中心议题：
* 2011CCEF创新方案大讲台精彩笔录
本文整理自深圳市中天越华自动控制科技吴先生在2011CCEF创新方案大讲台上的演讲。
各位朋友下午好！我们主要是想以汽车娱乐系统、汽车智能系统的开发为例，给大家做一个交流。我们公司主要成立在2004年，多年来一直从事汽车电子和工业控制产品的开发，并且与科研单位和院校建立了密切合作关系，我公司是（福建新）学院产学研合作单位，并且与他们建立了一个汽车电子理论实验室，总部是在武汉大学国家GPS工程技术研究中心，车载卫星定位终端测试单位，项目测试单位。我们自主研发的产品主要有汽车电子、汽车多媒体电脑娱乐系统，有集汽车仪表、倒视、后视诊断于一体的多功能汽车仪表，还有素称汽车黑匣子的汽车行使记录仪，汽车无线WIFI广告信息发布系统，还有具有GPS自动定位，GPRS监视行车路线自动业务操作提示功能的手持大巴售票管理系统，还有带图象压缩、音频压缩，具有GPS定位GPRS监视跟踪的出租车监控系统，工业控制的产品有能力界面，三、四组运动控制器等，另外说一下我们公司现在已成为美国公共汽车控制厂商的主要开发商，我们为他们开发了三个产品，已经投入批量生产了。
下面就是以汽车电脑娱乐系统开发和汽车智能仪表开发为例，给大家交流一下，因为我们公司是2005年开始从事汽车多媒体电脑的开发，汽车多媒体电脑是集车载计算机系统、导航系统、音响系统于一体，有统一的显示界面，方便用户使用的一种车载电子产品，它可以替代世面上流行的，比如说车载导航产品，车载音响产品，车载辅助产品，多媒体电脑是一个比较实用的高科技的汽车电子产品。它的应用和推广将提高我们的生活质量和工作效率。因为刚才已经有几位同事已经介绍过类似的产品，比较多，所以我就简单的介绍一下，就我们的特点和独到之处，因为我们这个原来做的比较早，所以有的公司不是太新，多媒体电脑的开发主要有几个重要的问题，一个是系统的构成，系统构成一般是有CPU和外围设备组成，但是CPU我们有两种方式，一种是真正的工业控制电脑，一种是M11这样来做，外围辅助设备主要有存储体GPS信号接收装置，显示信号处理装置，车速感应装置，还有DVD记性数字电视模块，倒视、后视、收音机等这些模块。
解决第二个问题的就是车载多媒体的功能问题，因为2005年的时候大家对车载多媒体还是比较生疏，我们当时制定的功能主要有：智能GPS、语音导航、多媒体娱乐、无线上网、移动通信，移动通信主要通过外加模块，比如说GPRS、、3G等模块，还有倒车后视、移动办公、车载电视、DVD、ITPS自动电源管理、大容量数据存储功能，还有普通计算机的功能，还有实时检测汽车控制状态，还有收音机，为什么要收音机？因为主要是我们安装的时候已经把车上原有的收音机给拆了，就要补上一个收音机的功能给它。
要解决的第三个问题是如何保证车载多媒体电脑的可靠运行。其实通过我们多年的开发来看，实现车载电脑的功能实际上不是很难的事情，还是比较简单的，但是要运行可靠稳定这是有一定的难度，需要一定的积累，我们世面上也出现了很多自己组织安装的产品，我们公司也提供一些套件，用户自己去组装，比如说自己提供电脑，我们把它组装成一个成品，这样服务。但是这里面出现很多的问题，总结起来有两个方面，一个是抗干扰能力比较差，这主要是一个汽车的电源它比较不稳定，比如大众类型的汽车电源稳定就比较不好，像日系的相对会好一些，造成的影响就是在液晶表面上有水波纹状况。所以我们在汽车电源上面做了很多努力，比如说隔离，电感消除干扰等。还有就是考虑到功耗的问题，我们整个汽车的工作，因为整个汽车静态工作电流是有限制的，所以我们就是整个的工作受制于ACC的信号，还有电池低的时候，我们也做一些关闭，或者说降低功耗的操作。
顺便提一下第四个问题，因为现在已经有很多标准的机心都可以直接用了，在原来的时候这方面可能显得比较重要，现在可能不重要了，因为现在世面上已经有很多这种专用的机心，但是要提的一点就是说，我们很多的车子，各种车的线还是不一样的，然后我们要根据各种车的不同类型做相应的专用线传，这样就方便使用，免得安装的时候要剪线传。下面就介绍一下我们公司与世面上一些电脑娱乐产品不同的地方。
这是根据一些客户的要求提炼出来的，一个是车外监视系统，这主要是视频监视，原来我们一般只是倒车后视只是在后面装摄像头，但是我们后面因为有开发过汽车视频监控系统，所以我们就把它引入到汽车的多媒体电脑娱乐系统中，我们的车载多媒体电脑娱乐系统可以进行视频的记录，但是视频记录不是说全部记录下来，不像DVR哪种。我们有（视镜）出发来记录的，比如说一般我们有四种情况会记录，一个是车门打开，然后就是说外面有报警，然后发动机发动，当然还有就是紧急按钮，比如说我是司机，我按下紧急按钮，这时候就开始进行记录，当然这里有一个关键点，我们记录不是说你按下按钮就开始记录，我们从按下记录的前两分半钟就开始记录了，这种才有意义，因为比如说我要发生一个事情肯定要从前面看到后面，整个过程才会看的清楚，所以我们前面两分半钟就要开始记录了，这里面要解决一些技巧问题。大家如果有兴趣的话过后可以和我们交流。
第二点我们一个特别的点，就是GPS的扩展应用，GPS我们一般是做导航，我们因为有开发行车记录仪，我们就是在它上面进行二次开发，提取它有关数据，制作了一个汽车行使记录仪，第四点就是车况监控，车况监控也是根据用户的要求，主要是对水温油温进行监视，还有比如说安全带没系好，然后门没关好进行监视，这些监视实际上有两个不同的数据来源需要处理，一个是汽车起动前本身所具有的数据，比如说它的转数、油温这些数据，有些数据比如说油量这些数据是要外部加电路采集的，所以我们的数据来自两部分，一是CAN总线）读取CAN总线的有关部分，另外一部分是来自485总线，通过加装电路然后通过485总线发送到车载多媒体，用于监控汽车的运行状态，第五个就是访问网络，不过现在很多家都做这个功能。这主要是说在我们电脑上面增加了移动网络，现在移动网络比较多，早期的有GPRS，就我们说的G网，中途还有一个过渡产品，属于2.5G产品。现在主要3G的模块用的比较多，像中兴通讯、华为都有做3G的模块，通过这个街口我们就可以把我们的电脑做成有伤上网功能的产品。
第六点在早期的时候特别显著，现在已经比较普通的，当时我们做的电脑能够全触摸，一般做车载是这样，它只是在电脑的功能下能触摸，在收音机在DVD下是不能触摸的。第七点是我们比较显著的功能，就低功耗方面我们投入的比较多，我们可以做到待机零功耗，第八点，就是高性能方面，我们的车载多媒体娱乐系统有两个方面，一种是内嵌式的，一种是混体式的，混体式车载多媒体电脑它可以做到四个画面可以显示不同的内容，因为我们采用的CPU是支持I3、I5CPU的。上面是结合车载多媒体娱乐系统，和大家分享一下开发类界线。下面我们主要是结合汽车智能仪表开发做一下交流。汽车智能仪表开发是国外用途委托的一个东西，它产品的背景主要是说，因为随着人民消费水平的提高，汽车的普及人们对汽车的要求更高了，仪表在汽车里面占的比重比较大，传统的仪表只是一个指示灯，显示的功能也比较单一，就显示油表、水温这些东西。汽车电子数字仪表取代传统模拟仪表已经成为一个趋势，电子仪表显示内容它可以做的很生动，色彩可以做的比较鲜艳，因为它可以用液晶屏来做，操作界面可以更加人性化，因为你可以根据用户不同的要求做不同的界面，本公司开发的多功能汽车仪表是一个以就是增彩色液晶屏为显示终端，并且集汽车仪表、汽车诊断、倒视后视功能一体的多功能智能仪表，它的特点是在于汽车仪表不再是单一的汽车显示终端，而且是一个电子系统的控制中心，它的功能我稍微介绍一下，它主要有三个功能，一汽车仪表功能，我们看一下这里，它的仪表就是模拟我们正常普通的仪表，显示油量、转速、车速这些东西，它实际上还有一些指示，总共有10个项目两个表图，另外一个模式是倒车后视模式，倒车后视模式是属于我们比较通用的和使用比较普及的模式，因为倒车的时候那瞬间不看仪表不至于造成什么影响，所以倒车模式放进来应该比较合适的。最重要的一个问题，我们把汽车诊断做进来了，汽车诊断它可以诊断汽车，因为我们平常汽车有故障的时候只是嘀嘀嘀嘀响，而不知道到底是怎么样的故障，这里可以很明确的显示出来，告诉你在哪个位置什么传感器出问题，有的时候直接更换不要拆就可以完成汽车的修理工作。
下面简单介绍一下它的硬件配制，一个是它的界面是7寸、16：9高清晰的工业级彩色液晶屏，为什么要工业级？因为它的汽车的工作温度是比较残酷的，所以它需要-30度，一般我们正常的方温的液晶屏是-20度。他显示的颜色可以达到65000色，可以选用16位的液晶屏65000色。还有一个USB接口，这个USB接口主要是用来更新表盘背景、图片功能。还有一个标准的CAN总线，主要是用来读取汽车的有关数据，还有一个预留的232接口，比如和我们以上介绍的车载多媒体电脑做一个接口，还有一个485总线接口，主要是读取我们刚刚说的油量、水温这些附加电路采集来的数据。当然还要支持视频的输入，视频输入是我们倒车需要的。我们也增加了背光调试功能，这个调试是自动调节的，比如晚上它背光不需要很量就可以看的很清楚，在白天外界光线比较强的时候，我们自动会调节成亮度比较高。当然它有些数据是需要存储的，所以它需要一个大容量的数据存储器。整个的产品是采用错位屏操作的，它还带一些实物。为了方便汽车配套，所以我们使用的电源是12V的，就单电源工作，前面有提到过我们有增加一个外扩充接口，就是方便其他产品配合。
现在讲我们汽车智能仪表的独特之处和创新之处，我们这个汽车智能仪表不再是单一的数据显示终端，不是单项的，单项只是说把原来数据显示出来，现在是一个交互的界面，是用户与汽车的桥梁，是汽车系统控制中心。另外一个液晶显示方面，这也是一个和普通仪表区别的地方，我们采用了液晶显示。它分辨率可以达到800×480，显示的界面会更加丰富，显示的色彩可以达到65000色，它又继承了传统仪表的基本功能，实现了汽车的基本数据，包括车速、油量、历程的显示，这是汽车仪表固有的，本来就需要的，我们还保留。在原来的基础上增加了很多功能，比如说汽车倒车后视、汽车智能诊断这些功能。另外一点就是全触摸控制，整个仪表是通过触屏来控制的，这样就是说使用起来比较方便。第四个就是增加倒车后视功能，我们倒车后视功能其实上是最早的是由倒车雷达引发而来的，现在世面上也比较多，我们还会介绍。
我们应用户的要求，倒车后视功能我们加装了两个摄像头，使看的范围扩大，这个功能是我们这个仪表里面比较独到的方面，测准有个比较麻烦的地方，每个车子的CAN总线不一样，所以我们首先要拿到汽车的CAN总线协议，然后才能做这项工作，这是我们目前来说比较不理想的地方。因为我们主要工作是这样，通过CAN总线读取数据，提取有关的故障，然后根据故障把它表述出来，就是中文或者英文表述出来，具体的故障是什么。第六点是我们的特色，就是USB更新表盘，因为我们的原来的表盘是通过更新程序来做的，这个很多客户提出来说这不方便，因为这个虽然对专业人员来说简单的，但是对用户来说是不方便的，所以我们又提供了一个通过USB来更新表盘背景数据，这样一个功能。一些功能刚才他们也讲过是预留通讯接口，通讯接口实际上它的作用比较大，一个是最基本的东西我们可以通过它联网或者是说给它一个固定的IP，然后通过远程访问对它实行远程诊断，这样。
因为时间关系，国内外汽车仪表发展状况了解这个东西也是来自网上，这个我们不加以详细介绍。实际上汽车诊断在我们整个实际应用中是非常重要的，我们所说的七分诊断三分修理，诊断好一个故障实际上修理起来是很简单的一个事情。我们通过了解归纳了一下，未来汽车仪表应该有几个方面的要求，应该随着人们对生活水平的提高，对物质的要求更加丰富，模拟仪表和单色仪表实际上无法承担数据显示，其次显示内容也不够丰富，所以第一点应该是显示界面更加丰富，第二点应该是功能更加丰富，比如扩展汽车后视、汽车诊断、行使记录仪、联网操作这些功能，还有一点可能要求操作简单，因为它毕竟是面向广大用户的产品，比如说买一个东西需要培训一个月才会使用，这个产品肯定是没有市场，所以它应该要使用比较方便。实际上我们产品在开发过程中解决了几个重要问题，这里也列出来和大家分享一下。一个是解决多功能汽车仪表的构成，实际上这些构成是源于用户，因为用户毕竟对汽车电子了解不是太深刻，所以我们在它的基础上进行了一些优化，我们把它构成分为这样几个方面，一个是CPU，它是主控芯片，然后带有数据存储，然后它要显示汽车仪表它需要一个显示界面，如果要完成倒视后视需要一个后视摄像头，汽车诊断需要一个CAN总线接口，然后我们刚才也提到了，为了方便用户使用也采用了USB更新界面的功能。
这是刚刚提到的过功能仪表的构成，这里面有图大家可以看一下。它和外部的连接有摄像头、CAN总线主要读取汽车内部的数据、还有485总线主要是辅助设备数据读取。解决了一个问题，汽车多功能仪表功能的制定我们列一下，一个是汽车仪表，仪表里面有两个表盘和10个功能指示，表盘的指示灯主要来自CAN总线和485总线，主要是读取外部辅助设备的数据，车速、里程、发动机转速这些东西在CAN总线就可以读到，所以不需要。我们也增加一些安全状态采集，比如胎压、制动这些数据的采集。
第二个功能是汽车诊断，汽车诊断是由两个方面可以进入汽车诊断模式的，一个是我们直接人工用触屏点击进入，另一种方式有重大故障的时候它会自动弹出界面来。当然如果要退出这个界面，因为你正常的时候需要使用可以用触屏来退出，我们使用的CAN总线的版本一般是2.0，因为它CAN总线是基于消息机制来传送数据的，所以它有比较好的特点就是可以一对多、多对多的传输数据，比较适合汽车。
汽车的倒视功能，这些东西就是一个普通常用的功能，它主要倒车是根据倒车信号来进行自动切换的，当然也可以用手动触摸进行倒车切换，如果有需要验证倒车功能，检测倒车性能的时候需要手动进行，倒车功能自动切换运用最多的，因为倒车需要看清楚后面的景象，所以它的功能最高。再就是USB更新数据，汽车表盘背景图片我们可以任意更换，因为用户可以自己做一个图片，更新进去，但是图片的分辨率和格式是有要求的，所以我们根据我们的分辨率和格式要求都可以拷上去。考虑到安全问题，我们在外乎更新的仪表界面的时候，我们也采集核对密码，这样子就说不能随便谁都可以用U盘把你的界面给更新掉。第五点就是倒车检测，因为我们刚才说了进入倒车模式肯定要有倒车检测信号，还要一个汽车的电门检测，就是ACC检测，这个的用途比较实用，一个当ACC信号消失的时候，我们要做一些动作，比如说模拟用户关闭电脑，再过一段时间以后可以把整个电脑关闭，这些功能都是用ACC来控制的，这样子。而扩展功能我们主要也是留了一些通讯接口，主要方便刚才提到车载多媒体电脑的连接，利用上网功能实现远程汽车诊断，当然也可以利用远程进行表盘数据更新。
这里也要提一下功耗管理，功耗管理在汽车上面很重要，因为蓄电池的耗电是至关重要的，一个是耗电太多蓄电池容易没电，特别对自动汽车第二天没办法启动，这是很麻烦的事情，所以我们的电源管理应该是比较慎重的，有三级管理，一个是交电，交电基本上没有功耗，第二个就是进入低功耗模式，低功耗模式主要是ACC控制，比如ACC一旦消失以后，ACC消失了就说明电能被关了，这时候我们先把背光关掉，把无关的设备先关掉，然后留下一个CPU进行低功耗的工作，这个时候要做什么工作？这个时候要等用户关掉整个设备。我们第三级是一个全速运行，就是正常运行的模式，这个功耗比较高，当然你可以根据背光调节来降低功耗，因为在车载里面背光的工作功耗占的比例是很重的。我们还有一个特点，就是刚刚上面提到的，分辨率800×480是比较高的，16位色也就是65000色。实际上我们还解决了一个问题，汽车诊断用的数据来自哪里？刚才也简单介绍了一下，它来自两个方面，一是来自CAN总线，一是来自485总线，CAN总线支持高安全等级的分布式实时控制，它是以豹纹为基础的，所以总线上面扩展比较简单，广泛的用于汽车领域，所以这个总线我们就是直接使用的。485总线刚才说的是用于邮箱的水平这些采集是需要外加设备的，所以用485总线进行采集。
第四个问题液晶指针如何移动？开始的时候我们用户提出来是用数显的方式来移动的，后面经过市场的反馈，说这种使用方式很多用户不习惯，或者不好接受，所以我们采集了一个方式，模拟用户原有的模拟尺寸的方式做，当然色彩会比原来要鲜艳的多，要漂亮多。第四点就是表盘背景如何更新的问题，前面有提到过，我们开始是通过更新程序来更新表盘的，用户反映这个实在不方便，实在太专业了，所以我们后面有一种格式用户只需要按照我们格式做好一定分辨率的图片拷到U盘插上去，然后输入密码自动就可以更新。这里说一下U盘的大小，目前我们是8G以下都可以支持，这里再提示一下，它是需要输入密码更新才会成功。仪表如何操作我们刚才讲过了，是全触摸操作，也有按键，我们支持触摸操作和按键操作。下面的就是根据我们的经验，我们介绍一下研发的注意事项，就是问题的接近一点。
汽车电子的产品抗干扰能力是最重要的问题，因为测量主要是一个环境比较复杂，汽车用久了和刚开始使用，在性能上有差别。如果你注意看一下它的电源波纹波比较差，所以这种情况就是说你使用的时候容易出现水波纹，容易出现上电时候工作不正常，这些东西容易出现。按我们的理解实际上开发过程中，主要的是细节，真的实现功能还是比较简单的。第二点最大限度的降低功耗，因为汽车仪表来说，电源是由车载蓄电池提供的，所以要尽量减少功耗，一个是使用低功耗芯片，另外一个芯片工作的时候，要选可控的，能够被关闭的芯片，不是说被关，这里肯定是要被关闭的。还有一些CPU，比如说正常不工作的时候可以关闭，它的唤醒需要外部终端或者外部IR或者是什么来唤醒就可以。还有一个就是说要增加程序设置错误的提示，因为这毕竟是新产品，有的时候我们运行到哪一步，哪一步出问题最好能有一个错误提示，这样用户反馈回来也更加直截了当，我们一下就可以知道运行到哪里，哪里出问题。第四点就是说因为汽车的干扰比较多，它的程序容易出问题，所以这种情况下要做一些看门狗的操作。汽车跑归的时候我们可以拉回来。
汽车仪表实际上外壳设计实际上是一个比较麻烦的事情，因为每个车型都不一样，这里好在我们现在做的车载电脑时间比较长了，世面上有很多比较规范的汽车电脑外壳都可以借鉴，这里现在可能不算什么问题，但是要注意一个问题，因为汽车是液晶产品，一个是工作温度的问题，另外一个就是说液晶玻璃是易碎的产品，所以这两个方面要做外壳的设计要注意。还有一个问题就是我们经常碰到的问题，我们在实验室的车都是很好，但是到外面就是不行，所以我们后面测试部门从外面买了一个破汽车来，然后拿来测试，基本的问题都在里面体现出来，所以这点很重要，因为我们在实验室使用的电源波纹都是比较好的，干扰也没有汽车那么大，所以很多测试在实际工作中好像不相对应，就是说我们测试过了，但是在汽车安装过程中还是会出现问题。我今天介绍大概就到这里。我们公司将秉承专业可靠，创新的精神理念，以技术为依托，专注于汽车电子研发，精益求精，不断发展创新，创造出高可靠的产品。感谢各位专家，感谢各位同仁的指导和关心。谢谢！
本文整理自 2011CCEF 创新方案大讲台的演讲内容，欲了解更多详细信息请访问
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