基于CarLife协议的车机手机互联方案研究与实现

发布时间：2020-04-02 05:27

【摘要】：随着城市化的快速发展,私家车的数量持续增加,车载信息娱乐系统也将得到越来越多的关注。但是其使用的过程中,用户一致反馈车载系统难用,而手机操作方便、好用。因此车机手机互联方案成为解决现有问题的最佳方案之一。目前主流的车机手机互联方案包括mirrorlink、Android Auto以CarPlay,但是这些方案有着兼容性不足、同步延时较高等问题。因此为弥补现有方案中的这些问题,本文研究并实现一种基于百度CarLife协议的跨平台车机手机互联方案。本文的主要研究内容如下:(1)分析国内外车机手机互联方案的发展以及研究现状,分析目前车机手机互联方案存在的问题,在此基础上研究并实现一种跨平台的车机手机互联方案,主要是车机端CarLife软件的方案,其中驱动层和传输层的研究以及实现是本文的工作重难点所在。(2)针对车机与Android手机的互联,本文研究并实现一种基于ADB通信协议的连接方式,此方式的好处在于手机侧不需要特定的USB驱动,例如Remote NDIS、USB CDC/ECM、USB CDC/NCM等就可以实现设备间基于TCP的socket数据传输。同时为控制连接流程,设计连接的状态机来处理连接过程中可能发生的异常。(3)针对车机与iOS手机的互联,本文研究并实现一种基于EAP协议的连接方式,此方式相对于苹果的CarPlay而言,不需要进行CarPlay认证,同时支持IPV4/IPV6的通信。另外为控制连接流程,设计连接的状态机来处理连接过程中可能发生的异常(4)根据设计需求,将传输层分为控制流、视频流、媒体音频流、导航音频流、语音流以及反控流六个部分,根据传输数据的不同对这些部分分别设计,同时针对提出的性能要求以及用户体验,对一些部分的设计进行优化,使其性能达到设计的性能要求,得到更好的用户体验。最后,搭建测试环境,对车机端软件基本功能、性能(CPU占用、内存占用、视频延时以及帧率、连接时长等)进行详细的测试。测试结果表明,本方案实现基本功能且达到设计的性能要求。同时针对本方案还可以进一步完善的地方,对下一步工作提出展望。
【图文】：

整体框架

嵌入式 Linux 是远远由于其他三种嵌入式操作系统的。因此考虑到多方面的因素，嵌入式 Linux 系统由于其免费、开源、性能成熟、稳定、具有丰富的开发资源，同时也满足实时性的要求，根据公司现有的，选择 Linux 3.0.35 版本内核的嵌入式 Linux 作为车载系统的操作系统[24]3 CarLife 整体开发框架考虑到手机端续航的问题，如果使用无线连接的话，手机侧耗电量过大，续间过短，将大大影响用户的体验。因此车机端 CarLife 与手机端通过 USle 或者 iOS Lightnig 连接，实现除电话功能之外的数据交互，在此物理介质建一套 TCP/IP LAYER，保证传输的可靠性。蓝牙电话部分使用 HFP 协议电话接通、挂断等功能。因为车载信息娱乐原生系统带有蓝牙电话的功能，只需要在使用蓝牙电话时，将使用界面切换到原生蓝牙电话界面就可以实，因此在本文中不做讨论。CarLife 整体框架如图 2-1 所示。

示意图,整体框架,示意图,视频解码

图 2-2 车机端 CarLife 整体框架示意图其中橙色部分为本文涉及的部分，上图中各层作用如下：（1）人机交互界面：负责将 CarLife 中显示的内容提供给汽车用户，使能够得到更加丰富以及便捷的驾驶体验。（2）CarLife 协议层：主要包括通过触屏或者物理按键信息获取，车机CarLife 和手机端 CarLife 的设备发现与鉴权、数据传输、录音以及音频播放理、视频解码等功能。（3）硬件层：车机端 CarLife 需要获得音频录音与播放、视频解码、蓝据传输以及USB Host获取等硬件支持，，通过CarLife协议最终实现车机端Ca的各项功能。2.4 CarLife 车机端硬件设计本方案中，使用硬件平台为搭载 i.MX 6SoloLite 应用处理器[25]作为核心
【学位授予单位】：武汉理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U463.6

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