基于ARM和QNX的全数字式仪表设计

章敏凤

【摘要】针对现有汽车仪表的不足和车联网技术的快速发展趋势,论文设计了一种以飞思卡尔公司推出的低功耗ARM芯片

MX6Q为硬件核心,基于QNX+KANZI的全数字式仪表,能实时显示车辆数据,紧急情况时能显示车联网终端发送的信息。相对于传统的汽车仪表,本设计接口更加丰富、人机交互方式更加友好。

【Abstrt】Atthshrtfxstutblstrutsdthrpddvlpttrdfththlyfvhltr,Ithsppr,fulldtlstrutdQNX+KANZIsdsd,hhsththhrdrrfthlprARMhpMX6QluhdbyFrslCpyThstrutdsplythvhldtrltddsplythfrtstbythtrtrlryCprdththtrdtlutblstrut,thsdstrfsrbudtdthhu-putrtrtsrfrdly

【关键词】车联网;数字式仪表;QNX;KANZI

【Kyrds】trtfrs;dtlstruts;QNX;KANZI

【中图分类号】U2605【文献标志码】A【文章编号】673-069(208)04-039-02

引言

随着汽车产业向智能制造的转型与升级,智能互联必将成为现代汽车产业发展的趋势之一。互联网汽车将逐步向人机交互、多屏互联以及智能安全方向发展,仪表在汽车智能化的进程中起到了极其重要的作用。本文设计了一种以飞思卡尔公司推出的低功耗ARM芯片MX6Q为硬件核心,基于QNX+KANZI的全数字式仪表,正常行驶时能实时显示车辆数据,紧急情况时能显示车联网终端发送的信息。相对于传统的汽车仪表,本设计接口更加丰富、人机交互方式更加友好,不仅实现了汽车仪表的实时美观,更极大地保障驾驶人员的安全。

2系统硬件电路方案设计

全数字式仪表采用两块23英寸彩屏(分辨率为920*720)、一个扬声器、导光支架、背光模组及前框和后壳等构成,以图形化的显示形式把车辆基本状态数据及报警提示等综合显示出来[]。主控制单元MX6Q基于NXP(Frsl)ARMCrtx-A9架构,最高运行频率可达2GHz,处理器内部为64/32位总线结构,可实现2000DMIPS的高性能运算能力,自带2D图形加速,3D图形加速引擎,最大可支持4096*4096pxls分辨率,视频解码支持MPEG-4/H263/H264达到080P@30fps,解码MPEG2/VC/Xvd视频达到080P@30fps,动画运行流畅、图片处理速度快。显示屏采用0寸TFT屏,分辨率为366*768,可清晰显示以虚拟指针形式显示的车辆主要运行数据,也能清晰显示报警图片、文字、视频信号等。系统总体硬件框图如图所示。

MX6Q具有2路CAN控制器,本设计采用MCP255作为CAN协议控制器和物理总线接口,MCP255是一个可容错的高速CAN器件,基于MCP255的CAN接口电路如图2所示。用于采集CAN总线上的报文信息。

来自硬线的模拟信号如燃油信号通过ADC采集。车辆与车联网指挥终端采用WIFI和GPRS两种通信模式[2]。

3QT虛拟仪表软件设计

本设计采用QNX操作系统,QNX由于其支持多任务、多用户、多线程被大多数嵌入式开发者所青睐,它可以高效的管理各任务的调度,组织分配资源,使得程序开发更加的方便快捷,更利于后期维护,拥有强大的稳定性与安全性。GUI工具Qt一个跨平台的用于创建精彩用户界面和强大原生应用的框架。它包括一套平台的类库,一整套整合的开发工具和跨平台的集成开发环境。Qt具有优良的跨平台性、面向对象、丰富的API、详尽的辅助文档以及多线程管理和网络支持等功能。开发者使用Qt可以选择适合自己的开发方式,即可选择直观的C++编码方式,也可以使用适用于初学者的Qt标记性语言QML。当然更可以活用二者,后端应用逻辑和业务逻辑采用QtC++,界面动画的开发使用QML。Qt的代码可重用资源是相当庞大的,开发者可以使用一个代码库就可以配置嵌入式和移动平台,这对嵌入式开发工程师和移动设备开发者来讲是相当的便利的。Qt也提供企业版的工具、支持、服务确保实现开发目的[3]。所构建的开发平台采用模块化的设计方法,将虚拟仪表软件分为通信初始化模块、OBD数据解析模块、计算与显示模块。为充分利用Qt的已有功能,进行程序设计时,遵循如下原则:

①根据Qt已有的类库找到合适的类,并利用其所提供的方法建立对象彼此间的联系;

②当Qt库中没有合适的类可以调用时,则利用第三方的类库或者根据项目的需要,自己定义相应的类。

图形显示模块的设计关键在于虚拟仪表指针动态显示效果的实现。在实际实现时,采用Qt第三方图标库Qt中的QtDl类构成仪表。Qt库采用LGPL版权协议的开源项目,先通过源代码本地编译生成运行库,再以动态链接库(dll)的方式使用。

系统整体效果图如图3所示。

4总结

本设计能够提高人机交互图形界面的研发效率,降低研发成本。本文根据车载仪表显示器的设计需求,提供了一种针对大屏幕、高分辨率显示器的汽车仪表图形解决方案。采用QT进行图形界面的设计开发,软件对图形进行反走样等优化处理,在

MX6Q的硬件平台中获得良好的显示效果。

【参考文献】

【】李睿琦,牛新环,王征宇,等基于MX6Q和OpGLES的汽车虚拟仪表的设计[J]河北工业大学学报,207,46(2):-5

【2】屠雨,张凤登,单冰华基于汽车OBD车联网的设计与实现[J]电子测量技术,206,39(8):32-36

【3】王维斌汽车虚拟仪表平台的设计[J]电子技术与软件工程,207(5):249-249

文章来源于:中小企业管理与科技·上旬刊

浏览次数:  更新时间:2018-05-05 18:55:12
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