Las nuevas tecnologías de comunicación: WiFi, Bluetooth e Internet; están entrando en manera siempre más preponderante en el contexto automotriz. Al día de hoy las necesidades de comunicación dentro de un vehículo son mucho mayores.

Era de esperar que con el actual crecimiento de la conectividad móvil y su integración en ámbitos hasta hace pocos años impensables, el sector automotriz tarde o temprano acabaría incorporando la tecnología de comunicación en sus productos con el objetivo de salvar vidas, pero también como estímulo para impulsar una nueva gama de aplicaciones y servicios que ayuden a la demanda de movilidad actual.

Bluetooth es un estándar de la industria para la comunicación de dispositivos móviles multimedia, como el sistema de sonido de un carro, celulares, audífonos, PDA (Personal Digital Assistant), equipo PC, entre otros. Implica transmisión de datos entre terminales portables y transmisión inalámbrica de señales de audio y video para entretenimiento e información.

En los vehículos, Bluetooth hace posible sincronizar la agenda de contactos para que el conductor no tenga que escribir manualmente el número de teléfono, contestar llamadas y escucharlas a través de las bocinas del automóvil. Además, permite escuchar el radio a través de audífonos, escuchar la música que tienes en el celular o controlar el sistema de sonido del automóvil usando un PDA.

Aunque el Bluetooth es usado mayormente para la transferencia de datos en el área multimedia, esta tecnología puede ser usada para propósitos de diagnóstico y servicio.

Bluetooth opera en la banda 2.4 GHz ISM (Industrial Scientific Medicine), la cual está disponible en todo el mundo con licencia gratuita. Por esta razón, existe la posibilidad de interferencia con ondas de microondas u otros aparatos que usen la misma frecuencia.

Bluetooth divide la banda de 2.4 GHz en 79 canales en intervalos de 1 MHz. La introducción del salto de frecuencia adaptable (AFH) en la especificación Bluetooth 1.2 incrementó la resistencia a interferencias.

Además, usa el método de modulación por desplazamiento de frecuencia gaussiana. Esto es usado para incrementar la tasa de bits de 1 Mbit/s (727 kBit/s neto) a 2 Mbit/s (1446 kBit/s neto.

Existen diferentes clases de Bluetooth de acuerdo a su capacidad de potencia:

Bluetooth permite la configuración automática de redes. Esto significa que dos o más dispositivos son capaces de formar una red aún sin conocimiento previo del otro dispositivo. Bluetooth está basado en el principio maestro-esclavo. En principio, cualquier dispositivo puede ser maestro o esclavo.  El maestro es un dispositivo especial que coordina la comunicación entre dispositivos.

Una red de dispositivos Bluetooth es conocida como piconet o picored. Para estos dispositivos, existen dos roles: maestro o esclavo. Esto se decide hasta que la comunicación es establecida. Un dispositivo inicia una piconet y transmite su ID y el valor de su reloj interno; se convierte en maestro.

Figura 1. A la izquierda el esquema de una red piconet. A la derecha la función de puente de un dispositivo Bluetooth entre dos redes piconet. De: Bosch, R. (2013). Bosch Automotive Electrics and Automotive Electronics. Systems and Components, Networking and Hybrid Drive (5ªed.). Alemania: Springer.

La primera etapa en la creación de una piconet involucra al maestro potencial buscar otros dispositivos dentro de su rango. Los dispositivos que desean entrar en comunicación responden con un mensaje de consulta. Al final de éste está disponible la información de todos los dispositivos dispuestos a comunicarse.

El maestro ahora es capaz de dirigirse a un dispositivo en específico por medio de una secuencia especial de comunicación, conocido como paging, es un proceso donde una conexión fija es establecida entre el maestro y el esclavo. El esclavo contiene toda la información que necesita sincronizar con el maestro.

Un maestro es capaz de administrar hasta siete esclavos activos. Cada esclavo activo recibe una dirección activa de miembro (AMA) compuesta por 3 bits. Los dispositivos activos pueden enviar información o simplemente permanecer conectados.

En una piconet, sólo un esclavo es capaz de comunicarse con el maestro simultáneamente. Cuando más esclavos entran a la red, la transferencia de datos por dispositivos disminuye rápidamente. Para esto, se usa una scatternet. Éstas consisten hasta de diez piconets en donde las individuales se sobreponen parcialmente. De esta manera, es posible establecer redes más grandes en la que todos los usuarios puedan conectarse uno a otro. Un dispositivo que está asignado a dos piconets en un scatternet debe sincronizarse a la red con la cual desea comunicarse. No puede permanecer conectada a ambas redes al mismo tiempo.

El maestro también puede abandonar la piconet y convertirse en esclavo de otra. Sin embargo, no puede convertirse en maestro de una segunda piconet.

Bluetooth permite tanto canales de datos de conmutación de circuitos, como conmutación de paquetes. Para la primera, ofrece un link de conexión síncrona (SCO), y un ACL (Asynchronous Connectionless Link) para la segunda.

Entre dos dispositivos Bluetooth, solo pude haber un link ACL, pero puede haber hasta tres links SCO. Los links ACL son el fundamento para la transferencia de datos.

Un paquete de datos de Bluetooth puede incluir  tres campos:

El paquete empieza con el código de acceso. Si es seguido por un encabezado, el código de acceso tiene una longitud de 72 bits, de otra manera tiene una longitud de 68 bits. El código de acceso es usado para la sincronización e identificación de una piconet, para el sondeo y llamada de dispositivos.

Existen tres diferentes tipos de códigos de acceso:

El encabezado del paquete de Bluetooth tiene una longitud de 54 bits y contiene información acerca del link. Está formado por los campos de dirección, tipo de paquete, control de flujo, monitoreo de error y comprobación.

La carga (payload) de un paquete de Bluetooth puede ser de hasta 341 bytes. Consiste de tres segmentos: el encabezado de la carga, la carga y en algunas circunstancias, el verificador o checksum.

El avance tecnológico permite hoy en día disponer de conectividad avanzada en el vehículo. Un ejemplo de esta tendencia es el In-Car Internet o Internet en el vehículo.

Imagen obtenida de http://www.elpais.com.uy. Sólo para fines educativos.

La mayoría de los sistemas de Internet en el vehículo utilizan la red de telefonía móvil para proporcionar sus servicios. El principio de funcionamiento consiste en un router inalámbrico (WiFi) conectado con un módem GSM. La conexión a Internet se puede compartir también a través de Ethernet o USB. Los servicios de In-Car Internet han existido comercialmente desde el 2008 en los vehículos de lujo.

Internet en el vehículo es una característica cada vez más popular en los automóviles de todas las categorías. De acuerdo con un estudio realizado por el investigador de mercado Invensity, para el año 2015, todos los automóviles de nueva construcción en Europa estarán equipados con conexión a Internet. Esta funcionalidad está limitada por factores relacionados con el acceso a la red móvil GSM, 3G o 4G, por ejemplo, la cobertura y el costo del servicio.

Una alternativa al módem GSM que se está abriendo el paso consiste en utilizar la conexión internet de un smartphone. General Motors, BMW, Mini y otros fabricantes de automóviles han desarrollado sus propias aplicaciones personalizadas. Esto significa que una vez que el conductor instale la aplicación en su smartphone y al mismo tiempo se conecte el dispositivo con el vehículo (a través de una conexión Bluetooth, por ejemplo), el automóvil muestra un conjunto predefinido de aplicaciones en el sistema de información y entretenimiento del automóvil.

Típicamente estas funciones aparecen en un monitor de tablero de instrumentos y se pueden controlar mediante la manipulación de botones en una consola central o tocando áreas en una pantalla táctil.

Por ejemplo, un teléfono equipado con Entune, una aplicación de Toyota para internet en el vehículo, permite a los conductores acceder a varios servicios:

Por ejemplo, se está haciendo muy famoso el servicio de streaming de radio personalizada Pandora.

El futuro de la conectividad a Internet en el automóvil está lleno de posibilidades interesantes. Por ejemplo, Ford está desarrollando aplicaciones para su sistema Sync para controlar los niveles de azúcar en la sangre de los conductores diabéticos evitando situaciones de riesgo. Hay aplicaciones en desarrollo que procesan los datos sobre la posición de un conductor y ofrecen anuncios y promociones basadas en la ubicación.

En el área de San Francisco Bay, la aplicación inteligente de viajeros de IBM recopila datos acerca de los hábitos de conducción del usuario, mide el flujo de tráfico en tiempo real, y utiliza un algoritmo para hacer predicciones acerca de la congestión para ayudar a los conductores a planear sus viajes al trabajo. Este es un acontecimiento puntual, sin embargo, desde el 2009, el programa del Departamento de Sistemas de Transporte Inteligente de Transporte de EE.UU. ha estado investigando la manera de desarrollar un sistema de transporte más eficiente, utilizando los vehículos conectados y la infraestructura para reducir los problemas generalizados, como la congestión, los accidentes y las emisiones de carbono.

Los vehículos equipados con Internet podrían ayudar a crear una experiencia de conducción más segura, sin embargo, no todos piensan de esta forma. Un riesgo es la conducción distraída, definido como cualquier actividad que se enfoque en conducir fuera de la carretera y que podría conducir a un aumento del riesgo de un choque.

Según las estadísticas del Departamento de Transporte de los EE.UU., para el año 2009, 5.474 personas murieron y alrededor de 448.000 heridos en accidentes automovilísticos que involucraban conducción distraída. Los críticos temen que los conductores que van en línea crean riesgos comparables o superiores a los de los teléfonos celulares y otras distracciones comunes.

La tecnología permite integrar los comandos de voz para que el vehículo responda a las solicitudes del conductor, así como la conversión de texto a voz para leer mensajes de correo electrónico, actualizaciones de Twitter a través de los altavoces del vehículo. Cabe destacar que todavía no hay leyes que regulan estos sistemas.

La distracción del conductor no es el único problema. Automóviles conectados también podrían ser vulnerables a los virus, malware y hackers, al igual que los ordenadores convencionales.

En 2010, un exempleado de concesionario de automóviles de Texas saboteó más de 100 automóviles conectados a un sistema basado en la web destinado a recordar a los conductores de los pagos atrasados. En 2011, los investigadores de la Universidad de California en San Diego y de la Universidad de Washington revelaron que habían explotado los fallos de seguridad en un automóvil conectado sin nombre y tomó el control de su motor.

Si bien estos episodios plantean muchos problemas de seguridad, los fabricantes dicen que hay salvaguardas que pueden proteger a los automóviles, tales como la separación de los sistemas de información y entretenimiento de los sistemas que controlan las funciones básicas del vehículo.

Anteriormente era impensable tener un automóvil con conectividad, sin embargo, la tecnología se ha desarrollado tanto que al día de hoy existen autos con aplicaciones de Bluetooth y geolocalizadores, que se conectan por medio de Internet.

Revisa a continuación el Checkpoint: