制手機。

2.4 附加功能

2.4.1 車輛自鎖及防盜功能

本功能實現(xiàn)攜帶藍牙耳機的駕駛員在離開車一定距離后，車載終端接受不到藍牙信號，車輛會自行落鎖，避免忘記關(guān)鎖，從而有效防盜。

2.4.2 車輛位置監(jiān)控

該功能建立在車載GPS系統(tǒng)、藍牙信號傳輸與其云同步的APP相結(jié)合的基礎(chǔ)上，駕駛者可通過手機上的配套APP查看汽車所在位置及汽車與人距離的，方便駕駛者在車海中找到自己的愛車。

2.4.3 一鍵求救

該功能是在與120求救系統(tǒng)互聯(lián)的前提下，車主可在車輛或人發(fā)生事故或不適時按下藍牙耳機上的求救按鈕，車載系統(tǒng)接收到藍牙信號后向120急救中心發(fā)出求救。

參考文獻

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