車載信息娛樂系統-概念和結構
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最近兩年，有很多熱詞頻繁出現在網路上 - 互聯網汽車，IoT, 車載信息娛樂系統 ，Connectivity / V2X 等等。
傳統汽車電子產品可歸納為兩類：一類是車載電子設備，如儀錶，娛樂音響、導航系統、抬頭顯示、車載通信、無線上網等等，這類系統不直接參与汽車行駛的控制決策，不會對車輛行駛性能和安全產生影響，通常統稱為車載娛樂信息系統（In-Vehicle Infotainment,IVI）。
另一類是汽車電子控制裝置，它們是車輛運動和安全防護的控制「大腦」，通過直接向執行機構（如電子閥門，繼電器開關，執行馬達等）發送指令以控制車輛關鍵部件（如發動機，變速箱，動力電池等）的協同工作，這類系統可以統稱為電子控制單元（Electronic Control Unit, ECU）。常見的ECU包括EMS發動機電控系統，ABS制動防抱死控制、變速箱牽引力控制TCU、電子穩定控制EPS、電子動力轉向EPS，新能源汽車整車控制VCU，電池管理系統BMS等。
車載信息娛樂系統 (IVI = In - Vehicle Infotainment) 概念
車載信息娛樂系統_百度百科 是採用車載專用中央處理器，基於車身匯流排系統和互聯網服務，形成的車載綜合信息處理系統。
最初的IVI只有CD機，電台；
第二個階段，可以通過USB接入U盤，手機播放音樂，通過藍牙接聽電話；
第三個階段，可以通過手機鏡像，在車端直接使用手機里的一些app。主要是Apple Carplay, Android Auto, Baidu Carlife 等等。
第四個階段，車開始通過獨立的modem或者手機發送的熱點wifi連入互聯網，可以進行車輛數據監控，實時導航，網頁瀏覽，直接使用車載app。並且可以通過手機APP對車輛進行遠程監控和操作。在這個發展過程中，我們也可以看到屏幕尺寸在逐漸變大。
這個階段，最重要的是越來越多的互聯網公司加入IVI軟體及整車設計製造。他們賦予了汽車行業新的創新思維 - 車和其他移動設備一樣，只是一個流量入口，硬體低利潤甚至負利潤，但是依靠為用戶提供廣告和增值服務來賺錢。
BAT顛覆Or賦能車載信息娛樂系統（IVI）
在這裡，我們總結一下一般這些APP和車載系統會提供哪些功能：
APP提供的功能：
1. 鑰匙功能 Paak (Phone As A Key) + 授權使用
PS：Banma還提供了一個可以只打開後備箱的功能，方便快遞小哥送貨。
2. 車的狀態跟蹤
包括車的位置跟蹤和導航到車停的位置，充電的情況，續航里程，是否有故障或者需要保養等。如果有被偷的風險，會遠程激活一個警告信息給車主。
3. 車輛遠程控制
包括打開空調，座椅通風或者加入，空氣凈化器等。
4. 保養，美容，維修提醒和預定
5. 該品牌推出的新車型，優惠信息，附近經銷商等
6. 道路救援
7. 車輛保險
8. 與車相連的其他設備的情況
比如福特在後裝市場提供的智能空氣凈化功能，就可以在Ford pass中看到。
9. 路書 （Road Trip)
記錄用與車相連的相機拍下的照片或者視頻，還有推薦的旅遊路線等。
10. 駕駛行為的評分或者建議
11. 錢包
12. 相關第三方設備或者相關主題設備的購買入口
13. 該品牌組織的活動信息
車載系統提供的功能：
1. 網路連接 （車和手機之間雙向的功能都有）
2. 語音識別和控制
3. 在線音樂和電台等在線內容，還有天氣信息
4. 導航（在線實時路況）
5. 電子用戶手冊（帶搜索功能）
6. 社交平台入口
6. 車輛體檢（維修和保養提醒與預約）
7. 道路救援
8. 第三方設備連接
9. 車輛保險
10. 自駕游相關服務
11. 車輛錢包 （電子收費和在線購物）
可以看出來，和手機一樣，車輛通過網路和其他的設備，雲平台等連接在了一起，今年6月份參加2018 CES Asia發現，我們所有在日常生活里在使用的東西 - 車，電視，冰箱，電子稱，鏡子等等全都具備了「智能」。所以在討論車載信息娛樂系統的電子電器結構之前，我們先看一下什麼叫做「萬物互聯」。
IoT = Internet of Things (萬物互聯)
The Internet of things is the network of physical devices, vehicles, home appliances, and other items embedded with electronics, software, sensors, actuators, and internet connectivity which enables these things to connect and exchange data, creating opportunities for more direct integration of the physical world into computer-based systems, resulting in efficiency improvements, economic benefits, and reduced human exertions.
以用戶體驗核心的創新2.0是物聯網發展的靈魂。
所謂的「互聯網汽車」只是IoT的一個埠而已。
這裡的「物」要滿足以下條件才能夠被納入「物聯網」的範圍：
物聯網_百度百科
1. 要有數據傳輸通路
2. 要有一定的存儲功能
3. 要有CPU
4. 要有操作系統
5. 要有專門的應用程序
6. 遵循物聯網的通信協議
7. 在世界網路中有可被識別的唯一編號
在物聯網應用中幾個關鍵要素是：
1. 感測器：感測器相當於人的眼睛、鼻子、皮膚等感官，需要感測器把模擬信號轉換成數字信號計算機才能處理。
2. 網路： 網路就是神經系統用來傳遞信息
3. 對象的智能標籤：也是一種感測器技術，RFID技術是融合了無線射頻技術和嵌入式技術為一體的綜合技術，RFID在自動識別、物品物流管理有著廣闊的應用前景。
4. 嵌入式系統：是綜合了計算機軟硬體、感測器技術、集成電路技術、電子應用技術為一體的複雜技術。嵌入式系統則是人的大腦，在接收到信息後要進行分類處理。經過幾十年的演變，以嵌入式系統為特徵的智能終端產品隨處可見；小到人們身邊的MP3,大到航天航空的衛星系統。嵌入式系統正在改變著人們的生活，推動著工業生產以及國防工業的發展。
Connected Vehicle / Connectivity /Internet Vehicle
可以看出，這也是「萬物互聯」中的一部分。
車載信息娛樂系統的電子電器結構和產業結構
先看一下智能手機的硬體和軟體組成。
互聯網汽車信息娛樂系統基礎框架 - CSDN博客
一個典型的車載主機系統常被稱作車載信息娛樂系統Audio Infotainment 簡稱AI系統，AI主要包括Vehicle Interface Processor(VIP)，Application Processor(AP), Telematics Box(T-Box)三個部分：
VIP （Vehicle Interface Processor）是系統車載系統的核心，它負責幾個方面：電源管理、網路、啟動Application Processor、監控系統是否穩定運行(包括溫度監測、電壓監測)、故障診斷信息、下線檢測等。
AP (Application Processor)在AI系統中主要負責娛樂系統部分、車身部分功能控制、車身信息顯示、行車安全監控等。
車載T-BOX_百度百科
Telematics BOX，簡稱車載T-BOX，其實就是一個遠程信息處理器。廣泛應用在汽車前裝市場，共享汽車等場景下。
車聯網系統包含四部分，主機、車載T-BOX、手機APP及後台系統。主機主要用於的影音娛樂，以及車輛信息顯示；車載T-BOX主要用於和後台系統/手機APP通信，實現手機APP的車輛信息顯示與控制。
當用戶通過手機端APP發送控制命令後，TSP後台會發出監控請求指令到車載T-box，車輛在獲取到控制命令後，通過CAN匯流排發送控制報文並實現對車輛的控制，最後反饋操作結果到用戶的手機APP上，僅這個功能可以幫助用戶遠程啟動車輛、打開空調、調整座椅至合適位置等。
- 遠程控制車輛：車門解閉鎖、車窗控制、天窗控制、空調控制、車輛啟動等功能；
2. 獲取車輛信息：車門狀態、車窗狀態、車燈狀態、胎壓狀態、車輛故障信息與車輛定位等功能；
3. 安防服務：車被拖走報警，車輛被盜後遠程報警與定位跟蹤；
4. 遠程診斷與刷新 - OTA (Over-the-Air Technology)
車載T-BOX設計架構：雙路DC/DC+雙路LDO+雙核OBD模組+STM32F103CBT6為主控+STM32F105RBT6雙核處理，外圍為GPRS+GPS+六軸G-Sensor和震動感測器供主控調用，外加兩個12V輸出，預留一路URAT。
車載T-BOX與主機通過canbus通信，實現指令與信息的傳遞，包括車輛狀態信息、按鍵狀態信息、控制指令等；通過音頻連接，實現雙方共用麥克與喇叭輸出。與手機APP是通過後台系統以數據鏈路的形式進行間接通信（雙向）。T-BOX與後台系統通信還包括語音和簡訊兩種形式，後者主要實現一鍵導航及遠程控制功能。
ACC熄火後，為了保證車載T-BOX工作電流更低，通訊模塊將會斷開數據鏈路，僅保留簡訊接收和電話打入功能。僅當需要遠程控制時才需要發送簡訊，信息查詢的是客服中心熄火前的數據，不需要發送簡訊。
車載OBD設備
在後裝市場也有一些被稱為「OBD車聯網」的設備，比如騰訊路寶等等。通常內置GPS模塊及網路模塊，通過汽車OBD診斷介面或者藍牙（騰訊路寶）接入，可實現監測汽車碰撞報警、精準位置監控、行程全記錄、車況即時提醒、專業故障檢測，車況信息遠程讀取、設置電子圍欄、軌跡記錄、油耗記錄等功能。若用戶捆綁了某家維修企業，這些信息也會自動發送給維修企業，方便維修企業為用戶提供主動服務。有些內置SIM卡的設備，也可提供WIFI熱點。
車載操作系統
淺析未來車載信息娛樂系統市場競爭格局-汽車電子,車載信息娛樂系統-汽車電子行業-hc360慧聰網
車載操作系統你都知道嗎？三分鐘解車載操作系統前世今生 - 汽車電子 - 電子發燒友網
從20世紀90年代開始，隨著車載和電控系統功能的日益豐富以及汽車電子產品外部交互/介面標準的種類增加，這類基於微控制晶元的嵌入式電子產品逐漸需要採用類似個人電腦的軟體架構以實現分層化，平台化和模塊化，提高開發效率的同時降低開發成本。因此，汽車電子產品才逐步開始採用了嵌入式操作系統（Embedded Operation System）。
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從20世紀90年代開始，隨著車載和電控系統功能的日益豐富以及汽車電子產品外部交互/介面標準的種類增加，這類基於微控制晶元的嵌入式電子產品逐漸需要採用類似個人電腦的軟體架構以實現分層化，平台化和模塊化，提高開發效率的同時降低開發成本。因此，汽車電子產品才逐步開始採用了嵌入式操作系統（Embedded Operation System）。
IVI領域的WinCE、QNX、Linux、Android四家平分天下，但變化正在發生。隨著智能互聯潮越來越熱，WinCE的缺陷正在不斷放大。
首先WinCE不是開源系統，難以進行新功能的開發；不夠智能，實現聯網功能極為困難；由於歷史因素WinCE系統設計也沒有針對觸摸屏優化，只能靠物理按鍵。這些缺陷在近年來不斷萎縮的市場份額中也有體現。
QNX有著來自黑莓的高安全性及相對Android對車規級標準更優秀的適應性，但昂貴的軟體授權費使得QNX只在高端車型中有著市場，同時很高的開發成本也是QNX的短板。有了谷歌官方對車規級系統的優化和開發支持，預計Android車載系統將很快蠶食掉WinCE的市場份額，隨後開始向高端QNX發起衝擊。
當然Android也有著明顯短板，比如在系統穩定性上需要通過一系列車規級安全標準。此外針對移動電子設備開發的Android並不擅長控制外部設備上，要實現對這些設備的控制，需要與車輛的行車電腦、CAN匯流排、OBD及相關設備等對接，這就必須對安卓的底層架構進行深度改造。
百度的Duer系統是在Android平台之上開發的，而阿里的AliOS則是自己做了一個操作系統。 其優勢在於Alios添加了雲服務相關的模塊以接入阿里巴巴的生態環境，重點包括電子商務（淘寶），網路支付（支付寶）和高清地圖（高德），以此打造除手機之外的第二移動支付終端。
深度｜未來誰將是車載信息娛樂系統行業老大
從車載信息娛樂系統產業鏈來看，從硬體層面來看，上游原材料主要包括半導體元器件、控制器、分立器件、FPC(Flexible Printed Circuit)、觸摸屏、顯示器等。除此之外，產業鏈還包括操作系統、內容服務、通訊服務、以及服務商 TSP(Telematics Service Providers)。
從產品技術層面上看，車載信息娛樂系統是不同硬體集成為一個完整的系統，其中晶元在產業鏈處於較核心的地位。普遍情況下，終端集成廠商晶元通過外購獲得，晶元供應商主要包括 NXP、意法半導體、英飛凌、聯發科、德州儀器等國外廠商。
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