專利名稱：基于arm的汽車綜合信息顯示系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及汽車綜合信息的顯示系統(tǒng)，屬于嵌入式系統(tǒng)在汽車電子技術(shù)領(lǐng)域應(yīng)用的技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
儀表是汽車的重要組成部分，用于實(shí)時(shí)顯示汽車的各種信息，如車速，油量，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速等。目前的儀表已經(jīng)發(fā)展到全電子式機(jī)芯儀表，其信號處理方式從模擬信號變成數(shù)字信號。全電子式機(jī)芯儀表具有多種結(jié)構(gòu)和表現(xiàn)形式，其中主要有一種是集傳感器、網(wǎng)絡(luò)通信、控制單元、終端顯示、記憶容量于一體的全數(shù)字式液晶顯示汽車儀表。即將傳感器收集的駕駛員需求的各種信號量全部轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號，由中央處理器(CPU)處理完后，再將信號量以各種不同的方式顯示在同一種結(jié)構(gòu)的數(shù)字式液晶屏，從而顯示各種車況信息，使儀表精確、靈敏、平穩(wěn)、有效指示。這種儀表具有集成度高、功能強(qiáng)、功耗低、速度快、存儲(chǔ)量大、 圖形設(shè)計(jì)靈活、可多界面操作、可視性能好、抗干擾性強(qiáng)、通用性好、工作可靠、指示準(zhǔn)確、使用壽命長、標(biāo)準(zhǔn)化系數(shù)高等一系列優(yōu)勢和特點(diǎn)，但產(chǎn)品開發(fā)成本和生產(chǎn)投入較大。目前，國內(nèi)汽車儀表生產(chǎn)企業(yè)的生產(chǎn)技術(shù)水平參差不齊，他們雖然擁有國內(nèi)市場的銷售渠道和適合國內(nèi)汽車使用的低附加值產(chǎn)品，但在產(chǎn)量和質(zhì)量上僅能滿足現(xiàn)有國內(nèi)車型的配套需求，在工藝裝備和產(chǎn)品技術(shù)水平與國際先進(jìn)水平相比，還有不小的差距。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是提供一種具有高精度，高集成度，高性能、高質(zhì)量、經(jīng)濟(jì)適用的基于 ARM的汽車綜合信息顯示系統(tǒng)。本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)上述目的，采用如下技術(shù)方案一種基于ARM的汽車綜合信息顯示裝置，包括ARM處理器，所述ARM處理器分別與人機(jī)交互界面、蜂鳴器、GPS模塊、GPRS模塊、音頻模塊、存儲(chǔ)器、時(shí)鐘電路、CAN控制器、復(fù)位電路相互連接，CAN控制器與第一 CAN收發(fā)器連接，第一 CAN收發(fā)器連接與CAN總線連接；第二組CAN收發(fā)器、第三組CAN收發(fā)器分別通過CAN總線與第一 CAN收發(fā)器相連，第二組CAN 收發(fā)器的信號輸入端與第二組MCU的信號輸出端連接，第二組MCU的信號輸入端與開關(guān)量的信號輸出端連接；第三組CAN收發(fā)器的信號輸入端與第三組MCU的信號輸出端連接，第三組MCU的信號輸入端與A\D轉(zhuǎn)換器的信號輸出端連接，A\D轉(zhuǎn)換器的信號輸入端與模擬量頻率量傳感器的信號輸出端連接。本發(fā)明的GPS模塊、GPRS模塊分別通過串口通信接口與ARM處理器連接，所述串口通信接口為 RS232、RS485、RS422、RS423 中的一種。本發(fā)明的存儲(chǔ)器為SDRAM、NOR FLASH 和 NAND FLASH。本發(fā)明的音頻模塊通過IIS與ARM處理器進(jìn)行連接。本發(fā)明的ARM處理器通過SPI和第一 CAN控制器連接，完成接收報(bào)文和發(fā)送報(bào)文。本發(fā)明的人機(jī)交互界面為帶觸摸屏接口的IXD。
本發(fā)明采用的技術(shù)方案中CAN總線技術(shù)作為一種有效支持分布式控制和實(shí)時(shí)控制的技術(shù)，而且汽車儀表與汽車上其它裝置必須接入到汽車的網(wǎng)絡(luò)總線上，并能夠相互通信，因此，在本發(fā)明中將其引入，把汽車儀表作為整車CAN網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)節(jié)點(diǎn)，可快速響應(yīng)其它節(jié)點(diǎn)信號，顯示精度高，響應(yīng)速度快，可靠性強(qiáng)，并且直接可以與其它節(jié)點(diǎn)“對話”，控制外部節(jié)點(diǎn)狀態(tài)。本設(shè)計(jì)首先通過傳感器對發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、車速、燃油量、冷卻水溫度、其他車況信息等各種數(shù)字量和模擬量進(jìn)行采集，為了與其它節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)信息共享，采用CAN總線進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，然后通過CAN總線接口接收來自發(fā)動(dòng)機(jī)、自動(dòng)變速器、油量、水量、導(dǎo)航系統(tǒng)等節(jié)點(diǎn)的信息，以ARM S3C2440處理器為控制主體，在Linux操作系統(tǒng)的管理下，對數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)分析處理后，利用Qt/Embedded實(shí)現(xiàn)對車載信息的顯示，實(shí)現(xiàn)一個(gè)友好的人機(jī)交互界面，同時(shí)為駕駛員方便行車提供了有力的保證，此外，通過觸摸屏進(jìn)行交互響應(yīng)，既照顧到了駕車人員的習(xí)慣，又利用了現(xiàn)代電子技術(shù)的優(yōu)勢，使儀表具有多功能、智能和高精度的特點(diǎn)，更重要的是，嵌入式平臺(tái)使得該系統(tǒng)具有了很好的擴(kuò)展性。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下的優(yōu)點(diǎn)1、本發(fā)明利用汽車CAN網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)傳輸儀表數(shù)據(jù)，不僅提高了數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俾?，保證了系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性；而且增加了數(shù)據(jù)通信的抗干擾能力，保證了系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性；同時(shí)又大大節(jié)約和簡化了汽車傳統(tǒng)線束繁雜的布線系統(tǒng)。2、本發(fā)明采用嵌入式的Linux操作系統(tǒng)，其上的軟件資源十分豐富，多任務(wù)內(nèi)核非常穩(wěn)定，具有高效強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)功能，支持多種文件和圖形系統(tǒng)，功能擴(kuò)展容易，具有強(qiáng)大的自我升級能力。3、本發(fā)明采用觸摸屏技術(shù)，真正實(shí)現(xiàn)人機(jī)接口簡單交互。4、本發(fā)明將各種信息集于一個(gè)儀表上顯示，操作方便簡單，功能齊全完備，工作娛樂切換方便，使儀表具有多功能、智能化和高精度的特點(diǎn)。


圖1是本發(fā)明的系統(tǒng)原理結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說明一種基于ARM的汽車綜合信息顯示裝置，包括ARM處理器，所述ARM處理器分別與人機(jī)交互界面、蜂鳴器、GPS模塊、GPRS模塊、音頻模塊、存儲(chǔ)器、時(shí)鐘電路、CAN控制器、復(fù)位電路相互連接，CAN控制器與第一 CAN收發(fā)器連接，第一 CAN收發(fā)器連接與CAN總線連接；第二組CAN收發(fā)器、第三組CAN收發(fā)器分別通過CAN總線與第一 CAN收發(fā)器相連，第二組CAN 收發(fā)器的信號輸入端與第二組MCU的信號輸出端連接，第二組MCU的信號輸入端與開關(guān)量的信號輸出端連接；第三組CAN收發(fā)器的信號輸入端與第三組MCU的信號輸出端連接，第三組MCU的信號輸入端與A\D轉(zhuǎn)換器的信號輸出端連接，A\D轉(zhuǎn)換器的信號輸入端與模擬量頻率量傳感器的信號輸出端連接。如圖1所示，本發(fā)明的GPS模塊、GPRS模塊分別通過串口通信接口與ARM處理器連接，所述串口通信接口為RS232、RS485、RS422、RS423中的一種。如圖1所示，本發(fā)明的存儲(chǔ)器為SDRAM、NOR FLASH禾Π NAND FLASH。
如圖1所示，本發(fā)明的音頻模塊通過IIS與ARM處理器進(jìn)行連接。如圖1所示，本發(fā)明的ARM處理器通過SPI和第一 CAN控制器連接，完成接收報(bào)文和發(fā)送報(bào)文。如圖1所示，本發(fā)明的人機(jī)交互界面為帶觸摸屏接口的IXD。圖1是本發(fā)明的系統(tǒng)原理結(jié)構(gòu)圖，通常我們采集到的車況信息有模擬量、頻率量和開關(guān)量，要將這些信息送到ARM處理器，還需要一定的處理。S3C2440A型ARM處理器通過 SPI接口與CAN控制器控制第一 CAN收發(fā)器，收發(fā)通過CAN總線傳輸?shù)男畔?。S3C2440A芯片帶有LCD控制器和觸摸屏控制器，因此，外接一個(gè)帶有觸摸屏接口的液晶屏即可實(shí)現(xiàn)帶觸摸操作的實(shí)時(shí)顯示，實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互。圖1中的GPS模塊用于汽車定位和導(dǎo)航，它和ARM處理器通過串口進(jìn)行交互。GPRS模塊用于與hternet網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器上交換數(shù)據(jù)。特別在娛樂模式下，可以通過GPRS接入hternet進(jìn)行上網(wǎng)，它和ARM處理器也是通過串口通信接口進(jìn)行通信。音頻模塊則是ARM處理器通過IIS對其進(jìn)控制，音頻模塊一方面可以用于語音報(bào)警， 語音導(dǎo)航，語音識(shí)別，另一方面在娛樂模式下可以實(shí)現(xiàn)音樂播放。本發(fā)明的存儲(chǔ)器為SDRAM、 NOR FALSH、NANDFLASH，其中SDRAM是本發(fā)明運(yùn)行的內(nèi)存空間，NOR FLASH,NAND FLASH是本發(fā)明的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間。該系統(tǒng)整體在Iirmx系統(tǒng)的管理下，通過分別編寫各個(gè)模塊的驅(qū)動(dòng)程序和上層的Qt/Embedded的應(yīng)用程序，制作文件系統(tǒng)，將bootloader、內(nèi)核、文件系統(tǒng)下載至Ij nand中。本發(fā)明在正常工作模式下，液晶屏上顯示的各種車況信息，比如發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、車速、燃油量、總里程、冷卻水溫度、各個(gè)指示燈的情況等，同時(shí)也實(shí)時(shí)顯示當(dāng)前的日期和時(shí)間。在儀表上為GPS定位專門開辟一塊區(qū)域用于GPS導(dǎo)航顯示。傳感器將采集到的模擬量、 頻率量或開關(guān)量處理后，通過CAN總線送到ARM處理器分析處理，然后在IXD上顯示。傳感器采集到的不同信息處理方式分別如下對模擬量而言，如汽車工況信息中的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度、油箱燃油量等，經(jīng)過各自的傳感器轉(zhuǎn)換成模擬電壓量，經(jīng)放大處理后，再由模/數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成微處理器能夠處理的二進(jìn)制數(shù)字量，通過CAN總線輸入微處理器進(jìn)行處理。對于頻率量而言，如汽車工況信息中的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和汽車速度等，經(jīng)過各自的傳感器轉(zhuǎn)換成脈沖信號，通過CAN總線再輸入微處理器進(jìn)行處理。對于開關(guān)量而言，汽車工況信息中的由開關(guān)控制的汽車左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)、制動(dòng)、倒車、各種燈光控制等，經(jīng)電平轉(zhuǎn)換和抗干擾處理后，通過CAN總線輸入ARM處理器進(jìn)行處理。在屏上用一個(gè)按鈕打開/關(guān)閉GPS導(dǎo)航功能。用一個(gè)按鈕打開/關(guān)閉語音導(dǎo)航功能，用一個(gè)快捷按鈕來開啟/關(guān)閉音樂播放功能，導(dǎo)航和音樂功能同時(shí)開啟時(shí)優(yōu)先GPS導(dǎo)航功能。此外，還需建立一個(gè)按鈕來切換工作模式和娛樂模式。由于汽車在工作模式下不會(huì)進(jìn)行娛樂模式，因此，車在行駛過程中禁止進(jìn)入娛樂模式，此時(shí)該按鈕是失效的。在娛樂模式下，在Iinux中添加了一些簡單的小游戲進(jìn)行娛樂，還可以進(jìn)行聽音樂、看電影。此外，通過GPRS接入網(wǎng)絡(luò)也可瀏覽網(wǎng)頁等。
權(quán)利要求
1.一種基于ARM的汽車綜合信息顯示裝置，其特征在于包括ARM處理器，所述ARM處理器分別與人機(jī)交互界面、蜂鳴器、GPS模塊、GPRS模塊、音頻模塊、存儲(chǔ)器、時(shí)鐘電路、CAN控制器、復(fù)位電路相互連接，CAN控制器與第一 CAN收發(fā)器連接，第一 CAN收發(fā)器連接與CAN總線連接；第二組CAN收發(fā)器、第三組CAN收發(fā)器分別通過CAN總線與第一 CAN收發(fā)器相連， 第二組CAN收發(fā)器的信號輸入端與第二組MCU的信號輸出端連接，第二組MCU的信號輸入端與開關(guān)量的信號輸出端連接；第三組CAN收發(fā)器的信號輸入端與第三組MCU的信號輸出端連接，第三組MCU的信號輸入端與A\D轉(zhuǎn)換器的信號輸出端連接，A\D轉(zhuǎn)換器的信號輸入端與模擬量頻率量傳感器的信號輸出端連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于ARM的汽車綜合信息顯示裝置，其特征在于上述GPS 模塊、GPRS模塊分別通過串口通信接口與ARM處理器連接，所述串口通信接口為RS232、 RS485、RS422、RS423 中的一種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于ARM的汽車綜合信息顯示裝置，其特征在于上述存儲(chǔ)器為 SDRAM、NOR FLASH 禾口 NAND FLASH。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于ARM的汽車綜合信息顯示裝置，其特征在于上述音頻模塊通過IIS與ARM處理器進(jìn)行連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于ARM的汽車綜合信息顯示裝置，其特征在于上述ARM處理器通過SPI和第一 CAN控制器連接，完成接收報(bào)文和發(fā)送報(bào)文。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于ARM的汽車綜合信息顯示裝置，其特征在于上述人機(jī)交互界面為帶觸摸屏接口的LCD。
全文摘要
基于ARM的汽車綜合信息顯示系統(tǒng)，涉及汽車綜合信息的顯示系統(tǒng)，屬于嵌入式系統(tǒng)在汽車電子技術(shù)領(lǐng)域應(yīng)用的技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明的ARM處理器分別與人機(jī)交互界面、蜂鳴器、GPS模塊、GPRS模塊、音頻模塊、存儲(chǔ)器、時(shí)鐘電路、CAN控制器、復(fù)位電路相互連接，CAN控制器與第一CAN收發(fā)器連接，第一CAN收發(fā)器連接與CAN總線連接；第二組CAN收發(fā)器、第三組CAN收發(fā)器分別通過CAN總線與第一CAN收發(fā)器相連。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了具有高精度，高集成度，高性能、高質(zhì)量、經(jīng)濟(jì)適用的目的。
文檔編號B60K35/00GK102259594SQ20111012881
公開日2011年11月30日 申請日期2011年5月18日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月18日
發(fā)明者侯勇, 顧燕, 馬亮 申請人:河海大學(xué)