一種智能后視鏡方案的設(shè)計

李偉偉

摘要：本文提出一種基于 Android 系統(tǒng)的智能后視鏡的設(shè)計方案，使用 RK3168SOC 作為主控芯片，采用 Android 操作系統(tǒng)，實現(xiàn)多媒體解碼、WIFI、3G、行車記錄儀、移動測速偵測、導(dǎo)航、FM 音頻發(fā)射、后臺人工服務(wù)等功能。本設(shè)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(guān)鍵字：后視鏡;安卓;人工后臺;行車記錄;數(shù)字雷達

1、總體方案

本方案采用嵌入式系統(tǒng)設(shè)計方案，操作系統(tǒng)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(nèi)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(fā)射模組、數(shù)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(xiàn)，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(xiàn)核心板和基板的連接。

本方案軟件采用 Android 分層結(jié)構(gòu)實現(xiàn)功能，分為驅(qū)動層、內(nèi)核層、抽象層、框架層及應(yīng)用層。每層之間通過特定接口實現(xiàn)訪問。

2、硬件設(shè)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(zhuǎn)換成 5V 供系統(tǒng)使用，并通過 ACT8846 PMU 芯片提供為系統(tǒng)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(shù)標(biāo)準，主控芯片通過USB 接口與 3G 模塊通信，實現(xiàn) 3G 上網(wǎng)、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(shù)據(jù)。

2.4FM發(fā)射模組

該模組使用 KT0806L 芯片完成音頻無線發(fā)射功能，整車影響系統(tǒng)通過收音機功能即可完成音頻數(shù)據(jù)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(fā)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(shù)字雷達，可以實現(xiàn)移動測速偵測功能，避免車輛違章情況發(fā)生。主控芯片通過UART接口和數(shù)字雷達模塊連接，接收偵測數(shù)據(jù)。

2.6WIFI、藍牙模組

采用 WIFI、藍牙二合一模組，實現(xiàn) WIFI 上網(wǎng)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(shù)據(jù)通過ITU656數(shù)字信號傳送給主控芯片進行處理，通過應(yīng)用程序?qū)崿F(xiàn)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(gòu)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(shè)計

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

·內(nèi)核驅(qū)動層

內(nèi)核驅(qū)動是在 linux 內(nèi)核中為系統(tǒng)外圍模塊建立的標(biāo)準驅(qū)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(qū)動、觸摸屏驅(qū)動、I2C 驅(qū)動、UART 驅(qū)動、USB 驅(qū)動、SDIO 驅(qū)動等。

顯示屏驅(qū)動部分需要修改顯示屏的參數(shù)，完成顯示驅(qū)動配置即可;觸摸屏驅(qū)動部分需要移植 GT911 觸摸驅(qū)動到 linux 內(nèi)核中，實現(xiàn)觸摸坐標(biāo)上報功能;UART 驅(qū)動需要完成串口設(shè)備資源的添加、配置及初始化工作，用于藍牙、定位、數(shù)字雷達功能調(diào)用;I2C 驅(qū)動需要完成 I2C 設(shè)備資源的添加、配置及初始化工作，用于觸摸、FM 發(fā)射功能調(diào)用;USB 驅(qū)動需要對Linux 內(nèi)核中 3G 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議進行選擇及配置，完成能注冊以及相關(guān)網(wǎng)絡(luò)配置工作;SDIO 驅(qū)動部分，需要在內(nèi)核中配置SDIO 接口驅(qū)動，用于 WIFI 功能調(diào)用。

·硬件抽象層

硬件抽象層的提出是為了滿足 Linux 系統(tǒng)開源及芯片/模塊廠商技術(shù)保密性要求。硬件抽象層主要工作是封裝相關(guān)芯片/模塊的底層實現(xiàn)細節(jié)，為框架層提供訪問接口。本方案涉及的抽象層實現(xiàn)包括 WIFI、藍牙、GPS、3G 等，該部分功能是由模塊廠商開發(fā)，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(yīng)用層提供各種服務(wù)的接口，包括音頻管理服務(wù)、窗口管理服務(wù)等。框架層也可以通過 JNI 接口訪問硬件抽象層或者內(nèi)核驅(qū)動。本方案框架層主要包括兩方面的內(nèi)容，第一方面是系統(tǒng)定制，包括系統(tǒng)導(dǎo)航欄、狀態(tài)欄定制，音頻策略定制等內(nèi)容;第二方面是實現(xiàn) JNI 訪問接口，主要是實現(xiàn) FM 發(fā)送功能配置 JNI 接口，應(yīng)用層直接通過 JNI 接口訪問硬件模塊，實現(xiàn)音頻發(fā)射功能。

·應(yīng)用層

應(yīng)用層是用戶的最直觀的體驗，負責(zé)本方案定義的功能實現(xiàn)。本方案涉及的應(yīng)用包括桌面應(yīng)用、FM 發(fā)射、多媒體、行車記錄儀、人工后臺、地圖導(dǎo)航、設(shè)置等。其中桌面應(yīng)用負責(zé)主界面顯示、雷達預(yù)警播報、安全提示等功能;FM 發(fā)射應(yīng)用負責(zé) FM 發(fā)射功能的打開與關(guān)閉以及發(fā)送頻點的調(diào)節(jié)，通過調(diào)用框架層實現(xiàn)的 JNI 接口完成;多媒體應(yīng)用負責(zé) U 盤中多媒體文件的解析與播放功能;行車記錄儀應(yīng)用負責(zé)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(wǎng) APP，實現(xiàn)人工后臺的撥打及導(dǎo)航數(shù)據(jù)的下發(fā)功能;導(dǎo)航應(yīng)用集成第三方的百度地圖，實現(xiàn)地圖顯示及路線引導(dǎo)功能;設(shè)置應(yīng)用負責(zé)功能設(shè)置及信息顯示功能。

4、總結(jié)

本方案除實現(xiàn)多媒體、網(wǎng)絡(luò)等常規(guī)功能外，還實現(xiàn)了行車記錄儀、人工導(dǎo)航等特色功 能，滿足汽車電子產(chǎn)品的智能化和安全性的要求。行車記錄儀可以實時監(jiān)控行車過程中前方道路運行情況、保留證據(jù)，可以做到防碰瓷，并可以為交通事故提供有力證據(jù);人工導(dǎo)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(fā)數(shù)據(jù)/播報相關(guān)信息，實現(xiàn)自動導(dǎo)航服務(wù)。總而言之，智能后視鏡已經(jīng)成為汽車后市場客戶剛需產(chǎn)品，是汽車電子技術(shù)發(fā)展應(yīng)用的一大突破。智能化、安全化是汽車電子發(fā)展的必然趨勢，未來，智能后視鏡會在智能駕駛、疲勞監(jiān)控預(yù)警等領(lǐng)域有更大突破，為汽車電子行業(yè)的發(fā)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(shè)計[J].電子設(shè)計工程，2010，18（9）：121-125.

北斗星通智聯(lián)科技有限責(zé)任公司，重慶?400000