基于Android系統和CAN總線的車輛虛擬儀表設計

摘要：在現代汽車業中，先進的通信網絡技術CAN總線被應用到汽車儀表系統中，實現與汽車各電控單元節點之間的資源共享，使得汽車儀表的功耗、安全性、可靠性得到改善。基于Android系統和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 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，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的開發和研究，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，通過CANBUS接口提取車速、發動機轉速、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勢，使儀表具有多功能、智能和高精度的特點。

1 系統軟硬件平臺的選擇

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結合收發器MCP2551的設計方法。

2 Android的程序開發和移植

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。首先本文采用windows+vmware+ubuntu 的方式，建android編譯環境，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開發環境，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，根文件系統鏡像，data分區鏡像，system分區鏡像。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Android下驅動程序的成功實現，為在嵌入式系統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

[1] 鄔寬明.CAN總線原理和應用系統設計[M].北京：北京航空航天大學出版社，1996.

[2] Android移植環境手冊[oL].http：//source.android.com/source/downloading.html

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[4] 陳連坤.嵌入式系統的設計與開發[M].北京：清華大學出版社，2005.