手機(jī)車機(jī)互動的應(yīng)用模式及關(guān)鍵技術(shù)分析

熊 靜，陳荊花，趙 猛

（中國電信股份有限公司上海研究院 上海200122）

1 應(yīng)用背景

數(shù)據(jù)顯示，2011年國內(nèi)汽車銷量為1 850.51萬輛，其中乘用車1 400萬輛，其車載信息服務(wù)前裝率尚不到5%，遠(yuǎn)低于歐美國家的26%，增長潛力巨大。主要汽車廠商都開始重點關(guān)注我國車載信息服務(wù)前裝應(yīng)用。

總體而言，國內(nèi)的車載信息服務(wù)市場尚處于起步階段，主流國內(nèi)汽車制造商正處于前期規(guī)劃和研發(fā)階段，除少數(shù)國外主流車廠提供的服務(wù)外，目前的市場主要由小型第三方服務(wù)提供商推動，市場規(guī)模較??；市場由整車廠商主導(dǎo)，只有少部分車型通過前裝設(shè)備加裝車載信息系統(tǒng)，集中在高級轎車和中高級轎車，相關(guān)的服務(wù)功能僅限于救助、安全、藍(lán)牙、免提、導(dǎo)航和極少的信息服務(wù)，服務(wù)內(nèi)容的黏性相對有限，服務(wù)成本較高。

目前，Telematics車載終端的通信模式基本上以內(nèi)嵌的通信模塊為主，簡稱單通道模式。對汽車廠商及最終的車主來說，單通道模式可能會帶來如下幾方面的問題。

·實現(xiàn)安全、救援等車載信息服務(wù)的核心功能時，需要一個非?？煽亢桶踩膫鬏斖ǖ?，該通道需要與互聯(lián)網(wǎng)隔離；而車主的娛樂需要與互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)接以便選擇互聯(lián)網(wǎng)無限豐富的資源，這兩種需求在通道的選擇上是有差異化的。

·對于需要娛樂功能的車主來說，他們已經(jīng)習(xí)慣了通過互聯(lián)網(wǎng)的大流量獲得娛樂信息等服務(wù)，而車廠出于對成本控制的考慮，需要限制車載終端上的數(shù)據(jù)傳輸流量。在目前的模式下，由于安全救援、車輛數(shù)據(jù)采集等需求產(chǎn)生的流量，車廠愿意買單，而由信息娛樂等車主個性化需求產(chǎn)生的流量，車廠更希望由車主付費，單通道模式難以區(qū)分由多種服務(wù)應(yīng)用產(chǎn)生的流量。

·目前我國車主能接受的車載信息服務(wù)費用并不高，通用OnStar在免費服務(wù)期結(jié)束后，用戶流失嚴(yán)重，續(xù)約低的現(xiàn)象也在一定程度上說明了這個特點。在車載信息服務(wù)費中，通信成本占據(jù)了一定比例，而大部分車主的手機(jī)套餐通信量基本用不完，車主非常希望在費用和流量上與手機(jī)共享，這是目前車載單通道模式無法做到的。

·物美價廉的手機(jī)導(dǎo)航已經(jīng)被許多車主接受，而目前的車載信息服務(wù)系統(tǒng)尚未考慮如何在車內(nèi)為手機(jī)導(dǎo)航提供一個更好的使用環(huán)境和使用體驗。

基于上述行業(yè)背景，智能手機(jī)與車機(jī)互動的解決方案應(yīng)運而生。

2 業(yè)界案例

智能手機(jī)與車機(jī)的交互操作，在汽車界業(yè)內(nèi)已經(jīng)有成功案例，如福特 SYNC、雪佛蘭 MyLink、豐田 Entune、奔馳Mbrace 2.0等。福特SYNC的大獲成功，幾乎成了業(yè)內(nèi)典范及各大車廠研究Telematics模式的重要參考。

福特SYNC是專為手機(jī)和數(shù)字媒體播放器配備的福特車載多媒體通信娛樂系統(tǒng)，把用戶與其所需要的信息在其所需的任何時間、地點連接起來，幫助提升駕駛者的生活品質(zhì)。福特SYNC于2007年在北美市場首次應(yīng)用在08款福特?？怂管囆蜕?。除較大規(guī)模的商用或租賃車隊用車以外，SYNC已經(jīng)應(yīng)用在北美市場上的所有福特和林肯品牌旗下的產(chǎn)品上。主要功能包括話音控制免提通話、無間斷通話、短信朗讀、快速話音識別等，囊括了與移動電話相同的功能，所有功能都可顯示在車載顯示屏上。

雪佛蘭聯(lián)手OnStar推出MyLink服務(wù)，為車主提供無線智能手機(jī)技術(shù)，將OnStar的體驗從安全領(lǐng)域延伸到信息娛樂領(lǐng)域，將智能手機(jī)的功能無縫集成到汽車之中，使用戶在駕駛過程中可以安全使用手機(jī)。MyLink車載信息娛樂套件采用基于藍(lán)牙連接模式的免提話音通話和觸屏控制技術(shù)，以O(shè)nStar的安全性為基礎(chǔ)，整合了當(dāng)今智能手機(jī)強(qiáng)大的移動寬帶連接和在線服務(wù)功能，無縫集成Pandora網(wǎng)絡(luò)收音機(jī)等在線服務(wù)。

豐田 Entune系統(tǒng)利用當(dāng)今消費者廣泛使用的移動電話及其應(yīng)用程序創(chuàng)建了豐富的車載體驗，集成了導(dǎo)航、娛樂以及信息服務(wù)，使得用戶不用觸碰手機(jī)就能獲得信息和娛樂等內(nèi)容，從手機(jī)到汽車應(yīng)用的無縫連接正好滿足了消費者的期許。為了盡可能保證所有用戶都能利用該無線連接技術(shù)，豐田Entune適配了一系列帶數(shù)據(jù)套餐的手機(jī)，用戶下載Entune系統(tǒng)后，使車載藍(lán)牙和手機(jī)藍(lán)牙配對，識別后用戶即可以體驗個性化內(nèi)容和服務(wù)。

此外，通用即將推出智能手機(jī)應(yīng)用 GoGo Link，把智能手機(jī)的導(dǎo)航投射到車載觸屏上，可用觸摸屏觸控該系統(tǒng)，還可通過車輛音響收聽話音指示。新奧迪A3已經(jīng)全面搭載Telematics、Facebook和Twitter技術(shù)，結(jié)合智能手機(jī)，提供導(dǎo)航、旅行及天氣信息、音樂以及在線社區(qū)Facebook、Twitter服務(wù)；2013款現(xiàn)代索納塔即將提供一年免費Blue Link Telematics系統(tǒng)，結(jié)合安全、服務(wù)和信息娛樂，如話音發(fā)送短信、POI網(wǎng)絡(luò)搜索和下載、TBT導(dǎo)航和發(fā)送車輛月度報告，車輛后視鏡上的按鈕和智能手機(jī)都可以啟動Blue Link。

3 發(fā)展趨勢

從以上案例可以看出，智能手機(jī)與車機(jī)的融合已成為車載信息服務(wù)發(fā)展的熱點，移動互聯(lián)網(wǎng)對于汽車工業(yè)的影響日益明顯。

目前，車載信息服務(wù)仍以安全、救援、導(dǎo)航等基本功能為核心，但調(diào)研發(fā)現(xiàn)很多車主均希望車載信息服務(wù)能在娛樂、咨詢等服務(wù)上豐富多彩，針對汽車的應(yīng)用將逐步向在線化、綜合化方向發(fā)展。首先采用智能手機(jī)實現(xiàn)導(dǎo)航等傳統(tǒng)車載應(yīng)用已經(jīng)成為車載應(yīng)用發(fā)展的新趨勢。預(yù)計2012年，智能手機(jī)導(dǎo)航占汽車導(dǎo)航系統(tǒng)單位銷量的份額將超過50%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過2009年23.4%的份額兩倍多，遠(yuǎn)高于其他導(dǎo)航解決方案，并將在其后數(shù)年牢牢占據(jù)領(lǐng)先地位。同時，越來越多的車載應(yīng)用從以導(dǎo)航為主的應(yīng)用，向集成了交通導(dǎo)航、汽車遠(yuǎn)程監(jiān)控、車輛診斷、信息應(yīng)用、娛樂應(yīng)用等功能的綜合式應(yīng)用發(fā)展，在汽車上基于用戶實際地理位置提供個性化的移動互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)，還借鑒移動互聯(lián)網(wǎng)的開發(fā)模式，通過車載應(yīng)用商店吸引更多的應(yīng)用開發(fā)者，創(chuàng)新更多的車載信息服務(wù)應(yīng)用。無論是在業(yè)務(wù)應(yīng)用還是在商業(yè)模式方面，移動互聯(lián)網(wǎng)與車載信息服務(wù)的融合都在日益加深。

從產(chǎn)業(yè)鏈的角度來看，對于在產(chǎn)業(yè)鏈占據(jù)主導(dǎo)地位的車廠而言，越來越期望開發(fā)車機(jī)內(nèi)嵌+外接手機(jī)的雙通道方式來實現(xiàn)車載服務(wù)安全通道和信息娛樂通道的分離。首先，可以保障重要車輛數(shù)據(jù)的傳輸安全，而且采用靈活的模塊化架構(gòu)，在滿足不同車型、不同客戶的差異化服務(wù)需求的同時，降低車載終端成本；其次，可降低車內(nèi)通道使用的流量及通信資費，避免車廠再投入高額成本為客戶的個性化需求買單，使車廠所需負(fù)擔(dān)的通信成本可以大大降低。

對于車主來說，可體現(xiàn)以下3方面的利益：在保障安防和汽車診斷等安全性需求的前提下，以低成本在車載信息服務(wù)中享受更多創(chuàng)新的移動互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用；車載信息服務(wù)免費期過后，可以享受更低的續(xù)約費用；手機(jī)通信、導(dǎo)航功能與車內(nèi)駕乘環(huán)境更緊密地整合，可以享受更加舒適、便捷的使用體驗。

因此，隨著移動互聯(lián)網(wǎng)突飛猛進(jìn)的發(fā)展，將智能手機(jī)日益豐富的應(yīng)用與車載信息服務(wù)相融合是一種雙贏的商業(yè)模式。可以判斷，在未來的車載信息服務(wù)發(fā)展中，智能手機(jī)將扮演越來越重要的角色，更多的國內(nèi)外車廠將采用智能手機(jī)與車機(jī)融合的解決方案。

4 典型應(yīng)用模式

對手機(jī)車機(jī)互動的典型應(yīng)用模式進(jìn)行具體的分析，在通道層面可以有如下兩種部署方式。

（1）雙通道部署方式

即在車載終端上配置一個3G通信模塊，作為話音和數(shù)據(jù)的一個傳輸通道；通過車載終端上的接口，以藍(lán)牙、USB接口或Wi-Fi的方式使車機(jī)與車主的智能手機(jī)進(jìn)行連接，建立另一個話音和數(shù)據(jù)傳輸通道，通過內(nèi)嵌通道充分滿足車廠及車主對車載信息服務(wù)高安全性的核心需求，同時通過手機(jī)通道接入互聯(lián)網(wǎng)的豐富資源優(yōu)勢，給車主最大的選擇權(quán)，提高信息娛樂的豐富性，提升車主娛樂和信息服務(wù)體驗，使車主的手機(jī)和車輛的互動更加人性化、個性化。

（2）不設(shè)置車載內(nèi)置通道

選擇手機(jī)通道作為唯一的車載信息服務(wù)通道方式，即通過車載終端上的接口，以藍(lán)牙、USB接口等方式使車機(jī)與車主的智能手機(jī)連接，建立車載話音和數(shù)據(jù)傳輸通道，如福特SYNC的模式。

相對而言，第一種模式更關(guān)注車載信息服務(wù)的安全應(yīng)用，第二種模式則更關(guān)注車載信息服務(wù)的信息娛樂應(yīng)用。車廠可以根據(jù)車型的定位和目標(biāo)用戶群的需求進(jìn)行具體策略的選擇。

在應(yīng)用層面，車機(jī)手機(jī)互動目前和未來一段時期將主要有如下模式。

（1）屏幕同步

手機(jī)與車機(jī)之間建立互動連接后，手機(jī)當(dāng)前屏幕以默認(rèn)的最佳適配尺寸投射到車機(jī)屏幕上，作為車機(jī)的當(dāng)前屏幕輸出，同時用戶可以通過觸摸屏對車機(jī)屏幕的顯示尺寸進(jìn)行放大、縮小、旋轉(zhuǎn)等操作，滿足個人的視覺偏好。

用戶可以直接操作手機(jī)，所導(dǎo)致的屏幕變化同步映射到車機(jī)屏幕上；用戶可以在車機(jī)屏幕上對手機(jī)應(yīng)用進(jìn)行觸屏操作，這些輸入信號能被手機(jī)接收為當(dāng)前應(yīng)用的輸入，導(dǎo)致手機(jī)屏幕發(fā)生的改變將映射到車機(jī)屏幕上。

（2）資源共享

車機(jī)可以共享手機(jī)的無線網(wǎng)絡(luò)，通過手機(jī)通道接入車載信息服務(wù)平臺與移動互聯(lián)網(wǎng)相關(guān)服務(wù)，通信資費計入手機(jī)賬戶。用戶可以通過車機(jī)盡情享受信息娛樂功能，而不必?fù)?dān)心車機(jī)原本的卡資費不夠而導(dǎo)致停機(jī)。

車機(jī)與手機(jī)形成數(shù)據(jù)共享，將手機(jī)上的圖片、音樂、電影、文件取到本地進(jìn)行播放；也可以通過音頻線或藍(lán)牙免提將手機(jī)上的聲音通過車載音響播放。

（3）手機(jī)對車機(jī)的遠(yuǎn)程監(jiān)控

手機(jī)能夠獲取車機(jī)/車輛的相關(guān)信息，如行駛信息；可以遠(yuǎn)程對車門進(jìn)行上鎖和解鎖等。

（4）應(yīng)用遷移

手機(jī)與車機(jī)能夠?qū)?zhí)行中的應(yīng)用推送給對端，流暢地繼續(xù)執(zhí)行。例如在手機(jī)上設(shè)定好導(dǎo)航規(guī)劃，上了車直接推送到車機(jī)，車機(jī)導(dǎo)航軟件繼續(xù)導(dǎo)航；或?qū)⑹謾C(jī)上正在聽的音樂，上車后推送給車機(jī)，車機(jī)的音樂播放器繼續(xù)播放。

5 關(guān)鍵技術(shù)

手機(jī)與車機(jī)互動的實現(xiàn)技術(shù)，業(yè)界有兩種主流模式：一種是以MirrorLink和Wi-Fi-Display為代表的屏幕投射模式，一種是以福特SYNC為代表的API交互模式。

5.1 屏幕投射模式

屏幕投射模式示意如圖1所示。MirrorLink通過藍(lán)牙/USB/Wi-Fi承載方式、Wi-Fi-Display通過 Wi-Fi Direct方式，將手機(jī)屏幕投影到車載終端屏幕中，通過車載終端對手機(jī)應(yīng)用進(jìn)行控制。這兩種技術(shù)的基本模式一致，實現(xiàn)的協(xié)議棧不同，如圖2所示。Wi-Fi-Display原本定位于手機(jī)與電視屏等高畫質(zhì)影像顯示屏之間的互動，因而更注重視頻壓縮、傳輸時延，這方面優(yōu)于MirrorLink，但Wi-Fi-Display手機(jī)的耗電較快。

通過藍(lán)牙/USB/Wi-Fi承載方式，將手機(jī)屏幕投影到車載終端屏幕中，通過車載終端對手機(jī)應(yīng)用進(jìn)行控制。該屏幕投射技術(shù)的應(yīng)用層是基于UDP或TCP。音頻基于UDP提供音頻交互；VNC（RFB）通過TCP實現(xiàn)屏幕顯示數(shù)據(jù)傳輸與控制信息傳輸；UPnP通過UDP廣播與TCP Socket進(jìn)行業(yè)務(wù)協(xié)商與遠(yuǎn)程應(yīng)用控制；DAP實現(xiàn)手機(jī)應(yīng)用的授權(quán)驗證 （所用應(yīng)用都需要得到車廠的驗證并授權(quán)）。此方案需要車載終端與手機(jī)支持 VNC（RFB）、UPnP，由于投影方式所需帶寬及處理要求較高，需要高處理能力的手機(jī)以及高帶寬的傳輸通道 （如USB 3.0、Wi-Fi或 BT 3.0/4.0）。

5.2 API交互模式

API交互模式示意如圖3所示。福特SYNC以藍(lán)牙/USB為承載，通過標(biāo)準(zhǔn)的API協(xié)議將車載終端與汽車的部分能力進(jìn)行開放，手機(jī)應(yīng)用開發(fā)商根據(jù)API協(xié)議進(jìn)行適配開發(fā)，實現(xiàn)與車載終端的互動。手機(jī)與車載終端之間的連接通過藍(lán)牙或USB為承載。通過API協(xié)議，手機(jī)應(yīng)用開發(fā)商可實現(xiàn)如下能力：通過車載終端的話音識別系統(tǒng)實現(xiàn)話音UI；將信息通過車載終端的屏幕進(jìn)行顯示；通過車載終端的TTS引擎進(jìn)行文本朗讀；通過車載終端、車內(nèi)界面或按鍵提供手機(jī)應(yīng)用的控制與選擇；獲取車輛數(shù)據(jù)，包括車速、GPS數(shù)據(jù)、油耗等數(shù)據(jù)。

5.3 兩種模式對比

屏幕投射模式與API交互模式的具體差異表現(xiàn)在以下幾個方面。

（1）應(yīng)用范圍不同

車機(jī)與手機(jī)通過MirrorLink或Wi-Fi-Display建立互動連接后，車機(jī)可以隨意使用手機(jī)上的任何應(yīng)用。在福特SYNC的模式下，車機(jī)只能使用手機(jī)采用其開放的API所開發(fā)的應(yīng)用。

（2）UI體驗不同

在MirrorLink或Wi-Fi-Display模式下，用戶可以按手機(jī)上的使用習(xí)慣使用車機(jī)上的應(yīng)用，因為兩者的UI界面完全一致。福特SYNC的車機(jī)手機(jī)應(yīng)用的顯示并不一致，因為福特SYNC方案在車機(jī)和手機(jī)上都要做應(yīng)用開發(fā)，雙方交互的是數(shù)據(jù)流，而UI界面上是相互獨立的。

（3）開發(fā)適配機(jī)制不同

MirrorLink或Wi-Fi-Display的互動機(jī)制是車機(jī)與手機(jī)平臺之間的適配，只要車機(jī)與手機(jī)支持該機(jī)制，任何手機(jī)上的應(yīng)用都可以在任何車機(jī)上進(jìn)行展示和控制，而不需要在車機(jī)上再進(jìn)行應(yīng)用的開發(fā)適配。福特SYNC車機(jī)與手機(jī)之間的互動，首先需要車機(jī)平臺支持能力開放API，其次需要在每個手機(jī)應(yīng)用中調(diào)用該API進(jìn)行開發(fā)，最后還需要車機(jī)應(yīng)用在業(yè)務(wù)邏輯上與手機(jī)應(yīng)用進(jìn)行配合，然后才能完成互動。

相對而言，MirrorLink或Wi-Fi-Display的模式能夠帶來更開放的用戶體驗，應(yīng)能成為未來的主流模式。

6 結(jié)束語

目前，車聯(lián)網(wǎng)是物聯(lián)網(wǎng)的重點應(yīng)用領(lǐng)域，車聯(lián)網(wǎng)與移動互聯(lián)網(wǎng)的深度融合是業(yè)界探索的熱點，移動互聯(lián)網(wǎng)的業(yè)務(wù)模式將為車載信息服務(wù)創(chuàng)新注入新鮮的血液，車機(jī)手機(jī)的互動模式將有效豐富車載應(yīng)用，提升用戶體驗，降低車廠成本，使車載服務(wù)從封閉走向開放，同時也為電信運營商加大對于車聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈的影響力提供更大的可能性，值得重點關(guān)注和推動。