一種智能后視鏡方案的設計

李偉偉

摘要：本文提出一種基于 Android 系統的智能后視鏡的設計方案，使用 RK3168SOC 作為主控芯片，采用 Android 操作系統，實現多媒體解碼、WIFI、3G、行車記錄儀、移動測速偵測、導航、FM 音頻發射、后臺人工服務等功能。本設計具有高可靠及實用性，不僅豐富了駕途體驗，也提供了行車過程的便捷性、智能化及安全性。

關鍵字：后視鏡;安卓;人工后臺;行車記錄;數字雷達

1、總體方案

本方案采用嵌入式系統設計方案，操作系統使用 Android4.4，CPU 選用 Cortex-A9 雙核處理器 RK3168，最高主頻可以達到 1.2GHZ。內存配置 1GB，硬盤配置 8GB。外圍硬件模塊包括 3G 模組、GPS 定位模組、WIFI 模組、藍牙模組、FM 音頻發射模組、數字雷達模組、攝像頭模組、液晶顯示屏、電容觸摸屏等。

本方案硬件采用核心板加基板的方式實現，核心板包括 CPU、DDR 及 FLASH，基板包括其他外圍組件。通過特定定義及接口實現核心板和基板的連接。

本方案軟件采用 Android 分層結構實現功能，分為驅動層、內核層、抽象層、框架層及應用層。每層之間通過特定接口實現訪問。

2、硬件設計

2.1電源管理

本方案采用汽車 12V 蓄電池供電，通過 MPS1584EN 芯片轉換成 5V 供系統使用，并通過 ACT8846 PMU 芯片提供為系統其它模塊提供供電，主控芯片通過 I2C 接口與 PMU 通訊。

2.2 3G 模組

3G 模組選擇華為 MU509，該模組支持 WCDMA/GSM/GPRS/EDGE 等技術標準，主控芯片通過USB 接口與 3G 模塊通信，實現 3G 上網、3G 通話等功能。

2.3GPS 定位模組

GPS 定位模組選擇Ublox公司的GPS+北斗雙模混合定位模組，提高定位精度。主控芯片通過UART接口和定位模組連接，接收定位數據。

2.4FM發射模組

該模組使用 KT0806L 芯片完成音頻無線發射功能，整車影響系統通過收音機功能即可完成音頻數據的接收和播放，避免了大量接線，方便影音體驗。主控通過 I2C 和 FM 發射模塊通信。

2.5測速偵測

測速偵測模組采用可以偵測K頻段、Ka頻段、KU頻段、X頻段、Laser頻段的數字雷達，可以實現移動測速偵測功能，避免車輛違章情況發生。主控芯片通過UART接口和數字雷達模塊連接，接收偵測數據。

2.6WIFI、藍牙模組

采用 WIFI、藍牙二合一模組，實現 WIFI 上網及藍牙音頻傳輸功能。其中 WIFI部分使用 SDIO 接口，藍牙部分采用 UART 接口。

2.7攝像頭模組

攝像頭模組采用CCIR接口，將攝像頭采集數據通過ITU656數字信號傳送給主控芯片進行處理，通過應用程序實現錄像的存儲和回放。

2.8人機交互

人機交互部分由顯示屏和觸摸屏構成。液晶顯示屏采用 24 位 RGB 接口，分辨率為800x480。觸摸屏選用電容 5 點 COF 觸摸，控制芯片為 GT911，通過 I2C 和主控通信。

3、軟件設計

本方案選擇 Android4.4.2 系統，Linux 3.0.36 內核進行軟件開發。軟件設計完全按照Android 體系分層規范完成，遵循 Android 開發規范。軟件從底層到上層分為驅動層、內核層、抽象層、框架層及應用層，本方案軟件設計部分主要解決內核層各模塊驅動、硬件抽象層驅動封裝、框架層功能定制及應用層應用功能實現的問題。下面將從內核驅動、硬件抽象層、框架層和應用層 4 個方面說明：

·內核驅動層

內核驅動是在 linux 內核中為系統外圍模塊建立的標準驅動接口，供硬件抽象層或框架層直接使用。本方案涉及顯示驅動、觸摸屏驅動、I2C 驅動、UART 驅動、USB 驅動、SDIO 驅動等。

顯示屏驅動部分需要修改顯示屏的參數，完成顯示驅動配置即可;觸摸屏驅動部分需要移植 GT911 觸摸驅動到 linux 內核中，實現觸摸坐標上報功能;UART 驅動需要完成串口設備資源的添加、配置及初始化工作，用于藍牙、定位、數字雷達功能調用;I2C 驅動需要完成 I2C 設備資源的添加、配置及初始化工作，用于觸摸、FM 發射功能調用;USB 驅動需要對Linux 內核中 3G 網絡協議進行選擇及配置，完成能注冊以及相關網絡配置工作;SDIO 驅動部分，需要在內核中配置SDIO 接口驅動，用于 WIFI 功能調用。

·硬件抽象層

硬件抽象層的提出是為了滿足 Linux 系統開源及芯片/模塊廠商技術保密性要求。硬件抽象層主要工作是封裝相關芯片/模塊的底層實現細節，為框架層提供訪問接口。本方案涉及的抽象層實現包括 WIFI、藍牙、GPS、3G 等，該部分功能是由模塊廠商開發，本方案只需要按照移植文檔進行移植、配置。

·框架層

框架層用于向應用層提供各種服務的接口，包括音頻管理服務、窗口管理服務等。框架層也可以通過 JNI 接口訪問硬件抽象層或者內核驅動。本方案框架層主要包括兩方面的內容，第一方面是系統定制，包括系統導航欄、狀態欄定制，音頻策略定制等內容;第二方面是實現 JNI 訪問接口，主要是實現 FM 發送功能配置 JNI 接口，應用層直接通過 JNI 接口訪問硬件模塊，實現音頻發射功能。

·應用層

應用層是用戶的最直觀的體驗，負責本方案定義的功能實現。本方案涉及的應用包括桌面應用、FM 發射、多媒體、行車記錄儀、人工后臺、地圖導航、設置等。其中桌面應用負責主界面顯示、雷達預警播報、安全提示等功能;FM 發射應用負責 FM 發射功能的打開與關閉以及發送頻點的調節，通過調用框架層實現的 JNI 接口完成;多媒體應用負責 U 盤中多媒體文件的解析與播放功能;行車記錄儀應用負責攝像頭視頻錄制、拍照、存儲保存及回放功能;人工后臺集成第三方翼卡車輛網 APP，實現人工后臺的撥打及導航數據的下發功能;導航應用集成第三方的百度地圖，實現地圖顯示及路線引導功能;設置應用負責功能設置及信息顯示功能。

4、總結

本方案除實現多媒體、網絡等常規功能外，還實現了行車記錄儀、人工導航等特色功 能，滿足汽車電子產品的智能化和安全性的要求。行車記錄儀可以實時監控行車過程中前方道路運行情況、保留證據，可以做到防碰瓷，并可以為交通事故提供有力證據;人工導航功能完全解放了駕駛員的雙手，只需要跟后臺工作人員說明目的地，后臺會自動下發數據/播報相關信息，實現自動導航服務。總而言之，智能后視鏡已經成為汽車后市場客戶剛需產品，是汽車電子技術發展應用的一大突破。智能化、安全化是汽車電子發展的必然趨勢，未來，智能后視鏡會在智能駕駛、疲勞監控預警等領域有更大突破，為汽車電子行業的發展做出更大的貢獻。

參考文獻

[1]孫耀杰，趙忠祥.基于GPS和GPRS的多功能汽車記錄儀的設計[J].電子設計工程，2010，18（9）：121-125.

北斗星通智聯科技有限責任公司，重慶?400000