專家解讀：如何讓聯(lián)網(wǎng)汽車成為現(xiàn)實？ - 全文

　　手機(jī)用戶如今期望隨時隨地實現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)。然而新研究發(fā)現(xiàn)，通話已經(jīng)不再是手機(jī)的主要任務(wù)。訪問社交媒體網(wǎng)站、上網(wǎng)以及使用最喜愛的應(yīng)用成為用戶關(guān)心的新重點。由于這一趨勢，消費者市場現(xiàn)在期待汽車也提供同樣的連接性和功能。

　　與當(dāng)今手機(jī)極為相似的是，“永久在線”聯(lián)網(wǎng)汽車將迎來令人振奮的用戶/車輛互動性。有很多種方法可以讓聯(lián)網(wǎng)汽車成為現(xiàn)實。

　　其中一個解決方案是將智能手機(jī)嵌入汽車儀表盤或中控臺，但還是會受到限制。主要是因為手機(jī)網(wǎng)絡(luò)共享很難適應(yīng)許多預(yù)期的車載信息需求。

　　事實上手機(jī)網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)足夠成熟，現(xiàn)在可以在全球大多數(shù)地區(qū)獲得良好的 4G/LTE 網(wǎng)絡(luò)覆蓋。另外，數(shù)據(jù)下載和上傳費用很低，技術(shù)也十分先進(jìn)，令“永久在線”聯(lián)網(wǎng)汽車深受消費者喜愛。

　　無限可能

　　永久在線聯(lián)網(wǎng)汽車提供的功能幾乎是無限的。聯(lián)網(wǎng)汽車的功能可分為三大類：針對駕車者、乘客和車輛本身的服務(wù)（圖1）。

　　圖1：“聯(lián)網(wǎng)汽車”及其眾多功能或特征的三大類別

　　聯(lián)網(wǎng)汽車：駕車者

　　近幾年來，駕車者已經(jīng)能夠使用衛(wèi)星導(dǎo)航和車載無線電臺。“永久在線”聯(lián)網(wǎng)汽車的改進(jìn)包括實時交通堵塞更新；導(dǎo)航地圖更新；停車輔助；以及關(guān)于餐館、加油站、電影院、展覽和其它互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)的實時信息。

　　為幫助加強(qiáng)環(huán)境保護(hù)，菲亞特汽車最近推出了新的‘eco： Drive’（環(huán)保駕駛）計劃。該計劃可以評定和上傳駕車者的行為并與其他駕車者進(jìn)行比較。這個想法是為了鼓勵安全和經(jīng)濟(jì)駕駛，云服務(wù)器通過智能手機(jī)或家用電腦遠(yuǎn)程收集所有駕車者的聚合數(shù)據(jù)。最節(jié)約的駕車者會獲得 Internet Eco-league（互聯(lián)網(wǎng)環(huán)保聯(lián)盟）的頂級榮譽(yù)。這是聯(lián)網(wǎng)汽車功能的一個卓越范例。

　　聯(lián)網(wǎng)汽車還能使用由互聯(lián)網(wǎng)提供支持的停車輔助應(yīng)用，讓停車場地信息直接傳遞到汽車上，從而將駕車者帶到合適的停車地點。駕車者還將能得到更好的娛樂享受，使用 Pandora 等聯(lián)網(wǎng)廣播服務(wù)以及可在途中聽取電子郵件或社交媒體信息的電郵-語音轉(zhuǎn)換系統(tǒng)。

　　聯(lián)網(wǎng)汽車：乘客

　　乘客提出了一系列不同的要求。乘客通過互聯(lián)網(wǎng)連接進(jìn)入社交媒體和訪問網(wǎng)絡(luò)視頻的愿望越來越強(qiáng)烈。運行最喜愛的安卓應(yīng)用和訪問基于云的音樂服務(wù)也是基本的乘客使用需求。有些需求是可以通過智能手機(jī)來滿足的，但在高檔豪華汽車中，乘客希望與前座信息娛樂主機(jī)/儀表板顯示器相連的專用后座顯示屏也能滿足這些需求。他們還希望車內(nèi)有一個互聯(lián)網(wǎng)熱點，這樣他們的智能手機(jī)就可以分享車內(nèi)的無線網(wǎng)絡(luò)連接。

　　聯(lián)網(wǎng)汽車：汽車

　　也許人們期望聯(lián)網(wǎng)汽車最大的變化還在于汽車本身的能力。每部車將成為互聯(lián)網(wǎng)的一個節(jié)點，能夠收發(fā)信息。這將有助于維修日程的安排和遠(yuǎn)程診斷。車到車通信系統(tǒng)將會提醒其他駕車者前方的問題，或在出現(xiàn)故障或事故時，會自動呼叫緊急服務(wù)。

　　歐洲 eCall 規(guī)范要求2015年所有新車都能夠自動聯(lián)系緊急事故服務(wù)。車載系統(tǒng)軟件全面升級等互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)可通過 FOTA 實現(xiàn)，省了再往經(jīng)銷商那里跑一趟的麻煩。未來，有用的應(yīng)用可以被直接下載安裝到車載系統(tǒng)，只要恰當(dāng)?shù)陌踩Ｕ洗胧┳龅轿痪托?。一些汽車制造商已?jīng)建立了在線商店，推出了經(jīng)授權(quán)的可下載應(yīng)用。

　　如何聯(lián)網(wǎng)？

　　汽車制造商正在想辦法在車內(nèi)安裝 4G/LTE 調(diào)制解調(diào)器，實現(xiàn)“永久在線”連接。4G/LTE 的數(shù)據(jù)速率要比之前蜂窩基礎(chǔ)設(shè)施的快，其向下傳輸速率高達(dá) 150Mbs，向上傳輸速率為 50Mbs。4G/LTE 還可以支持移動速度為每小時100公里及以上的移動電話，移動中的電話的切換時間大約只需400毫秒。汽車制造商正與移動數(shù)據(jù)服務(wù)供應(yīng)商合作制定有關(guān)增加漫游的數(shù)據(jù)計劃以及降低下載成本的數(shù)據(jù)計劃。LTE 標(biāo)準(zhǔn)可被應(yīng)用到許多不同的頻帶。北美采用的是 700-800MHz 和 1700-1900MHz，而歐洲使用的頻帶有 800MHz、900MHz、1800MHz 和 2600MHz。亞洲則使用的是 1800MHz 和 2600MHz。因此一個國家的嵌入式汽車蜂窩調(diào)制解調(diào)器可能在另一個國家并不適用，這樣一來，就需要做一些本地化的工作了。

　　圖2：汽車聯(lián)網(wǎng)方式（資源來源：iSuppli，2011年8月）

　　通過智能手機(jī)聯(lián)網(wǎng)的方法已經(jīng)非常成熟，如圖1所示，這種方法還會繼續(xù)受到歡迎。車聯(lián)網(wǎng)聯(lián)盟 （CCC） 的成立使網(wǎng)絡(luò)共享協(xié)議實現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化，并制定出了設(shè)備互操作性標(biāo)準(zhǔn) MirrorLink （www.mirrorlink.com ）。此外，該聯(lián)盟還對通用即插即用 （UPnP） 進(jìn)行了詳細(xì)規(guī)定，目的是為了限制對車載應(yīng)用的訪問。還有一個標(biāo)準(zhǔn)是虛擬網(wǎng)絡(luò)計算 （VNC），它讓智能手機(jī)的顯示屏能夠充當(dāng)信息娛樂主機(jī)的瘦客戶端。然后應(yīng)用便能在智能手機(jī)上運行，但只在車輛主機(jī)上顯示出來。車聯(lián)網(wǎng)聯(lián)盟已經(jīng)發(fā)展成為一個領(lǐng)先的汽車行業(yè)聯(lián)盟，擁有80個成員，占全球汽車產(chǎn)能的70%。該聯(lián)盟還將對車載應(yīng)用授權(quán)進(jìn)行定義。汽車制造商將希望能密切關(guān)注哪些應(yīng)用可以在車內(nèi)使用。

　　在車內(nèi)嵌入蜂窩式電子設(shè)備可實現(xiàn)“永久性”連接。一些半導(dǎo)體制造商已經(jīng)推出了“LTE Stack”（長期演進(jìn)堆棧）等片上系統(tǒng) （SoC） 解決方案，例如英偉達(dá) （Nvidia） 圖睿 （Tegra） 4 SoC 和瑞薩 （Renesas） MP 6530。4G/LTE 技術(shù)還具備特定的多輸入多輸出 （MIMO） 天線要求，需在車內(nèi)體現(xiàn)。

　　嵌入式軟件設(shè)計的意義

　　預(yù)計到2016年豪華車內(nèi)將有一億行軟件代碼，其中許多來自車載信息娛樂系統(tǒng)，并將為聯(lián)網(wǎng)汽車相關(guān)應(yīng)用提供支持。汽車行業(yè)正在集中使用 GENIVI Linux 和安卓等少量的標(biāo)準(zhǔn)操作系統(tǒng)來運行該軟件。GENIVI Alliance 預(yù)計會在2013年4月公布其 4.0 Linux 信息娛樂系統(tǒng)規(guī)范，相關(guān)組件已經(jīng)為支持廣泛的信息娛樂服務(wù)而構(gòu)建完畢。由于安卓已在智能手機(jī)市場盛行，從而也為聯(lián)網(wǎng)汽車平臺提供了另一種可能的車載信息娛樂系統(tǒng)解決方案。通過使用標(biāo)準(zhǔn)操作系統(tǒng)，汽車制造商相信自己將能降低成本，使零件在未來可重復(fù)使用并能在汽車廠商及其一級供應(yīng)商之間進(jìn)行交換。上一代專有操作系統(tǒng)的維護(hù)與更新成本非常高昂。

　　汽車制造商還在想辦法整合車輛功能，其中一個方法是在一個硬件平臺上運行多種操作系統(tǒng)和服務(wù)。下面的結(jié)構(gòu)顯示，標(biāo)準(zhǔn) GENIVI Linux 平臺頂部裝載了 Linux 容器 （LXC），容器內(nèi)部則能安裝安卓等客戶操作系統(tǒng)。這樣系統(tǒng)用戶能夠安全地下載使用安卓應(yīng)用，核心車載功能也不會受到影響（圖2）。

　　圖3：典型信息娛樂軟件 LTE 堆棧

　　GENIVI 規(guī)范提供音頻和圖形管理等方面的規(guī)定，讓服務(wù)能直接導(dǎo)向多屏幕輸出和收集來自不同來源的信息。車載攝像機(jī)、DVD 播放器以及音頻源（包括導(dǎo)航系統(tǒng)、嵌入式電話和警報信號）等服務(wù)都需要進(jìn)行管理，并按優(yōu)先次序正確排序。明導(dǎo)等軟件設(shè)計工具供應(yīng)商提供一套 Sourcery CodeBench 工具，讓設(shè)計人員能在主機(jī)上捕捉、構(gòu)建和調(diào)試這類軟件，以及測試和分析運行信息娛樂系統(tǒng)和聯(lián)網(wǎng)汽車解決方案的運行時目標(biāo)板。

　　掌握市場趨勢

　　汽車信息娛樂系統(tǒng)和聯(lián)網(wǎng)汽車的需求瞬息萬變，這意味著傳統(tǒng)的工作方式已經(jīng)不再湊效。最終用戶的選擇比起以往更具多元性，GENIVI 和安卓等標(biāo)準(zhǔn)也層出不窮，所有這些都幫助消費者和開發(fā)商獲得了更好的投資回報。年復(fù)一年，汽車逐漸變得更像是一個聯(lián)網(wǎng)的消費設(shè)備，其信息娛樂系統(tǒng)的功能性也成為人們考慮是否購買的一個關(guān)鍵因素。雷諾公司 （Renault） 在幾款車上推出了其 R-Link 聯(lián)網(wǎng)汽車服務(wù)，使這些車能夠一直處于聯(lián)網(wǎng)狀態(tài)。通用汽車 （General Motors） 也宣布，到2015年，美國和加拿大的大部分通用汽車將安裝 4G LTE 移動寬帶熱點。通用將首先與美國電話電報公司 （AT&T） 合作推出這項服務(wù)。奧迪 （Audi） 也公布了其基于英偉達(dá)圖睿技術(shù)的聯(lián)網(wǎng)汽車解決方案，預(yù)計其他幾家汽車制造商也會陸續(xù)跟進(jìn)。

　　前路漫漫

　　到這個十年結(jié)束，我們所有人可能會駕馭著移動聯(lián)網(wǎng)計算機(jī)；其中有些移動計算機(jī)還能自動操作。這項技術(shù)早已面世，主要用于支持車到車通信和與云基礎(chǔ)設(shè)施之間的通信。唯一不清楚的便是實施這些服務(wù)需要多少時間以及設(shè)計師和制造商需要多長的時間才能生產(chǎn)出產(chǎn)品。據(jù)報道，1910年，瑞典的 L.M. Ericsson 展示了首部聯(lián)網(wǎng)汽車，使用的是長棍與架空線掛鉤。此后的100多年里取得了很大的進(jìn)步。想想接下來的100年又會有怎樣的變化呢？

　　作者介紹

　　安德魯-帕特森 （Andrew Patterson） 是明導(dǎo)嵌入式軟件部門業(yè)務(wù)開發(fā)總監(jiān)，專攻需要 Linux 和安卓解決方案的汽車市場。在加入明導(dǎo)之前，安德魯有20多年的時間一直在從事設(shè)計自動化方面的工作，他精通各種技術(shù)、自動化模擬模塊開發(fā)、虛擬樣機(jī)研究和機(jī)械電子學(xué)。目前，他在明導(dǎo)的主要工作是開發(fā)嵌入式軟件策略、信息娛樂和車載電子集群和遠(yuǎn)程信息解決方案。安德魯擁有英國劍橋大學(xué)工程和電氣科學(xué)專業(yè)碩士學(xué)位。