基于CarLife协议的车机手机互联方案研究与实现

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。

目录

声明

第1章 绪论

1.1 课题来源

1.2 课题的背景与研究意义

1.3 国内外发展与研究现状

1.4 研究内容

1.5 论文结构

第2章 车机端方案研究

2.1 设计需求分析

2.2 操作系统

2.3 CarLife整体开发框架

2.4 CarLife车机端硬件设计

2.5 CarLife车机端软件设计方案

2.6 本章小结

第3章 驱动层的研究与实现

3.1 Android手机连接引擎方案研究

3.1.1 AOA连接方案

3.1.2 ADB连接方案

3.2 Android手机连接引擎方案实现

3.2.1 ADB移植

3.2.2 ADB建立连接

3.3 iOS手机连接引擎方案研究

3.4 iOS手机连接引擎方案实现

3.4.1 OTG切换

3.4.2 连接模块

3.4.3 设备驱动模块

3.4.4 IAP2鉴权

3.4.5 手机侧应用程序拉起

3.4.6 EAP数据通道建立

3.5 本章小结

第4章 传输层的研究与实现

4.1 视频流

4.1.1 视频格式定义

4.1.2 视频生成策略

4.1.3 视频传输策略

4.1.4 视频播放策略

4.1.5 视频缓存处理策略

4.1.6 视频流传输流程

4.2 媒体音频流

4.2.1 媒体音频格式定义

4.2.2 媒体音频播放策略

4.2.3 媒体音频缓存处理策略

4.2.4 媒体音频流传输流程

4.3 导航音频流

4.4 语音流

4.4.1 VR录音功能

4.4.2 VR TTS播报功能设计

4.5 反控流

4.5.1 坐标映射

4.5.2 事件传输方式

4.5.3 反控流程

4.5.4 反控使能控制

4.6 本章小结

第5章 系统测试及分析

5.1 测试概述

5.2 搭建测试环境

5.3 单元测试

5.3.1 OTG功能验证

5.3.2 iAP2以及EAP驱动功能与性能测试

5.4 功能模块测试

5.5 系统测试

5.6 本章小结

第6章 总结与展望

6.1 全文总结

6.2 展望

致谢

参考文献

攻读硕士期间的学术成果