大家最熟悉的Android系统应该是手机和平板设备上的，大部分人可能没想过Android系统和汽车有什么关系。但实际上，Android系统在四年前就在布局汽车这个平台。我最近对相关内容做了一些了解。下面将我所了解到的信息分享给大家。
Android Auto是一个Android端的App，是专门为驾驶环境而设计的。
运行Android Auto需要Android 5.0或更高版本的系统，并且还需要Google地图和Google Play 音乐应用。
Android Auto可以用来将Android设备上的部分功能映射到汽车屏幕上。
Android Auto在2014的Google I/O上首次亮相。相应的App：Android Auto在2015年3月19日发布。
当Android Auto接到汽车屏幕上其界面看起来是下面这个样子：
当然，也可以不连接汽车，直接在手机上使用，其界面是下面这个样子：
在2014的Google I/O大会上，Google在介绍Android Auto时，首先就是以安全性为引入点的：很多人在开车会使用手机，这就造成大量的交通事故。所以我们应当理解，汽车上的软件功能并非越多越好。某些手机上很受欢迎的功能和软件，它们未必适合车载系统，例如：浏览器网页，阅读，玩游戏，看视频等等。
从上面的两幅图中可以看到，无论是汽车屏幕还是手机屏幕，界面底部包含了四个相同的按钮（虽然位置不同）。
以手机界面的按钮顺序，这四个按钮的功能依次是：
回主界面
地图功能
通话功能
音乐功能
2007年，iPhone的发布宣示了触摸交互方式的兴起。在这之后，触摸手势彻底代替了物理键盘。
当时的运营商无法想象一个没有物理键盘的手机会被大家喜欢。而在十年之后，曾经能够生产最好的物理键盘手机的制造商，例如黑莓和诺基亚都早已被市场淘汰。
因此我们可以想象，新一代的平台和电子产品有可能会引入新的交互方式，或者是让某个原先不太流行的交互方式成为主流。而对于汽车来说，语音无疑是比触摸更好的交互方式。
在驾驶环境中，语音交互存在如下优势：
用户不用改变自身的物理姿势，所以这种交互方式不影响对于驾驶的操控。
有些需要多次触摸手势的交互，可能一条语音就可以完成。
语音交互不存在入口的层次嵌套，数据更加扁平。
优秀的语音系统可以利用对话的上下文完成任务，避免用户重复输入。
除此之外，在驾驶环境中，对于语音功能的实现也更有利。因为，驾驶舱的空间较小，便于语音数据的捕获；驾驶舱座位的相对位置固定，系统更方便判断发出语音的角色，例如区分发出语音指令的是驾驶员还是乘客而采取不同的处理。
这就不奇怪Google将Google Assistant集成到Android Auto中了。
当语音系统能够获取到用户的基本信息的情况下，很多操作会变得非常便利。例如，直接告诉系统：”我要回家“。而不用先打开地图，然后搜索自己家的地址，然后再点击导航按钮：
当系统有了更多的用户的数据以及外部服务之后，可以做的事情将超远我们现在看到的。例如：在导航至某个餐馆的途中直接帮忙预订座位（今年的Google I/O上，Google已经展示了通过AI完成的电话预订：Google’s AI Assistant Can Now Make Real Phone Calls）。
当然，Google Assistant 不仅仅是为Android Auto设计的，它支持非常多的设备。不过这部分内容已经超过本文所要说明的。
现代汽车是首个支持Android Auto的汽车制造商。2015的Hyundai Sonata是第一个支持Android Auto的汽车型号。
到目前为止（2018年7月），支持Android Auto的汽车品牌已经很多，包括：奥迪，别克，凯迪拉克，雪佛兰，福特，本田，吉普，林肯，奔驰，马自达，大众，Volvo等超过50家汽车制造商，超过500种汽车型号。
详细的品牌和型号请参见下面这个链接：Android Auto - The right information for the road ahead 。
目前，支持Android Auto的应用比较少。虽然2018年的Google I/O上宣称这类应用数量正在高速增长，但目前Google Play上支持Android Auto的应用也只有数千款，这与Google Play上的三百多万应用相比，就显得很可怜了。
可以通过这个链接浏览支持Android Auto的应用：Apps for Android Auto。
Android Auto目前仅支持两类第三方的应用：
音频应用：允许用户浏览和播放汽车中的音乐和语音内容。
消息应用：通过text-to-speech朗读消息并通过语音输入回复消息。
为了声明应用支持Android Auto，需要在/res/xml/新建一个XML文件来进行描述。
例如，假设我们创建的文件是automotive_app_desc.xml，其内容是：
"media" />
...
"com.google.android.gms.car.application"
android:resource="@xml/automotive_app_desc"/>
从这一点来讲，AliOS是完全领先Android Automotive的。因为内置AliOS的荣威RX5早就已经量产了。
# Automotive specific packages
PRODUCT_PACKAGES += \
vehicle_monitor_service \
CarService \
CarTrustAgentService \
CarDialerApp \
CarRadioApp \
OverviewApp \
CarLensPickerApp \
LocalMediaPlayer \
CarMediaApp \
CarMessengerApp \
CarHvacApp \
CarMapsPlaceholder \
CarLatinIME \
CarUsbHandler \
android.car \
libvehiclemonitor-native \这个列表中，首字母大写的模块基本上都是汽车系统中专有的App。
这些App的源码都位于/platform/packages/services/Car/目录下。
当然，OEM厂商可以添加更多的App。
你也可以在/platform/packages/services/Car/目录下通过find . -name AndroidManifest.xml确认哪些文件中包含了Car App。
开发汽车专有的App自然需要专有的API。这些API对于其他平台（例如手机和平板）通常是没有意义的。所以这些API没有包含在Android Framework SDK中。
下面这张大图列出了所有的Car API：
从这个图中我们可以看到Car API主要包括：
android.car：包含了与车相关的基本API。例如：车辆后视镜，门，座位，窗口等。
cabin：座舱相关API。
hvac：通风空调相关API。（hvac是Heating, ventilation and air conditioning的缩写）
property：属性相关API。
radio：收音机相关API。
pm：应用包相关API。
render：渲染相关API。
menu：车辆应用菜单相关API。
annotation：包含了两个注解。
app
cluster：仪表盘相关API。
content
diagnostic：包含与汽车诊断相关的API。
hardware：车辆硬件相关API。
input：输入相关API。
media：多媒体相关API。
navigation：导航相关API。
settings：设置相关API。
vms：汽车监测相关API，见下文。
Android Automative中的Car Service集中在一个App中。可以想象，这个App需要非常高的权限，所以这是一个系统App。其Manifest开头如下：
"http://schemas.android.com/apk/res/android"
xmlns:androidprv="http://schemas.android.com/apk/prv/res/android"
package="com.android.car"
coreApp="true"
android:sharedUserId="android.uid.system">
public ICarImpl(Context serviceContext, IVehicle vehicle, SystemInterface systemInterface,
CanBusErrorNotifier errorNotifier) {
mContext = serviceContext;
mHal = new VehicleHal(vehicle);
mSystemActivityMonitoringService = new SystemActivityMonitoringService(serviceContext);
mCarPowerManagementService = new CarPowerManagementService(
mHal.getPowerHal(), systemInterface);
mCarSensorService = new CarSensorService(serviceContext, mHal.getSensorHal());
mCarPackageManagerService = new CarPackageManagerService(serviceContext, mCarSensorService,
mSystemActivityMonitoringService);
mCarInputService = new CarInputService(serviceContext, mHal.getInputHal());
mCarProjectionService = new CarProjectionService(serviceContext, mCarInputService);
mGarageModeService = new GarageModeService(mContext, mCarPowerManagementService);
mCarInfoService = new CarInfoService(serviceContext, mHal.getInfoHal());
mAppFocusService = new AppFocusService(serviceContext, mSystemActivityMonitoringService);
mCarAudioService = new CarAudioService(serviceContext, mHal.getAudioHal(),
mCarInputService, errorNotifier);
mCarCabinService = new CarCabinService(serviceContext, mHal.getCabinHal());
mCarHvacService = new CarHvacService(serviceContext, mHal.getHvacHal());
mCarRadioService = new CarRadioService(serviceContext, mHal.getRadioHal());
mCarNightService = new CarNightService(serviceContext, mCarSensorService);
mInstrumentClusterService = new InstrumentClusterService(serviceContext,
mAppFocusService, mCarInputService);
mSystemStateControllerService = new SystemStateControllerService(serviceContext,
mCarPowerManagementService, mCarAudioService, this);
mCarVendorExtensionService = new CarVendorExtensionService(serviceContext,
mHal.getVendorExtensionHal());
mPerUserCarServiceHelper = new PerUserCarServiceHelper(serviceContext);
mCarBluetoothService = new CarBluetoothService(serviceContext, mCarCabinService,
mCarSensorService, mPerUserCarServiceHelper);
if (FeatureConfiguration.ENABLE_VEHICLE_MAP_SERVICE) {
mVmsSubscriberService = new VmsSubscriberService(serviceContext, mHal.getVmsHal());
mVmsPublisherService = new VmsPublisherService(serviceContext, mHal.getVmsHal());
}
mCarDiagnosticService = new CarDiagnosticService(serviceContext, mHal.getDiagnosticHal());
...
service vms /system/bin/vehicle_monitor_service
class core
user root
group root
critical
on boot
start vms
这是一个Binder服务，并提供了C++和Java的Binder接口用来供其他模块使用。
Android 8.0包含一个汽车 HIDL 硬件抽象层（HAL），可用于在 Android 启动过程的初期提供图像捕获和显示，并在系统启动后继续运行直到系统终止。HAL包含外部视景系统 (Exterior View System，简称EVS) 堆栈，通常用于在具有车载信息娱乐（IVI）系统（基于 Android）的车辆中支持后视摄像头和环绕视图显示。EVS 还支持在用户应用中实现高级功能。
EVS 包括以下系统组件：
EVS应用：该应用负责从EVS管理器请求视频帧，并将用于显示的已完成的帧发送回EVS管理器。EVS和汽车服务可供使用后，它便立即由init启动。OEM可视需要修改或替换EVS应用。
EVS 管理器：EVS管理器可提供 EVS 应用所需的编译块，以实现从简单的后视摄像头显示到6DOF多相机渲染的任何功能。它的接口通过 HIDL呈现，并被编译为接受多个并发客户端。其他应用和服务（特别是汽车服务）可以查询 EVS 管理器状态，以了解EVS系统何时处于活动状态。
EVS HIDL接口：在 EVS 系统中，相机和显示元素均在 android.hardware.automotive.evs 程序包中进行定义。用于实践接口的示例实现（生成合成测试图像并验证图像进行往返的过程）在 /hardware/interfaces/automotive/evs/1.0/default 中进行提供。
内核驱动程序：支持EVS堆栈的设备需要使用内核驱动程序。OEM无需创建新驱动程序，他们可以选择通过现有相机和/或显示硬件驱动程序来支持EVS所需的功能。重复使用驱动程序可能会有好处，对于图像呈现可能需要与其他活动线程协调的显示驱动程序来说尤其如此。
ODB全称是On-Board Diagnostics。这是一种装置于车中用以监控车辆运行状态和回报异常的系统，可于车辆的子系统出现问题时，产生故障代码和提醒讯号通知车主和车厂诊断维修。1980年车上诊断系统发明后，早期仅能以指示灯形式回报故障发生与否。随着计算机技术的进步，目前已经能回报各式各样的实时数据和标准化故障代码（diagnostic trouble codes，DTC），使得汽车故障诊断维修方法发生翻天覆地的变化。
美国是最早规定车辆必须装配车上诊断系统的国家，之后欧盟与日本也陆续采行。台湾自2008年起实施。中国大陆部分地区则自2006年起陆续对新车推出了装置车上诊断系统的要求。
OBD-II是基于OBD-I的基础上，增加了资料容量并将其标准化。OBD-II明确定义了连接器型式、脚位、可用通讯协定以及讯息格式。OBD-II同时也提供额外可监控汽车参数清单以及编码方式说明。
AOSP中的ODB2库是以一个Java静态库的形式存在的。
它支持多种命令。这些命令按照类型实现在不同的文件中：
Vehicle Network Service的结构和VMS的结构是类似的，也是一个可执行文件（vehicle_network_service）加一个库（libvehiclenetwork）的形式。
libvehiclenetwork中既包含了C++的库，也包含了Java语言的库。对于需要跨语言访问的数据结构，使用Protocol Buffers 格式描述：libvehiclenetwork/proto/。
Protocol Buffers是Google开发的另外一个工具。它语言中立，平台中立，具有可扩展的机制，用于序列化结构化数据。类似XML，但更小，更快，更简单。
vehicle Network Service的主要作用是通过它来设置HAL属性（见下文HAL）。这些属性在VehicleNetworkConsts.java中已经全部列出：
public static final int VEHICLE_PROPERTY_INFO_VIN = 0x00000100;
public static final int VEHICLE_PROPERTY_INFO_MAKE = 0x00000101;
public static final int VEHICLE_PROPERTY_INFO_MODEL = 0x00000102;
public static final int VEHICLE_PROPERTY_INFO_MODEL_YEAR = 0x00000103;
public static final int VEHICLE_PROPERTY_INFO_FUEL_CAPACITY = 0x00000104;
public static final int VEHICLE_PROPERTY_PERF_ODOMETER = 0x00000204;
public static final int VEHICLE_PROPERTY_PERF_VEHICLE_SPEED = 0x00000207;
public static final int VEHICLE_PROPERTY_ENGINE_COOLANT_TEMP = 0x00000301;
public static final int VEHICLE_PROPERTY_ENGINE_OIL_TEMP = 0x00000304;
public static final int VEHICLE_PROPERTY_ENGINE_RPM = 0x00000305;
public static final int VEHICLE_PROPERTY_GEAR_SELECTION = 0x00000400;
public static final int VEHICLE_PROPERTY_CURRENT_GEAR = 0x00000401;
public static final int VEHICLE_PROPERTY_PARKING_BRAKE_ON = 0x00000402;
public static final int VEHICLE_PROPERTY_DRIVING_STATUS = 0x00000404;
public static final int VEHICLE_PROPERTY_FUEL_LEVEL_LOW = 0x00000405;
public static final int VEHICLE_PROPERTY_NIGHT_MODE = 0x00000407;
public static final int VEHICLE_PROPERTY_HVAC_FAN_SPEED = 0x00000500;
public static final int VEHICLE_PROPERTY_HVAC_FAN_DIRECTION = 0x00000501;
public static final int VEHICLE_PROPERTY_HVAC_TEMPERATURE_CURRENT = 0x00000502;
public static final int VEHICLE_PROPERTY_HVAC_TEMPERATURE_SET = 0x00000503;
public static final int VEHICLE_PROPERTY_HVAC_DEFROSTER = 0x00000504;
public static final int VEHICLE_PROPERTY_HVAC_AC_ON = 0x00000505;
public static final int VEHICLE_PROPERTY_HVAC_MAX_AC_ON = 0x00000506;
public static final int VEHICLE_PROPERTY_HVAC_MAX_DEFROST_ON = 0x00000507;
public static final int VEHICLE_PROPERTY_HVAC_RECIRC_ON = 0x00000508;
public static final int VEHICLE_PROPERTY_HVAC_DUAL_ON = 0x00000509;
public static final int VEHICLE_PROPERTY_ENV_OUTSIDE_TEMPERATURE = 0x00000703;
public static final int VEHICLE_PROPERTY_ENV_CABIN_TEMPERATURE = 0x00000704;
public static final int VEHICLE_PROPERTY_RADIO_PRESET = 0x0000801;
public static final int VEHICLE_PROPERTY_AUDIO_FOCUS = 0x00000900;
public static final int VEHICLE_PROPERTY_AUDIO_VOLUME = 0x00000901;
public static final int VEHICLE_PROPERTY_AUDIO_VOLUME_LIMIT = 0x00000902;
public static final int VEHICLE_PROPERTY_AUDIO_ROUTING_POLICY = 0x00000903;
public static final int VEHICLE_PROPERTY_AUDIO_HW_VARIANT = 0x00000904;
public static final int VEHICLE_PROPERTY_AP_POWER_STATE = 0x00000A00;
public static final int VEHICLE_PROPERTY_DISPLAY_BRIGHTNESS = 0x00000A01;
public static final int VEHICLE_PROPERTY_AP_POWER_BOOTUP_REASON = 0x00000A02;
public static final int VEHICLE_PROPERTY_HW_KEY_INPUT = 0x00000A10;
public static final int VEHICLE_PROPERTY_INSTRUMENT_CLUSTER_INFO = 0x00000A20;
public static final int VEHICLE_PROPERTY_CUSTOM_START = 0x70000000;
public static final int VEHICLE_PROPERTY_CUSTOM_END = 0x73ffffff;
public static final int VEHICLE_PROPERTY_INTERNAL_START = 0x74000000;
public static final int VEHICLE_PROPERTY_INTERNAL_END = 0x74ffffff;
public static final int VEHICLE_PROPERTY_INTERNAL_AUDIO_STREAM_STATE = 0x74000000;
"VEHICLE_PROPERTY_ENV_OUTSIDE_TEMPERATURE" value = "0x00000703">
"AID_SYSTEM" access="r" value="1000"/>
"VEHICLE_PROPERTY_ENV_CABIN_TEMPERATURE" value = "0x00000704">
"AID_SYSTEM" access="r" value="1000"/>
"VEHICLE_PROPERTY_RADIO_PRESET" value = "0x0000801">
"AID_SYSTEM" access="rw" value="1000"/>
"VEHICLE_PROPERTY_AUDIO_FOCUS" value = "0x00000900">
"AID_SYSTEM" access="rw" value="1000"/>
"AID_AUDIOSERVER" access="r" value="1041"/>
enum vehicle_zone_type {
VEHICLE_ZONE_TYPE_NONE = 0x00,
VEHICLE_ZONE_TYPE_ZONE = 0x01,
VEHICLE_ZONE_TYPE_SEAT = 0x02,
VEHICLE_ZONE_TYPE_DOOR = 0x04,
VEHICLE_ZONE_TYPE_WINDOW = 0x10,
VEHICLE_ZONE_TYPE_MIRROR = 0x20,
};
下面是获取HVAC温度的调用过程。
下面是设置HAVC温度的调用过程。
图中缩写说明如下：
CS：CarService
VNS：VehicleNetworkService
VHAL：Vehicle HAL
最后，我们以Android系统在汽车行业上的发展小结一下车载系统的特点：
保持驾驶安全永远是第一重要，任何新功能的增加都必须先考虑这个原则。
车载系统不是手机系统的简单移植，手机上的应用大部分也不适合车载系统。
车机硬件差异太大，平台需要处理好差异性。
交互方式需要用心对待，以便让用户更容易操作。
界面设计上也需要通过色彩或控件大小以突出重点，让用户更容易辨识。
语音将是车载系统上很重要的交互方式。
导航，多媒体，消息将是车载系统上最主要的应用类型。
无线通信是未来，随着硬件传输速度的提升，各种线缆将尽可能的减少。
车载系统将脱离手机，内置的原生系统能获得更好的体验。
下一个版本的Android，即Android P很快就会发布。新的版本将迎来哪些变化，我们一起拭目以待。
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