武朋

（浙江吉智新能源汽車科技有限公司）

隨著車載信息娛樂系統(tǒng)以及通信技術(shù)的發(fā)展，車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)已經(jīng)發(fā)展到了2.0階段。從1.0階段傳統(tǒng)的在線客服服務(wù)過渡到了高度網(wǎng)聯(lián)服務(wù)階段，互聯(lián)網(wǎng)在線的內(nèi)容及服務(wù)，如在線音樂、電臺(tái)、導(dǎo)航以及停車、充電等均已可在車內(nèi)實(shí)現(xiàn)，因此，車聯(lián)網(wǎng)的概念慢慢向網(wǎng)聯(lián)車甚至智能網(wǎng)聯(lián)演變。而在家居環(huán)境下，智能音箱產(chǎn)品更如雨后春筍般出現(xiàn)，豐富的娛樂功能以及良好的交互體驗(yàn)，得到了越來越多的用戶支持及流量資源。文章將針對(duì)車載智能音箱的應(yīng)用及實(shí)現(xiàn)進(jìn)行相關(guān)的研究與設(shè)計(jì)，區(qū)別于傳統(tǒng)車聯(lián)網(wǎng)以及多媒體主機(jī)系統(tǒng)，使用智能音箱對(duì)傳統(tǒng)汽車進(jìn)行智能網(wǎng)絡(luò)賦能，以獲得家居式、無縫、智能的車載互聯(lián)網(wǎng)體驗(yàn)。

1 傳統(tǒng)車載互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品形態(tài)調(diào)研

傳統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)車載車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)主要由車載多媒體主機(jī)、車載網(wǎng)聯(lián)終端（T-BOX）、車載網(wǎng)聯(lián)服務(wù)平臺(tái)（TSP平臺(tái)）以及第三方內(nèi)容服務(wù)平臺(tái)四部分組成，如圖1所示。

圖1 傳統(tǒng)車載智能網(wǎng)聯(lián)架構(gòu)示意圖

T-BOX主要扮演汽車以及云端網(wǎng)關(guān)的角色，在車載端實(shí)時(shí)采集車輛以及行駛數(shù)據(jù)并上傳云端服務(wù)器，同時(shí)可將云端服務(wù)器相應(yīng)控制指令以及服務(wù)內(nèi)容下發(fā)終端；多媒體主機(jī)在實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)多媒體功能（如收音機(jī)、藍(lán)牙及usb等）的基礎(chǔ)上，擴(kuò)展了上網(wǎng)功能，聯(lián)網(wǎng)方式主要有“通過USB線束連接T-BOX主機(jī)共享4G網(wǎng)”和“T-BOX開放Wifi熱點(diǎn)供MMI主機(jī)連接使用”2種。連接網(wǎng)絡(luò)的多媒體主機(jī)即可提供在線服務(wù)，如在線音樂、電臺(tái)、導(dǎo)航以及智能語音等，同時(shí)云端通過大數(shù)據(jù)處理分析做相應(yīng)的場(chǎng)景化推送服務(wù)，主動(dòng)推送車主平時(shí)喜歡聽的音樂，并可根據(jù)不同ID提供千人千面化的服務(wù)[1]。

2 現(xiàn)有家用智能音箱形態(tài)調(diào)研

物聯(lián)網(wǎng)（IOT）管道式產(chǎn)品，即為具有連接服務(wù)屬性的硬件產(chǎn)品，對(duì)云端可以連接整個(gè)互聯(lián)網(wǎng)資源，通過云端賦能，它具備了思考以及提供資源及服務(wù)的能力，對(duì)于終端來講，又可互聯(lián)外圍產(chǎn)品，包括各種智能電器、家居等。作為典型的IOT管道式產(chǎn)品，家用智能音箱除了可以提供多樣豐富的在線服務(wù)（如音樂、電臺(tái)、小說、新聞等）外，其在線語音功能還對(duì)它進(jìn)行了自然語義理解、打斷式語音交互等智能屬性賦能。家用智能音箱可以是你的智能管家，也可以是你的生活秘書，在互聯(lián)網(wǎng)業(yè)甚至智能家居生活的未來發(fā)展中占據(jù)較為重要的位置。

目前各大互聯(lián)網(wǎng)巨頭均有推出各自的智能音箱系列產(chǎn)品，除了天貓精靈、小愛同學(xué)以及叮咚智能音箱外，百度的小度，騰訊的聽聽音箱也陸續(xù)推出。

3 車載智能音箱的設(shè)計(jì)

3.1 車載智能音箱的設(shè)計(jì)方案

目前，完整的車載信息娛樂系統(tǒng)終端成本組成較高，對(duì)整車成本壓力較大，文章結(jié)合家居式管道產(chǎn)品智能音箱的功能以及應(yīng)用場(chǎng)景，運(yùn)用智能音箱配合車載通訊終端，完全可以以車載智能音箱的形態(tài)在汽車端實(shí)現(xiàn)云端內(nèi)容資源服務(wù)，以及連接汽車與車上用戶，同時(shí)可以以低成本的產(chǎn)品形態(tài)降低整車的成本壓力。具體云端以及車載終端互聯(lián)形態(tài)，如圖2所示。

圖2 車載智能音箱設(shè)計(jì)方案示意圖

3.2 車載智能音箱硬件架構(gòu)設(shè)計(jì)

車載智能音箱選用單核ARM9（依據(jù)成本的不同，可適當(dāng)提升雙核或更高等級(jí)芯片）作為CPU，外圍搭配藍(lán)牙模塊、Wi-Fi模塊實(shí)現(xiàn)藍(lán)牙連接以及熱點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)連接，同時(shí)外接麥克風(fēng)陣列（車載可選雙麥）。CPU外搭音頻功放1個(gè)，可以驅(qū)動(dòng)2個(gè)全頻揚(yáng)聲器發(fā)聲，CPU額外增設(shè)DDR（內(nèi)存條）以及EMMC（非易失性存儲(chǔ)器）使用。硬件底層再配置MCU（微處理器），統(tǒng)管主機(jī)開關(guān)機(jī)、休眠等邏輯，同時(shí)通過CAN連接整車網(wǎng)絡(luò)。具體硬件架構(gòu)設(shè)計(jì)，如圖3所示。

圖3 車載智能音箱硬件架構(gòu)設(shè)計(jì)示意圖

3.3 車載智能音箱軟件架構(gòu)設(shè)計(jì)

車載智能音箱軟件的架構(gòu)，如圖4所示。

圖4 車載智能音箱軟件架構(gòu)示意圖

MCU主要實(shí)現(xiàn)整機(jī)電源管理、按鍵掃描及狀態(tài)指示輸出等，另外實(shí)現(xiàn)CAN網(wǎng)絡(luò)通信及管理，在實(shí)現(xiàn)底層網(wǎng)絡(luò)通信的同時(shí)，還需完成同應(yīng)用系統(tǒng)間接口的通信，接收來自客戶的語音指令，通過車載CAN網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)車身相應(yīng)功能的控制。

SOC（片上系統(tǒng)）內(nèi)部以LINUX操作系統(tǒng)為核心，軟件采用內(nèi)核+應(yīng)用軟件的架構(gòu)，采用模塊化、層次化的設(shè)計(jì)方法。模塊以任務(wù)的形式表現(xiàn)，任務(wù)之間的調(diào)度由操作系統(tǒng)完成，模塊與模塊之間采用事件和消息交互的方式。

3.4 云端AI系統(tǒng)的接入

車載智能音箱要想實(shí)現(xiàn)智能，必須接入云端AI（智能系統(tǒng)），憑借云端的豐富內(nèi)容、服務(wù)資源及強(qiáng)大的運(yùn)算處理能力，可以對(duì)車載音箱終端進(jìn)行賦能。內(nèi)容上主要包含在線音樂、電臺(tái)、有聲小說、新聞等所有在線音頻資源；服務(wù)上可以提供智能AI式管家服務(wù)，如陪用戶聊天、記事及提醒等服務(wù)。車載終端語音功能負(fù)責(zé)被喚醒以及接收車主需求輸入，通過網(wǎng)絡(luò)反饋云端AI，云端AI處理后再反饋車載智能音箱；云端AI可選擇國(guó)內(nèi)各大具備豐富資源及處理能力的互聯(lián)網(wǎng)云，如阿里云、騰訊云等，另外，也可借助語音云平臺(tái)，自主整合第三方內(nèi)容資源服務(wù)。此種形式對(duì)于資源服務(wù)選擇更靈活，但是車廠需具備一定的云端服務(wù)整合資源及能力[2]。

3.5 車載智能音箱功能設(shè)計(jì)

本設(shè)計(jì)方案結(jié)合家居式智能音箱的娛樂功能以及車載多媒體系統(tǒng)的控車功能，在人機(jī)交互、娛樂、車身控制以及智能家居4個(gè)方面進(jìn)行了功能設(shè)計(jì)，具體功能清單，如表1所示。

表1 車載智能音箱功能清單

4 結(jié)論

在互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)，一款產(chǎn)品如果被定義為管道式產(chǎn)品，在成本及利潤(rùn)上肯定會(huì)有一番激烈的行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)。車載智能藍(lán)牙音箱作為典型的管道式產(chǎn)品，在終端可互聯(lián)車輛，獲取車輛行駛及狀態(tài)信息，還可在一定程度上控制車輛，在云端可獲取豐富的內(nèi)容及服務(wù)資源，還可實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互，獲取需求及行為信息。相較于傳統(tǒng)的信息娛樂多媒體系統(tǒng)，它是一種優(yōu)勢(shì)明顯的低成本技術(shù)方案，但是在功能方面又可以滿足絕大部分的車內(nèi)娛樂、操作以及交互需求，配合了現(xiàn)在家居式智能音箱使用場(chǎng)景，因此，車載智能音箱在智能汽車應(yīng)用上肯定會(huì)占據(jù)一定地位及市場(chǎng)。