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汽车仪表是汽车与驾驶员之间最重要、最直接的信息交流平台,对汽车的安全行驶起着重要的作用。近年来,随着现代工业、计算机和各种现场总线通信技术的蓬勃发展,汽车电子技术得到了飞速的发展,汽车仪表上显示的信息不断增加,传统的组合式仪表越来越无法满足使用的需求。汽车仪表将演变成为一个多功能的汽车综合信息显示中心,向数字化、智能化、网络化方向发展。
本课题提出并设计实现了一种以嵌入式微处理器为核心,以CAN总线为通讯网络的多功能数字式汽车仪表系统。本系统采用SAMSUNG公司的基于ARM11内核的嵌入式微处理器S3C6410作为多功能汽车仪表系统的核心。在设计上将仪表系统作为汽车CAN总线网络上的一个节点,它具有两大功能:通过CAN总线接口实时的接收、处理电动机转速、车速、电池电压等参数信息,将信息提供给驾驶员,同时会处理、传递这些信息给其它控制单元实现整车CAN网络间互联。另一方面本多功能数字式汽车仪表系统以嵌入式Linux为操作系统,选用了功能强大、轻量级的图形用户界面MiniGUI,使系统具有良好的人机交互性。
本文在简要介绍了课题研究背景、汽车仪表发展趋势和对国内外发展现状进行了分析的基础上,提出了该系统的总体设计方案,完成了硬件系统的设计包括各个硬件模块的功能与实现。软件上实现了嵌入式Linux操作系统的移植,相关驱动程序的开发和基于MiniGUI的图形用户界面的编写,包括汽车仪表的显示,可视辅助泊车的显示和车载故障诊断的显示。对基于路径规划生成泊车参考路径的方法进行了研究和仿真,本系统通过对整车CAN总线网络上方向盘转角信息的提取、处理、计算,在车后视频摄像头采集的视频信息上叠加了静态和动态结合的参考辅助线,使泊车更加方便,对广角摄像头图像畸变校正技术进行了研究,实现了可视辅助泊车的功能。同时,提出了基于CAN总线的汽车车载故障诊断系统的总体设计方案。在对控制器故障诊断代码、通信机制、故障诊断信息管理、系统应用软件的设计等方面进行研究分析的基础上,实现了车载故障诊断的功能。
本汽车数字仪表具有实时显示汽车运行信息、语音报警,倒车后视和故障诊断信息管理等功能。经过测试表明,本汽车数字仪表显示信息丰富多样,界面切换流畅,具有良好的扩展性。论文最后分析了系统可进一步改进和完善之处,并对汽车仪表未来发展做出展望。