手机车机互动的应用模式及关键技术分析

熊 静，陈荆花，赵 猛

（中国电信股份有限公司上海研究院 上海200122）

1 应用背景

数据显示，2011年国内汽车销量为1 850.51万辆，其中乘用车1 400万辆，其车载信息服务前装率尚不到5%，远低于欧美国家的26%，增长潜力巨大。主要汽车厂商都开始重点关注我国车载信息服务前装应用。

总体而言，国内的车载信息服务市场尚处于起步阶段，主流国内汽车制造商正处于前期规划和研发阶段，除少数国外主流车厂提供的服务外，目前的市场主要由小型第三方服务提供商推动，市场规模较小；市场由整车厂商主导，只有少部分车型通过前装设备加装车载信息系统，集中在高级轿车和中高级轿车，相关的服务功能仅限于救助、安全、蓝牙、免提、导航和极少的信息服务，服务内容的黏性相对有限，服务成本较高。

目前，Telematics车载终端的通信模式基本上以内嵌的通信模块为主，简称单通道模式。对汽车厂商及最终的车主来说，单通道模式可能会带来如下几方面的问题。

·实现安全、救援等车载信息服务的核心功能时，需要一个非常可靠和安全的传输通道，该通道需要与互联网隔离；而车主的娱乐需要与互联网联接以便选择互联网无限丰富的资源，这两种需求在通道的选择上是有差异化的。

·对于需要娱乐功能的车主来说，他们已经习惯了通过互联网的大流量获得娱乐信息等服务，而车厂出于对成本控制的考虑，需要限制车载终端上的数据传输流量。在目前的模式下，由于安全救援、车辆数据采集等需求产生的流量，车厂愿意买单，而由信息娱乐等车主个性化需求产生的流量，车厂更希望由车主付费，单通道模式难以区分由多种服务应用产生的流量。

·目前我国车主能接受的车载信息服务费用并不高，通用OnStar在免费服务期结束后，用户流失严重，续约低的现象也在一定程度上说明了这个特点。在车载信息服务费中，通信成本占据了一定比例，而大部分车主的手机套餐通信量基本用不完，车主非常希望在费用和流量上与手机共享，这是目前车载单通道模式无法做到的。

·物美价廉的手机导航已经被许多车主接受，而目前的车载信息服务系统尚未考虑如何在车内为手机导航提供一个更好的使用环境和使用体验。

基于上述行业背景，智能手机与车机互动的解决方案应运而生。

2 业界案例

智能手机与车机的交互操作，在汽车界业内已经有成功案例，如福特 SYNC、雪佛兰 MyLink、丰田 Entune、奔驰Mbrace 2.0等。福特SYNC的大获成功，几乎成了业内典范及各大车厂研究Telematics模式的重要参考。

福特SYNC是专为手机和数字媒体播放器配备的福特车载多媒体通信娱乐系统，把用户与其所需要的信息在其所需的任何时间、地点连接起来，帮助提升驾驶者的生活品质。福特SYNC于2007年在北美市场首次应用在08款福特福克斯车型上。除较大规模的商用或租赁车队用车以外，SYNC已经应用在北美市场上的所有福特和林肯品牌旗下的产品上。主要功能包括话音控制免提通话、无间断通话、短信朗读、快速话音识别等，囊括了与移动电话相同的功能，所有功能都可显示在车载显示屏上。

雪佛兰联手OnStar推出MyLink服务，为车主提供无线智能手机技术，将OnStar的体验从安全领域延伸到信息娱乐领域，将智能手机的功能无缝集成到汽车之中，使用户在驾驶过程中可以安全使用手机。MyLink车载信息娱乐套件采用基于蓝牙连接模式的免提话音通话和触屏控制技术，以OnStar的安全性为基础，整合了当今智能手机强大的移动宽带连接和在线服务功能，无缝集成Pandora网络收音机等在线服务。

丰田 Entune系统利用当今消费者广泛使用的移动电话及其应用程序创建了丰富的车载体验，集成了导航、娱乐以及信息服务，使得用户不用触碰手机就能获得信息和娱乐等内容，从手机到汽车应用的无缝连接正好满足了消费者的期许。为了尽可能保证所有用户都能利用该无线连接技术，丰田Entune适配了一系列带数据套餐的手机，用户下载Entune系统后，使车载蓝牙和手机蓝牙配对，识别后用户即可以体验个性化内容和服务。

此外，通用即将推出智能手机应用 GoGo Link，把智能手机的导航投射到车载触屏上，可用触摸屏触控该系统，还可通过车辆音响收听话音指示。新奥迪A3已经全面搭载Telematics、Facebook和Twitter技术，结合智能手机，提供导航、旅行及天气信息、音乐以及在线社区Facebook、Twitter服务；2013款现代索纳塔即将提供一年免费Blue Link Telematics系统，结合安全、服务和信息娱乐，如话音发送短信、POI网络搜索和下载、TBT导航和发送车辆月度报告，车辆后视镜上的按钮和智能手机都可以启动Blue Link。

3 发展趋势

从以上案例可以看出，智能手机与车机的融合已成为车载信息服务发展的热点，移动互联网对于汽车工业的影响日益明显。

目前，车载信息服务仍以安全、救援、导航等基本功能为核心，但调研发现很多车主均希望车载信息服务能在娱乐、咨询等服务上丰富多彩，针对汽车的应用将逐步向在线化、综合化方向发展。首先采用智能手机实现导航等传统车载应用已经成为车载应用发展的新趋势。预计2012年，智能手机导航占汽车导航系统单位销量的份额将超过50%，远远超过2009年23.4%的份额两倍多，远高于其他导航解决方案，并将在其后数年牢牢占据领先地位。同时，越来越多的车载应用从以导航为主的应用，向集成了交通导航、汽车远程监控、车辆诊断、信息应用、娱乐应用等功能的综合式应用发展，在汽车上基于用户实际地理位置提供个性化的移动互联网服务，还借鉴移动互联网的开发模式，通过车载应用商店吸引更多的应用开发者，创新更多的车载信息服务应用。无论是在业务应用还是在商业模式方面，移动互联网与车载信息服务的融合都在日益加深。

从产业链的角度来看，对于在产业链占据主导地位的车厂而言，越来越期望开发车机内嵌+外接手机的双通道方式来实现车载服务安全通道和信息娱乐通道的分离。首先，可以保障重要车辆数据的传输安全，而且采用灵活的模块化架构，在满足不同车型、不同客户的差异化服务需求的同时，降低车载终端成本；其次，可降低车内通道使用的流量及通信资费，避免车厂再投入高额成本为客户的个性化需求买单，使车厂所需负担的通信成本可以大大降低。

对于车主来说，可体现以下3方面的利益：在保障安防和汽车诊断等安全性需求的前提下，以低成本在车载信息服务中享受更多创新的移动互联网应用；车载信息服务免费期过后，可以享受更低的续约费用；手机通信、导航功能与车内驾乘环境更紧密地整合，可以享受更加舒适、便捷的使用体验。

因此，随着移动互联网突飞猛进的发展，将智能手机日益丰富的应用与车载信息服务相融合是一种双赢的商业模式。可以判断，在未来的车载信息服务发展中，智能手机将扮演越来越重要的角色，更多的国内外车厂将采用智能手机与车机融合的解决方案。

4 典型应用模式

对手机车机互动的典型应用模式进行具体的分析，在通道层面可以有如下两种部署方式。

（1）双通道部署方式

即在车载终端上配置一个3G通信模块，作为话音和数据的一个传输通道；通过车载终端上的接口，以蓝牙、USB接口或Wi-Fi的方式使车机与车主的智能手机进行连接，建立另一个话音和数据传输通道，通过内嵌通道充分满足车厂及车主对车载信息服务高安全性的核心需求，同时通过手机通道接入互联网的丰富资源优势，给车主最大的选择权，提高信息娱乐的丰富性，提升车主娱乐和信息服务体验，使车主的手机和车辆的互动更加人性化、个性化。

（2）不设置车载内置通道

选择手机通道作为唯一的车载信息服务通道方式，即通过车载终端上的接口，以蓝牙、USB接口等方式使车机与车主的智能手机连接，建立车载话音和数据传输通道，如福特SYNC的模式。

相对而言，第一种模式更关注车载信息服务的安全应用，第二种模式则更关注车载信息服务的信息娱乐应用。车厂可以根据车型的定位和目标用户群的需求进行具体策略的选择。

在应用层面，车机手机互动目前和未来一段时期将主要有如下模式。

（1）屏幕同步

手机与车机之间建立互动连接后，手机当前屏幕以默认的最佳适配尺寸投射到车机屏幕上，作为车机的当前屏幕输出，同时用户可以通过触摸屏对车机屏幕的显示尺寸进行放大、缩小、旋转等操作，满足个人的视觉偏好。

用户可以直接操作手机，所导致的屏幕变化同步映射到车机屏幕上；用户可以在车机屏幕上对手机应用进行触屏操作，这些输入信号能被手机接收为当前应用的输入，导致手机屏幕发生的改变将映射到车机屏幕上。

（2）资源共享

车机可以共享手机的无线网络，通过手机通道接入车载信息服务平台与移动互联网相关服务，通信资费计入手机账户。用户可以通过车机尽情享受信息娱乐功能，而不必担心车机原本的卡资费不够而导致停机。

车机与手机形成数据共享，将手机上的图片、音乐、电影、文件取到本地进行播放；也可以通过音频线或蓝牙免提将手机上的声音通过车载音响播放。

（3）手机对车机的远程监控

手机能够获取车机/车辆的相关信息，如行驶信息；可以远程对车门进行上锁和解锁等。

（4）应用迁移

手机与车机能够将执行中的应用推送给对端，流畅地继续执行。例如在手机上设定好导航规划，上了车直接推送到车机，车机导航软件继续导航；或将手机上正在听的音乐，上车后推送给车机，车机的音乐播放器继续播放。

5 关键技术

手机与车机互动的实现技术，业界有两种主流模式：一种是以MirrorLink和Wi-Fi-Display为代表的屏幕投射模式，一种是以福特SYNC为代表的API交互模式。

5.1 屏幕投射模式

屏幕投射模式示意如图1所示。MirrorLink通过蓝牙/USB/Wi-Fi承载方式、Wi-Fi-Display通过 Wi-Fi Direct方式，将手机屏幕投影到车载终端屏幕中，通过车载终端对手机应用进行控制。这两种技术的基本模式一致，实现的协议栈不同，如图2所示。Wi-Fi-Display原本定位于手机与电视屏等高画质影像显示屏之间的互动，因而更注重视频压缩、传输时延，这方面优于MirrorLink，但Wi-Fi-Display手机的耗电较快。

通过蓝牙/USB/Wi-Fi承载方式，将手机屏幕投影到车载终端屏幕中，通过车载终端对手机应用进行控制。该屏幕投射技术的应用层是基于UDP或TCP。音频基于UDP提供音频交互；VNC（RFB）通过TCP实现屏幕显示数据传输与控制信息传输；UPnP通过UDP广播与TCP Socket进行业务协商与远程应用控制；DAP实现手机应用的授权验证 （所用应用都需要得到车厂的验证并授权）。此方案需要车载终端与手机支持 VNC（RFB）、UPnP，由于投影方式所需带宽及处理要求较高，需要高处理能力的手机以及高带宽的传输通道 （如USB 3.0、Wi-Fi或 BT 3.0/4.0）。

5.2 API交互模式

API交互模式示意如图3所示。福特SYNC以蓝牙/USB为承载，通过标准的API协议将车载终端与汽车的部分能力进行开放，手机应用开发商根据API协议进行适配开发，实现与车载终端的互动。手机与车载终端之间的连接通过蓝牙或USB为承载。通过API协议，手机应用开发商可实现如下能力：通过车载终端的话音识别系统实现话音UI；将信息通过车载终端的屏幕进行显示；通过车载终端的TTS引擎进行文本朗读；通过车载终端、车内界面或按键提供手机应用的控制与选择；获取车辆数据，包括车速、GPS数据、油耗等数据。

5.3 两种模式对比

屏幕投射模式与API交互模式的具体差异表现在以下几个方面。

（1）应用范围不同

车机与手机通过MirrorLink或Wi-Fi-Display建立互动连接后，车机可以随意使用手机上的任何应用。在福特SYNC的模式下，车机只能使用手机采用其开放的API所开发的应用。

（2）UI体验不同

在MirrorLink或Wi-Fi-Display模式下，用户可以按手机上的使用习惯使用车机上的应用，因为两者的UI界面完全一致。福特SYNC的车机手机应用的显示并不一致，因为福特SYNC方案在车机和手机上都要做应用开发，双方交互的是数据流，而UI界面上是相互独立的。

（3）开发适配机制不同

MirrorLink或Wi-Fi-Display的互动机制是车机与手机平台之间的适配，只要车机与手机支持该机制，任何手机上的应用都可以在任何车机上进行展示和控制，而不需要在车机上再进行应用的开发适配。福特SYNC车机与手机之间的互动，首先需要车机平台支持能力开放API，其次需要在每个手机应用中调用该API进行开发，最后还需要车机应用在业务逻辑上与手机应用进行配合，然后才能完成互动。

相对而言，MirrorLink或Wi-Fi-Display的模式能够带来更开放的用户体验，应能成为未来的主流模式。

6 结束语

目前，车联网是物联网的重点应用领域，车联网与移动互联网的深度融合是业界探索的热点，移动互联网的业务模式将为车载信息服务创新注入新鲜的血液，车机手机的互动模式将有效丰富车载应用，提升用户体验，降低车厂成本，使车载服务从封闭走向开放，同时也为电信运营商加大对于车联网产业链的影响力提供更大的可能性，值得重点关注和推动。