MCU+GDC双系统的汽车虚拟仪表设计

基于虚拟仪器的汽车仪表面板的设计与实现宋秦中;刘大伟;王洪伟;闫然【摘要】Based on NImyDAL data platform to collect automobile information such as the engine speed, vehi-cle speed, fuel consumption, cooling temperature, steering lights, this paper completed the design and imple-mentation of virtual digital automobile instrument panel. This system not only has the function to display alarm information but also has the function of auto-driving, speed-limit and entertainment, and it provides in-novative expansion.%利用NImyDAL数据采集发动机转速、车速、油耗、冷却温度及转向灯等汽车运行状况信息，并基于虚拟仪器平台，对采集来的数据进行分析、处理，完成了汽车数字仪表面板的开发与设计。

经功能测试，该系统除能满足基本的显示报警功能外，还可拓展巡航、限速、信息娱乐等功能，支持创新性拓展。

【期刊名称】《南通职业大学学报》【年(卷),期】2015(000)001【总页数】3页(P90-92)【关键词】虚拟仪器;霍尔传感器;调速控制系统【作者】宋秦中;刘大伟;王洪伟;闫然【作者单位】苏州市职业大学电子信息工程学院，江苏苏州 215104;苏州市职业大学电子信息工程学院，江苏苏州 215104;苏州市职业大学电子信息工程学院，江苏苏州 215104;苏州市职业大学电子信息工程学院，江苏苏州 215104【正文语种】中文【中图分类】U463.7doi:10.3969/j.issn.1008-5327.2015.01.023随着汽车需要显示的信息不断增多，如果仍沿用传统显示仪表，仪表面板将会拥挤不堪，导致驾驶员注意力分散，无形中增加了其操作难度。

第33卷第8期2016年8月计算机应用与软件Computer Applications and SoftwareVol .33 No . 8Aug . 2016车载虚拟仪表及诊断系统的设计与实现刘善坤窦立谦宗群苟鹏程(天津大学电气与自动化工程学院天津3〇〇〇72)摘要论述基于A n d r o id 平台的车载虚拟仪表及诊断系统的软硬件设计过程。

在具体实现上，利用A R M + A n d r o id 体系构建终端仪表装置，在此基础上完成A n d r o id 下C A N 驱动的移植、车辆数据采集、图形化虚拟仪表显示以及故障诊断等功能。

该装置借助A n d r o id 特有的S u rfa c e V ie w 类实现了将车辆状态数据以图形化的方式展现在L C D 触摸屏上，从而取代了传统的仪表盘。

此外，还可以实时监测汽车运行和各E C U 工作状态。

当出现故障时，进行诊断，并第一时间为车主提供故障详情及维修建议。

最后，采用d S P A C E 实时仿真系统与本装置构成闭环的测试系统来进行硬件在环（H I L )仿真测试，结果证明该装置性能稳定、显示效果良好，故障诊断功能全面、准确。

关键词车载虚拟仪表S urfaceV iewC A N 通信故障诊断中图分类号 T P 368.1文献标识码AD 01：10. 3969/j. issn. 1000-386x. 2016. 08. 051DESIGN AND IMPLEMENTATION OF VEHICULAR VIRTUAL DASHBOARDAND FAULT DIAGNOSIS SYSTEMLiu Shankun Dou Liqian Zong Qun Gou Pengcheng(School of A utomation and Electrical Engineering, Tianjin University,Tianjin 300072 , China)AbstractIn this p a p e r, we discuss the design process o f hardware and software o f A n d ro id platform -based v e h icu la r v irtu a l dashboard andfa u lt diagnosis system. In regard to spe cific re a lisa tio n , we made use o f A R M + A n d ro id system to establish te rm in a l instrum en tation devices. O n this b a s is , we com pleted the fun ctions o f d riv e r tra nsplan tatio n o f C A N , veh icle data a c q u is itio n , graphica l v irtu a l dashboard d isp la y and fa u lt diagnosis u n der A n d ro id. The in stru m e n t realises the d isp la y o f c a rs ， state data on LC D touch-screen in the fo rm o f graphic pictures through un iq ue S urfaceV iew o f A n d ro id system , so that it replaces the tra d itio n a l instru m e n ta tio n acco rding ly. In a d d itio n , the in stru m e n t can also tim e ly m o n ito r the w o rkin g status o f cars and EC Us. W hen a fa u lt occu rs, the system makes the diagnosis, then im m e d ia te ly provides owners w ith the fa ilu re de tails and re p a ir suggestions. F in a lly , we carried out the H IL sim u la tio n testing by com posing a closed-loop testing system w ith dSPACE re a l-tim e sim u la tio n system and this in s tru m e n t, and the results proved that the instrum en t had stable perform ance, and got a be tter visual effect as w e ll. The fa u lt diagnosis fu n c tio n was also accurate and com plete.KeywordsV e h ic u la r V irtu a l dashboard S urfaceV iew C om m unication by C A N F a u lt diagnosis观的要求也趋于多样化。

车辆虚拟导航系统设计方案简介随着全球城市化进程的加速以及交通工具的不断普及，车辆数量的增加使得道路拥堵越来越严重。

车辆导航系统是现代车辆上普遍使用的技术之一，它可以帮助驾驶员更便捷地寻找目的地，并通过交通信息提示帮助驾驶员选择更短的路线。

但是，车辆导航系统仅仅解决了信息的来源问题，却并没有解决交通拥堵和道路施工等问题。

因此，本文将介绍一种车辆虚拟导航系统，旨在更好地帮助驾驶员规避交通拥堵和道路施工等问题，提高行车效率和行车体验。

功能本文设计的车辆虚拟导航系统包含以下主要功能：1.实时交通信息提示：通过与城市道路监控设备相连，车辆可以获得实时的交通流量信息。

当发生交通拥堵或者道路施工等事件时，车辆虚拟导航系统可以自动提示驾驶员，并且提供替代路线选择。

2.智能路线规划：系统可以根据驾驶员的打车信息、历史出行信息和交通信息等多维度数据，智能地帮助驾驶员规避交通拥堵，选择最优路线。

3.可视化界面：系统采用可视化的界面，使驾驶员可以更直观地获取重要的交通信息，例如实时交通图和事故信息。

4.实时导航：当驾驶员选择一条路线后，系统可以自动提供实时导航的功能，指导驾驶员如何按照规划路径行驶。

当驾驶员离开规划路径时，系统可以自动重新规划路线，并且提供最新的路线选择。

软件设计前端车辆虚拟导航系统的前端采用Vue.js框架设计，主要由以下几个模块组成：1.地图模块：使用高德地图API进行地图构建。

2.交通信息提示模块：使用WebSocket技术获取实时的交通流量信息。

3.路线规划模块：采用Dijkstra算法对不同的路线进行计算，选择最优路径。

4.可视化界面模块：通过HTML和CSS构建交互界面，使得驾驶员可以更直观地获取重要的交通信息。

后端车辆虚拟导航系统的后端采用Node.js技术搭建，主要由以下几个模块组成：1.交通信息获取模块：从城市道路监控设备中获取最新的交通流量信息，并将此信息传递给前端模块。

2.数据库模块：采用MongoDB数据库进行数据存储和管理，实现历史出行信息和交通信息的存储。

基于μCLinux的车载仪表图形界面的设计
柯伟;李波
【期刊名称】《计算机工程与科学》
【年(卷),期】2008(030)003
【摘要】本文根据车载仪表的发展现状,选择μCLinux构建软件平台,然后配备一个图形系统MiniGUI;最后给出了基于μCLinux和MiniGUI平台的车载仪表图形用户界面的设计方案,并在实践中验证了此平台的可用性.
【总页数】4页(P47-49,81)
【作者】柯伟;李波
【作者单位】武汉理工大学自动化学院,湖北,武汉,430070;武汉理工大学自动化学院,湖北,武汉,430070
【正文语种】中文
【中图分类】TP311
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5.基于uClinux的车载仪表图形界面的设计 [J], 柯伟; 李波
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电子技术• Electronic Technology114 •电子技术与软件工程 Electronic Technology & Software Engineering【关键词】双MCU 智能车 PID 算法 自主行驶随着电子信息技术的发展，机器人技术越来越成为现在社会发展的热点，智能车作为轮式机器人的一种备受社会的关注。

而智能车在道路行驶过程中控制系统的稳定性和安全行走速度成为关键因素。

随着道路信息复杂度的升高，单一控制器采集处理图像、识别赛道元素和执行控制等工作负担过重，较多的中断任务降低程序执行的效率，影响系统的实时性，以及道路行驶对智能车控制的精度要求越来越高，急需对控制系统的构架加以研究改进。

本文设计的双MCU 架构的智能车系统，实现智能车任务在每个MCU 上合理分配，参数传递合理实时，充分发挥双MCU 的资源优势，使得智能车道路行驶更加实时流畅。

1 系统总体方案设计根据智能车在道路行驶中控制任务要求，设计的双MCU 架构的智能车系统方案设计如图1所示，分为图像处理平台（MCU-1）和决策控制平台（MCU-2）。

由于图像传感器采集有严格的时序要求，而且图像处理复杂程度高，所以设计图像处理平台（MCU-1）完成图像相关任务，主要连接有图像采集电路、人机交互电路和双机互联通讯部分；决策控制平台（MCU-2）主要完成与电机相关的各种，有道路规划、速度采集、电机闭环控制、信息显示和双机互联通讯部分。

2 双MCU构架智能车系统硬件方案2.1 双MCU互联构架设计MCU 是智能车系统的核心，在本方一种基于双MCU 架构的智能车自主控制系统设计文/徐兆龙 刘延飞 王艺辉案中采用恩智浦公司生产的32位单片机MK60FX ，该型号芯片以ARM Crotex-M4为内核，功耗低，集成DSP 指令和单精度浮点运算单元，可提供高达180MHZ 的主频，同时具有GPIO 、UART 、I2C 、SPI 、ADC 、DAC 、DMA 、PIT 、FTM 等丰富外设。

采用ARM+Linux架构的基于CAN总线和MiniGUI的虚拟仪表设计当今发达国家普遍使用全数字式汽车仪表,且绝大部分是步进电动机式汽车仪表，并准备向更高方向发展。

因为受到成本的限制，目前国内显示汽车仪表只能选用字段显示方式的显示屏，无法选用显示分辨率更高的点阵式显示屏，因此其视觉效果和显示精度还不能令人满意。

ECU性能不断提高，抗强电磁干扰、工作温度范围和对工作电源稳定性要求等方面得到较大的改善，同时价格大幅度降低，因而目前有条件在汽车仪表上使用ECU控制的全数字仪表，国内汽车仪表界一致看好全数字式汽车仪表[1]。

随着现代电子技术的发展，要求汽车仪表与汽车上其他装置交换数据，即要求接入到汽车的计算机系统总线上，因此本文设计了一个基于嵌入式系统、CAN总线技术和TFT LCD液晶显示技术的全数字式汽车仪表系统。

1 系统软硬件平台的选择本文选取Intel公司的PXA270为微处理器,选配MiniARM270核心板；64 MB SDR AM为系统运行随机存储器；256 MB NAND Flash程序存储器；MCP2515 CAN控制器负责CAN报文的接收与发送。

8英寸640×480真彩TFT液晶屏显示GUI图形界面；Linux为嵌入式操作系统[2]。

选用目前较为流行的嵌入式GUI系统MiniGUI进行应用程序界面的编写。

运用ZLG/BOOT启动Jflashmm、Flash FXP软件进行内核的烧写与移植。

软件编制调试完毕后，进行操作系统内核定制，裁减出最小操作系统，并将应用程序与最小系统在仿真环境下进行联合调试。

虚拟仪表系统结构如图1所示。

2 MiniGUI的程序开发和移植将MiniGUI及应用程序移植到目标机上需要经历编写相应的驱动程序、交叉编译Mi niGUI及应用程序、安装MiniGUI到目标系统、在目标系统上运行MiniGUI应用程序等几个步骤。

MiniGUI程序是建立在MiniGUI和ANSIC库之上，所以程序的编写要按照MiniGUI 的程序框架来定，并通过调用ANSIC库以及MiniGUI自身提供的API函数来实现。

1 绪论1.1 汽车仪表的概述汽车仪表系统是车载综合信息系统的重要组成部分,也是其要实现的最基本的功能。

众所周知,仪表板是驾驶员与车辆进行信息交流的重要接口和界面,也是汽车高尖技术的主要部分,它为驾驶员提供其所需的信息。

随着汽车工业的发展,现代汽车的各种机构日趋复杂,附属装置也日益增多,为了使驾驶员更多更迅速地掌握各种机构和装置的状态,以便更有效地控制汽车,使其正常地工作,汽车仪表板作为现代汽车的信息中枢显得越来越重要,并伴随着汽车电子技术的发展而快速发展。

汽车仪表的发展趋势,从一个侧面反映出汽车电子化水平的快速提高。

1.2 汽车仪表的发展历程为了充分了解汽车仪表发展现状,难确地把握其未来发展趋势,有必要对其发展过程作一简单回顾"按汽车仪表在工作原理上取得的重大技术创新来分,可以划分为4个阶段,或称为经过4代。

第1代汽车仪表是基于机械作用力而工作的机械式仪表,人们习惯称这类仪表为机械机心表;第2代汽车仪表的工作原理基于电测原理,即通过各类传感器将被测的非电量变换成电信号加以测量,通常称这类仪表为电气式仪表;第3代为模拟电路电子式汽车仪表;第4代为步进电动机式全数字汽车仪表；继全数字汽车仪表后,随着信息技术和计算机技术的不断发展,以及降低汽车仪表制造成本的要求,汽车仪表逐渐向网络化!智能化和虚拟化方向发展。

2 研究的背景以及主要内容2.1 研究的背景汽车走过了100多年的发展历程,汽车仪表也在不断开发和发展之中，汽车仪表正在经历由第3代向第4代转型时期，第3代汽车用仪表工作原理与电气式仪表基木相同,只不过是用电子器件取代原来的电气器件。

各国一直在努力开发汽车仪表技术,并不断取得新的发展，目前国内汽车仪表行业在整体上仍滞后于整车的发展,散、乱、差、的状况尚未改变,与国外相比有很大的差距,表现在产品技术水平低,造型单调,产品质量可靠性和耐久性差,制造工艺落后,产品检测不完善,数字化程度低等方面。

汽车虚拟仪表平台的设计随着汽车技术的不断发展和进步，汽车仪表板的设计也在不断的升级迭代。

车辆的仪表板一般用来显示各种必要的信息，比如车速、转速、油温、水温、时间等。

传统的汽车仪表板是由机械式的指针和刻度盘组成，但现在汽车虚拟仪表平台的设计越来越受到人们的重视。

1. 汽车虚拟仪表平台的基本设计概念汽车虚拟仪表平台的基本设计概念是采用数字化技术对传统的机械式仪表进行优化，使其变成具有数字化功能的平台，实现更加多功能化的使用。

相较于传统的汽车仪表板，汽车虚拟仪表平台具有更加灵活多变的特点，可以在适应不同的驾驶需求的情况下进行改变。

2. 汽车虚拟仪表平台的构成汽车虚拟仪表平台的构成一般包括以下几个要素：显示器、控制模块、传感器以及CPU模块等。

其中显示器是汽车虚拟仪表的核心部分，它可以根据驾驶员的不同需求显示不同的信息，如汽车的速度、燃油情况、里程数、车辆状态等，或者显示导航地图等信息。

控制模块负责将驾驶员的操作信号转换成数字信号并传输至CPU模块，同时还要完成对显示器的控制，以实现各种相关功能。

传感器则主要用来收集汽车的实时数据，例如车速、发动机的转速、温度、油耗等信息，并传输给控制模块或CPU模块。

CPU模块则是整个虚拟仪表平台的处理中心，负责处理各种数据的计算和分析，并将其转换成驾驶员所需要的信息，因此，CPU是整个虚拟仪表平台的灵魂所在。

3. 汽车虚拟仪表平台的设计思路在汽车虚拟仪表平台的设计中，主要依据驾驶员的视觉习惯和使用习惯来进行设计。

驾驶员视觉习惯部分包括给驾驶员提供更加清晰、舒适的视觉体验，以实现对汽车驾驶情况的更好把握。

同时根据人性化的原则，为驾驶员提供可定制、可选项和可重置式的信息显示模式，以便驾驶更符合个人驾驶习惯。

比如，对于不同的驾驶习惯，可以选择不同的背景颜色和亮度设置，以保持驾驶员的视觉感受舒适。

在使用习惯方面，首先要将汽车虚拟仪表平台设计得更为实用，方便驾驶员了解车辆状态信息等。

汽车虚拟仪表盘方案引言汽车虚拟仪表盘是一种替代传统物理仪表盘的技术，通过使用数字显示和图形界面呈现车辆信息。

它可以提供更灵活的显示方式、更多的可定制选项，以及更直观的信息展示。

本文将介绍汽车虚拟仪表盘的概念、原理以及一些常见方案。

汽车虚拟仪表盘的概念汽车虚拟仪表盘是指将传统机械仪表盘上的指示器替换为数字化的显示屏。

这些显示屏可以实时显示车辆的速度、转速、油量、水温等信息，常见的显示方式包括液晶显示屏、OLED显示屏以及投影显示等。

通过虚拟仪表盘，驾驶员可以更方便地获取车辆信息，提高驾驶的安全性和舒适性。

汽车虚拟仪表盘的工作原理汽车虚拟仪表盘的工作原理可以归纳为以下几个步骤：1.数据采集：汽车虚拟仪表盘需要获取车辆的各种信息，包括车速、转速、油量、水温等。

这些数据可以通过车辆的传感器或者汽车电子控制单元（ECU）来采集。

2.数据处理：采集到的数据需要进行处理，以便在虚拟仪表盘上进行显示。

处理的方式可以包括单位转换、数据滤波、数据校正等。

处理后的数据将用于生成虚拟仪表盘的显示内容。

3.显示内容生成：根据处理后的数据，虚拟仪表盘需要生成相应的显示内容。

这些内容包括速度表、转速表、油量指示器、水温指示器等。

生成方式可以包括数值计算、图形绘制以及状态切换等。

生成的显示内容将反映车辆的实时状态。

4.显示内容更新：显示内容需要实时更新，以便及时反馈车辆的变化。

更新频率可以根据需要进行调整，通常在几十毫秒到几百毫秒之间。

更新时需要考虑数据的平滑过渡，以及显示界面的刷新效果。

5.用户交互：虚拟仪表盘通常提供一些用户交互功能，例如切换显示模式、调整亮度、设置报警阈值等。

这些功能可以通过按钮、旋钮、触摸屏等方式实现。

常见的汽车虚拟仪表盘方案目前市场上有许多成熟的汽车虚拟仪表盘方案，以下列举几种常见的方案：1.全液晶虚拟仪表盘：这种方案使用液晶显示屏作为显示介质，可以实现高清、丰富的图像显示。

它可以根据驾驶模式切换显示风格，例如经济型、运动型等。