汽車儀表盤及其實現(xiàn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種汽車儀表盤及其實現(xiàn)方法，特別是涉及一種基于ARM和ANDROID系統(tǒng)的觸摸式汽車儀表盤及其實現(xiàn)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]汽車儀表盤是汽車控制不可缺少的組成部分，將隨著我國汽車產(chǎn)量的增長而同步擴(kuò)大。目前，中國汽車儀器儀表市場約為10億美元，約占汽車電子總市場的11.2%。近年來，隨著計算機(jī)、微電子和各種現(xiàn)場總線通信技術(shù)的廣泛應(yīng)用，汽車電子技術(shù)得到了迅猛的發(fā)展，傳統(tǒng)的機(jī)械式、電氣式組合儀表盤越來越無法滿足使用的需求，目前汽車儀表盤正在經(jīng)歷由第三代向第四代轉(zhuǎn)型時期，伴隨著第四代步進(jìn)電動機(jī)式全數(shù)字汽車儀表盤的發(fā)展，一種全新的汽車儀表概念已被人們提出一一未來的儀表盤將演變?yōu)橐粋€綜合信息顯示中心。
[0003]目前汽車電子設(shè)備的研宄開發(fā)和生產(chǎn)能力還相當(dāng)薄弱，主流的大多數(shù)汽車儀表盤都面臨著精度差、故障率高等缺陷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明之目的在于提供一種汽車儀表盤及其實現(xiàn)方法，其利用ARM處理器作為觸摸儀表盤的基礎(chǔ)硬件平臺，采用Android系統(tǒng)作為儀表盤的軟件系統(tǒng)，通過CAN總線接收CAN節(jié)點的數(shù)據(jù)，并將其汽車運行信息(如:車速、發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速、燃油量等)顯示在LCD觸摸屏上，并加上了必要的外圍電路，實現(xiàn)了一種多功能、智能化和高精度的儀表盤，并具有很好的擴(kuò)展性。
[0005]為達(dá)上述及其它目的，本發(fā)明提出一種汽車儀表盤，包括:
[0006]CAN總線模塊，用以接收其它CAN節(jié)點的數(shù)據(jù)；
[0007]導(dǎo)航接收機(jī)，利用射頻前端與導(dǎo)航芯片提供導(dǎo)航數(shù)據(jù)，
[0008]處理器模塊，控制各硬件單元運行，處理CAN總線模塊、導(dǎo)航接收機(jī)的導(dǎo)航芯片提供的車輛內(nèi)部和車輛導(dǎo)航數(shù)據(jù)；
[0009]AD轉(zhuǎn)換模塊，接收多種類型傳感器所測得的模擬信號，并將這些模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，通過接口模塊傳送給該處理器模塊；
[0010]電源模塊，通過相應(yīng)接口連接于該處理器模塊，用于給其他各模塊提供電源；
[0011]接口模塊，包括多種接口，以提供各模塊與該處理器模塊之間的連接。
[0012]進(jìn)一步地，所述儀表盤還包括輸入輸出顯示模塊，該輸入輸出顯示模塊通過該接口模塊的相應(yīng)接口與該處理器模塊相連，以將處理器模塊11的處理結(jié)果予以顯示，并接收使用者通過該輸入輸出顯示模塊輸入的操作指示給該處理器模塊。
[0013]進(jìn)一步地，該CAN總線模塊中CAN節(jié)點由微處理器、CAN控制器和CAN收發(fā)器三部分組成。
[0014]進(jìn)一步地，該AD轉(zhuǎn)換模塊為8通道12位逐次逼近型的A/D轉(zhuǎn)換芯片，通過5個接收模擬數(shù)據(jù)的傳感器接口接收5種傳感器所測得的模擬信號，并將這些模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號通過SPI接口送入該處理器模塊進(jìn)行處理。
[0015]進(jìn)一步地，該SPI接口使用采用串行時鐘線、主機(jī)輸入/從機(jī)輸出數(shù)據(jù)線、主機(jī)輸出/從機(jī)輸入數(shù)據(jù)線和低電平有效的從機(jī)選擇線四條線。
[0016]進(jìn)一步地，該接口模塊包括IXD接口、USB接口、SD接口、FLASH接口、測試接口以及以太網(wǎng)接口。
[0017]進(jìn)一步地，該北斗接收機(jī)主要由射頻前端、A/D轉(zhuǎn)換器、信號處理部分組成，該射頻前端接收衛(wèi)星的射頻信號，通過前置放大器放大后，將信號下變頻為中頻信號，該A/D轉(zhuǎn)換器把模擬信號量化為數(shù)字信號；信號處理部分用于完成衛(wèi)星信號的二維捕獲、載波相位和碼相位的跟蹤，并且測算出偽距，最后導(dǎo)航解算部分采用相應(yīng)算法消除模型誤差，求解偽距方程，解析出衛(wèi)星接收機(jī)天線的地理位置，從而實現(xiàn)衛(wèi)星定位。
[0018]進(jìn)一步地，該汽車儀表盤基于ARM平臺和安卓操作系統(tǒng)實現(xiàn)。
[0019]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明還提供一種汽車儀表盤的實現(xiàn)方法，包括如下步驟:
[0020]通過CAN總線將控制命令發(fā)送到其它CAN節(jié)點
[0021]通過CAN總線接收其它CAN節(jié)點的數(shù)據(jù)，并予以顯示，指示安全系統(tǒng)運行狀態(tài)，將反映安全裝置較多工作狀態(tài)的調(diào)制信號，供處理器讀??；
[0022]接收衛(wèi)星的射頻信號，并將射頻信號下變頻為中頻信號；
[0023]采樣中頻信號，把模擬信號量化為數(shù)字信號；
[0024]對量化后的數(shù)字信號進(jìn)行處理計算，獲得車輛的衛(wèi)星定位結(jié)果
[0025]進(jìn)一步地，該對量化后的數(shù)字信號進(jìn)行處理計算，獲得車輛的衛(wèi)星定位結(jié)果的步驟包括衛(wèi)星信號的二維捕獲、載波相位和碼相位的跟蹤，并且測算出偽距，最后導(dǎo)航解算部分采用相應(yīng)算法消除模型誤差，求解偽距方程，解析出衛(wèi)星接收機(jī)天線的地理位置的步驟。
[0026]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明一種汽車儀表盤及其實現(xiàn)方法采用了多模塊化、組合式優(yōu)化設(shè)計，內(nèi)置高性能芯片，各模塊之間的接口采用標(biāo)準(zhǔn)接口，充分利用系統(tǒng)平臺、移動通訊網(wǎng)絡(luò)等，將衛(wèi)星定位、衛(wèi)星導(dǎo)航、油路檢測、溫度檢測、液壓檢測和電壓檢測等功能集于一體，通過無線數(shù)據(jù)通訊接口，能與監(jiān)控中心系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信和移動位置的定位，能夠滿足車輛檢測、導(dǎo)航、狀態(tài)顯示等多種需求，同時，本發(fā)明將ARM嵌入式運用汽車儀表盤的顯示終端上，可以做到快速定位、不間斷工作、便于攜帶、導(dǎo)航功能和及時檢測與反饋等。
【附圖說明】
[0027]圖1為本發(fā)明一種汽車儀表盤的架構(gòu)不意圖；
[0028]圖2為本發(fā)明一種汽車儀表盤之較佳實施例的架構(gòu)示意圖；
[0029]圖3為本發(fā)明一種汽車儀表盤之較佳實施例的結(jié)構(gòu)圖；
[0030]圖4為本發(fā)明較佳實施例中導(dǎo)航接收機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031]圖5為本發(fā)明較佳實施例中電源模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0032]圖6為本發(fā)明較佳實施例中SPI接口的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0033]圖7為本發(fā)明之較佳實施例中CAN的總線結(jié)構(gòu)示意圖；
[0034]圖8為本發(fā)明一種汽車儀表盤之較佳實施例的軟件功能結(jié)構(gòu)圖；
[0035]圖9-1為本發(fā)明之較佳實施例中上層USB接口結(jié)構(gòu)示意圖；
[0036]圖9-2為發(fā)明之較佳實施例中下層USB接口結(jié)構(gòu)示意圖；
[0037]圖10為本發(fā)明一種汽車儀表盤的實現(xiàn)方法的步驟流程圖。
【具體實施方式】
[0038]以下通過特定的具體實例并結(jié)合【附圖說明】本發(fā)明的實施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可由本說明書所揭示的內(nèi)容輕易地了解本發(fā)明的其它優(yōu)點與功效。本發(fā)明亦可通過其它不同的具體實例加以施行或應(yīng)用，本說明書中的各項細(xì)節(jié)亦可基于不同觀點與應(yīng)用，在不背離本發(fā)明的精神下進(jìn)行各種修飾與變更。
[0039]圖1為本發(fā)明一種汽車儀表盤的架構(gòu)示意圖。如圖1所示，本發(fā)明之一種汽車儀表盤，基于ARM與Android系統(tǒng)，其至少包括:CAN總線模塊(圖1未示出)、處理器模塊11、AD轉(zhuǎn)換模塊12、電源模塊13、接口模塊14、導(dǎo)航接收機(jī)15。
[0040]CAN總線模塊，用以接收其它CAN節(jié)點的數(shù)據(jù)(如車速、發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速、燃油量等)，CAN總線模塊中CAN節(jié)點是由微處理器、CAN控制器和CAN收發(fā)器三部分組成，其中，CAN控制器可由處理器模塊集成，這樣只需外加一個CAN收發(fā)器即可；處理器模塊11用于處理CAN總線模塊、導(dǎo)航接收機(jī)的導(dǎo)航芯片提供的車輛內(nèi)部和車輛導(dǎo)航數(shù)據(jù)，在本發(fā)明較佳實施例中，處理器模塊11為ARM處理器，其主要功能為:控制系統(tǒng)各硬件單元(觸摸IXD、SP1、CARD、USB、ADC、RTC等)的運行，處理由車輛CAN總線及導(dǎo)航芯片得到的數(shù)據(jù)；AD轉(zhuǎn)換模塊12用來接收多種類型傳感器所測得的模擬信號，并將這些模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，通過接口模塊14的相應(yīng)接口(如SPI 口)傳送給處理器模塊11進(jìn)行計算，主要對于液壓器的壓力檢測數(shù)據(jù)、硬件溫度檢測數(shù)據(jù)、油路檢測數(shù)據(jù)和節(jié)點電壓檢測數(shù)據(jù)等進(jìn)行轉(zhuǎn)換和計算，A/D轉(zhuǎn)換位數(shù)是AD轉(zhuǎn)換模塊12對輸入模擬信號數(shù)字化后的精細(xì)程度，在本發(fā)明中，采用的A/D轉(zhuǎn)換器是AD7927，它是8通道12位逐次逼近型的A/D轉(zhuǎn)換芯片，通過它可以實現(xiàn)位數(shù)擴(kuò)展，其精度相對較高；電源模塊13通過相應(yīng)接口連接于處理器模塊11，用于給各模塊提供電源；接口模塊14包括多種接口，以提供各模塊與處理器模塊11之間的連接，包括AD轉(zhuǎn)換模塊12與處理器模塊的SPI接口、電源接口、多個UART接口以及其他與外設(shè)相連的接口 ；導(dǎo)航接收機(jī)15，利用射頻前端與導(dǎo)航芯片提供導(dǎo)航數(shù)據(jù)，即在導(dǎo)航接收機(jī)中，利用導(dǎo)航芯片獲得導(dǎo)航數(shù)據(jù)，經(jīng)ARM處理器對導(dǎo)航數(shù)據(jù)進(jìn)行處理獲得衛(wèi)星定位結(jié)果，對車輛進(jìn)行導(dǎo)航。
[0041]較佳的，本發(fā)明之汽車儀表盤還可包含一輸入輸出顯不模塊，輸入輸出顯不模塊通過接口模塊14的相應(yīng)接口與處理器模塊11相連，以將處理器模塊11的處理結(jié)果予以顯示，并接收使用者通過輸入輸出顯示模塊輸入的操作指示給處理器模塊U。在本發(fā)明較佳實施例中，輸入輸出顯示模塊為一觸摸屏，其通過接口模塊14的IXD接口與處理器模塊11相連。
[0042]圖2為本發(fā)明一種汽車儀表盤之較佳實施例的架構(gòu)示意圖。如圖2所示，AD轉(zhuǎn)換模塊12通過5個接收模擬數(shù)據(jù)的傳感器接口接收5種傳感器所測得的模擬信號，并將這些模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號通過SPI接口送入ARM計算機(jī)進(jìn)行處理，這5種傳感器分別采集液壓器的壓力檢測數(shù)據(jù)、硬件溫度檢測數(shù)據(jù)、油路檢測數(shù)據(jù)和節(jié)點電壓檢測數(shù)據(jù)等，數(shù)據(jù)通過接口傳送至ARM計算機(jī)進(jìn)行處理，ARM計算機(jī)將處理后的結(jié)果通過IXD接口通過觸摸屏顯示給使用者，并接收使用者的輸入操作，電源模塊通過電源接口與ARM計算機(jī)連接，以為各部分供給電源，通信設(shè)備通過UART接口與ARM計算機(jī)連接。
[0043]圖3為本發(fā)明一種汽車儀表盤之較佳實施例的結(jié)構(gòu)圖。在本發(fā)明較佳實施例中，本發(fā)明之汽車儀表盤:ARM處理器、內(nèi)存RAM、Flash存儲器、CAN總線、導(dǎo)航芯片、ARM處理器晶振、ARM處理器復(fù)位以及一些接口，其中ARM處理器是主電路系統(tǒng)，用于處理數(shù)據(jù)，內(nèi)存RAM與ARM處理器連接，以儲存數(shù)據(jù)，CAN總線，與數(shù)據(jù)總線連接，為控制模塊和外設(shè)相互通信，導(dǎo)航芯片通過射頻前端接收衛(wèi)星的射頻信號，以提供導(dǎo)航和導(dǎo)航數(shù)據(jù)，ARM處理器晶振與處理器模塊連接，用來發(fā)出時鐘脈沖，ARM處理器復(fù)位，與處理器模塊連接，用來對處理器進(jìn)行復(fù)位，接口包括TFT-LCD接口、USB接口、SD-CARD接口、FLASH接口、CAN總線接口、測試接口以及以太網(wǎng)接口等，比如，TFT-1XD接口可用于與觸摸屏連接，USB接口(如圖9-1/圖9-2所示)可用于進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，SD-CARD接口可用于進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。
[0044]圖4為本發(fā)明較佳實施例中導(dǎo)航接收機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖4所示，北斗接收機(jī)主要由射頻前端、A/D轉(zhuǎn)換器、基帶信號ARM作為處理器、將ARM處理器運用到處理