基于Android操作系统的智能手机驾驶辅助系统的设计-电子发烧友网

1.引言

汽车对于使用者来说，具有其它交通工具所没有的机动、灵活、自由、经济的优点。每年95%左右的成品汽油被汽车消耗掉，汽车节能成为全社会关注的问题。

环保驾驶，主要是停止怠速、以经济的燃油消耗率速度行驶，抑制急起步、猛加速、急刹车等，努力减轻对环境负担为目的的驾驶。如果中国所有汽车驾驶员采用节能环保驾驶方式，每年可节约燃油两千多万吨。

环保驾驶习惯可以通过日常驾驶训练养成，如不急加速、急刹车、不过多并线等。

但由于节油效果不能立即反馈，驾驶员没有主动性，需要有一个系统可以直观的显示驾驶信息，所以本文通过在智能手机上安装环保驾驶辅助系统帮助人们进行环保驾驶行为的训练。

本文提出的方案是基于移动设备上运行的Android OS的环保驾驶辅助系统，使用蓝牙模块连接到车辆的诊断端口，向智能手机发送OBD数据（发动机转速、油耗、里程、排放量等），环保驾驶辅助系统通过分析数据，给出环保驾驶建议，通过提示、积分、报警、显示等方法训练人们的驾驶行为，达到节油低碳的目的。这种方法可以用在任何型号的车辆，不需要任何特殊的设备安装在车辆中，从能源效率的角度来看，该系统使用车辆传感器的数据来评估驾驶风格，然后提供高效生态驾驶技巧。

2.Android操作系统介绍

Google公司于2007年11月发布Android操作系统，是一款建立在Linux系统的手机操作系统平台。它是首个专门为移动终端打造的真正意义上的开源且系统完整的移动平台，而且不存在不同设备上的兼容性问题。有利于开发人员理解平台框架，降低移动终端设备的价格，同时也便于软件的开发、维护和升级。

现在的智能手机等个人便携式设备（PPDS）都配备了一系列的现代化和高度精确的传感器，它们逐渐应用到汽车综合系统中，特别是中型车和紧凑型轿车。因此，利用Android智能手机作为环保驾驶终端的应用平台具有一定的实际价值和现实意义。

3.车辆油耗因素及节能技巧

3.1 车辆油耗因素

车辆状态不佳是油耗的一个因素：车重与油耗的关系成正比；胎压不足，油耗增加1%;发动机点火系统不正常、空气滤清器过脏对油耗的影响也很大。任何一款车都有经济时速，在这个速度行驶时最省油，低于这个速度或高于这个速度油耗就会上升，再超过一定的速度后，油耗会大幅度上升。

为了进一步降低能源消耗，驾驶员正确的驾驶方法是必要的。据测定，对于同一款车型，驾驶技术娴熟的驾驶员可较一般驾驶员平均节约燃油10~25%.因此，驾驶节油的关键是能否使人、车配合得当，保持车辆最佳运行状态。

3.2 节能驾驶技巧

车况因素我们可以通过常检查保养来克服，对油耗起关键作用在于驾驶员的驾驶风格。

规划出行和预判路况是驾驶员容易忽视的主要问题，所以环保驾驶辅助系统在功能上集成了GPS定位、电子地图路线搜索和驾驶行为提醒，以达到实现环保驾驶的最佳效果。

4.环保驾驶辅助系统设计规划

本设计实现的思路是以a n d r o i d智能手机为系统平台，开发环保驾驶辅助应用程序，程序运行后，用户可以先进行GPS定位、查询最佳驾驶路线，车辆启动后开始进行驾驶记录，界面显示基本车况信息，可以随时停止记录，查看此段路程的驾驶评估及建议。

通过百度地图配合Android系统软件的API 接口，可获得不断升级的地图库，并能直观了解车辆状况数据，真正实现一个体积小、成本低、操作简单并且人机界面友好环保驾驶辅助系统。

4.1 环保驾驶辅助系统体系结构

环保驾驶辅助系统体系结构由数据采集、软件平台、功能模块和应用四部分组成。

数据采集负责收集从车辆的诊断端口获得的CAN总线上传输的车况数据，得到影响能源消耗的变量值。功能模块是该系统的关键部分，不仅可以文字提醒驾驶员节油妙招，还能进行定位查询路线，追踪驾驶员的驾驶历程，统计分析此次驾驶的时间、距离、油耗、加减速情况来判断是否是环保驾驶并得出环保分数，提出改进建议。用户界面显示简约直观，通过手机屏幕显示环保驾驶提示，同时可以将环保驾驶技巧用高识别度的语音提示。

4.2 数据采集

使用Android智能手机与蓝牙适配器作为数据采集系统，能够获得进气压力传感器、发动机温度传感器、油门踏板位置传感器、发动机转速传感器等通过CAN总线传输的影响能源消耗的数据信息，而无需安装额外的硬件。

车辆硬件单元ECM（电子控制单元引擎控制模块）、TCM（变速箱控制模块）、ABS（刹车防抱死系统）的数据通过CAN总线传输，再由OBD模块将数据通过蓝牙发送到手机端应用。

4.3 手机功能模块

该系统在Android手机设备上执行。手机端数据主要以SQLite数据表的形式存储。

SQLite是Android自带的数据库系统，它无须独立运行的数据库引擎，可以由程序直接调用相应的API实现对数据的存取操作。

4.3.1 GPS定位

在地图上标记用户当前所处位置其实是一个GPS定位应用。首先通过GPS定位获取到用户当前所在位置的经纬度，再将该经纬度所代表的点在地图上标出来。除了在地图上标注自己所处的位置外，通过MyLocationOverlay结合LocationLister可实现运动中定位并实时显示在地图上。获取GPS信息：locationManager.getBest-Provider（criteria,true），通过GPS获取位置：locationManager.getLastKnownLocation（provider）。

4.3.2 路线查询

设置驾车路线搜索策略：距离最短mKSea rch.setDrivingPolicy（MKSearch.ECAR_DIS_FIRST）、费用最少ECAR_FEE_FIRST或时间优先ECAR_TIME_FIRST.进行多次搜索时要清除地图上已有的覆盖物mapView.

getOverlays（）。clear（）。

4.3.3 驾驶详情

车辆的相关数据通过手机蓝牙接收后自动记忆存储在Android系统内置的SQLite数据库中，便于提取、分析，起到“黑匣子”的作用。

首先通过继承SQLiteOpenHelper类创建vehicle_database.db数据库，调用onCreate（）方法初始化数据。然后使用db.execSQL（）方法创建数据表，执行Insert、Update、Delete等语句来更新表的数据，包括车辆行驶时间、车速、里程、启动、停止时刻、油量信息、踩踏油门和刹车的压力等，将蓝牙模块发送的数据经过分析处理后通过Cursor返回结果，创建一个数据适配器将Cursor的数据映射到应用界面ListView中对应的TextView上。

能对行走中车辆的燃料消耗率进行实时表示，根据事前所设定基准（速度及转速等）进行语音指导等驾驶支持。车辆停止后能够获取行走数据，对每一次驾驶进行评价。

4.4 用户界面

精力不集中是发生交通事故的主要原因之一。如果在驾驶时处理或转移过多的精力会导致车辆偏离行驶方向、反应迟缓、车辆失控等。为了避免这些不利的影响，用户界面模块将显示一个清晰的印刷字体的环保驾驶技巧。此外，我们可以将其转换成语音提示，Android1.6以上版本支持TTS API（文本转语音输出应用程序接口），可以从电子市场免费下载安装。

环保驾驶辅助系统像是一位智能的节油陪驾，指导车主、提醒车主以合适的方式驾驶。系统提醒的同时还需要车主在驾驶过程中，主动控制油门，制动的配合，才能实现最为理想的燃油量。系统用户界面如图1所示。

基于Android操作系统的智能手机驾驶辅助系统的设计