基于Android車載虛擬儀表人機界面設計

摘要 提出了利用Google的Android作為車載虛擬儀表人機界面的軟件開發平臺。在Android系統框架上實現虛擬儀表的人機界面，闡述了如何對Android現有系統框架進行裁剪和調整，使系統更加符合車載虛擬儀表人機界面的要求，利用Android提供的組件設計虛擬儀表人機界面的各個功能邏輯模塊，使得模塊設計更加合理．模塊之間的耦合性更小。設計了基于REAL210車載儀表人機界面，結果表明，基于Android的虛擬儀表人機界面功能更加豐富、操作更加友好、易于升級和維護，能較好地滿足用戶的需求。
關鍵詞 虛擬儀表；Android；人機界面；架構；APK

車載虛擬儀表人機界面，是駕駛員獲取汽車工況數據的主要界面，便于駕駛員實時全面地掌握汽車工作狀態，有效地與汽車進行人機交互，對保障汽車安全穩定的行駛有著重要意義，目前普遍使用的是Windows CE和Linux操作系統。Windows CE操作系統功能穩定，有完善的技術支持，但價格昂貴、源代碼封閉、網絡可利用資源較少；Linux操作系統的最大優勢在于免費和開源，是車載信息顯示系統的主流操作系統，但其并不是基于移動設備開發的，不能完全滿足移動設備的需求。
Android是Google開發的一款基于開源操作系統Linux的開放、開源移動平臺，對于目前主流的嵌入式平臺支持良好，Android系統的優越性能己在多款移動設備上得到驗證。它包括操作系統用戶界面和應用程序而且不存在任何以往阻礙移動產業創新的專有權障礙。文中提出利用Android作為車載虛擬儀表軟件開發平臺，在Android提供的應用程序框架上來實現虛擬儀表的人機界面。

1 系統硬件體系
雖然Android是作為一款手機軟件平臺進行開發的應用程序框架和應用程序但其本質是一個嵌入式軟件開發平臺。若將Android用于車載虛擬儀表系統的開發，需要對儀表系統應用的特點進行調整，系統采用的硬件平臺是REAL210，CPU處理速度600 MHz～1 GHz，基于Cortex—A8架構。系統中主要的硬件模塊有音頻模塊、CAN模塊、液晶顯示模塊、串口和以太網通信模塊，如圖1所示。

2 Android軟件系統的定制
由于Android最初是基于手機軟件開發平臺進行設計的，而且其中大部分模塊都是為手機通信所設計，為節約開發板資源，需要將Android系統中不必要的組件剪裁掉，保留必要的最小系統。因此必須對框架進行修改，將與電話、短信等相關的模塊移除。僅留下必需的Android的核心模塊，包括Package Manager、System Service、Input Service、Hardware SerVice和System Server等。通過修改System Server的加載過程可以去掉不需要的服務和模塊，另外還要實現底層硬件的驅動程序，重新交叉編譯Linux 2．6內核，并在驅動程序實現的基礎上封裝函數庫，以便Android的應用程序通過JNI的方式訪問底層驅動。經過定制和修改過的Android系統架構如圖2所示。