基于Android系統(tǒng)和CAN總線的車輛虛擬儀表設計

摘要：在現代汽車業(yè)中，先進的通信網絡技術CAN總線被應用到汽車儀表系統(tǒng)中，實現與汽車各電控單元節(jié)點之間的資源共享，使得汽車儀表的功耗、安全性、可靠性得到改善?；贏ndroid系統(tǒng)和CAN總線的車輛虛擬儀表是具有支持駕駛員與車輛進行信息交流、行駛信息的記錄和管理及通信功能的平臺。

關鍵詞：Android系統(tǒng) CAN總線 車輛虛擬儀表

中圖分類號：TP216 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2012）09（c）-0032-01

為了簡化汽車內部控制系統(tǒng)，降低汽車制造成本，提高人車交互界面的友好度，設計并實現了一種新型的汽車虛擬儀表。本文致力于全數字式汽車液晶智能儀表系統(tǒng)的開發(fā)和研究，提出了在嵌入式Android平臺上用液晶顯示屏圖形化顯示復雜車載信息的方法。該理論上是作為汽車CAN總線上的一個節(jié)，通過CANBUS接口提取車速、發(fā)動機轉速、燃油量、冷卻水溫度、汽車檔位及其他車況信息等各種數字量和模擬量，經S5PV210微處理器分析計算，采用數字及圖形化動態(tài)LCD顯示，并可以通過觸摸屏進行交互響應，既照顧到了駕駛員的習慣，又利用了現代電子技術的優(yōu)勢，使儀表具有多功能、智能和高精度的特點。

1 系統(tǒng)軟硬件平臺的選擇

本文選取基于三星A8處理器1GHz S5PV210為微處理器，選配REALV210核心板，支持SD/MMC/SDIO接口存儲卡，最高支持32GB，支持SD卡啟動。而制作可用于啟動的SD卡，即燒寫u-boot到SD卡中進行內核的燒寫與移植。CAN總線通信模塊在硬件上采用了獨立高速CAN控制器MCP2515結合收發(fā)器MCP2551的設計方法。

2 Android的程序開發(fā)和移植

將android及應用程序移植到目標機上需要經歷編寫相應的驅動程序、交叉編譯android及應用程序，安裝android 到目標系統(tǒng)。首先本文采用windows+vmware+ubuntu 的方式，建android編譯環(huán)境，編譯Android 需要許多的軟件包的配合，可以直接在ubuntu 下輸入命令進行安裝。Android的編譯還需要使用到java開發(fā)環(huán)境，把下載的jdk1.6.0_26.tar.bz2進行解壓，在ubuntu的終端命令輸入sudo tar -jxvf jdk1.6.0_26.tar.bz2便能在當前目錄下得到 jdk1.6.0_26 目錄。安裝結束后還要設置好環(huán)境變量讓Android找到這個路徑，編輯/etc/bash.bashrc，增加下面的語句：

exportJAVA_HOME=/home/work/jdk1.6.0_26

exportANDROID_JAVA_HOME=

$JAVA_HOME export PATH=$JAVA_HOME/bin：$PATH

這里要根據實際情況修改路徑，保存退出。

把下載好的android_gingerbread_realv210_ver_1_0.tar.bz2 Android源代碼復制到ubuntu主機下進行解壓。便可得到Android、u-boot、linux kernel等源碼包和交叉編譯器。在終端進入android目錄，輸入./build.sh進行編譯，之后便可在android_gingerbread_realv210_ver_1_0/out/target/product/smdkv210下得到 kernel.img，ramdisk-yaffs.img，userdata.img，system.img等鏡像文件，分別是 Linux內核鏡像文件，根文件系統(tǒng)鏡像，data分區(qū)鏡像，system分區(qū)鏡像。在 SD卡上新建文件夾，命名為 sdfuse，把需要燒寫的文件放到sdfuse文件夾里。第一次燒寫前，最好先格式化一下nandflash。開發(fā)板連接pc，使用u-boot菜單燒寫SD卡中的鏡像文件。到此，Android成功移植到開發(fā)板。

3 CAN總線驅動程序的方案設計與實現

本文選用Microchip公司生產的MCP2515作為CAN總線控制器。MCP2515是一款獨立的CAN協議控制器，完全支持CAN2.0B技術規(guī)范，MCP251與主控制器的連接是通過標準串行外設接口SPI（Searial Peripheral Interface）實現的。

（1）查看編譯的Android系統(tǒng)是否自動啟動CAN腳本。查看init.rc 中service can /system/etc/can.sh oneshot 如果不存在則需要在android的源文件/device/samsung/smdkv210中修改init.rc。加入上面兩句話，重新生成鏡像燒寫

（2）查看/system/etc/can.sh是否存在。不存在則創(chuàng)建can.sh。can.sh內容如下：

#！/system/bin/sh

ifconfig can0 down

ip link set can0 type can bitrate 125000 fconfig can0 up

同時將其push到響應位置。125000是波特率。根據情況自己修改。經以上修改后在啟動過程中可以看到mcp2515信息。

4 結語

本文所提出的虛擬儀表平臺主要有以下二個優(yōu)點：一是采用CAN總線技術，把各種模擬信號轉化為數字信號，能處理大量數據，提高精度和靈敏度，獲取全面車況信息的同時解決了傳統(tǒng)行駛記錄儀線束多的問題，增強了平臺的擴展性；二是CAN設備在嵌入式操作系統(tǒng)Android下驅動程序的成功實現，為在嵌入式系統(tǒng)中擴展其他硬件設備驅動程序提供了很好的參考價值。

參考文獻

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