一種手機端的Android駕駛輔助系統(tǒng)的設(shè)計

　　通過讀取汽車OBD(車載自動診斷系統(tǒng))相關(guān)數(shù)據(jù)，分析得出環(huán)保駕駛方法，通過提示，積分，報警，顯示等方法訓練人們的駕駛行為，達到節(jié)油低碳的目的。結(jié)果表明，采用節(jié)能環(huán)保駕駛方式，較原來的駕駛行為可以降低油耗25%左右。

　　1.引言

　　汽車對于使用者來說，具有其它交通工具所沒有的機動、靈活、自由、經(jīng)濟的優(yōu)點。每年95%左右的成品汽油被汽車消耗掉，汽車節(jié)能成為全社會關(guān)注的問題。

　　環(huán)保駕駛，主要是停止怠速、以經(jīng)濟的燃油消耗率速度行駛，抑制急起步、猛加速、急剎車等，努力減輕對環(huán)境負擔為目的的駕駛。如果中國所有汽車駕駛員采用節(jié)能環(huán)保駕駛方式，每年可節(jié)約燃油兩千多萬噸。

　　環(huán)保駕駛習慣可以通過日常駕駛訓練養(yǎng)成，如不急加速、急剎車、不過多并線等。

　　但由于節(jié)油效果不能立即反饋，駕駛員沒有主動性，需要有一個系統(tǒng)可以直觀的顯示駕駛信息，所以本文通過在智能手機上安裝環(huán)保駕駛輔助系統(tǒng)幫助人們進行環(huán)保駕駛行為的訓練。

　　本文提出的方案是基于移動設(shè)備上運行的Android OS的環(huán)保駕駛輔助系統(tǒng)，使用藍牙模塊連接到車輛的診斷端口，向智能手機發(fā)送OBD數(shù)據(jù)(發(fā)動機轉(zhuǎn)速、油耗、里程、排放量等)，環(huán)保駕駛輔助系統(tǒng)通過分析數(shù)據(jù)，給出環(huán)保駕駛建議，通過提示、積分、報警、顯示等方法訓練人們的駕駛行為，達到節(jié)油低碳的目的。這種方法可以用在任何型號的車輛，不需要任何特殊的設(shè)備安裝在車輛中，從能源效率的角度來看，該系統(tǒng)使用車輛傳感器的數(shù)據(jù)來評估駕駛風格，然后提供高效生態(tài)駕駛技巧。

　　2.Android操作系統(tǒng)介紹

　　Google公司于2007年11月發(fā)布Android操作系統(tǒng)，是一款建立在Linux系統(tǒng)的手機操作系統(tǒng)平臺。它是首個專門為移動終端打造的真正意義上的開源且系統(tǒng)完整的移動平臺，而且不存在不同設(shè)備上的兼容性問題。有利于開發(fā)人員理解平臺框架，降低移動終端設(shè)備的價格，同時也便于軟件的開發(fā)、維護和升級。

　　現(xiàn)在的智能手機等個人便攜式設(shè)備(PPDS)都配備了一系列的現(xiàn)代化和高度精確的傳感器，它們逐漸應用到汽車綜合系統(tǒng)中，特別是中型車和緊湊型轎車。因此，利用Android智能手機作為環(huán)保駕駛終端的應用平臺具有一定的實際價值和現(xiàn)實意義。

　　3.車輛油耗因素及節(jié)能技巧

　　3.1 車輛油耗因素

　　車輛狀態(tài)不佳是油耗的一個因素：車重與油耗的關(guān)系成正比;胎壓不足，油耗增加1%;發(fā)動機點火系統(tǒng)不正常、空氣濾清器過臟對油耗的影響也很大。任何一款車都有經(jīng)濟時速，在這個速度行駛時最省油，低于這個速度或高于這個速度油耗就會上升，再超過一定的速度后，油耗會大幅度上升。

　　為了進一步降低能源消耗，駕駛員正確的駕駛方法是必要的。據(jù)測定，對于同一款車型，駕駛技術(shù)嫻熟的駕駛員可較一般駕駛員平均節(jié)約燃油10~25%.因此，駕駛節(jié)油的關(guān)鍵是能否使人、車配合得當，保持車輛最佳運行狀態(tài)。

　　3.2 節(jié)能駕駛技巧

　　車況因素我們可以通過常檢查保養(yǎng)來克服，對油耗起關(guān)鍵作用在于駕駛員的駕駛風格。

　　規(guī)劃出行和預判路況是駕駛員容易忽視的主要問題，所以環(huán)保駕駛輔助系統(tǒng)在功能上集成了GPS定位、電子地圖路線搜索和駕駛行為提醒，以達到實現(xiàn)環(huán)保駕駛的最佳效果。

　　4.環(huán)保駕駛輔助系統(tǒng)設(shè)計規(guī)劃

　　本設(shè)計實現(xiàn)的思路是以a n d r o i d智能手機為系統(tǒng)平臺，開發(fā)環(huán)保駕駛輔助應用程序，程序運行后，用戶可以先進行GPS定位、查詢最佳駕駛路線，車輛啟動后開始進行駕駛記錄，界面顯示基本車況信息，可以隨時停止記錄，查看此段路程的駕駛評估及建議。

　　通過百度地圖配合Android系統(tǒng)軟件的API接口，可獲得不斷升級的地圖庫，并能直觀了解車輛狀況數(shù)據(jù)，真正實現(xiàn)一個體積小、成本低、操作簡單并且人機界面友好環(huán)保駕駛輔助系統(tǒng)。

　　4.1 環(huán)保駕駛輔助系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)

　　環(huán)保駕駛輔助系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)由數(shù)據(jù)采集、軟件平臺、功能模塊和應用四部分組成。

　　數(shù)據(jù)采集負責收集從車輛的診斷端口獲得的CAN總線上傳輸?shù)能嚊r數(shù)據(jù)，得到影響能源消耗的變量值。功能模塊是該系統(tǒng)的關(guān)鍵部分，不僅可以文字提醒駕駛員節(jié)油妙招，還能進行定位查詢路線，追蹤駕駛員的駕駛歷程，統(tǒng)計分析此次駕駛的時間、距離、油耗、加減速情況來判斷是否是環(huán)保駕駛并得出環(huán)保分數(shù)，提出改進建議。用戶界面顯示簡約直觀，通過手機屏幕顯示環(huán)保駕駛提示，同時可以將環(huán)保駕駛技巧用高識別度的語音提示。

　　4.2 數(shù)據(jù)采集

　　使用Android智能手機與藍牙適配器作為數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，能夠獲得進氣壓力傳感器、發(fā)動機溫度傳感器、油門踏板位置傳感器、發(fā)動機轉(zhuǎn)速傳感器等通過CAN總線傳輸?shù)挠绊懩茉聪牡臄?shù)據(jù)信息，而無需安裝額外的硬件。

　　車輛硬件單元ECM(電子控制單元引擎控制模塊)、TCM(變速箱控制模塊)、ABS(剎車防抱死系統(tǒng))的數(shù)據(jù)通過CAN總線傳輸，再由OBD模塊將數(shù)據(jù)通過藍牙發(fā)送到手機端應用。

　　4.3 手機功能模塊

　　該系統(tǒng)在Android手機設(shè)備上執(zhí)行。手機端數(shù)據(jù)主要以SQLite數(shù)據(jù)表的形式存儲。

　　SQLite是Android自帶的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，它無須獨立運行的數(shù)據(jù)庫引擎，可以由程序直接調(diào)用相應的API實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的存取操作。

　　4.3.1 GPS定位

　　在地圖上標記用戶當前所處位置其實是一個GPS定位應用。首先通過GPS定位獲取到用戶當前所在位置的經(jīng)緯度，再將該經(jīng)緯度所代表的點在地圖上標出來。除了在地圖上標注自己所處的位置外，通過MyLocationOverlay結(jié)合LocationLister可實現(xiàn)運動中定位并實時顯示在地圖上。獲取GPS信息：locationManager.getBest-Provider(criteria,true)，通過GPS獲取位置：locationManager.getLastKnownLocation(provider)。

　　4.3.2 路線查詢

　　設(shè)置駕車路線搜索策略：距離最短mKSea rch.setDrivingPolicy(MKSearch.ECAR_DIS_FIRST)、費用最少ECAR_FEE_FIRST或時間優(yōu)先ECAR_TIME_FIRST.進行多次搜索時要清除地圖上已有的覆蓋物mapView.

　　getOverlays()。clear()。

　　4.3.3 駕駛詳情

　　車輛的相關(guān)數(shù)據(jù)通過手機藍牙接收后自動記憶存儲在Android系統(tǒng)內(nèi)置的SQLite數(shù)據(jù)庫中，便于提取、分析，起到“黑匣子”的作用。

　　首先通過繼承SQLiteOpenHelper類創(chuàng)建vehicle_database.db數(shù)據(jù)庫，調(diào)用onCreate()方法初始化數(shù)據(jù)。然后使用db.execSQL()方法創(chuàng)建數(shù)據(jù)表，執(zhí)行Insert、Update、Delete等語句來更新表的數(shù)據(jù)，包括車輛行駛時間、車速、里程、啟動、停止時刻、油量信息、踩踏油門和剎車的壓力等，將藍牙模塊發(fā)送的數(shù)據(jù)經(jīng)過分析處理后通過Cursor返回結(jié)果，創(chuàng)建一個數(shù)據(jù)適配器將Cursor的數(shù)據(jù)映射到應用界面ListView中對應的TextView上。

　　能對行走中車輛的燃料消耗率進行實時表示，根據(jù)事前所設(shè)定基準(速度及轉(zhuǎn)速等)進行語音指導等駕駛支持。車輛停止后能夠獲取行走數(shù)據(jù)，對每一次駕駛進行評價。

　　4.4 用戶界面

　　精力不集中是發(fā)生交通事故的主要原因之一。如果在駕駛時處理或轉(zhuǎn)移過多的精力會導致車輛偏離行駛方向、反應遲緩、車輛失控等。為了避免這些不利的影響，用戶界面模塊將顯示一個清晰的印刷字體的環(huán)保駕駛技巧。此外，我們可以將其轉(zhuǎn)換成語音提示，Android1.6以上版本支持TTS API(文本轉(zhuǎn)語音輸出應用程序接口)，可以從電子市場免費下載安裝。

　　環(huán)保駕駛輔助系統(tǒng)像是一位智能的節(jié)油陪駕，指導車主、提醒車主以合適的方式駕駛。系統(tǒng)提醒的同時還需要車主在駕駛過程中，主動控制油門，制動的配合，才能實現(xiàn)最為理想的燃油量。系統(tǒng)用戶界面如圖1所示。

　　5.結(jié)論

　　本文介紹的環(huán)保駕駛輔助系統(tǒng)，從功能來看能夠?qū)︸{駛者的駕駛風格進行準確地評估，并對不良的習慣進行提醒，以達到環(huán)保的輔助駕駛的目的。該系統(tǒng)的優(yōu)點是能夠更準確的評價、廉價且可以安裝在任何車輛。今后的工作可以結(jié)合攝像頭的功能，檢測實際的交通狀況，如拐彎處的車輛、行人情況，以提高車輛行駛的安全性。