基于MirrorLink协议的音频传输与帧缓冲优化

摘要

随着汽车电子技术和通讯技术的发展，车载信息平台成为了现代汽车发展的新潮流，与此同时手机也朝着集信息服务和娱乐服务于一体的智能手机发展。如何使用户在汽车行驶过程中，不用看着手机屏幕、触摸手机屏幕或操作手机按键，只需要用车载平台上的物理按键或语音命令来控制手机正成为近年来研究的热点问题。在这种背景下一些国际性知名手机厂商和汽车制造商联合发起建立了一种“车联网”标准——MirrorLink[46]，旨在规范智能手机和车载系统的有效连接。
　　本文首先介绍MirrorLink产品的研发背景，然后重点研究了MirrorLink协议及相关技术。在此基础上分析了当前MirrorLink产品研发进程中存在的问题，完善了音频传输模块和设备发现模块的功能，提升了帧缓冲传输效率。产品研发过程中存在的问题主要包括:
　　(1)Android手机设备上的系统音频不能实时传输到车载平台。
　　(2)帧缓冲更新率低、画面卡顿且存在音频与画面不同步的现象。
　　(3)设备之间交互的灵活性低，应用程序的客户端与服务端的互联过程复杂。
　　针对这些问题，本文对MirrorLink1.01及相关技术进行深入的研究和学习，提出了相关解决方案，具体内容包括:
　　针对问题(1)，提出了获取Android系统音频的方案，设计并实现了音频传输模块使得服务端的系统声音可以实时传输到客户端播放。
　　针对问题(2)，分析帧更新率慢的原因，提出采用YUV压缩算法压缩帧数据的方式提高帧更新率。采用时间戳的方法，使音频播放与画面同步。
　　针对问题(3)，深入研究设备互联的方式和信息交互的形式，设计并实现了设备发现模块，将设备互联信息以XML形式存储，通过UPnP广播，实现客户端与服务端的自动连接。
　　最后，本文在解决上述问题的基础上，给出了功能测试、性能测试和标准符合度的结果，对结果进行分析和总结，对其中的不足进行了阐述并对下一步工作提出了展望。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 研究背景和意义

1．2 研究现状

1．3 研究内容和组织结构

第2章 相关技术概述

2．1 MirrorLink协议分析

2．2 音频传输技术概述

2．2．1 音频协议

2．2．2 Android音频系统

2．2．3 音频播放系统

2．3 设备发现技术概述

2．3．1 UPnP的基本组件

2．3．2 UPnP的协议栈

2．4 帧数据压缩技术概述

2．5 本章小结

第3章 音频传输技术的研究与实现

3．1 研究内容的提出

3．2 音频源获取的实现

3．3 音频服务端的实现

3．4 音频客户端的实现

3．5 客户端与服务端交互的实现

3．5．1 音频连接的建立

3．5．2 音频应用的启动

3．5．3 音频应用的终止

3．5．4 音频应用的状态

3．6 本章小结

第4章 帧数据压缩的研究与实现

4．1 应用场景分析

4．2 研究内容的提出

4．3 帧数据压缩的研究与实现

4．3．1 分块算法的分析

4．3．2 YUV算法的研究

4．3．3 YUV算法压缩的实现

4．3．4 YUV算法解压的实现

4．4 本章小结

第5章 设备发现技术的研究与实现

5．1 研究内容的提出

5．2 设备发现工作步骤的研究

5．3 设备发现服务端的设计与实现

5．3．1 开发环境配置

5．3．2 服务端的设计与实现

5．4 设备发现客户端的设计与实现

5．5 本章小结

第6章 MirrorLink测试

6．1 测试环境

6．2 功能测试

6．2．1 设备发现功能测试

6．2．2 音频功能测试

6．3 性能测试

6．3．1 音视频同步性能测试

6．3．2 帧缓冲优化性能测试

6．4 标准符合度测试

6．4．1 测试环境

6．4．2 测试结果

6．5 本章小结

第7章 总结和展望

7．1 总结

7．2 展望

参考文献

致谢