基于嵌入技术的车载虚拟仪表系统的研究

论文摘要

汽车仪表是汽车与驾驶员进行信息交流的窗口,也是汽车高精尖技术的主要部分,目前国内汽车仪表行业在整体上仍滞后于整车的发展,与国外相比有很大的差距,如产品技术水平低,造型单调,产品质量可靠性和耐久性差,数字化程度低等。进行技术创新,寻求和确定我国汽车仪表产品的发展方向,研制开发新一代汽车仪表产品,使得汽车仪表产品的更新换代势在必行。本文致力于车载虚拟仪表系统的研究,深入讨论了系统的设计思想与实现方法,提出了在嵌入式平台上实现虚拟车载仪表的方法。首先在研究目前国内外车载仪表技术的发展状况和发展趋势的基础上,并对行车电脑与传统车载仪表性能对比的前提下,提出了本文工作的要点,主要包括车载虚拟仪表系统的搭建,包括传感器数据的采集,数据流的总线传递,嵌入式最小系统的软硬件设计,WinCE系统的移植以及虚拟仪表显示等几个部分。然后对该课题主要涉及到的技术基础与理论进行研究,包括对嵌入式技术、虚拟仪表技术、多传感器数据融合算法和软测量算法和现场总线技术等内容的研究,以便在具体的系统设计时,可以直接利用这些研究结论。其次是具体设计了基于虚拟仪表技术的嵌入式行车电脑系统。从系统总体的设计思想和要实现的功能着手,设计出系统的方案。接着对系统的硬件进行设计,包括智能化传感器适配器、行车电脑模块、触摸屏模块和LCD显示模块等的设计。紧接对系统的软件设计,包括对编写设备驱动程序,编写系统的主要应用程序。最后,对系统硬件进行试验研究。采用的方法是:通过对传感器信号的采集模拟试验以代替系统中的数据采集模块,在PC机上显示虚拟仪表显示数据。在其基础上,用PB定制出最小的WinCE系统内核,并移植到行车电脑系统上,运行仪表应用程序,用试验效果具体验证了基于虚拟仪表技术的嵌入式行车电脑系统的可行性。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 1 绪论
• 1.1 国内外相关技术的概况
• 1.1.1 汽车仪表技术的产生
• 1.1.2 国内外车载仪表技术的发展趋势
• 1.2 行车电脑与传统车载仪表性能对比分析
• 1.3 主要研究内容
• 1.4 小结
• 2 相关技术基础与理论研究
• 2.1 嵌入式系统的技术分析
• 2.1.1 嵌入式技术的特点分析
• 2.1.2 嵌入式处理器分析
• 2.1.3 嵌入式实时操作系统研究
• 2.2 虚拟仪表技术研究
• 2.2.1 虚拟仪表技术的特点分析
• 2.2.2 虚拟仪表系统的实现方法研究
• 2.3 基于多传感器数据融合的软测量方法研究
• 2.3.1 多传感器数据融合算法研究
• 2.3.2 软测量算法研究
• 2.3.3 车载传感器数据融合与软测量方法研究
• 2.4 现场总线技术的研究
• 2.4.1 现场总线技术
• 2.4.2 车载的现场总线
• 2.5 小结
• 3 基于虚拟仪表技术的嵌入式行车电脑系统设计
• 3.1 系统总体设计
• 3.1.1 系统设计思想
• 3.1.2 系统的功能研究
• 3.1.3 系统的方案设计
• 3.2 系统硬件设计
• 3.2.1 行车电脑模块设计
• 3.2.2 智能化传感器适配器设计
• 3.2.3 触摸屏与LCD 显示模块硬件设计
• 3.3 系统软件设计
• 3.3.1 系统软件的总体设计
• 3.3.2 设备驱动程序设计
• 3.3.3 系统的应用程序设计
• 3.4 小结
• 4 试验研究
• 4.1 系统硬件试验研究
• 4.2 系统软件试验研究
• 4.3 小结
• 5 结论
• 5.1 本文主要研究成果
• 5.2 后续研究工作与技术展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录：攻读硕士学位期间发表的论文