一種手機端的Android駕駛輔助系統的設計

　　通過讀取汽車OBD(車載自動診斷系統)相關數據，分析得出環保駕駛方法，通過提示，積分，報警，顯示等方法訓練人們的駕駛行為，達到節油低碳的目的。結果表明，采用節能環保駕駛方式，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、經濟的優點。每年95%左右的成品汽油被汽車消耗掉，汽車節能成為全社會關注的問題。

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

　　環保駕駛習慣可以通過日常駕駛訓練養成，如不急加速、急剎車、不過多并線等。

　　但由于節油效果不能立即反饋，駕駛員沒有主動性，需要有一個系統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保駕駛輔助系統幫助人們進行環保駕駛行為的訓練。

　　本文提出的方案是基于移動設備上運行的Android OS的環保駕駛輔助系統，使用藍牙模塊連接到車輛的診斷端口，向智能手機發送OBD數據(發動機轉速、油耗、里程、排放量等)，環保駕駛輔助系統通過分析數據，給出環保駕駛建議，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備安裝在車輛中，從能源效率的角度來看，該系統使用車輛傳感器的數據來評估駕駛風格，然后提供高效生態駕駛技巧。

　　2.Android操作系統介紹

　　Google公司于2007年11月發布Android操作系統，是一款建立在Linux系統的手機操作系統平臺。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完整的移動平臺，而且不存在不同設備上的兼容性問題。有利于開發人員理解平臺框架，降低移動終端設備的價格，同時也便于軟件的開發、維護和升級。

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

　　3.車輛油耗因素及節能技巧

　　3.1 車輛油耗因素

　　車輛狀態不佳是油耗的一個因素：車重與油耗的關系成正比;胎壓不足，油耗增加1%;發動機點火系統不正常、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。據測定，對于同一款車型，駕駛技術嫻熟的駕駛員可較一般駕駛員平均節約燃油10~25%.因此，駕駛節油的關鍵是能否使人、車配合得當，保持車輛最佳運行狀態。

　　3.2 節能駕駛技巧

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

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

　　4.環保駕駛輔助系統設計規劃

　　本設計實現的思路是以a n d r o i d智能手機為系統平臺，開發環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據，真正實現一個體積小、成本低、操作簡單并且人機界面友好環保駕駛輔助系統。

　　4.1 環保駕駛輔助系統體系結構

　　環保駕駛輔助系統體系結構由數據采集、軟件平臺、功能模塊和應用四部分組成。

　　數據采集負責收集從車輛的診斷端口獲得的CAN總線上傳輸的車況數據，得到影響能源消耗的變量值。功能模塊是該系統的關鍵部分，不僅可以文字提醒駕駛員節油妙招，還能進行定位查詢路線，追蹤駕駛員的駕駛歷程，統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保駕駛并得出環保分數，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保駕駛提示，同時可以將環保駕駛技巧用高識別度的語音提示。

　　4.2 數據采集

　　使用Android智能手機與藍牙適配器作為數據采集系統，能夠獲得進氣壓力傳感器、發動機溫度傳感器、油門踏板位置傳感器、發動機轉速傳感器等通過CAN總線傳輸的影響能源消耗的數據信息，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)的數據通過CAN總線傳輸，再由OBD模塊將數據通過藍牙發送到手機端應用。

　　4.3 手機功能模塊

　　該系統在Android手機設備上執行。手機端數據主要以SQLite數據表的形式存儲。

　　SQLite是Android自帶的數據庫系統，它無須獨立運行的數據庫引擎，可以由程序直接調用相應的API實現對數據的存取操作。

　　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緯度，再將該經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結合LocationLister可實現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

　　車輛的相關數據通過手機藍牙接收后自動記憶存儲在Android系統內置的SQLite數據庫中，便于提取、分析，起到“黑匣子”的作用。

　　首先通過繼承SQLiteOpenHelper類創建vehicle_database.db數據庫，調用onCreate()方法初始化數據。然后使用db.execSQL()方法創建數據表，執行Insert、Update、Delete等語句來更新表的數據，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，將藍牙模塊發送的數據經過分析處理后通過Cursor返回結果，創建一個數據適配器將Cursor的數據映射到應用界面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，根據事前所設定基準(速度及轉速等)進行語音指導等駕駛支持。車輛停止后能夠獲取行走數據，對每一次駕駛進行評價。

　　4.4 用戶界面

　　精力不集中是發生交通事故的主要原因之一。如果在駕駛時處理或轉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保駕駛技巧。此外，我們可以將其轉換成語音提示，Android1.6以上版本支持TTS API(文本轉語音輸出應用程序接口)，可以從電子市場免費下載安裝。

　　環保駕駛輔助系統像是一位智能的節油陪駕，指導車主、提醒車主以合適的方式駕駛。系統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，才能實現最為理想的燃油量。系統用戶界面如圖1所示。

　　5.結論

　　本文介紹的環保駕駛輔助系統，從功能來看能夠對駕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，以達到環保的輔助駕駛的目的。該系統的優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。