基于ARM和Qt/E的车载HMI终端的设计方案

　　摘要：车载HMI是人与车辆之间的关键设备，使人能够对车辆的运行实现控制；设计了一种触摸控制与数字显示合理结合的车载HMI终端，采用ARM 作为处理器，通过移植Qt/E对系统加以实现；该终端通过在Polo车CAN总线试验台测试，实现了对基本设备的触摸控制和车辆状态信息的实时显示，表明所设计的终端能够满足车载HMI的基本要求。

　　0 引言

　　改善HMI （Human Machine Interface）终端性能可降低车辆控制系统操作的复杂性，也可提高驾驶员对自己车辆的控制力。车载HMI通过单一结构中控台，可以减少零部件数量，提高性价比。传统机械式的控制终端正在逐步向直观、便捷的HMI终端发展。2009年6月29日，美国汽车多媒体与通信研究服务公司Strategy Analytics发布最新研究报告，认为“车载人机界面市场领先者保持强势地位”。报告预测，2015年，车载语音和触摸屏市场规模将达到29 亿美元。目前，HMI设备，尤其是语音、触觉控制和触摸屏，在汽车市场上被大量应用。

　　本文报告了一种基于触摸控制与数字显示理念的车载HMI终端，通过在ARM 上移植Qt/E接TFT-LCD触摸面板加以实现。

　　1 系统结构介绍

　　基于ARM 和Qt/E的车载HMI终端主要由两个模块组成，分别是ARM 处理器与触摸显示屏组成的HMI触控平台和CAN/RS232协议转换器模块。该终端可接入车载CAN网络中实现车载设备的触摸控制与状态信息显示。其结构框图如图1所示。

　　

　　图1 车载HMI终端结构

　　HMI触控平台主要是将Qt/E交叉编译后移植到ARM 平台，调用GUI在触摸面板显示。通过点击触控界面发送控制字，经CAN/RS232网关发送到CAN网络中对各设备进行控制，同时实时采集各设备运行状态参数并显示，便于驾驶员及时了解车辆运行状态。该平台还预留了UART和USB端口分别可外接GPS模块，无线上网卡或U 盘设备，实现导航、无线上网和多媒体播放功能。

　　CAN/RS232协议转换模块主要由MCU、CAN 接口与UART接口组成，其中CAN 接口采用CAN 控制器SJA1000和CAN收发器PCA82C250设计，RS232接口采用MAX232设计，以此实现两种不同总线协议数据帧的透明转换，是HMI终端与CAN网络中各设备交互的纽带。

　　车载CAN网络模块主要以Polo车CAN 试验台为平台，试验台集成了车灯、电动车窗、雨刷和后视镜CAN 节点模块。