牟文成，詹德凯，霍 丹
（1. 华晨汽车工程研究院电器工程室，辽宁 沈阳 110141；2. 辽宁省机械研究院有限公司精整事业部，辽宁 沈阳 110032）
车联网-智能手机互联
牟文成1，詹德凯2，霍 丹2
Mu Wencheng1，Zhan Dekai2，Huo Dan2
（1. 华晨汽车工程研究院电器工程室，辽宁 沈阳 110141；2. 辽宁省机械研究院有限公司精整事业部，辽宁 沈阳 110032）
文中主要阐述车联网之智能手机互联相关功能及架构，结合市场使用情况阐述国内智能手机互联的发展状况。
车联网；多媒体；手机互联
0 引 言
手机互联多指用手机登陆互联网，完成原来用计算机才能完成的操作。文中主要阐述车联网相关的智能手机互联，与传统意义的手机互联的区别在于在车载多媒体系统内部加载相关解码或驱动程序以实现与智能手机的无缝连接。手机互联技术可实现在车载多媒体显示屏上完成对智能手机包括互联网相关功能的操作。手机车机映射技术对于汽车企业来说，降低了整车厂开发车联网的成本；对于车主来说，车载应用与手机应用的结合更是一种完美的服务体验。
1 系统构成
1.1 手机互联基本架构
智能手机与车载多媒体之间通过 BT、USBHDMI数据线、Wi-Fi连接完成音视频、数据指令等数据的交互，完成对车载多媒体系统功能的补充及双屏互动，如图1所示。
1.2 界面表现形式
针对不同的开发方式，手机互联界面表现形式可以分为以下几种。
1）车机、手机风格两种显示界面，用户可进行风格切换；
2）车机定制界面，手机应用界面风格与车机风格保持一致，迎合车机用户的操作习惯；
3）车机风格：根据车辆使用特性重新包装手机中在车上常用的 App，充分体现个性化、差异化，如音乐、短信、拨打电话、应用商店、天气等功能；
4）车机直接使用手机原生态应用，完全是手机的显示风格，使用户如同直接在车机上使用手机。
1.3 数据传输
针对目前市场上安卓系统手机使用率较高的Mirrorlink技术进行简单的功能解析。
1.3.1 界面传输
如图2所示可以实现下列信息传输：
1）附加显示、时间消息的交互；
2）支持关键事件的输入；触发车机的虚拟键盘；将车机事件映射到设备事件；关键时间列表信息；
3）移动设备状态信息；
4）伪代码的上下文消息；
5）车机与手机特定按键定义事件。
1.3.2 音频传输
音频传输如图3所示：
1）音频数据流
使用RTP/UDP数据流；
2）移动设备
RTP/UDP传输应比VNC传输拥有更高的优先权；
3）车机
对UDP传输的音频进行缓冲，并处理音画同步。
2 主要互联方案
2.1 主要互联方案概述
如图4所示，当前市场上较为常见的车机&手机互联方案按照连接方式可分为有线和无线两种。其中MirrorLink与AppLink在技术上来说是可以同时支持有线与无线连接的。
Miracast：通过Wi-Fi将车机和手机进行连接后，在车机端可以显示与手机一致的界面，并可以进行双向操控，但此方案只支持Android 4.2以上系统的手机。
AirPlay：是 Apple自家的无线音频视频传输协议，目前支持iOS手机特定应用的音视频传输，没有实现双屏互动及操控。
MirrorLink：本身可支持有线和无线连接，同时实现全屏映射及双屏操控，但与Miracast一样，只能在搭载Android系统的手机上实现。
AppLink：是福特汽车公司注册的车机&手机互联品牌名称。主要特点是将手机中的应用与车机互联，让车机与手机能够有更深层次的交互，例如可以通过语音指令、转向盘按键操作手机中的特定应用，并可同时支持iOS和Android系统的手机。
HDMI：在电视等家用娱乐设备中已经非常普及的接口，由于此技术普及度较高，因此在国内被较多应用到车中。能够实现全屏映射和双向操控，并可以同时支持Android和iOS系统手机，但硬件成本较高。
MHL：整体特性与HDMI一致，只不过是基于HDMI协议针对移动设备进行了诸多优化与改进，同样受到硬件成本的制约。
2.2 硬件兼容性
2.2.1 车机兼容性
上文提到的几种主要的互联方案对车机来说主要的约束是硬件接口及相关认证。
例如，AppLink需要车机通过苹果公司的MFI认证，Miracast需要通过DHCP认证。认证是比较容易忽视的环节，却非常重要，很多手机与车机进行连接后，会判断车机端的芯片是否经过认证，如果没有将会出现提示信息，直接影响使用体验。而MFI认证更为苛刻，如果未经过认证则无法使用。
与连接方式对应，Wi-Fi、USB、HDMI、MHL均需要车机具备对应的硬件接口和相应芯片。
2.2.2 手机兼容性
由于各互联方案提出的组织及其背后的厂商不同，导致对手机的兼容策略区别很大。并且不同阵营的手机系统厂商把控自家生态环境，导致不同互联方案对手机的兼容性有很大差别。在诸多互联方案中，能够同时兼容Android与iOS系统手机的方案仅有AppLink和MHL。
具体兼容情况见表1。
表1 兼容性列表
2.3 功能差异
各方案从功能上来说，也可以分为2类，一类是全屏映射，另一类是应用互联，功能差异如表2。
全屏映射：车机屏幕直接显示手机屏幕的所有内容，并且可以通过车机端直接控制手机。由于部分手机应用预置了车载模式，可以在此种状态下使用车载模式，方便驾驶环境操作。主要特点是几乎可在车机使用手机中的所有应用。
应用互联：以福特汽车公司的AppLink为代表，它是基于车机与手机应用进行应用数据交互。这样在车机端可以定制界面布局和风格，完全保留汽车品牌特征。主要特点是除了触控屏幕外还可以结合车内转向盘按键、中控台按键、语音指令等途径进行操控，真正做到车机与手机的融合，但只能兼容车厂指定的手机应用。
表2 功能差异
3 应用技术
对于车内信息娱乐系统来说，导航、安防、信息娱乐类服务是要点。通过车机&智能手机互联能够在经济性和体验效果方面得到一定的平衡。另外，这种技术的应用也能在一定程度上解决车主在车内信息娱乐方面对通信费用的顾虑。
导航——车载导航地图数据更新不便，交互体验较差一直广受诟病。基于智能手机互联技术，允许车主将自己习惯使用的手机导航直接应用在车机上，不但解决了地图更新的问题，也延续了车主的使用习惯，同时降低了车厂的成本。
安防——车辆诊断一直是车辆安防领域的一个关键功能。但过往实现此功能需要车厂在Telematics平台建立诊断服务器，还需要车辆具备通信模块，前、后端的投入均不容小视。借助智能手机互联，可以将诊断逻辑放在手机实现，通过应用更新让车主保持最新的诊断逻辑，不但节约了车辆成本，也节约了平台的运维支出。
信息娱乐——过往车厂为了给车主提供丰富的新闻、音乐资源，不惜重金搭建Telematics（车联网）平台，付费引入服务提供商和内容提供商。但由于移动设备应用更新过快，始终很难满足大多车主的品味和习惯，借助智能手机互联技术可以很好地解决此类问题，并大幅节约车厂Telematics服务的建设运营成本。
越来越多的手机应用将支持车载模式，当前，以手机中的导航应用为代表，已经出现了多个具备车载模式的导航应用。对于手机应用厂商来说，这种模式是一个吸纳高质量用户的绝佳途径。
车厂需规范和管理车机&手机互联生态环境。随着越来越多手机应用向车机渗透，车厂需要对车主的安全负责，应根据应用的类型和具体功能在技术和商务上对接入的手机应用进行约束。有的车厂发布了手机 SDK（Software Development Kit），只有手机应用开发基于车厂发布的 SDK，才能够与车机进行互联，这样车厂可以通过技术层面保证应用的安全性和使用体验，以及一部分自身商业利益。
4 总 结
车机&智能手机互联已经是Telematics的一个重要实现形式，在国外已经是传统互联网公司、汽车厂商的必争之地。
作为互联网应用进入汽车的一个重要渠道，国内外均有诸多传统互联网公司推出了相应产品。例如，苹果公司推出了CarPlay，谷歌推出了Android Auto，百度也推出了CarNet，同时诸多规模较小的公司也推出了各式互联产品。
汽车厂商也开始关注 Telematics生态环境的培养，如果将车机仅作为手机的投影机，既不利于车主安全，也影响车厂的根本利益。车厂应以安全为首要前提，在技术和商务上对接入车机的手机应用进行约束。福特汽车公司的AppLink在这方面做得较好，在车主、手机应用厂商以及车厂三者之间找到了较好的利益平衡点。
智能手机互联是适应中国市场环境的Telematics形式。中国中低端车辆需求较大，车主对费用较为敏感，这也是当前国内Telematics发展的主要制约因素之一。车机&手机互联技术可以为车厂节约导航、信息娱乐等方面的诸多研发、运维成本，还可以为车主提供更为习惯的应用体验，更重要的是大幅降低了车主的使用成本。同时也为急需高质量用户的手机应用厂商提供了扩充用户的绝佳渠道。
车机&手机互联将是车联网发展历程中非常重要的阶段，车厂与手机应用厂商将不断合作与博弈，促使双方快速发展，最终使车主不断受益。
TP393.03
A
10.14175/j.issn.1002-4581.2015.01.004
1002-4581（2015）01-0015-04
2014−07−17
