虛擬儀表性能需求分析及系統(tǒng)設(shè)計(jì)

李堅(jiān)利+孔文艷

摘 要 通過(guò)對(duì)系統(tǒng)的總體需求性分析，進(jìn)行虛擬儀表的硬件框架設(shè)計(jì)，基于該設(shè)計(jì)搭建硬件平臺(tái)，同時(shí)基于該硬件框架設(shè)計(jì)軟件代碼模塊，開(kāi)發(fā)出符合總體性能需求的虛擬儀表。

關(guān)鍵詞 功能需求；硬件框架設(shè)計(jì)；軟件代碼模塊

中圖分類(lèi)號(hào)：TP391 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-7597（2014）01-0020-02

虛擬儀表是指在測(cè)量中不存在直接的物理傳感器實(shí)體，而是接收其他與物理傳感器實(shí)體直接相連的設(shè)備發(fā)送的信息，通過(guò)數(shù)學(xué)模型將獲得的信息轉(zhuǎn)成所需要的檢測(cè)信息，再通過(guò)圖形界面設(shè)計(jì)，將所需儀表界面友好呈現(xiàn)在用戶(hù)之前的功能實(shí)體。

它是以硬件平臺(tái)為基礎(chǔ)，以計(jì)算機(jī)軟件為核心的新型儀表，具有“軟儀表”之稱(chēng)，相比于傳統(tǒng)儀表，它具有以下優(yōu)點(diǎn)。

1）開(kāi)放性好?；谙嗤挠布脚_(tái)，編寫(xiě)不同的軟件模塊，可以實(shí)現(xiàn)不同的用戶(hù)需求。

2）界面友好。通過(guò)對(duì)圖形界面的編程，用戶(hù)可以選擇自己期望的界面形式，界面更改靈活方便。

3）使用方便。虛擬儀表可以使用觸摸或鼠標(biāo)操作完成所有功能。

4）誤差小。由于在測(cè)量中減少了硬件 的使用，硬件電路造成的誤差減小。

5）功能可擴(kuò)展性好。可以切換顯示界面，進(jìn)行車(chē)輛導(dǎo)航或顯示倒車(chē)視頻等。

1 系統(tǒng)性能需求分析

總體系統(tǒng)功能要求：

1）儀表類(lèi)顯示：轉(zhuǎn)速、車(chē)速、氣壓、油量等。

2）指示燈顯示：ABS、側(cè)門(mén)、左右轉(zhuǎn)向等。

3）數(shù)字類(lèi)顯示：電壓、電流等。

4）具有導(dǎo)航功能。

5）具有倒車(chē)視頻自動(dòng)切換顯示功能。

6）具有觸摸功能，實(shí)現(xiàn)導(dǎo)航時(shí)的手動(dòng)操作。

7）具有物理按鍵功能，可以實(shí)現(xiàn)軟儀表、導(dǎo)航、倒車(chē)視頻顯示的手動(dòng)切換。

總體系統(tǒng)功能分析：

第一、二、三點(diǎn)為虛擬顯示功能，第五點(diǎn)為視頻自動(dòng)切換，通過(guò)代碼的編寫(xiě)可以實(shí)現(xiàn)，需要的硬件條件為主板和顯示屏。第四點(diǎn)的導(dǎo)航功能可以有兩種解決方案，一是提供導(dǎo)航板卡，采取硬切換的方式實(shí)現(xiàn)；二是下載導(dǎo)航軟件代碼，直接通過(guò)程序調(diào)用。考慮到空間問(wèn)題，采用調(diào)用導(dǎo)航軟件代碼的方式，需要的硬件條件為主板、顯示屏和GPS定位板卡。第六點(diǎn)的觸摸功能所需硬件條件為觸摸屏。第七點(diǎn)需要的硬件條件為物理按鍵。

2 硬件平臺(tái)框架的設(shè)計(jì)

根據(jù)所需的環(huán)境要求、功能要求、電氣接口等的條件進(jìn)行市場(chǎng)調(diào)研，確定各硬件的選型，確定各硬件之間的電氣接口關(guān)系，設(shè)計(jì)硬件平臺(tái)框架。

硬件平臺(tái)框架圖如圖1。

圖1 硬件平臺(tái)框架

該總體框架以主板為核心，其他各硬件傳輸各自信號(hào)進(jìn)入主板，經(jīng)軟件代碼接收處理后，進(jìn)行對(duì)應(yīng)的功能實(shí)現(xiàn)。

主板是基于ARM A8的開(kāi)發(fā)板，其構(gòu)成為核心板+底板。核心板上的處理器核心頻率600MHz，內(nèi)存DDR2 256MB，可以滿(mǎn)足該虛擬儀表終端的性能要求。底板上為與其他硬件連接的硬件接口，主要用到了：

1）CANBus接口，采用CANBus 2.0B總線協(xié)議，波特率250kbps，標(biāo)準(zhǔn)幀格式，傳輸儀表信號(hào)。

2）CVBS視頻接口，傳輸?shù)管?chē)視頻信號(hào)。

3）RS232串口，接收GPS標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議信號(hào)。

4）標(biāo)準(zhǔn)鍵盤(pán)接口，接收物理按鍵的標(biāo)鍵盤(pán)信號(hào)和觸摸屏信號(hào)。

5）CRT接口，向顯示屏傳輸VGA信號(hào)。

顯示部分包含了液晶屏、升壓條和屏驅(qū)動(dòng)板。升壓條提供足夠的電壓產(chǎn)生背光，驅(qū)動(dòng)板為升壓條提供電源和為顯示屏提供信號(hào)。

物理按鍵在經(jīng)過(guò)相應(yīng)的電路板后以USB接口輸出標(biāo)準(zhǔn)的鍵盤(pán)信號(hào)。

觸摸屏為五線制，經(jīng)過(guò)其自帶的控制板后，以USB接口輸出信號(hào)。

GPS板卡則以RS232與主板進(jìn)行通信。

3 軟件設(shè)計(jì)

3.1 軟件功能模塊設(shè)計(jì)

依據(jù)硬件平臺(tái)框圖，確定主板的各個(gè)輸入輸出信號(hào)，依據(jù)該輸入信號(hào)和輸出信號(hào)進(jìn)行軟件功能模塊的結(jié)構(gòu)圖設(shè)計(jì)和對(duì)各模塊功能的詳細(xì)設(shè)計(jì)。

由硬件平臺(tái)框架的搭建可知，具有的輸入信號(hào)有video視頻信號(hào)、CAN信號(hào)輸入、觸摸屏和鍵盤(pán)的USB信號(hào)輸入、GPS板卡的串口信號(hào)輸入以及供顯示屏輸出的VGA信號(hào)。

根據(jù)這些輸入輸出信號(hào)設(shè)計(jì)的軟件模塊功能結(jié)構(gòu)圖如圖2。

圖2 軟件模塊功能結(jié)構(gòu)圖

再根據(jù)軟件模塊功能結(jié)構(gòu)圖，進(jìn)行具體軟件模塊的詳細(xì)設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)內(nèi)容如表1。

表1 軟件模塊功能說(shuō)明

模 塊 說(shuō) 明

接收視頻解碼信號(hào) 接收視頻采集裝置捕捉的視頻流信號(hào)，

經(jīng)過(guò)解碼后在顯示屏上以特定的分辨率進(jìn)行回放

CANBus協(xié)議解析 接收CAN總線上廣播的數(shù)據(jù)幀，

從中解析出各種信號(hào)并予以緩存。

虛擬儀表顯示 將經(jīng)過(guò)處理的信號(hào)，以圖形方式在畫(huà)面中展現(xiàn)

畫(huà)面/任務(wù)切換 接收按鍵信號(hào)，確定當(dāng)前需要顯示的畫(huà)面內(nèi)容

顯示管理 根據(jù)畫(huà)面/任務(wù)的切換信號(hào)，確定輸出內(nèi)容

地圖應(yīng)用 根據(jù)GPS信號(hào)，提供地圖定位或?qū)Ш焦δ?/p>

（該項(xiàng)功能采用成熟商業(yè)軟件），

本軟件提供切換顯示

3.2 軟件流程設(shè)計(jì)

依據(jù)設(shè)計(jì)的軟件模塊以及實(shí)際工程應(yīng)用中的實(shí)際工作流程，設(shè)計(jì)軟件流程圖，如圖3。

4 小結(jié)

通過(guò)總體系統(tǒng)功能分析，市場(chǎng)調(diào)研，硬件平臺(tái)框架設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)，最終形成工程產(chǎn)品。圖4為實(shí)際虛擬儀表界面。

圖3 軟件流程圖

圖4 實(shí)際儀表界面

經(jīng)用戶(hù)使用后反饋，設(shè)計(jì)的虛擬儀表終端很好的符合了總體功能性需求，并具有很高的可靠性和穩(wěn)定性，是一件非常成功的工程產(chǎn)品。

參考文獻(xiàn)

[1]張倩.基于WinCE的車(chē)載智能儀表系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D].西安電子科技大學(xué)，2009.

[2]劉鵬.汽車(chē)虛擬儀表平臺(tái)的設(shè)計(jì)與研究[D].大連理工大學(xué)，2010.

[3]梁廣省.基于CAN總線和ARM的汽車(chē)液晶儀表的設(shè)計(jì)與研究[D].南京航空航天大學(xué)，2007.

[4]楊槐.基于嵌入技術(shù)的車(chē)載虛擬儀表系統(tǒng)的研究[D].重慶大學(xué)，2007.endprint

摘 要 通過(guò)對(duì)系統(tǒng)的總體需求性分析，進(jìn)行虛擬儀表的硬件框架設(shè)計(jì)，基于該設(shè)計(jì)搭建硬件平臺(tái)，同時(shí)基于該硬件框架設(shè)計(jì)軟件代碼模塊，開(kāi)發(fā)出符合總體性能需求的虛擬儀表。

關(guān)鍵詞 功能需求；硬件框架設(shè)計(jì)；軟件代碼模塊

中圖分類(lèi)號(hào)：TP391 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-7597（2014）01-0020-02

虛擬儀表是指在測(cè)量中不存在直接的物理傳感器實(shí)體，而是接收其他與物理傳感器實(shí)體直接相連的設(shè)備發(fā)送的信息，通過(guò)數(shù)學(xué)模型將獲得的信息轉(zhuǎn)成所需要的檢測(cè)信息，再通過(guò)圖形界面設(shè)計(jì)，將所需儀表界面友好呈現(xiàn)在用戶(hù)之前的功能實(shí)體。

它是以硬件平臺(tái)為基礎(chǔ)，以計(jì)算機(jī)軟件為核心的新型儀表，具有“軟儀表”之稱(chēng)，相比于傳統(tǒng)儀表，它具有以下優(yōu)點(diǎn)。

1）開(kāi)放性好?；谙嗤挠布脚_(tái)，編寫(xiě)不同的軟件模塊，可以實(shí)現(xiàn)不同的用戶(hù)需求。

2）界面友好。通過(guò)對(duì)圖形界面的編程，用戶(hù)可以選擇自己期望的界面形式，界面更改靈活方便。

3）使用方便。虛擬儀表可以使用觸摸或鼠標(biāo)操作完成所有功能。

4）誤差小。由于在測(cè)量中減少了硬件 的使用，硬件電路造成的誤差減小。

5）功能可擴(kuò)展性好?？梢郧袚Q顯示界面，進(jìn)行車(chē)輛導(dǎo)航或顯示倒車(chē)視頻等。

1 系統(tǒng)性能需求分析

總體系統(tǒng)功能要求：

1）儀表類(lèi)顯示：轉(zhuǎn)速、車(chē)速、氣壓、油量等。

2）指示燈顯示：ABS、側(cè)門(mén)、左右轉(zhuǎn)向等。

3）數(shù)字類(lèi)顯示：電壓、電流等。

4）具有導(dǎo)航功能。

5）具有倒車(chē)視頻自動(dòng)切換顯示功能。

6）具有觸摸功能，實(shí)現(xiàn)導(dǎo)航時(shí)的手動(dòng)操作。

7）具有物理按鍵功能，可以實(shí)現(xiàn)軟儀表、導(dǎo)航、倒車(chē)視頻顯示的手動(dòng)切換。

總體系統(tǒng)功能分析：

第一、二、三點(diǎn)為虛擬顯示功能，第五點(diǎn)為視頻自動(dòng)切換，通過(guò)代碼的編寫(xiě)可以實(shí)現(xiàn)，需要的硬件條件為主板和顯示屏。第四點(diǎn)的導(dǎo)航功能可以有兩種解決方案，一是提供導(dǎo)航板卡，采取硬切換的方式實(shí)現(xiàn)；二是下載導(dǎo)航軟件代碼，直接通過(guò)程序調(diào)用?？紤]到空間問(wèn)題，采用調(diào)用導(dǎo)航軟件代碼的方式，需要的硬件條件為主板、顯示屏和GPS定位板卡。第六點(diǎn)的觸摸功能所需硬件條件為觸摸屏。第七點(diǎn)需要的硬件條件為物理按鍵。

2 硬件平臺(tái)框架的設(shè)計(jì)

根據(jù)所需的環(huán)境要求、功能要求、電氣接口等的條件進(jìn)行市場(chǎng)調(diào)研，確定各硬件的選型，確定各硬件之間的電氣接口關(guān)系，設(shè)計(jì)硬件平臺(tái)框架。

硬件平臺(tái)框架圖如圖1。

圖1 硬件平臺(tái)框架

該總體框架以主板為核心，其他各硬件傳輸各自信號(hào)進(jìn)入主板，經(jīng)軟件代碼接收處理后，進(jìn)行對(duì)應(yīng)的功能實(shí)現(xiàn)。

主板是基于ARM A8的開(kāi)發(fā)板，其構(gòu)成為核心板+底板。核心板上的處理器核心頻率600MHz，內(nèi)存DDR2 256MB，可以滿(mǎn)足該虛擬儀表終端的性能要求。底板上為與其他硬件連接的硬件接口，主要用到了：

1）CANBus接口，采用CANBus 2.0B總線協(xié)議，波特率250kbps，標(biāo)準(zhǔn)幀格式，傳輸儀表信號(hào)。

2）CVBS視頻接口，傳輸?shù)管?chē)視頻信號(hào)。

3）RS232串口，接收GPS標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議信號(hào)。

4）標(biāo)準(zhǔn)鍵盤(pán)接口，接收物理按鍵的標(biāo)鍵盤(pán)信號(hào)和觸摸屏信號(hào)。

5）CRT接口，向顯示屏傳輸VGA信號(hào)。

顯示部分包含了液晶屏、升壓條和屏驅(qū)動(dòng)板。升壓條提供足夠的電壓產(chǎn)生背光，驅(qū)動(dòng)板為升壓條提供電源和為顯示屏提供信號(hào)。

物理按鍵在經(jīng)過(guò)相應(yīng)的電路板后以USB接口輸出標(biāo)準(zhǔn)的鍵盤(pán)信號(hào)。

觸摸屏為五線制，經(jīng)過(guò)其自帶的控制板后，以USB接口輸出信號(hào)。

GPS板卡則以RS232與主板進(jìn)行通信。

3 軟件設(shè)計(jì)

3.1 軟件功能模塊設(shè)計(jì)

依據(jù)硬件平臺(tái)框圖，確定主板的各個(gè)輸入輸出信號(hào)，依據(jù)該輸入信號(hào)和輸出信號(hào)進(jìn)行軟件功能模塊的結(jié)構(gòu)圖設(shè)計(jì)和對(duì)各模塊功能的詳細(xì)設(shè)計(jì)。

由硬件平臺(tái)框架的搭建可知，具有的輸入信號(hào)有video視頻信號(hào)、CAN信號(hào)輸入、觸摸屏和鍵盤(pán)的USB信號(hào)輸入、GPS板卡的串口信號(hào)輸入以及供顯示屏輸出的VGA信號(hào)。

根據(jù)這些輸入輸出信號(hào)設(shè)計(jì)的軟件模塊功能結(jié)構(gòu)圖如圖2。

圖2 軟件模塊功能結(jié)構(gòu)圖

再根據(jù)軟件模塊功能結(jié)構(gòu)圖，進(jìn)行具體軟件模塊的詳細(xì)設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)內(nèi)容如表1。

表1 軟件模塊功能說(shuō)明

模 塊 說(shuō) 明

接收視頻解碼信號(hào) 接收視頻采集裝置捕捉的視頻流信號(hào)，

經(jīng)過(guò)解碼后在顯示屏上以特定的分辨率進(jìn)行回放

CANBus協(xié)議解析 接收CAN總線上廣播的數(shù)據(jù)幀，

從中解析出各種信號(hào)并予以緩存。

虛擬儀表顯示 將經(jīng)過(guò)處理的信號(hào)，以圖形方式在畫(huà)面中展現(xiàn)

畫(huà)面/任務(wù)切換 接收按鍵信號(hào)，確定當(dāng)前需要顯示的畫(huà)面內(nèi)容

顯示管理 根據(jù)畫(huà)面/任務(wù)的切換信號(hào)，確定輸出內(nèi)容

地圖應(yīng)用 根據(jù)GPS信號(hào)，提供地圖定位或?qū)Ш焦δ?/p>

（該項(xiàng)功能采用成熟商業(yè)軟件），

本軟件提供切換顯示

3.2 軟件流程設(shè)計(jì)

依據(jù)設(shè)計(jì)的軟件模塊以及實(shí)際工程應(yīng)用中的實(shí)際工作流程，設(shè)計(jì)軟件流程圖，如圖3。

4 小結(jié)

通過(guò)總體系統(tǒng)功能分析，市場(chǎng)調(diào)研，硬件平臺(tái)框架設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)，最終形成工程產(chǎn)品。圖4為實(shí)際虛擬儀表界面。

圖3 軟件流程圖

圖4 實(shí)際儀表界面

經(jīng)用戶(hù)使用后反饋，設(shè)計(jì)的虛擬儀表終端很好的符合了總體功能性需求，并具有很高的可靠性和穩(wěn)定性，是一件非常成功的工程產(chǎn)品。

參考文獻(xiàn)

[1]張倩.基于WinCE的車(chē)載智能儀表系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D].西安電子科技大學(xué)，2009.

[2]劉鵬.汽車(chē)虛擬儀表平臺(tái)的設(shè)計(jì)與研究[D].大連理工大學(xué)，2010.

[3]梁廣省.基于CAN總線和ARM的汽車(chē)液晶儀表的設(shè)計(jì)與研究[D].南京航空航天大學(xué)，2007.

[4]楊槐.基于嵌入技術(shù)的車(chē)載虛擬儀表系統(tǒng)的研究[D].重慶大學(xué)，2007.endprint

摘 要 通過(guò)對(duì)系統(tǒng)的總體需求性分析，進(jìn)行虛擬儀表的硬件框架設(shè)計(jì)，基于該設(shè)計(jì)搭建硬件平臺(tái)，同時(shí)基于該硬件框架設(shè)計(jì)軟件代碼模塊，開(kāi)發(fā)出符合總體性能需求的虛擬儀表。

關(guān)鍵詞 功能需求；硬件框架設(shè)計(jì)；軟件代碼模塊

中圖分類(lèi)號(hào)：TP391 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-7597（2014）01-0020-02

虛擬儀表是指在測(cè)量中不存在直接的物理傳感器實(shí)體，而是接收其他與物理傳感器實(shí)體直接相連的設(shè)備發(fā)送的信息，通過(guò)數(shù)學(xué)模型將獲得的信息轉(zhuǎn)成所需要的檢測(cè)信息，再通過(guò)圖形界面設(shè)計(jì)，將所需儀表界面友好呈現(xiàn)在用戶(hù)之前的功能實(shí)體。

它是以硬件平臺(tái)為基礎(chǔ)，以計(jì)算機(jī)軟件為核心的新型儀表，具有“軟儀表”之稱(chēng)，相比于傳統(tǒng)儀表，它具有以下優(yōu)點(diǎn)。

1）開(kāi)放性好?；谙嗤挠布脚_(tái)，編寫(xiě)不同的軟件模塊，可以實(shí)現(xiàn)不同的用戶(hù)需求。

2）界面友好。通過(guò)對(duì)圖形界面的編程，用戶(hù)可以選擇自己期望的界面形式，界面更改靈活方便。

3）使用方便。虛擬儀表可以使用觸摸或鼠標(biāo)操作完成所有功能。

4）誤差小。由于在測(cè)量中減少了硬件 的使用，硬件電路造成的誤差減小。

5）功能可擴(kuò)展性好?？梢郧袚Q顯示界面，進(jìn)行車(chē)輛導(dǎo)航或顯示倒車(chē)視頻等。

1 系統(tǒng)性能需求分析

總體系統(tǒng)功能要求：

1）儀表類(lèi)顯示：轉(zhuǎn)速、車(chē)速、氣壓、油量等。

2）指示燈顯示：ABS、側(cè)門(mén)、左右轉(zhuǎn)向等。

3）數(shù)字類(lèi)顯示：電壓、電流等。

4）具有導(dǎo)航功能。

5）具有倒車(chē)視頻自動(dòng)切換顯示功能。

6）具有觸摸功能，實(shí)現(xiàn)導(dǎo)航時(shí)的手動(dòng)操作。

7）具有物理按鍵功能，可以實(shí)現(xiàn)軟儀表、導(dǎo)航、倒車(chē)視頻顯示的手動(dòng)切換。

總體系統(tǒng)功能分析：

第一、二、三點(diǎn)為虛擬顯示功能，第五點(diǎn)為視頻自動(dòng)切換，通過(guò)代碼的編寫(xiě)可以實(shí)現(xiàn)，需要的硬件條件為主板和顯示屏。第四點(diǎn)的導(dǎo)航功能可以有兩種解決方案，一是提供導(dǎo)航板卡，采取硬切換的方式實(shí)現(xiàn)；二是下載導(dǎo)航軟件代碼，直接通過(guò)程序調(diào)用。考慮到空間問(wèn)題，采用調(diào)用導(dǎo)航軟件代碼的方式，需要的硬件條件為主板、顯示屏和GPS定位板卡。第六點(diǎn)的觸摸功能所需硬件條件為觸摸屏。第七點(diǎn)需要的硬件條件為物理按鍵。

2 硬件平臺(tái)框架的設(shè)計(jì)

根據(jù)所需的環(huán)境要求、功能要求、電氣接口等的條件進(jìn)行市場(chǎng)調(diào)研，確定各硬件的選型，確定各硬件之間的電氣接口關(guān)系，設(shè)計(jì)硬件平臺(tái)框架。

硬件平臺(tái)框架圖如圖1。

圖1 硬件平臺(tái)框架

該總體框架以主板為核心，其他各硬件傳輸各自信號(hào)進(jìn)入主板，經(jīng)軟件代碼接收處理后，進(jìn)行對(duì)應(yīng)的功能實(shí)現(xiàn)。

主板是基于ARM A8的開(kāi)發(fā)板，其構(gòu)成為核心板+底板。核心板上的處理器核心頻率600MHz，內(nèi)存DDR2 256MB，可以滿(mǎn)足該虛擬儀表終端的性能要求。底板上為與其他硬件連接的硬件接口，主要用到了：

1）CANBus接口，采用CANBus 2.0B總線協(xié)議，波特率250kbps，標(biāo)準(zhǔn)幀格式，傳輸儀表信號(hào)。

2）CVBS視頻接口，傳輸?shù)管?chē)視頻信號(hào)。

3）RS232串口，接收GPS標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議信號(hào)。

4）標(biāo)準(zhǔn)鍵盤(pán)接口，接收物理按鍵的標(biāo)鍵盤(pán)信號(hào)和觸摸屏信號(hào)。

5）CRT接口，向顯示屏傳輸VGA信號(hào)。

顯示部分包含了液晶屏、升壓條和屏驅(qū)動(dòng)板。升壓條提供足夠的電壓產(chǎn)生背光，驅(qū)動(dòng)板為升壓條提供電源和為顯示屏提供信號(hào)。

物理按鍵在經(jīng)過(guò)相應(yīng)的電路板后以USB接口輸出標(biāo)準(zhǔn)的鍵盤(pán)信號(hào)。

觸摸屏為五線制，經(jīng)過(guò)其自帶的控制板后，以USB接口輸出信號(hào)。

GPS板卡則以RS232與主板進(jìn)行通信。

3 軟件設(shè)計(jì)

3.1 軟件功能模塊設(shè)計(jì)

依據(jù)硬件平臺(tái)框圖，確定主板的各個(gè)輸入輸出信號(hào)，依據(jù)該輸入信號(hào)和輸出信號(hào)進(jìn)行軟件功能模塊的結(jié)構(gòu)圖設(shè)計(jì)和對(duì)各模塊功能的詳細(xì)設(shè)計(jì)。

由硬件平臺(tái)框架的搭建可知，具有的輸入信號(hào)有video視頻信號(hào)、CAN信號(hào)輸入、觸摸屏和鍵盤(pán)的USB信號(hào)輸入、GPS板卡的串口信號(hào)輸入以及供顯示屏輸出的VGA信號(hào)。

根據(jù)這些輸入輸出信號(hào)設(shè)計(jì)的軟件模塊功能結(jié)構(gòu)圖如圖2。

圖2 軟件模塊功能結(jié)構(gòu)圖

再根據(jù)軟件模塊功能結(jié)構(gòu)圖，進(jìn)行具體軟件模塊的詳細(xì)設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)內(nèi)容如表1。

表1 軟件模塊功能說(shuō)明

模 塊 說(shuō) 明

接收視頻解碼信號(hào) 接收視頻采集裝置捕捉的視頻流信號(hào)，

經(jīng)過(guò)解碼后在顯示屏上以特定的分辨率進(jìn)行回放

CANBus協(xié)議解析 接收CAN總線上廣播的數(shù)據(jù)幀，

從中解析出各種信號(hào)并予以緩存。

虛擬儀表顯示 將經(jīng)過(guò)處理的信號(hào)，以圖形方式在畫(huà)面中展現(xiàn)

畫(huà)面/任務(wù)切換 接收按鍵信號(hào)，確定當(dāng)前需要顯示的畫(huà)面內(nèi)容

顯示管理 根據(jù)畫(huà)面/任務(wù)的切換信號(hào)，確定輸出內(nèi)容

地圖應(yīng)用 根據(jù)GPS信號(hào)，提供地圖定位或?qū)Ш焦δ?/p>

（該項(xiàng)功能采用成熟商業(yè)軟件），

本軟件提供切換顯示

3.2 軟件流程設(shè)計(jì)

依據(jù)設(shè)計(jì)的軟件模塊以及實(shí)際工程應(yīng)用中的實(shí)際工作流程，設(shè)計(jì)軟件流程圖，如圖3。

4 小結(jié)

通過(guò)總體系統(tǒng)功能分析，市場(chǎng)調(diào)研，硬件平臺(tái)框架設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)，最終形成工程產(chǎn)品。圖4為實(shí)際虛擬儀表界面。

圖3 軟件流程圖

圖4 實(shí)際儀表界面

經(jīng)用戶(hù)使用后反饋，設(shè)計(jì)的虛擬儀表終端很好的符合了總體功能性需求，并具有很高的可靠性和穩(wěn)定性，是一件非常成功的工程產(chǎn)品。

參考文獻(xiàn)

[1]張倩.基于WinCE的車(chē)載智能儀表系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D].西安電子科技大學(xué)，2009.

[2]劉鵬.汽車(chē)虛擬儀表平臺(tái)的設(shè)計(jì)與研究[D].大連理工大學(xué)，2010.

[3]梁廣省.基于CAN總線和ARM的汽車(chē)液晶儀表的設(shè)計(jì)與研究[D].南京航空航天大學(xué)，2007.

[4]楊槐.基于嵌入技術(shù)的車(chē)載虛擬儀表系統(tǒng)的研究[D].重慶大學(xué)，2007.endprint