Android Auto开发

安卓老王
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🔧 核心设计原则（HUIG 4.3 必须遵守！）

原则为什么重要？我们的实现方式
安全第一HUIG 4.3 明确要求所有通信必须SSL/TLS（否则车机直接“罢工”）所有Socket通信强制用SSLSocket
USB优先，WIFI备用HUIG 4.3 规定USB是主通道，WIFI仅用于断开重连（避免驾驶时信号飘忽）用UsbManager监听USB，WIFI做热备
AOSP原生集成不能魔改Android核心！必须用android.car API（否则车机认证通不过）基于AOSP 14+，不碰系统框架
最小化手机负担车机不能当“手机分身”，所有解码/渲染在车机端完成（HUIG 4.3 7.2节）MediaCodec在车机解码，手机只传数据

🌐 系统架构图（分层设计，一图胜千言！）

┌─────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┐
│                          APPLICATION LAYER (车机UI层)                        │
├───────────────────┬───────────────────┬───────────────────────────────────────┤
│ 1. Media Player   │ 2. Navigation     │ 3. Phone Manager (电话/短信)          │
│   - 音频渲染      │   - 地图/路线     │   - 通过`CallScreen` API集成         │
│   - 用AudioTrack  │   - 用Google Maps │   - 用`TelecomManager`处理通话        │
│   - 支持多流切换  │   - 仅显示UI      │   - 无权限，只透传数据               │
└───────────────────┴───────────────────┴───────────────────────────────────────┘
                          ▲
                          │
┌─────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┐
│                          SERVICE LAYER (业务逻辑层)                         │
├───────────────────┬───────────────────┬───────────────────────────────────────┤
│ 1. Media Service  │ 2. Session Manager│ 3. Security Manager (SSL认证)         │
│   - 管理MediaPlayer│   - HUIG 4.3 5.1  │   - 用`KeyStore`预置CA证书           │
│   - 解码音频流    │   - 处理连接状态  │   - 每次握手验证手机身份             │
└───────────────────┴───────────────────┴───────────────────────────────────────┘
                          ▲
                          │
┌─────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┐
│                          COMMUNICATION LAYER (通信层)                       │
├───────────────────┬───────────────────┬───────────────────────────────────────┤
│ 1. USB Handler    │ 2. WiFi Handler    │ 3. Protocol Adapter (HUIG协议转换)    │
│   - `UsbManager`  │   - `WifiP2p`     │   - 用Protobuf转HUIG 4.3协议         │
│   - 优先USB      │   - 仅用于重连    │   - 消息: `MediaControlRequest`      │
│   - 50ms心跳检测  │   - 10s超时断开   │   - 字段: `track_id`, `volume`, `type`│
└───────────────────┴───────────────────┴───────────────────────────────────────┘
                          ▲
                          │
┌─────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┐
│                          AOSP INTEGRATION LAYER (底层支持)                   │
├───────────────────┬───────────────────┬───────────────────────────────────────┤
│ 1. MediaCodec     │ 2. Audio Framework│ 3. Network Stack (SSL)                │
│   - 车机端解码    │   - 用AudioFlinger│   - `SSLSocketFactory` + `TrustManager`│
│   - 支持AAC/MP3   │   - 音量分层控制  │   - 防MITM攻击（HUIG 4.3 6.3节）     │
└───────────────────┴───────────────────┴───────────────────────────────────────┘

💡 关键模块详解（按HUIG 4.3 重点章节展开）

1️⃣ 连接管理：USB vs WIFI（HUIG 4.3 §5.1）

  • USB主通道（必须！）：
    • 用UsbManager监听ACTION_USB_DEVICE_ATTACHED，建立UsbDeviceConnection。
    • 协议：ADB over USB + Android Auto Protocol（非自定义，否则车机认证失败！）。
    • 心跳：每50ms发KEEP_ALIVE包（HUIG 4.3 §5.3），断连超过200ms才切WIFI。
  • WIFI备用（仅限重连）：
    • 用WifiP2pManager建立临时热点（不能用常规WIFI，避免干扰车载网络）。
    • 安全：WIFI通信强制用TLS 1.3（HUIG 4.3 §6.4），证书预埋在车机/system/etc/security/cacerts。
    • 坑提醒：别让WIFI当主通道！驾驶中信号波动大，Google会直接拒收你的车机认证。

2️⃣ 媒体解码：MediaCodec + Audio（HUIG 4.3 §7.2）

  • 为什么在车机端解码？
    HUIG 4.3 明确要求：手机只传原始数据（如AAC流），车机用MediaCodec解码（省手机电量+防延迟）。
  • 实现流程： 
    // 车机端伪代码（关键！）
MediaCodec codec = MediaCodec.createDecoderByType("audio/mp4a-latm");
codec.configure(audioFormat, null, null, 0);
codec.start();
while (dataAvailable) {
    ByteBuffer inputBuffer = codec.getInputBuffer(0);
    inputBuffer.put(receivedAudioData); // 从USB/WIFI接收
    codec.queueInputBuffer(0, 0, dataLength, 0, 0);
    MediaCodec.BufferInfo bufferInfo = new MediaCodec.BufferInfo();
    int outputBufferIndex = codec.dequeueOutputBuffer(bufferInfo, 0);
    if (outputBufferIndex >= 0) {
        ByteBuffer outputBuffer = codec.getOutputBuffer(outputBufferIndex);
        audioTrack.write(outputBuffer, bufferInfo.size, AudioTrack.WRITE_NON_BLOCKING);
        codec.releaseOutputBuffer(outputBufferIndex, false);
    }
}
  • 音频控制：
    用AudioManager设置STREAM_MUSIC，通过AudioFocus管理来电优先级（HUIG 4.3 §7.4）。

3️⃣ 安全通信：SSL + 认证（HUIG 4.3 §6.0）

  • 认证流程（必须！）：
    1. 车机启动时生成RSA密钥对（存于KeyStore）。
    2. 手机连接时，车机发CERTIFICATE_REQUEST。
    3. 手机用Google Play服务签名验证（不能自签证书！ HUIG 4.3 §6.2）。
    4. 通过后，建立SSLSocket（代码示例）： 
      SSLContext sslContext = SSLContext.getInstance("TLSv1.3");
sslContext.init(null, new TrustManager[]{new HUIGTrustManager()}, null);
SSLSocket socket = (SSLSocket) sslContext.getSocketFactory().createSocket();
socket.connect(new InetSocketAddress("phone_ip", 5555));
  • 防攻击：
    所有消息用Protobuf序列化（HUIG 4.3 §5.5），字段校验（如volume必须0-100）。

4️⃣ 导航/电话：仅透传，不处理（HUIG 4.3 §8.0）

  • 导航：
    手机发NavigationEvent（含latitude/longitude），车机UI只显示地图（不处理路径计算！）。
  • 电话：
    用PhoneAccount API透传Call对象（如CallScreen），车机只显示来电界面，不处理拨号（避免车机权限滥用）。

⚠️ 必须避开的坑（基于我踩过的雷！）

坑点后果解决方案
自定义协议（非HUIG）车机认证失败，Google拒收严格用android.car API + HUIG 4.3
手机端解码音频延迟高，驾驶时卡顿车机端用MediaCodec解码
WIFI当主通道信号飘忽，导致断连USB优先，WIFI仅重连
未预埋CA证书SSL握手失败，连接超时车机/system/etc/security/cacerts放Google CA
电话权限滥用车机被Google下架仅透传，不处理拨号

📌 为什么这个架构能过HUIG认证？

  • 完全遵循规范：
    HUIG 4.3 §5.1（连接）、§7.2（媒体）、§6.4（安全）全部覆盖。
  • AOSP友好：
    不改系统框架，只用android.car SDK（车机厂商能直接集成）。
  • 安全合规：
    SSL/TLS 1.3 + Google签名认证，不是“自己搞个加密”。
  • 用户体验：
    50ms心跳防断连，USB优先，开车时音乐/导航丝滑不卡顿。
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