基于ARM和Qt/E的車載HMI終端的設(shè)計(jì)方案

　　摘要：車載HMI是人與車輛之間的關(guān)鍵設(shè)備，使人能夠?qū)囕v的運(yùn)行實(shí)現(xiàn)控制；設(shè)計(jì)了一種觸摸控制與數(shù)字顯示合理結(jié)合的車載HMI終端，采用ARM 作為處理器，通過移植Qt/E對系統(tǒng)加以實(shí)現(xiàn)；該終端通過在Polo車CAN總線試驗(yàn)臺測試，實(shí)現(xiàn)了對基本設(shè)備的觸摸控制和車輛狀態(tài)信息的實(shí)時(shí)顯示，表明所設(shè)計(jì)的終端能夠滿足車載HMI的基本要求。

　　0 引言

　　改善HMI （Human Machine Interface）終端性能可降低車輛控制系統(tǒng)操作的復(fù)雜性，也可提高駕駛員對自己車輛的控制力。車載HMI通過單一結(jié)構(gòu)中控臺，可以減少零部件數(shù)量，提高性價(jià)比。傳統(tǒng)機(jī)械式的控制終端正在逐步向直觀、便捷的HMI終端發(fā)展。2009年6月29日，美國汽車多媒體與通信研究服務(wù)公司Strategy Analytics發(fā)布最新研究報(bào)告，認(rèn)為“車載人機(jī)界面市場領(lǐng)先者保持強(qiáng)勢地位”。報(bào)告預(yù)測，2015年，車載語音和觸摸屏市場規(guī)模將達(dá)到29 億美元。目前，HMI設(shè)備，尤其是語音、觸覺控制和觸摸屏，在汽車市場上被大量應(yīng)用。

　　本文報(bào)告了一種基于觸摸控制與數(shù)字顯示理念的車載HMI終端，通過在ARM 上移植Qt/E接TFT-LCD觸摸面板加以實(shí)現(xiàn)。

　　1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)介紹

　　基于ARM 和Qt/E的車載HMI終端主要由兩個(gè)模塊組成，分別是ARM 處理器與觸摸顯示屏組成的HMI觸控平臺和CAN/RS232協(xié)議轉(zhuǎn)換器模塊。該終端可接入車載CAN網(wǎng)絡(luò)中實(shí)現(xiàn)車載設(shè)備的觸摸控制與狀態(tài)信息顯示。其結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。

　　圖1 車載HMI終端結(jié)構(gòu)

　　HMI觸控平臺主要是將Qt/E交叉編譯后移植到ARM 平臺，調(diào)用GUI在觸摸面板顯示。通過點(diǎn)擊觸控界面發(fā)送控制字，經(jīng)CAN/RS232網(wǎng)關(guān)發(fā)送到CAN網(wǎng)絡(luò)中對各設(shè)備進(jìn)行控制，同時(shí)實(shí)時(shí)采集各設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)并顯示，便于駕駛員及時(shí)了解車輛運(yùn)行狀態(tài)。該平臺還預(yù)留了UART和USB端口分別可外接GPS模塊，無線上網(wǎng)卡或U 盤設(shè)備，實(shí)現(xiàn)導(dǎo)航、無線上網(wǎng)和多媒體播放功能。

　　CAN/RS232協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊主要由MCU、CAN 接口與UART接口組成，其中CAN 接口采用CAN 控制器SJA1000和CAN收發(fā)器PCA82C250設(shè)計(jì)，RS232接口采用MAX232設(shè)計(jì)，以此實(shí)現(xiàn)兩種不同總線協(xié)議數(shù)據(jù)幀的透明轉(zhuǎn)換，是HMI終端與CAN網(wǎng)絡(luò)中各設(shè)備交互的紐帶。

　　車載CAN網(wǎng)絡(luò)模塊主要以Polo車CAN 試驗(yàn)臺為平臺，試驗(yàn)臺集成了車燈、電動(dòng)車窗、雨刷和后視鏡CAN 節(jié)點(diǎn)模塊。