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基于ARM 和Qt/E的车载HMI终端的设计方案

作者:时间:2012-04-27来源:网络收藏

3.2触控平台的

触控平台以为处理器,接7.0寸LCD触摸屏来实现,可取代传统的(如图2A)机械按键与表盘显示的中控平台。触控平台如图2B所示,由车灯、车窗、后视镜、多媒体、空调、导航以及状态参数显示菜单组成。将该嵌入到方向盘,驾驶员可点击触控菜单进入车灯、车窗等控制界面(如图2C和D)实现车灯、车窗等设备的触摸控制,也可实时采集与显示设备状态参数如:车速、故障码等。其中,触控与显示数据需调用底层串口驱动来实现读写操作,触控界面通过Button控件的信号与槽机制来实现数据的发送,状态参数的采集与显示通过事件驱动方式实现。可外接GPS模块实现导航功能,了Qt媒体媒体播放器实现娱乐功能,也可接入无线网卡来实现无线上网功能。

图2 车载HMI终端

图2HMI

4HMI终端的软件

4.1CAN/RS232网关软件设计

主程序中首先要完成初始化操作,包括单片机、SJA1000、RS232通信以及中断源的初始化。其中SJA1000的初始化是整个设计最重要的部分,也是保证CAN通信的前提。考虑车辆内部网络的兼容性,SJA1000配置为Peli模式,支持CAN2.0A和B规范,实现标准帧和扩展帧两种报文传输。SJA1000初始化寄存器配置流程如图3所示。

图3 SJA1000初始化寄存器配置流程

图3SJA1000初始化寄存器配置流程

为保证数据实时传输,采用中断方式进行数据收发。

当CAN总线有数据接收时SJA1000会跳入接收中断函数将数据接收并存储到接收缓存,根据数据帧头来判别数据类型和所带数据长度,最后提取CAN数据拆分为单字节通过串口发送,并在HMI终端显示;当HMI终端有控制字发送,串口接收中断函数将所发送的控制字依次接收存入接收缓存,并根据首字节来判别所发数据类型和长度,组装成CAN数据帧格式发送到网络中去,以此实现各节点的控制。具体流程如图4所示。

图4 数据接收与发送流程图

图4数据接收与发送流程图

4.2车载HMI界面的设计

HMI界面采用QtCreator2.0来设计,因为HMI终端是通过UART接口接入CAN网络中,所以通信时需接上面所介绍的CAN/RS232协议转换器来实现。同时,还需在Linux下编写Qt串口通信程序。

首先,在Linux下利用open函数打开串口设备,用tcsetattr函数来设置串口属性。打开驱动设备UART0进行读写操作:constchar*devName=/dev/ttySAC0;fd=::

open(devName,O_RDWR|O_NONBLOCK);设置波特率等参数:serialAttr.c_cflag=B115200|HUPCL|CS8|CREAD|CLOCAL;serialAttr.c_cc[VMIN]=1;其中串口设备可使用Linux下I/O函数进行Read和Write操作。但是,在数据接收时当数据量过大会导致界面被阻塞(造成界面假死),于是创建了一个线程通过事件驱动实现数据接收。

Qt中可采用QSocketNotifier类来实现设备事件驱动的设计要求。QSocketNotifier类关联Signal/Slot机制,当有数据可读时会触发Ativated信号,LCDNumber控件Slot会被调用来连接到该信号并显示,从而实现数据采集与显示功能。在数据发送时,可通过Button控件Signal/Slot调用QObject对象的connect()函数来实现[3].当按键被按下时触发Signal信号,Slot会调用pressed()函数将定义好的数据通过串口Write函数发送到总线上。函数实现如下:

voidGlass::on_lu_pressed(){charmsg[]={160,34,16,0};//定义所发送数据myserial->myCom->write(msg,4);//写发送数据}

通过QPainter类进行对窗体界面和按键图像界面进行设计,达到美观的人机界面。最后将设计好的程序通过交叉编译,生产二进制文件移植到中,然后在文件系统中调用执行,最终在LCD触摸屏上显示,如图2所示。

5系统集成与测试

首先将设计好的HMI终端通过交叉串口线与PC机连接,进行相互通信,测试是否能够进行数据收发,测试成功后通过CAN/RS232网关接入Polo车CAN试验台进行综合测试。试验台设备节点可通过触摸方式控制,同时可实时采集与显示运行状态信息,经过多次实验测试,运行稳定可靠,达到了设计要求。

6结束语

本文所设计的车载HMI终端集车身控制、仪表显示、导航、多媒体和无线上网为一体,简化了车载中控平台,降低了车辆控制系统操作的复杂性。经实验测试实现了车身设备的触摸控制,能够对各设备运行状态信息进行采集与显示。为车载HMI开发提供了一种可行的设计思路与性价比更合理的解决

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