百度CarLife车载端与手机端互联互通设计与应用

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　　摘要：本文以宝马用户的日常实际为基础，结合实际背景，介绍了在宝马集团中构建实施百度CarLife车载端与手机端的互联互通的设计思路、系统架构设计，建立连接、系统测试与可视化界面等方面的展示情况。该系统自上线以来，实现了安卓系统用户很好的体验了互联互通车载系统技术，提高了用户安全驾驶、车内娱乐体验。
　　关键词：互联互通;建立连接;实时传送;界面交互;可视化
　　中图分类号：TP317    文献标识码：A    文章编号：1007-9416（2020）04-0000-00
　　0 引言
　　 现代大型汽车企业，不论是国内还是国际，在对待信息化系统建设上，都遵循着创新的设计。逐步形成了从原有车载环境开始，再通过物理连接，层层推进，迭代开发。宝马集团随着企业本身信息化建设的推进与良好的发展，使用户在车内的信息化体验越来越方便，对日常生活活动产生了巨大的作用。目前，宝马在中国提供苹果CarPlay，但24%的宝马客户有安卓手机，不能使用苹果CarPlay。
　　 因此，如何整合在原有用蓝牙连接CarPlay系统中再加入用USB线连接安卓系统的CarLife的互联互通系统，能够向安卓用户提供完整、便捷的车载互联互通信息，为安卓用户提供方便有利的信息支撑是目前最迫切的工作任务。所以对百度CarLife APP通过数据线的连接投屏于宝马机车屏上的互联有着迫切的需求。
　　1 设计内容
　　 （1）通过建立宝马车载端与手机端的百度CarLife的物理连接技术，来提供互联互通依据，从而帮助用户实现从手机端投屏于车载端屏幕显示，脱离手机，方便并安全操作。
　　 （2）完成搭建灵活的系统架构，采用QT信号与槽技术，做到一次开发到处复用的模式。
　　 （3）建立大量数据接口，并利用开源工具完成所需数据从不同系统抽取的问题，从时间和准确性上提供了保障，又节约了项目经费。
　　 （4）完成手机端和车载端的部署。
　　 （5）完成手工数据维护需求。
　　2 项目设计与实施
　　2.1项目设计定位与目标
　　 针对宝马安卓系统用户而开发，并非大而全的系统，是一站式的，从手机端到车载端的，互联互通的系统。百度CarLife车载端与手机端的互联互通系统能使这些用户，直观在车载屏幕上操作，预防在驾驶过程中带来操作手机的危险。从而能够帮助用户提高在机车行驶过程中对娱乐系统的整体管控能力。
　　 项目以信息化的形式，通过各种信息技术，将语音、导航、音乐、电话等功能的数据形象化、直观化显示在车载端的屏幕上。达到手机端APP投屏于车机端的互联互通的通信效果。
　　 完全定制化开发，只可以适应宝马汽车的要求，随着业务完善可以随需应变。
　　2.2项目具体实施
　　2.2.1需求分析
　　 需求分析阶段工作一般主要由以下几个方面组成：（1）确定对口用户;（2）走访相关用户，并依据现有实例进行展示和讲解和讨论;（3）用户根据理解反馈项目所需的内容;（4）整理用户需求，形成文档，再交付用户审核，修改直到最终定稿。
　　 此阶段也确定了软件要实现的具体功能，分为功能性需求、非功能性需求与在设计上的约束三个方面。功能性需求主要体现在软件要实现手机端与车载端的连接、断开连接、投屏可触摸、快速启动CarLife音乐与导航入口、机车硬件按钮可控制启动与断开CarLife、在CarLife界面启动音乐、导航、语音等功能。非功能性需求对性能的要求在CarLife运行期间，不能频繁的自动断开连接，一小时之内允许一次自动断开。设计上的约束，必须满足操作系统为Linux系统。
　　 但实际操作中，需求确定还是会出现一些难题。由于百度CarLife车载端与手机端的互联互通系统项目的设计定位与服务对象，不难分析出，项目主要参与讨论的对口用户应该是宝马车主，也就是该功能最终的用户。但现实出现的问题是用户对软件的需求过多且设定时间期限内满足所以的期望以及用户需求变更太多。
　　 为了避免以上场景出现，可以从以下几个方面进行解决：
　　 （1）与客户讲解百度CarLife车载端与手机端的互联互通系统的特点与重要性。建议在项目开发过程中，项目负责人积极与用户建立良好的沟通环境，合理的安排项目范围和进度计划、预算、人力资源。确定产品需求功能的优先级，在产品交付时确保优先级高的需求满足用户。
　　 （2）在确定需求时，定义好项目的范围，明确指出项目包括哪些功能不包括哪些功能，这样就能很好的控制范围，防止出现范围不受控的情况。这个范围也可以帮助我们判断用户提出新的需求的合理性，新需求是否包含在项目范围之内。
　　 （3）对需求调研中所提出的要求和问题要在约定好的时间内及时给予明确答复，需要领导小组协调解决的要及时反馈。
　　 经过2个月的讨论，最终确定了在连接、语音、导航、音乐、其余模块的全部内容，项目范围，以及交付产品需求功能优先级及交付时间。
　　2.2.2系统架构设计
　　 调研初期，用户就明确指出，要保证软件的设计合理与先进性，兼顾常用的辅助功能，实现快捷、方便、简洁的系统部署和使用，节省投资，降低风险。
　　 为达到用户的要求，并且不增加项目组成本的前提下，项目组决定采用之前的CarPlay的架构设计作为CarLife系统的架构，因为都是采用大量QT的信号与槽的技术，使做到一次开发到处复用的效果，其效果远超客户的预期，得到了客户的赞扬。系统设计的维护性高，适应性强，可根据当年的客户需求重新配置。
　　2.2.3建立连接
　　 百度CarLife车载端与手机端的互联互通系统的关键技术就是建立连接，是项目的核心。车辆能够建立百度Carlife與手机的连接，使百度Carlife能够在车内使用，其中连接是否达到技术要求，连接等性能，都会直接影响到客户的体验效果。所以说，构建连接体系是否合理是互联的核心内容。 　　 一般要求：（1）通過移动设备与汽车之间的USB连接，百度Carlife Preparation允许在汽车中使用移动设备;（2）百度Carlife支持Android与IOS手机;（3）百度Carlife车内操作建立连接方式可以通过以下方式完成：
　　 触摸屏;
　　 -iDrive控制器（包括按钮和车轮）;
　　 -语音命令（取决于车辆设备）;
　　 -物理按钮，如ZBE。
　　 通过借鉴CarPlay已有的项目经验，再与百度CarLife对口业务人员不断的交流和讨论，百度Carlife SDK将集成在宝马互联应用程序中。在宝马车上建立连接使用百度CarLife的前提是，客户必须在手机端安装与百度Carlife服务连接的宝马应用程序，并使用其宝马帐户登录。建立连接之后，再进行连接时会自动连接，不会让其成为摆设。连接库的建立，也为后期再进行自定义连接分析功能打下了良好的基础。
　　2.2.4实时传送
　　 在百度CarLife 手机端APP与车机端的互联互通系统执行过程中，数据的实时传送是重中之重。两者在实时传送数据必须有两个必要条件：（1）手机端USB正常连接在车机端;（2）百度CarLife APP必须是在运行状态。
　　 这样才能保证CarLife在车机端实时传送得有效性。这就要求系统的在性能上要有所增强，不然很大程度上会影响用户体验，所以如何解决这个问题是比较重要的任务。
　　 解决办法：
　　 （1）手机端CarLife APP实时发送连接心跳包数据，车机端实时检测手机端心跳包数据，如果在3秒内没有检测到手机端心跳包数据，车机端发送检测数据给手机端，发送三次，如没有回应，结束发送，并且记录数据，判断CarLife连接已断开;
　　 （2）判断CarLife连接已断开后，车机系统会再判断USB设备是否在连接状态，如果是在连接状态，会再自动发起连接CarLife， CarLife会自动连接;
　　 （3）性能指标要达到每小时在用户没有自己断开连接的前提下，允许系统自己断开的次数控制在每小时自动断开在一次。
　　2.2.5界面交互
　　 在项目初期，客户需要CarLife的互联系统能够与原有系统能够进行随时随地的切换应用，并且在播放音乐，导航上要求，如果有一个系统已经在播放音乐或者导航，那么在另外一个系统上如要运行音乐跟导航，那么之前系统上运行的音乐导航会被断开。进过一系列的讨论研究，决定如下：
　　 （1）在原生态系统的多媒体框架里插入运行CarLife音乐的快捷方式按钮，这样只要点击快捷按钮，就会从原生态系统切换到百度CarLife页面并且会播放carlife音乐;
　　 （2）在CarLife界面中增加返回到车机的按钮，点击按钮回到车机原生态系统;
　　 （3）在原生态系统的导航框架里增加运行CarLife地图的快捷方式按钮，点击快捷按钮，就会从原生态系统切换到百度CarLife地图页面;
　　 （4）在原生态系统的状态栏中增加carlife图标，只要点击图标就会切换到carlife系统。
　　2.2.6界面可视化
　　 百度CarLife车载端与手机端的互联互通项目直观上异于其他项目的就是界面的可视化。从展现方式或者是操作方式都与传统娱乐系统的界面有很大的区别。互联互通项目很少采用传统的界面方式来展示，而是通过各种制定的显示界面来显示。使客户更加清晰的脱离枯燥的原始界面，从而使的用户能得到更好的体验。界面的可视化，还可以摆脱传统的思路，从可视化的角度分析查看不同界面间有什么关系，界面背后所隐藏的东西。这些都是原始系统所不具备的优势。
　　 在实际实施过程中，在页面设计中，大量采用扁平化设计，使项目外观和操作上与当下流行的移动端APP应用类似，增加了用户使用的粘性，降低了使用的难度。
　　 如图1所示，显示了百度CarLife正在与车载端连接的画面。
　　 如图2所示，显示了百度CarLife与车载端建立连接之后的内容。
　　3 结语
　　 百度CarLife车载端与手机端的互联互通系统基于QT等技术设计了手机端APP与车载端互联互通，实现了宝马车载端与百度Carlife APP手机端的互联互通系统的实施。该设计产品高度整合各业务模块的关键内容，能够安全快捷的让用户体验互联驾驶系统。确保安全驾驶。减少手持手机带来的不安全因素，使用户更好的感受到互联带来的乐趣。
　　收稿日期：2020-02-10
　　作者简介：刘婷（1986—），女，内蒙古呼和浩特人，本科，助理工程师，研究方向：智能物联网技术应用研究。
　　Design and Application of Interconnection between Car Terminal and Mobile Terminal of Baidu Carlife
　　LIU Ting
　　（Shanghai WINMU Technology Co.， Ltd.，Shanghai  201702）
　　Abstract：Based on the daily reality of BMW users， combined with the actual background， this paper introduces the design idea， system architecture design， connection establishment， system test and visual interface of building and implementing the interconnection between Baidu carlife vehicle end and mobile phone end in BMW Group. Since the system was launched， Android users have a good experience of the technology of interconnection and intercommunication vehicle system， which improves the safe driving and entertainment experience of users.
　　Key words：interconnection;connection establishment;real-time transmission;interface interaction;visualization
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