基于容错CAN总线的车载多功能显示终端的研究与设计

摘要

车载网络系统已广泛运用于汽车行业，它替换了传统庞大的布线系统。CAN总线是使用最广泛的网络标准之一，它支持分布式实时控制并具备高性能与高可靠性的特点。然而伴随着汽车内部电子系统的增多，对内部电子系统的信息管理提出了更高的要求。同时，考虑到驾驶员在驾驶时不能使用手机接打电话。因此，需要一个多功能显示终端来提供实时的车内电子系统信息和免提电话功能。
　　 在嵌入式Linux操作系统下，根据CAN总线特点与车载多功能显示终端的需求，给出了基于容错CAN总线的车载多功能显示终端的设计方案。首先，提出了CAN协议栈，完成了数据的收发、总线运行模式的管理以及容错特性等。然后，根据所开发的CAN协议栈，车载多功能显示终端通过CAN总线与驻车辅助系统进行通信，从而完成停车状态的图形化显示。最后，在车载多功能显示终端添加蓝牙电话免提应用模块，使用蓝牙技术控制蓝牙手机，最终可以直接在车载多功能显示终端上进行免提通话。
　　 选用ARM9 S3C2440A处理器，S3C2440A没有集成CAN总线控制器，因此，选用MCP2510作为CAN总线控制器。结合S3C2440A的特征，在Linux操作系统下开发CAN协议栈，包括CAN接口驱动的开发等。该协议栈是遵循OSEK/VDX标准的。基于所开发的CAN协议栈，S3C2440A通过CAN总线与驻车辅助系统进行通信。本文详细分析了驻车辅助系统信息帧的定义，并给出了停车过程中车与各个方向的障碍物距离关系的图形化显示方案。最后，开发基于Bluez协议栈的蓝牙电话免提应用，车载多功能显示终端通过USB接口与蓝牙USB适配器连接。免提应用参照蓝牙免提应用框架HFP，车载多功能显示终端作为免提单元，蓝牙手机作为音频网关。分析HFP框架中各层协议的工作，通过Bluez所定义的API来完成HFP中的HCI、SDP与RFCOMM协议的软件设计。并发送AT指令来控制蓝牙手机进行拨号、来电处理、电话本下载以及音量控制等操作，通过建立SCO连接通道来传输语音数据，最终实现蓝牙电话免提功能。经多次运行测试，基本上达到各功能模块的设计目标，实现了一个考虑驾驶安全具备操作方便与可靠性高的车载多功能显示终端。