一種車載智能數(shù)字全液晶組合儀表的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種車載智能數(shù)字全液晶組合儀表，涉及汽車用組合儀表【技術(shù)領(lǐng)域】。包括微處理器MPU、信號(hào)調(diào)理模塊、通訊模塊、電源模塊、音頻編解碼器、LED報(bào)警燈、LED背光燈、LCD顯示屏和存儲(chǔ)器，模擬或數(shù)字信號(hào)經(jīng)信號(hào)調(diào)理電路輸入到微處理器MPU，系統(tǒng)總線經(jīng)通信模塊與微處理器MPU的輸入端連接，電源模塊、音頻編解碼器和存儲(chǔ)器與微處理器雙向連接，所述LCD顯示屏與微處理器MPU的輸出端連接，微處理器MPU驅(qū)動(dòng)LED報(bào)警燈和LED背光燈。所述組合儀表具有功能強(qiáng)大，顯示內(nèi)容豐富、顯示數(shù)據(jù)精確度高、擴(kuò)展能力強(qiáng)等特點(diǎn)。
【專利說(shuō)明】一種車載智能數(shù)字全液晶組合儀表【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及汽車用組合儀表【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種車載智能數(shù)字全液晶組合儀表。
【背景技術(shù)】
[0002]組合儀表是駕駛者獲取車輛狀態(tài)的重要信息來(lái)源，汽車組合儀表由各種儀表、指示器，特別是駕駛員用報(bào)警指示燈組成，為駕駛員提供所需的汽車運(yùn)行參數(shù)信息。按汽車組合儀表的工作原理不同，可大致分為三代。第一代汽車組合儀表是機(jī)械機(jī)芯表；第二代汽車組合儀表為電氣式儀表；第三代為全智能數(shù)字汽車組合儀表。
[0003]隨著汽車電子技術(shù)的飛速發(fā)展，傳統(tǒng)的組合儀表內(nèi)包含的信息已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足要求；更加龐大的數(shù)據(jù)信息，以及消費(fèi)者越來(lái)越挑剔的審美眼光都迫使更多的廠家角逐這方寸大小的組合儀表，時(shí)尚、炫目以及龐大的信息切換功能已經(jīng)成為近幾年來(lái)所有廠家的開(kāi)發(fā)重點(diǎn)。目前市場(chǎng)上出現(xiàn)的汽車組合儀表，主要有功能簡(jiǎn)單、顯示內(nèi)容少等缺點(diǎn)。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種車載智能數(shù)字全液晶組合儀表，所述組合儀表具有功能強(qiáng)大，顯示內(nèi)容豐富等特點(diǎn)。
[0005]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型所采取的技術(shù)方案是:一種車載智能數(shù)字全液晶組合儀表，其特征在于包括微處理器MPU、信號(hào)調(diào)理模塊、通訊模塊、電源模塊、音頻編解碼器、LED報(bào)警燈、LED背光燈、LCD顯示屏和存儲(chǔ)器，模擬或數(shù)字信號(hào)經(jīng)信號(hào)調(diào)理電路輸入到微處理器MPU，系統(tǒng)總線經(jīng)通信模塊與微處理器MPU的輸入端連接，電源模塊、音頻編解碼器和存儲(chǔ)器與微處理器雙向連接，所述IXD顯示屏與微處理器MPU的輸出端連接，微處理器MPU驅(qū)動(dòng)LED報(bào)警燈和LED背光燈。
[0006]優(yōu)選的，所述組合儀表還包括智能網(wǎng)絡(luò)接口控制器INIC和無(wú)線網(wǎng)卡，所述智能網(wǎng)絡(luò)接口控制器INIC和無(wú)線網(wǎng)卡與微處理器MPU雙向連接。
[0007]優(yōu)選的，所述通訊模塊包括CAN接口電路和LIN接口電路。
[0008]優(yōu)選的，所述存儲(chǔ)器包括內(nèi)存存儲(chǔ)器和閃存存儲(chǔ)器。
[0009]優(yōu)選的，所述微處理器MPU使用飛思卡爾公司的1.MX6Q型微處理器。
[0010]采用上述技術(shù)方案所產(chǎn)生的有益效果在于:所述組合儀表使用全液晶顯示，并配合使用ARM多核處理器，不僅能克服傳統(tǒng)儀表精度低、可靠性差、分度不均等不足，而且具有反應(yīng)速度快、指示準(zhǔn)確、圖形設(shè)計(jì)靈活、可視性好、信息量大、功耗低、易于擴(kuò)展等優(yōu)點(diǎn)。在未來(lái)，汽車儀表系統(tǒng)的智能化、數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化已經(jīng)成為必然趨勢(shì)。此外，所述組合儀表的軟件部分使用Android操作系統(tǒng)，進(jìn)一步提高了顯示的精確度和反應(yīng)速度。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0011]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。[0012]圖1是本實(shí)用新型的硬件原理框圖；
[0013]圖2是本實(shí)用新型中軟件的結(jié)構(gòu)框架；
[0014]圖3是本實(shí)用新型的軟件流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]如圖1所示，一種車載智能數(shù)字全液晶組合儀表，包括微處理器MPU、信號(hào)調(diào)理模塊、通訊模塊、電源模塊、音頻編解碼器、LED報(bào)警燈、LED背光燈、IXD顯示屏、存儲(chǔ)器、智能網(wǎng)絡(luò)接口控制器INIC和無(wú)線網(wǎng)卡。模擬或數(shù)字信號(hào)經(jīng)信號(hào)調(diào)理電路輸入到微處理器MPU，系統(tǒng)總線經(jīng)通信模塊與微處理器MPU的輸入端連接，電源模塊、音頻編解碼器、存儲(chǔ)器、智能網(wǎng)絡(luò)接口控制器INIC和無(wú)線網(wǎng)卡與微處理器雙向連接，所述IXD顯示屏與微處理器MPU的輸出端連接，微處理器MPU驅(qū)動(dòng)LED報(bào)警燈和LED背光燈，所述通訊模塊包括CAN接口電路和LIN接口電路，還可以包含其他接口電路；所述存儲(chǔ)器包括內(nèi)存存儲(chǔ)器和閃存存儲(chǔ)器。
[0016]首先，該組合儀表使用基于ARM內(nèi)核的1.MX6Q作為主處理器，該處理器基于ARMCortex A9架構(gòu)，具有四個(gè)內(nèi)核，運(yùn)行頻率達(dá)1.2 GHz，帶有I MB L2緩存和64位DDR3或2通道、32位LPDDR2支持。這個(gè)系列的器件集成了 FlexCAN、MLB總線、PCI Express:W和SATA-2，具有卓越的連接性，同時(shí)集成LVDS、MIPI顯示器端口、MIPI攝像機(jī)端口和
HDMI vl.4，是先進(jìn)的消費(fèi)電子、汽車和工業(yè)多媒體應(yīng)用的理想平臺(tái)。
[0017]信號(hào)調(diào)理模塊的作用主要是采集數(shù)字量、模擬量等，車速與發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速傳感器輸出的是脈沖量信號(hào)，水溫，燃油液位及油壓傳感器輸出的是模擬信號(hào)，而蓄電池電壓本身就是模擬量。故這些由傳感器輸出的信號(hào)先經(jīng)過(guò)信號(hào)調(diào)理模塊處理，即進(jìn)行隔離，放大，濾波和電平變換，以適應(yīng)微處理器MPU的3.3V電平匹配。
[0018]對(duì)于車速表，其輸入信號(hào)是從ABS控制器傳輸過(guò)來(lái)的輪速傳感器的脈沖信號(hào)，MPU通過(guò)在單位時(shí)間內(nèi)收到的脈沖信號(hào)數(shù)來(lái)計(jì)算車輛的實(shí)時(shí)速度。發(fā)動(dòng)機(jī)水溫表和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速表的信號(hào)是發(fā)動(dòng)機(jī)ECU的信號(hào)通過(guò)CAN總線由CAN收發(fā)器傳輸?shù)組PU的，MPU的CAN控制器對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后在IXD上顯示。對(duì)于燃油表，利用MPU集成的A/D采樣端口送入MPU，進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換，得到燃油傳感器的電阻值，根據(jù)電阻值算出郵箱內(nèi)的油量。其中汽車燃油表的顯示邏輯略顯復(fù)雜，在汽車行駛的過(guò)程中，因?yàn)轭嶔ず蛙囕v傾斜的原因，油箱中的傳感器浮子會(huì)上下擺動(dòng)，其傳輸出來(lái)的電阻值就會(huì)有很大的波動(dòng)。所以，在燃油指示的邏輯上采用了硬件阻尼和軟件阻尼相結(jié)合的指示策略，從而使得燃油表能夠正確指示油箱內(nèi)實(shí)際的油量。
[0019]變速器檔位和模式信號(hào)，則是變速器控制器信號(hào)通過(guò)CAN總線傳輸給儀表，進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示的。LCD上顯示的總里程和小計(jì)里程都是根據(jù)ABS控制器傳輸來(lái)的輪速脈沖信號(hào)計(jì)算所得，而時(shí)間顯示內(nèi)容為MPU內(nèi)部時(shí)鐘模塊經(jīng)過(guò)相互的轉(zhuǎn)換而得到的。
[0020]組合儀表上其余的報(bào)警指示燈和信號(hào)燈大多數(shù)是由CAN網(wǎng)絡(luò)傳輸，MPU接收處理后，控制LCD上相應(yīng)圖標(biāo)點(diǎn)亮或者熄滅。信息顯示中心除了顯示各種報(bào)警信息外，還顯示行車電腦信息，通過(guò)調(diào)節(jié)行車電腦開(kāi)關(guān)，可顯示單次行駛里程、續(xù)航里程、平均油耗、平均車速、超速報(bào)警設(shè)置、中英文文字切換等功能。
[0021]MPU內(nèi)置兩路MSCAN控制器，通過(guò)信號(hào)隔離芯片進(jìn)行電氣隔離，驅(qū)動(dòng)芯片驅(qū)動(dòng)信號(hào)連接到CAN總線，使得MPU可以和整車網(wǎng)絡(luò)間通過(guò)CAN總線進(jìn)行通訊，接收相關(guān)信息。LIN總線同CAN總線相同，MPU通過(guò)信號(hào)隔離芯片進(jìn)行電氣隔離，驅(qū)動(dòng)芯片驅(qū)動(dòng)信號(hào)連接到LIN總線。
[0022]顯示部分采用一整塊12.1寸彩色TFT IXD顯示屏，液晶顯示屏提供了比以往任何時(shí)候都要多的顯示內(nèi)容。除了傳統(tǒng)車速、油量、轉(zhuǎn)速之外，還可以提供地圖顯示、當(dāng)前汽車的行駛狀態(tài)等更為人性化的功能。存儲(chǔ)器部分采用4GByte eMMC存儲(chǔ)器，4*256MB DDR3 SDRAM存儲(chǔ)器，一個(gè)TF卡接口，最大支持32G存儲(chǔ)卡，兩路CAN總線和LIN總線用于接收車載網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)。
[0023]軟件部分，系統(tǒng)采用了 Android4.0作為開(kāi)發(fā)平臺(tái)。Android平臺(tái)由操作系統(tǒng)、中間件、用戶界面和應(yīng)用軟件組成。Linux內(nèi)核層用來(lái)提供系統(tǒng)的底層服務(wù)，位于硬件和其它軟件層之間，采用YAFFS2文件系統(tǒng)。Android運(yùn)行庫(kù)包含一組核心庫(kù)和Dalvik虛擬機(jī)，Android提供豐富的庫(kù)類支持且大部分為開(kāi)源代碼，如采用嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù)SQLite。應(yīng)用框架層為Android開(kāi)發(fā)人員提供了訪問(wèn)框架應(yīng)用程序接口的全部權(quán)限，采用結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)簡(jiǎn)化了組件之間的重用。在應(yīng)用程序?qū)樱珹ndroid本身附帶了一些核心的應(yīng)用程序，大大簡(jiǎn)化了Android應(yīng)用程序的開(kāi)發(fā)。
[0024]在本組合儀表中，主要利用了 Android軟件平臺(tái)的5大功能模塊,分別為Android應(yīng)用程序?qū)?、?yīng)用框架層、普通函數(shù)庫(kù)、Java程序運(yùn)行環(huán)境和Linux內(nèi)核層。在應(yīng)用程序?qū)永肁ndroid的各種組件API接口開(kāi)發(fā)了針對(duì)汽車儀表應(yīng)用的Java應(yīng)用程序并在內(nèi)核層提供了相應(yīng)的底層驅(qū)動(dòng)，系統(tǒng)整體軟件結(jié)構(gòu)框架如圖2所示。
[0025]首先移植Android4.0到該組合儀表，移植過(guò)程中裁剪了非必須的模塊，以便優(yōu)化啟動(dòng)速度和執(zhí)行效率。然后編寫CAN總線和LIN總線的驅(qū)動(dòng)，集成到Linux內(nèi)核中。
[0026]其次編寫Android4.0儀表應(yīng)用，該應(yīng)用以圖形的方式模擬指針儀表，顯示發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，車速，油量，溫度等。此外以數(shù)字的方式顯示瞬時(shí)速度，累計(jì)里程，里程，水溫，油量，時(shí)鐘等。在此過(guò)程中充分利用了 MPU的強(qiáng)大圖形處理能力和Android4.0的豐富繪圖功能，其流程圖如圖3所不。
[0027]同時(shí)通過(guò)內(nèi)置的軟件升級(jí)系統(tǒng)自動(dòng)進(jìn)行升級(jí)，并為使用者下載最新開(kāi)發(fā)的功能軟件。軟件界面設(shè)計(jì)采用精簡(jiǎn)圖形化風(fēng)格，使用戶操作方便快捷。為了使擴(kuò)展模塊運(yùn)行起來(lái)，還要在移植Android的步驟中編寫、添加和配置相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)程序，具體操作在移植過(guò)程中完成。Android作為一個(gè)智能操作系統(tǒng)，存在最大的不足就是開(kāi)機(jī)啟動(dòng)的速度太慢。根據(jù)汽車儀表的實(shí)際應(yīng)用，對(duì)該系統(tǒng)的源碼進(jìn)行裁剪和修改，去掉該系統(tǒng)鎖屏功能等，以適應(yīng)儀表應(yīng)用系統(tǒng)的特殊應(yīng)用，達(dá)到優(yōu)化系統(tǒng)的目的，這些工作在開(kāi)發(fā)中都一一實(shí)現(xiàn)。在組合儀表裁剪中，最重要的是驅(qū)動(dòng)裁剪和java類的裁剪，組合儀表上電時(shí)，不必要的驅(qū)動(dòng)將會(huì)占用Linux內(nèi)核系統(tǒng)的上電自檢時(shí)間，同時(shí)也占用組合儀表運(yùn)行時(shí)的任務(wù)管理；不必要的java類加載會(huì)占用Android初始化過(guò)程,如Android啟動(dòng)后會(huì)默認(rèn)去搜索SD卡里的音視頻資料，同時(shí)自動(dòng)地將地址加載到音影播放器中。實(shí)際操作中去掉了組合儀表啟動(dòng)時(shí)默認(rèn)加載音視頻資料到播放器中，在組合儀表啟動(dòng)之后，直接進(jìn)入儀表應(yīng)用，再由用戶通過(guò)界面選擇其他功能。通過(guò)裁剪軟件內(nèi)核及應(yīng)用優(yōu)化，啟動(dòng)時(shí)間已由原來(lái)的45s降低到3s至5s左右。
[0028]根據(jù)汽車儀表特性，該組合儀表在接入到汽車網(wǎng)絡(luò)中并由輔助12V電源供電后一直運(yùn)行，直到組合儀表的12V電源斷電系統(tǒng)自動(dòng)關(guān)閉，必要時(shí)，組合儀表中設(shè)置重啟選項(xiàng)由人工手動(dòng)重啟系統(tǒng)。在汽車沒(méi)有開(kāi)啟電源之前，硬件系統(tǒng)及顯示屏幕休眠，節(jié)省電源。汽車開(kāi)啟電源后顯示屏點(diǎn)亮，顯示當(dāng)前汽車各項(xiàng)參數(shù)。
[0029]所述組合儀表使用全液晶顯示，并配合使用ARM多核處理器，不僅能克服傳統(tǒng)儀表精度低、可靠性差、分度不均等不足，而且具有反應(yīng)速度快、指示準(zhǔn)確、圖形設(shè)計(jì)靈活、可視性好、信息量大、功耗低、易于擴(kuò)展等優(yōu)點(diǎn)。在未來(lái)，汽車儀表系統(tǒng)的智能化、數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化已經(jīng)成為必然趨勢(shì)。此外，所述組合儀表的軟件部分使用Android操作系統(tǒng)，進(jìn)一步提高了顯示的精確度和反應(yīng)速度。
[0030]本文中應(yīng)用了具體個(gè)例對(duì)本實(shí)用新型的原理及其實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說(shuō)明只是用來(lái)幫助理解本實(shí)用新型的方法及其核心思想。應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本實(shí)用新型原理的前提下還可以對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行若干改進(jìn)和修飾，這些改進(jìn)和修飾也落入本實(shí)用新型權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種車載智能數(shù)字全液晶組合儀表，其特征在于包括微處理器MPU、信號(hào)調(diào)理模塊、通訊模塊、電源模塊、音頻編解碼器、LED報(bào)警燈、LED背光燈、IXD顯示屏和存儲(chǔ)器，模擬或數(shù)字信號(hào)經(jīng)信號(hào)調(diào)理電路輸入到微處理器MPU，系統(tǒng)總線經(jīng)通信模塊與微處理器MPU的輸入端連接，電源模塊、音頻編解碼器和存儲(chǔ)器與微處理器雙向連接，所述IXD顯示屏與微處理器MPU的輸出端連接，微處理器MPU驅(qū)動(dòng)LED報(bào)警燈和LED背光燈。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種車載智能數(shù)字全液晶組合儀表，其特征在于所述組合儀表還包括智能網(wǎng)絡(luò)接口控制器INIC和無(wú)線網(wǎng)卡，所述智能網(wǎng)絡(luò)接口控制器INIC和無(wú)線網(wǎng)卡與微處理器MPU雙向連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種車載智能數(shù)字全液晶組合儀表，其特征在于所述通訊模塊包括CAN接口電路和LIN接口電路。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種車載智能數(shù)字全液晶組合儀表，其特征在于所述存儲(chǔ)器包括內(nèi)存存儲(chǔ)器和閃存存儲(chǔ)器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種車載智能數(shù)字全液晶組合儀表，其特征在于所述微處理器MPU使用飛思卡爾公司的1.MX6Q型微處理器。
【文檔編號(hào)】B60K35/00GK203438864SQ201320563111
【公開(kāi)日】2014年2月19日 申請(qǐng)日期:2013年9月12日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月12日
【發(fā)明者】劉藝 申請(qǐng)人:河北博聯(lián)通訊科技有限責(zé)任公司