车载多媒体系统

车载多媒体系统（共12篇）

车载多媒体系统 篇1

由于生活节奏的加快, 汽车已经成为了人们生活中重要的工具, 人们在车内的时间也更多。同时也希望能够在车内接收到外界的信息继续进行工作, 还要求汽车有娱乐功能, 因此促进了车载多媒体的发展。而车载多媒体传统的人机交互方式会增加潜在的驾驶危险, 为此将语音识别应用于车载多媒体系统中, 将会是车载多媒体发展的重要方向。端点检测、特征参数提取以及识别是语音识别的主要内容, 本文也将从这三个方向对车在多媒体系统的语音识别进行研究。

1、端点检测

在进行语音识别时, 首先需要通过端点检测来对语音信号中的无声片段和有声片段进行分割。目前, 语音端点识别已经从开始的单一门限发展到了基于模糊理论的判决。但是对于车载多媒体而言, 计算量较大、识别响应时间较长端点检测的方法显然不使用, 所以主要采用基于短平均过零率和短时间平均幅度的方法来进行语音端点检测, 这种方法利用短时间内幅度的检测和过零率来作为语音端点的检测。

首先, 利用短时幅度可以有效判断语音端点, 同时语音的浊音部分平均幅度会明显大于噪声的平均幅度, 然后同时再辅以短时过零率的方法来判断语音开始的浊音, 从而进一步对端点检测进行校准, 两者的结合能够更加精确的判断语音端点, 并且两种算法都较为简单, 能够满足车在多媒体的需求。

2、特征参数提取

在完成语音的端点检测之后, 需要提取语音的特征参数, 然后进行语音识别。目前用于语音特征参数提取的算法主要有LPCC (线性预测倒谱系数) 和MFCC (Mel频率倒谱) , 由于MFCC具有更强的抗干扰能力等特点, 更适合与噪声较多、司机不能离输入设备很近的车载环境。

分析MFCC的语音特征参数提取可以分成预加重、加窗、FFT (快速傅里叶变换) 、滤波、自然对数提取、自然对数DCT计算这六个步骤。由于MFCC其计算精度以及计算量都较大, 因此, 使用MFCC作为车载系统的语音特征参数提取时, 需要进行相应的改进:

(1) 在MFCC实现的六个步骤中, 例如加窗等步骤就可以实现进行计算, 然后存储在数组中, 在使用时进行查表提取, 从而避免每一次语音识别时重复计算, 从而加快了计算速度。

(2) FFT需要花费大量的时间 (据统计, FFT需要花费MFCC56.32%的时间[2]) , 由于FFT算法是对复数进行处理, 而语音信号的处理只涉及到实数部分, 其虚数部分为零, 因此增加了运算时间, 因此可以利用文献3所提出的FFT运算方法, 将长度为N的FFT预算降低到长度为N/2的FFT运算, 从而提高了语音特征参数提取效率。

3、识别模式

语音识别的原理是模式匹配, 通过计算现有语音模式与语音模板库中的模板的距离, 来获得最佳的匹配模式。匹配的方法主要有DTW (动态时间规整) 、HMM (隐马尔科夫模型) 和ANN (人工神经元网络) 。由于ANN计算量较大, 因此不适合用于车载多媒体系统中, HMM需要繁杂的程序结构, 包含众多功能模块, 需要大量的计算。因此, DTW模式更适合用于车载多媒体系统中。能够满足车载系统孤立词、小词汇量的语音识别。

为了更好的在车在多媒体系统中的嵌入式平台上实现DTW, 对DTW进行进一步的改进:

(1) 由于在语音识别汇总, 对音头和音尾的判断存在一定的误差, 因此, 使用传统DTW方法在进行固定端点匹配时会存在一定的误差, 从而降低了语音匹配成功率。为此, 可以采用放宽端点限制的方法来使用DTW进行语音识别。其主要的思路是取消传统DTW中对音头和音尾严格对其的限制。从而, 只要两次语音在开始的W帧内能够匹配成功, 同时在结束的W帧内匹配成功, 即认为两次语音匹配成功。在降低了对端点检测的精度要求, 符合车载系统小词汇量的特点, 不会降低车载系统语音识别效率。

(2) 在使用DTW进行语音模板匹配时, 需要计算两个模板各帧的距离来计算模板之间的距离。加入模板库中的某个模板T有N帧, 待识别的语音R有M帧, 那么通常需要申请M×N长度的空间, 再根据两个模板所有帧间距离计算整体长度。但是在实际的应用中, 只需要M长度的空间来存放模板T第n-1帧与模板R中M帧之间的距离, 在计算完第n帧与模板R中M帧之间的距离对M长度空间的数据进行替换, 从而进行模板T第n+1帧与模板R中M帧之间的距离, 从而节省了 (N-1) ×M的存储空间, 这对车载系统有限存储空间的系统中有着非常重要的意义。

4、结语

相比于传统的按钮式、触摸屏式人机交互系统, 语音识别对于车载多媒体系统有着非常重要的意义, 将是车载多媒体系统重要的发展方向, 本文针对车载多媒体系统对低CPU运算时间和地存储空间的特点, 对语音识别中的端点检测、语音特征参数提取以及识别模式的实现和优化进行了研究。

参考文献

[1]方敏, 浦剑涛, 李成荣.嵌入式语音识别系统的研究和实现[J].中国信息学报, 2004, (6) :73~78.

[2]万春, 黄杰圣, 曹煦晖.基于DTW的孤立词语音识别研究和算法改进[J].计算机与现代化, 2005, (13) :4~6.

[3]谢凌云, 杜利民, 刘斌.嵌入式语音识别系统的快速高斯计算实现[J].计算机工程与应用, 2004, (23) :30~31.

车载多媒体系统 篇2

为了确保危险化学品运输安全，对危险货物运输车辆实行GPS实时监控系统责任追究制度。

一、危险货物运输车辆的GPS监控设备必须保持良好状态，驾驶员不得故意不开或破坏GPS监控系统，保持功能良好，正确使用GPS监控系统。

二、专、兼职监控人员负责对车辆实行全程监控，每日做好监控记录，如果发现GPS监控设备损坏或GPS工作不正常的车辆，马上报告有关领导，互相联系，及时报修，确保监控系统设备正常、完好，并做好报修记录。禁止在系统设备故障情况下安排出车。

三、车速控制：一般在视线良好、宽阔的道路上，车速控制在时速60公里以内（有限速标志的按限速公里）；高速公路上行驶时速80公里以内（有限速标志的按限速公里）。

四、行驶路线的限制：必须按调度所安排的常规路线执行，不准私自改变行驶路线，不准驶入危险化学品货物运输限制进入的禁区。

五、不按制度规定的行为处罚：

1、违反第一条规定的，第一次处以100-200元的罚款，第二次发生，必须书面检查，处500元罚款，直至停止驾驶车辆。

2、GPS监控人员发现警情，违反高速公路80公里、地面道路60公里车速规定的，每月累计第一次超速给予警告；每月累计第二次超速，每次扣款100元；对每月经常超速（含三次或三次以上）的驾驶员进行安排教育，当事人写检讨书，并处300元罚款。

六、安全监察人员经常观察GPS监控情况，包括星期

车载系统市场“闻”硝烟 篇3

苹果和carplay

如果要用一句话去总结苹果CarPlay的功能，那就是“可以通过一体机的触摸屏去使用iPhone应用”。

CarPlay的操作界面其实就是苹果los7界面，图标都是采用扁平化的设计风格。启动CarPlay之后，用户可以通过苹果最新的Lightning接口（适用于iPhone5/iPhone5s/iPhone5c机型）把iPhone连接至车辆自带的车载娱乐系统当中。换句话说，如果把iPhone拔了，屏幕会恢复到厂家自身的车载娱乐系统界面。

从奔驰和沃尔沃官方宣传视频中可以看到，车主把iPhone连接至CarPIay之后，可通过触屏、旋钮以及语音三种方式控制包括打电话、发短信、播音乐以及及时导航等功能。其中语音控制按钮（也就是启动Siri）可以整合到方向盘的中央控制键上，加上Siri极其精准的理解能力，就使得驾驶员在驾驶的同时能够获得非常友好的多媒体体验，无需转移视线，行车也更安全。

在导航系统方而，CarPlay采用了苹果地图并且实时联网，乘员可以轻松查询到前方路段的交通情况适当进行规避，并且苹果地图还能根据通讯录上信息、电子邮件的内容以及历史行车记录预测目的地。

纵观CarPlay系统，苹果并没有对汽车的中控显示屏做统一的规划设计，汽车厂家在原先白带的车载多媒体系统基础之上整合CarPlay，能够给苹果客户带来学习成本为零的使用体验。

苹果公司表示，目前已经部署CarPlay车载系统的汽车厂‘商一共有法拉利、奔驰和沃尔沃三家，随后还会有丰田、三菱、本田、通用、宝马、现代、标致雪铁龙、铃木、捷豹路、斯巴鲁等加入到CarPlay的行列中来。

苹果谷歌微软 大佬酣战

当外界将目光对准carplay时，苹果的老对手谷歌也闻风而动，拉开了车载市场大佬角逐的帷幕。

据国外媒体报道，谷歌可能不会让苹果独享车载智能系统市场，根据梅赛德斯奔驰的工程师招聘广告，谷歌将推出“谷歌投影模式”（Google ProjectedMode）使Android的大部分功能可以转移到汽车的信息娱乐系统。此前已经传出苹果将和至少三家汽车公司法拉利、奔驰和沃尔沃推出基于iOS的车载系统。

奔驰公司的招聘广告显示，这家德国汽车制造商需要一名软件工程师帮助移植谷歌即将推出的车载系统到自己的品牌汽车中，也就是所谓的“谷歌投影模式”。这种系统被描述为一种“无缝集成”的Android智能仪表装置，使手机的本地通话、短信、导航、多媒体播放功能转移到汽车内。这种装置大概会采用一个更大的显示屏，使用Android的简化版本用户界面。

该招聘广告并没有提及如何将手机和仪表盘进行连接，有线或无线还是两者相混合，但目前大多数制造商主导的版本都使用了蓝牙。但是，广告明确指出车辆的控制系统将能够处理媒体播放、短信、电话和导航功能。这表明这一系统可以完全替代苹果的iOS车载系统。

据推测“谷歌投影模式”与iOS车载系统的差异在于，谷歌的系统将基于智能手机，因此有可能兼容所有支持该标准的车载信息娱乐系统。这样用户在换车后或者临时租用或借用车辆时，就可以很容易将自己的信息转移到新车上。

除了苹果、谷歌之外，微软也开始表现出征战车载市场的迹象。

在2010年，诺基亚推出了一种所谓“终端模式”的车载智能概念。四年以后，随着一个新的名字——M[irrorLink的诞生以及更多的支持，它开始表现出一些推向市场的迹象。不过，诺基亚母公司微软现在才决定在Windows Phone支持这一标准。诺基亚首席设计师约尔格表示，“诺基亚已经对微软做出了承诺。我们正在努力开发，我们致力于将其推向市场。”

MirrorLink最重要的特性就是开源，没有汽车或智能手机制造商仅仅因为他们不喜欢便可以阻止MirrorLink的应用程序。苹果的解决方案可能不会让第三方开发者进入，但是Mi rrorLink却让汽车制造商能够开发自己的应用程序，并通过MirrorLink联盟证明他们汽车的安全性。因此，这将是MirrorLink打开市场的利器，因为它为全世界开发者的创意思维打开大门。

苹果、谷歌、微软的车载系统之战才初露端倪，随着硝烟味越来越浓，战况也将更加激烈。

变革，从车载系统开始

车载系统是智能汽车中枢系统的重要设备，也是连接汽车与移动互联网的关键环节。车载系统可助车联网实现提取数据、分析数据的目的，最终使汽车具备自我诊断和自我修正的分析智能，让应用变得更有预见性和前瞻性。

车联网概念的提出，使得汽车成为物联网的感知节点，为实现更加丰富的车联网应用提供有力支持。未来，当救护车、救火车等应急救援车辆行驶时，道路交通信号灯能及时调整提供快速通道，沿途其他车辆同时接到避让信息；通往目的地的路上，汽车能根据路面交通状况适时变换路径，寻找快捷通畅的线路。

据机构预测，全球车联网市场复合增速将达到25%左右，2017年具有车联网功能的新车销售量将足目前的7倍。届时，硬件提供商、内容和服务提供商等产业链上的一系列公司都将从中获益。

近年来，美国、欧洲、日本等工业发达国家投入大量的人力和物力进行智能交通系统的研究，特别是在引起大众关注的车联网领域。而在中国，车联网项目己被列为国家重大专项（第三专项）中的重要项目，首期资金投入达百亿。

从另一方面来说，车联网的推广，将在智能交通领域掀起轩然大波。

目前，智能交通正处在一个攸关未来的抉择点。早期的智能交通主要是围绕高速公路而展开的，其中最主要的一项就是建立了全面的高速公路收费系统，对全国的高速公路收费进行信息化管理。目前交通问题的重点和主要的压力来自于城市道路拥堵。在道路建设跟不上汽车增长的情况下，解决拥堵问题，主要靠对车辆进行管理和调配。新加坡就把管理的重点转移到热点区域，对进入热点区域的车辆都实行收费，调节热点区域的车流量。

未来，智能交通的发展将向以热点区域为主、以车为对象的管理模式转变。因此，车联网领域的推进已是当下智能交通迫切之急。

正因为车载系统之于车联网、甚至于整个智能汽车市场的重要性，IT大佬的这场车上博弈，无疑被视为“智能汽车”或者“智能交通”大战的开端。

另一方面，对汽车制造商们来说，汽车控制权绝不能放手，但要生产出符合客户需求的车载系统无异于闭门造车。随着智能手机和移动互联网革命的推进，汽车制造商们逐渐发现了用户驾驶数据的宝贵价值。他们希望开始与科技公司合作，了解他们是如何开发出用户体验出色的产品，掌握新时代的产品开发理念。

车载蓝牙无线免提系统 篇4

蓝牙是无线通信技术的一种, 随着无线通信技术的发展, 人们已经适应无线通信技术对车载系统的影响与渗透。但是, 目前的车载蓝牙设备一般都是依靠显示屏来完成人机交互, 使用的过程中司机必需查看显示屏来确定来电人的信息, 这样就会导致司机分心, 从而导致交通事故发生。因此, 从司机的安全性考虑, 完善的车载免提系统应避免利用显示屏改用语音播放代替, 以减少交通事故的发生率。

2 硬件电路设计

本系统硬件部分主要分以下四个部分:蓝牙模块、TTS语音模块、按键模块, ARM控制单元。如图1。

2.1 蓝牙模块

本文的蓝牙模块采用蓝牙车载免提 (BC04) 模块, 支持所有符合蓝牙1.0、1.1、1.2和2.0规范的手机, 针对不同的蓝牙手机, 蓝牙模块会自动切换不同的Profile[2,3]。通过串口1与ARM7主控器相连主要完成的任务是与带蓝牙功能的手机之间进行通信, 并将语音信号进行消除回音和降噪声处理。

2.2 TTS语音模块

语音合成单元通过串口0与主控器相连负责把从主控制器得到的文本进行语音信号的转换。

2.3 按键模块

用于识别按键和对按键进行相应的处理。

2.4 ARM控制单元

ARM7的主控MCU芯片LPC2131与蓝牙模块和TTS语音合成单元分别进行异步串行通信的控制, 来协调整个系统各部分之间的通信和控制。

3 系统软件部分设计

本系统选用μC/OS-II操作系统, 将其移植到ARM7的主控MCU芯片LPC2138上。在main中创建所有的任务、信号量和消息邮箱[4]。软件系统结构图如图2。

3.1 初始化蓝牙模块任务

初始化蓝牙模块任务主要负责发送匹配指令与手机进和行匹配、初始化蓝牙模块接听的声音、接听方式设置为免提、下载手机或SIM卡的电话本之后再创建其它的任务。因本任务只执行一次就可为节省资源, 所以最后删除自身。

3.2 按键处理任务

设有按键扫描和按键处理两个任务来被系统所调用, 按键扫描任务就是为了识别出哪一个按键的哪种按法, 然后将识别出的这个按键的按法转化为一个键码值, 最后将这个键码值通过按键消息队列的形式传送给按键处理任务主要是针对调节系统音量大小声以及数字键和功能键的识别最后做出相应的处理。

3.3 来电提示任务

来电提示任务主要在来电话时产生中断进行号码匹配 (此处采用KMP算法进行匹配, 有效的提高了匹配速度) 并把人名信息或电话号码以邮箱形式发送给语音模块任务。

3.4 语音模块任务

语音模块任务主要通过调用OSMbox Pend (Com Mbox, 0, &err) 接收来自任务三的邮箱信息并且通过串口0向语音模块发送编码信息使语音模块读出人名信息。之后向任务五发送接挂机信号量。

3.5 接挂机任务

当按下接听或挂断键时, 就产生中断。在中断中调用OSSem Post (havecall1) 来唤醒接挂机任务, 同时清除中断标志。接挂机任务通过OSSem Pend (havecall1, 0, &err) 获得信号量。按K1向蓝牙模块发送接听命令, 按K2向蓝牙模块发送挂断命令以进行相应的处理。

4 结论

本文叙述了在ARM7的主控MCU芯片LPC2131上移植μC/OS-II来实现车载免提电话的设计。结果能够实现接听, 挂断与拨打电话并且能够语音播报出人名。经过测试系统稳定可靠、实时性得到提高、操作方便、成本低。

参考文献

[1]任哲.嵌入式实时操作系统μC/OS-II原理及应用[M].北京:北京航空航天大学出版社, 2005.

[2]马建等.蓝牙核心技术及应用[M].北京:科学出版社, 2005.

[3]李文元.无线通信技术概论[M].北京:国防工业出版社, 2006.

物流车载8路实时视频监控系统 篇5

对于目前物流行业来说，以下问题一直以来就困扰着各大物流公司：

1．物流车辆太多，管理混乱，司机违规驾驶车辆。

2．运送的货物在到达目的地不翼而飞，无凭无据，客户要求赔偿。3．运营车辆费用不断飚升，比如维修费用大增、燃油费用不断上升等。

4．运输人员（司机）对工作积极性不高，消极怠工，私开公司车辆办理私人事情。

5．当物流车上发生货物被盗、被抢而不能及时报警或因没有证据协助警方破案，而承受客户的索赔。

这一切都是因为货运车辆在外，企业不能有效对货运车辆的运行状况和司机的工作进行监 控，对司机和相关工作人员进行有效的考核也就无从谈起了。

墨翟科技（上海）有限公司—物流车载8路监控系统 概述

通过在物流客运车辆上安装车载监控系统，可以有效解决客运企业遇到的上述难题。

墨翟科技（上海）有限公司研发的物流车载8路监控系统跟目前应用较广泛的GPS系统相比，车载监控系统不仅能跟踪记录车辆的地理位置，还能对货运车辆的运行状况和工作人员的工作进行全过程监控和录像，防止司机违规操作；还可以在货物运到客户那里，因为一些原因产生纠纷客户索赔时能出示有效的证据；监督司机和工作人员在树立公司良好形象等维护公司和客户的利益。借助3G 无线监控系统，管理人员和司机能够通过网络实时了解货运车辆运行的地理位置、运行状态，给客户提供更优质更便捷的服务，提升物流企业的竞争力。

一、物流车载8路监控系统构成：

整个系统分为前端车载监控系统、通讯线路、监控平台三大部分，前端车载监控系统又包括车载硬盘录像机、监控摄像机、麦克风、液晶显示屏、GPS等；通讯线路包含前端3G移动传输（CDMA/EVDO/TD）和后台指挥中心以太网网络。前端系统通过司机对车辆的起动，直接开启车载监控设备的启动，由摄像头提取车箱内外部信息，交由车载监控主机压缩存储，车载嵌入式监控系统将按照预先的设定，借助3G等无线网络，把车辆的行驶状态、实时位置、车内外情景、工作人员工作状态及一些突发事件的实时场景传输给中心服务器，再通过中心服务器对信息的处理传送到管理人员的显示器上。物流车载监控系统运作图：

二、全面的前端设备功能设计

前端设备解析：运行中的车辆安装车载硬盘录像机，外接8个摄像机，车载硬盘录像机通过3G无线网络，监控中心能够对车辆内外的图像进行实时监控和传送图像。前端设备功能特点：

（1）实时监控货运过程，车载嵌入式监控系统可实现多信息的实时监控，记录货物装卸过程车载行驶记录终端系统自动对信息进行处理和存 贮，能够实时了解客运货运车辆的行驶状态和运行环境，及时发现环境或人为问题，包括随意停车，无关搭乘等。

（2）紧急事件的应急联动：在突发紧急事件时，车载嵌入式主机通过安装在车内外各处的摄像头，把相关信息实时及时地记录下来发送到监控指挥中心，使监控中心能做出包括事故现场的交通管制、事故现场周边人员疏散、事故的紧急救援等措施，便于对事故的及时处理。（3）运行过程中定位监控：通过车载嵌入式主机所具有的GPS地理信息/卫星定位系统，可以将定位信号输送到车辆监控调度中心。监控调度中心通过差分技术换算成位置信息，然后通过ＧＩＳ将位置信号用地图语言显示出来，最终可通过服务中心实现车辆的定位导航、服务救援轨迹记录等功能。

（4）报警功能的实现：车载嵌入式主机具有报警输入接口，可以连接任何种常规的报警设备。当有报警发生时，报警信息即被远传到监控中心，同时与该车辆对应的视频信号会通过3G传输到监控中心，监控人员立即可以对该辆车进行远程监控。结合GPS和电子地图，警方可以立即了解到该车辆的位置，据此迅速出警。

车内监控图示：

三、领先的监控无线网络/3G数据传输设计

监控无线网络数据传输是指用于对车载设备运营数据传输和中心服务器之间信息传送的3G无线数据通信。

墨翟科技（上海）有限公司根据货运公司的功能要求，基于3G的移动无线数据网，实现货运车辆的实时数据、实时语音通信功能。

四、设计理念

先进性

墨翟科技物流车载8路监控系统设计遵循系统工程的设计准则，通过科学合理地设计，系统整体满足车辆视频监控和管理的需要，大力采用车载视频监控技术、3G移动通信技术、GPS卫星定位技术、GIS地理信息技术、开放式平台架构技术等一系列成熟、可继承、具备广阔发展前景的先进技术。

实用性

依照用户要求，坚持实用性为主的原则，避免使用不成熟、过分超前的技术和产品，在满足用户提出的详细技术要求的基础上，尽力充分考虑周全，给出科学合理的优化建议。

可靠性

车载音响系统的设计与维护 篇6

关键词 车载影响系统；设计；维护

中图分类号 TN912.2 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-(2012)021-0156-01

1 车载音响系统的设计

1.1 车载音响系统的组成

车载音响系统大致分为显示部分、操作部分、音源部分、音频处理部分、功放、扬声器部分、协调控制部分，大部分原车主机都是集成了音源部分、处理部分（一般只有均衡器也就是EQ）、功放，有的主机会配个遥控器，也就是控制部分的IR控制，且原车主机大都是RL立体声两声道系统，扬声器的配置根据不同车型尺寸和数量也不尽相同，一般均通过MCU软件程序来协调硬件电路的工作。

1.2 车载音响系统的设计流程

主要包括系统的硬件设计，软件设计，总体框架设计，稳定性检测，后期调试以及产品的其他性能指标的测试，同时还对音响的外观设计及人性化的功能进行了系统分析与设计。

整个设计过程从理论入手，结合实际情况，先进行系统框架图设计，对电路的每一个部分进行具体的分析，再考虑各部分的时序，制作硬件电路图及模块分布图，在些基础上进行 PCB 板的设计，软件流程设计、编程及调试，最后进行系统的检验与调试。

1.3 设计开发过程中应注意的问题

由于汽车音响常在空间小、环境温度高、常有路面不平而造成颠簸的运行环境下使用，所以在其设计和使用过程中，有许多需要值得注意的问题。

1）汽车音响体积上基本分为1DIN（175 mm×50mm×155 mm）和2DIN（178 mm×100 mm×155 mm），由于车型仪表板空间的限制，以及结构个性化设计的要求，使得电路印制板设计难度增加，所以尽可能采用多层板设计。

2）汽车音响的使用环境温度要求在-30℃~85℃，在材料的选择上，必须选择工业级的硬件电路元器件，同时应辅助散热设计，结合大面积、散热效率高的散热板。

3）减少电源噪音，对电源系统有效地滤波和去藕。尽可能采用电源管理CI（稳压IC）为汽车音响产品供电，以保证电源质量。减少汽车内大电流电器开关的大电流冲击影响，采用LC无源低通滤波器给汽车音响电源滤波，大幅衰减或完全滤除汽车供电系统中的瞬态干扰信号，阻止汽车用电设备内部电路设计中产生的干扰噪声通过电源线反窜入汽车供电系统中，污染其他用电设备的电源供电环境。此外功放、电子音量、前置放大器、各种音源等各种电路元件的电源也需滤波和去辐，衰减交流噪声，降低电源纹波。

4）保证接口和接插件的质量。应采用低损耗、高品质的屏蔽线，对于接口部分的接插件，应保证接触良好可靠，满足汽车环境要求，在防震、防水、防尘、防腐等方面达到设计要求。

5）程序控制软件的测试问题。CD模块主要是基于嵌入式操作系统（MX_OS）来进行设计的，常规的操作一般不会带来问题。而异常的电源环境，非正常的操作等有可能导致设计软件程序失控。因此，在设计的过程，充分模拟各种异常情况，尽可能保证软件程序有一定抗干扰

功能。

6）充分满足顾客的需求，人性化设计。设计工程师要从经济可行性、技术可能性、操作可行性这三个方面，考虑顾客的需求。合理控制成本，把顾客的个性化需求转化为切实可行的设计要素，使操作简单可行，并和整个汽车仪表系统统一均衡，体现时尚、大气。

2 车载系统的维护

根据相关资料统计，目前车载系统中常见的的故障有：①音响开关、按键等失灵；②碟片播放故障（包括播放前、播放中、播放后）；③路面不平时图像播放停顿故障；④音频失真等。

车载音响系统常见的不当操作有以下几种。

1）音乐响起时启动汽车。车辆启动产生的瞬间过大电流可能会损坏正在运行的音响设备，减少其使用寿命。最好等汽车稳定运行后再启动。

2）突然调高音量或者使音量保持在大范围内。使音响系统的工作电流和音响振幅迅速加大，可能烧坏喇叭线圈，折损音响使用寿命。另外音量过大音效也不是很好，导致声音的失真率高，而且长期使用不仅会造成喇叭和功放因负载过大而加速老化，还会损伤人的听觉系统。所以，在使用音响时，将音量调到1/3～2/3 为最佳。

3）碟片操作不规范，比如使用劣质碟片或者更换频率过高、更换地点不当。劣质碟片会使音响的音质不佳，还容易造成卡碟现象的发生，甚至会损坏主机的激光头。频繁换碟很容易造成机器的机械错位，损坏主机的托盘机构。在车况不好的地方换碟，比如颠簸的路上，可能会引起音响主机的剧烈振动，很可能造成碟片错位而被卡住，甚至损坏音响。

车载音响系统的正确维护包括以下几方面。

1）遵循正确的操作步骤。在使用音响之前，一定要先阅读使用说明书，不可以凭感觉随意操作。正确的指导，全面的了解是保证音响系统使用时间的前提。

2）保持车内环境。灰尘和潮湿是损害车载音响的两个主要因素。但周围灰尘较大时，尽量不要打开车窗及天窗，同时应将空调由外循环调整为内循环，避免大量灰尘进入，损害音响系统。同时，对车内进行清洁时，水或清洁剂之类的液态物质不要随意向音响喷洒。清洗完毕后，不能马上关窗，应使大部分水分蒸发后再关闭车窗。

3）定期清洁影响系统。车载音响系统尽管已做过防尘处理，但是定期的清洁是十分有必要的。主要是争对容易积灰的主机的激光头和扬声器设备。清除面板上各按键和旋钮缝隙中的灰尘和污垢，清洁扬声器格栅处的灰尘。

4）注意季节性保养。不同的季节，气候不同，对音响系统的影响也不一样。冬季气候干燥，很容易产生静电，而静电的瞬间电流容易把烧坏音响主机；春秋季灰尘较多，容易造成音响部件的锈蚀和损坏；夏季温度高而且湿度大，更易影响车载音响系统。

5）除了音响的主机保持清洁外，磁带和CD光碟也要保证洁净。磁带和光碟上的污物不但会影响播放的音质，甚至会对音响造成损伤。CD机的激光头在高速运转时，如果遇到尘土，会使激光头偏离原有的激光轨道，造成声音的失真，并对激光头造成损害。所以应保持良好的汽车封闭条件，保持良好的音响使用条件。夏季行车时多开空调，使车内保持适当的温度和湿度，同时应避免阳光直接照射在音响主机上。

3 结论

本文主要对车载音响系统的设计和维修中的相关问题进行了探讨。在了解了车载音响系统的组成和相关设计流程的基础上，列举设计开发过程中应注意的问题，并给出了一些解决措施。指出了车载音响系统常见的不当操作，提供了车载音响系统的正确维护措施。正确地使用车载音响，并对车载音响系统进行精心保养和维护，不仅可以延长车载音响的使用时间，而且还可以有效保持车载音响始终的音响效果。

参考文献

[1]魏富选.车载音响系统的开发[J].研究与开发,2009,12:74-77.

[2]孙建京.音响工程设计与应用[M].电子工业出版社,2006,10.

[3]冯奇.汽车音响直流电源滤波器的设计[J].电子工程专辑,2009,10.

车载乘客信息系统研究 篇7

地铁车载乘客信息系统主要由列车广播系统(PA)、乘客信息显示系统(PIDS)、列车视频监控系统(TVSS)三个系统构成。控制中心可通过地铁车载乘客信息系统实现对列车广播、显示信息播放、车厢内监控等的控制。

2 各系统功能

列车广播系统主要功能是实现列车自动广播、司机对客室广播、司机与司机对讲、司机与乘客紧急对讲、控制中心对列车广播等功能。

列车广播系统由广播设备、应急对讲装置等组成,能够为乘客提供各种音频通讯功能,各种通讯模式的优先级可依据运营的需求对软件进行灵活设置。

乘客信息显示系统主要功能是实现列车运营信息自动显示、视频信息自动播放及在紧急情况下发布紧急信息并协助指导乘客有序疏散。

列车乘客信息显示系统(PIDS)是通过在列车客室内安装的LCD彩色图文显示器和LED车站地图显示屏,提供给乘客乘车时高质量的视频信息和必要的旅行换乘信息,包括路线信息、站点信息、运营服务信息、广告信息等。既可通过无线传输网络设备接收信息,经车载LCD控制器解码后,在本列车的所有LCD显示屏上实时播放,也可通过本地播放,使旅客能够在乘坐地铁时了解旅途信息。

列车视频监控系统主要功能为实现司机实时监视车厢内乘客情况、控制中心实时监视车厢内乘客情况、存储车厢内监视视频内容以供后续查询及紧急情况下让控制中心能及时监控到车厢内的状况并做出准确的应急处理措施。

列车视频监视系统(CCTV)通过安装在客室车厢顶部的摄像头和安装在司机室顶部摄像头,可以监控乘客在客室内的活动情况和记录司机室驾驶员的操作过程,并使司机能够通过安装在司机室中触摸式显示屏实时监视或录像回播客室内乘客的活动情况,或通过系统预留的以太网接口与车地无线传输网络对接上传视频图像到控制中心,使位于控制中心的调度管理人员能实时监视查看或录像回播列车中的视频图像信息。

3 车载系统间关联

车载乘客信息系统中的三个系统自成一体,通过列车车载交换机和车载总线实现各自功能,但某些具体功能则需要多个系统相互配合。为了使乘客能够有更好乘坐感受,数字语音报站广播与乘客信息显示系统(LED显示屏、LCD显示器)显示的列车运行信息要保持同步。

广播系统与乘客信息系统建立接口。为了实现同步报站,需要在广播系统同信息显示系统之间设计一条通讯连接,对两个系统的接口进行统一设计。当车载广播系统在到站触发进行数字语音报站时,广播系统将报站触发信号以及到站信息代码通过已定义好的接口发给乘客信息显示系统(LED显示屏、LCD显示器),收到触发和到站信息后,乘客信息显示系统将已储存在自身数据库中对应的到站信息提取出来并显示在LED、LCD显示器上。这样保证了信息的同步统一下发,既减少了出错的可能,同时也提高了乘客的乘坐舒适度。

广播系统与视频监控系统建立接口。为了应对紧急突发情况,在列车的每节车厢内设计了紧急报警装置,目的是在发生紧急情况时,乘客可以通过触发紧急报警装置来向司机报警并进行沟通。在与司机沟通时,司机往往是看不到客室内发生的情况的,手动触发监控画面也不能立刻定位到,无法对报警的真实性、严重程度作出快速判断,因此,就需要将客室内的监控视频实时调用给司机,使司机能够第一时间就能了解到客室内发生的事情,更好更及时地处理问题。在广播系统和视频监控系统之间设计一条通讯连接,统一设计接口。当有乘客触发了报警装置后,由广播系统将带有客室信息的触发信号通过已定义好的接口发给视频监控系统,视频监控系统对触发信息进行判断后,立即将视频切换到所报警客室的画面上。当有多个客室报警装置被触发时,则在司机室的视频查看屏幕上通过多分屏来显示,需要单独放大查看时,由司机点选具体画面即可放大,满足紧急事件处理的及时性要求。

4 列车总线系统

为实现车载PIS系统的各项功能,在车内搭建了一套完整的网络来承载所有信息的互联互通和及时传输,通过对网络方案进行比较,最终三个子系统采用总线形式来进行连接,其中包括列车广播音频总线、列车对讲音频总线、列车通信总线、列车以太网通信线。

广播音频总线:用于列车广播音频信号,如话筒音频信号、MP3数字报站音频信号、Radio无线音频信号等广播音频信号车辆间的传输。

对讲音频总线:用于司机室与司机室之间对讲音频信号、司机室与客室之间紧急报警音频信号的传输,实现列车对讲及紧急对讲功能。

以太网总线:用于列车CCTV视频监控图像视频流的数据传输,实现乘客信息LCD的显示和客室状态监视功能。

列车通信总线:用于列车通信信号控制,总线发送所有功能数据,包括广播、对讲、LED信息显示等信息;同时,它还收集PIS系统设备的状态,并通过与列车控制和管理系统(TCMS)的接口将相关信息报告发给TCMS。

5 结语

综上所述,车载乘客信息系统是一套依托有线或无线网络,采用独特的音、视频资讯播放技术、远程网络集中控制技术、先进的数字编解码和传输技术,软、硬件相结合的系统,以前瞻性、拓展性、先进性、实用性为设计思路,采用集中控制、统一管理的方式,将音、视频信号、图片和字幕等多媒体信息通过网络平台传输到显示终端以高质量的信号播放显示。可实现全系统联网、统一管理全系统所有的信息播放显示终端。系统采用网络化管理,信息实时更新、多媒体播放、分布式传播,充分实现了资讯发布、业务推广、品牌宣传、娱乐体验、广告运营等应用价值,成为现代社会IT技术与信息发布完美结合的全新运营平台。

参考文献

[1]魏晓东.城市轨道交通自动化系统与技术[M].北京:电子工业出版社,2004.

[2]深圳市地铁有限公司.深圳地铁一期工程建设与管理实践[M].深圳:人民交通出版社,2007.

[3]欧阳东.数字安防监控系统设计及安装图集[M].北京:中国建筑工业出版社,2008.

车载电子系统及其网络标准 篇8

1. 车载电子网络系统

在常见的网络系统中, ISO9141和Keyword2000主要用于诊断系统, 后者在汽车电子控制上用的多一些。J1850原来只有北美使用, 在2007年前后停止使用, 然后全部转至CAN总线, CAN目前仍然是汽车电子控制中可靠性最高的总线。LIN为CAN的补充, 两者一般结合使用, 与CAN总线相比, LIN总线控制方式的成本较低是最大的优势。Flexray是CAN的升级, 但是目前成本还很高, 不能实际应用;MOST主要用于音视频流传输的基于光纤的总线, 不能用于控制。

2. CAN总线协议

CAN总线是德国奔驰公司80年代为解决汽车众多控制设备与仪器仪表之间的数据交换而开发的一种基于ISO11898标准的串行通信协议。CAN总线标准包括物理层、数据链路层, 其中链路层定义了不同的信息类型、总线访问的仲裁规则及故障检测与故障处理的方式。

CAN总线传输数据长度可变 (0~8字节) 的信息帧, 每帧都有一个惟一的标识 (总线上任何节点发送的信息帧, 都具有不同的标识) 。CAN总线和CPU之间的接口电路通常包括CAN控制器和收发器, 如图1所示。由于所有的错误检测、纠错、传输和接收等都是通过CAN控制器的硬件完成的, 所以用户组建这样的2线网络, 仅需要极少的软件开销。

2.1 标准CAN总线和扩展CAN总线

有两种CAN总线协议:CAN 1.0和CAN 2.0, 其中CAN2.0有两种形式:A和B。CAN1.0和CAN2.0A规定了11位标识, CAN2.0B除了支持11位标识外, 还能够接受扩展的29位标识。为了符合CAN2.0B, CAN控制器必须支持被动2.0B或主动2.0B。被动2.0B控制器忽略扩展的29位标识信息 (CAN2.0A控制器在接收29位标识时, 将产生帧错误) , 主动CAN2.0B控制器能够接收和发送扩展信息帧。

发送和接收两类信息帧的兼容性准则归纳表1所示。主动CAN2.0B控制器能够收发标准和扩展的信息帧;CAN2.0B被动控制器能够收发标准帧, 而忽略扩展帧, 不引起帧格式错误;CAN1.0和CAN2.0A在接收扩展帧时, 将产生错误信息。

CAN2.0A允许多达2032个标识, 而CAN2.0B允许超过5.32亿个标识。由于需要传输29位标识, 因而这种方式降低了有效的数据传输速度。扩展标识由已有的11位标识 (基本ID) 和18位扩展部分 (标识扩展) 组成。这样, CAN协议允许两种信息格式:标准CAN (2.0A) 和扩展CAN (2.0B) 。

2.2 总线仲裁

CAN总线采用非归零 (NRZ) 编码, 所有节点以“线与”方式连接至总线。如果存在一个节点向总线传输逻辑0, 则总线呈现逻辑0状态, 而不管有多少个节点在发送逻辑1。CAN网络的所有节点可能试图同时发送, 但其简单的仲裁规则确保仅有一个节点控制总线、并发送信息。收发器如同一个漏极开路结构, 能够监听自身的输出。逻辑高状态由上拉电阻驱动, 因而低有效输出状态 (0) 起决定性作用。

为近似于实时处理, 必须快速传输数据, 这种要求不仅需要高达1Mbps的数据传输物理通道, 而且需要快速的总线分配能力, 以满足多个节点试图同时传输信息的情况。

通过网络交换信息而采取实时处理的紧急状况是有差别的:快速变化的变量, 如引擎负载, 与那些变化相对缓慢的变量, 如引擎温度相比要求频繁、快速地发送数据。信息标识可以规定优先级, 更为紧急的信息可以优先传输。在系统设计期间, 设定信息的优先级以二进制数表示, 但不允许动态更改。二进制数较小的标识具有较高的优先级, 使信息近似于实时传输。

解决总线访问冲突是通过仲裁每个标识位, 即每个节点都逐位监测总线电平, 如图2所示。按照“线与”机制, 即显性状态 (逻辑0) 能够改写隐性状态 (逻辑1) , 当某个节点失去总线分配竞争时, 则表现为隐性发送和显性观测状态。所有退出竞争的节点成为那些最高优先级信息的接收器, 并且不再试图发送自己的信息, 直至总线再次空闲。

CAN总线采用2线差分结构, 提供了一个抗EMC干扰和EMC辐射的可靠系统。辐射干扰可以通过NRZ编码和限斜率输出总线信号来降低。当然, 限斜率输出也降低了数据传输速率, 通常标准速率限制在125kbps以内。

2.3 出错处理

CAN控制器内置TX和RX出错计数器, 根据出错是本地的还是全局的, 计数器以此决定加1还是加8。每当收到信息, 出错计数器就会增加或减少。如果每次收到的信息是正确的, 则计数器减1;如果信息出现本地错误, 则计数器加8;如果信息出现整个网络错误, 则

预测因变量为:原数据服务器命令处理速率

预测自变量为:网络情况 (Bytes_in, Bytes_out) 、内存情况 (Mem_free) 、CPU情况 (CPU_load、CPU_wio、CPU_idle) 。

4. 预测模型用途分析

(1) 负载均衡。通过对命令处理速率的预测, 可以提前获知系统各客户端节点的请求情况, 以及各命令的请求情况, 为系统进行负载均衡调度策略提供信息资源。

(2) 绿色存储。通过预测模型, 提高设备利用率, 保证设备资源充分利用, 从而达到节能, 低碳, 环保的效果, 体现出绿色存储的理念。

(3) 告警管理。通过系统硬件环境数据的发展趋势, 预测系统处理能力瓶颈, 从而设定告警阈值[3], 对云计算系统进行告警管理。例如可以分别对内存, CPU, 网络设定一个阈值, 然后预测出命令处理速率阈值, 当命令处理速率长期接近阈值时, 进行告警, 并检查系统软硬件设施是否正常运行。

5.总结

本文设计了在基于RPC的云计算系统平台上设计和实现了个性监测系统, 结合个性监测技术和预测分析技术, 提供更细致的监测服务, 提高系统性能。总结起来, 本文的主要工作有以下几点:

(1) 基于RPC平台实现了个性监测的基本功能, 基于哈希散列的个性监测方式, 实现从云计算系统服务端端提取软件信息, 并实现定期查询、统计、内存管理等模块;

(2) 基于Ganglia平台设计与实现了个性监测机制, 将云计算系统服务端端提取的信息通过Ganglia Python机制传送到监测管理节点, 并通过WEB端实现分组管理的功能;

摘要：车载电子系统汽车发展史上的一次革命, 而车身局域网络则是现代汽车工业的标志。CAN总线的数据通讯具有突出的可靠性、实时性和灵活性, 其总线规范已经成为国际标准, 被公认为几种最有前途的总线之一。

关键词：制动防抱死系统,CAN总线,非归零编码

参考文献

[1]徐景波.汽车总线技术[M].北京:中国人民大学出版社, 2011

[2]罗峰, 孙泽昌.汽车CAN总线系统原理、设计与应用[M].北京:电子工业出版社, 2010

[3]张大波.嵌入式系统[M].北京:电子工业出版社, 2008

车载无线数字通信系统设计 篇9

1 系统设计

根据车载无线数字通信系统所要实现的功能, 本设计以STM32F103微处理器作为系统核心, 并且扩充液晶显示器、触摸屏、键盘、无线对讲模块、RDA5820电台模块、GPS模块、GSM模块等接口电路。系统具体实现功能有车载对讲、FM电台、车载电话、短信收发、全球定位。车载通信系统通过液晶触摸屏以及键盘进行简单的人机交互, 键盘或触摸屏用于选择工作模式, 而液晶屏则可以显示车载通信的内容和实时定位的数据信息。整个系统具有功耗低、集成度高、稳定性好等特点。因此, 在硬件的选型上要以高效、稳定、性价比高为出发点。系统组成框图1所示, 车载无线数字通信系统节点硬件结构框图2所示。

2 无线对讲模块

为了提高对讲距离以及可靠性, 本系统采用了深圳市尚瑞思电子有限公司研发的一款无线语音对讲及数传模块S R-F R S-1W350。该模块性价比极高, 内置高性能射频收发芯片BK4811、微控制器及射频功放。BK4811是一个时分双工的FM无线收发器, 工作频率为127MHz~525MHz。该收发器单片集成了高性能的频率综合器、模数转换器、数模转换器, 并具备先进的数字信号处理能力。该模块提供AT指令接口, 通过这些指令可以对模块进行通讯和控制。外控制器STM32F103可以通过标准的异步串行接口 (RS232) 通讯来设置模块工作参数并控制整个模块的收发。

2.1 FM电台模块

本模块选择由RDA Microelectronics公司研发的RDA5820高集成度的立体声FM收发芯片, 不仅完美地完成电台功能, 而且还可以接收FM广播, 集成度高, 低功耗, 尺寸小。该部分采用以STM32F103为核心的控制器, 通过自带的IIC总线, 编程写控制字实现了RDA5820模块的电台功能 (收发模式的选择, 频率的设置等) 。结合外围电路按键以及显示, 信号放大, 音频的输入输出等。组成简易且性能稳定的FM电台系统。

2.2 GSM模块与GPS模块

为了提高GS M模块的品质, 本系统采用了S IMC OM公司SIM900A模块方案。SIM900A模块支持TTL标准的串口通讯标准, 非常方便地使用STM32F103微处理器来控制, 通过串口向模块发送AT指令就可以实现。AT指令包括一般性AT指令、SIM卡相关指令、网络注册指令、语音功能指令、短信操作应用指令、TCP/IP应用指令、ppp拨号指令、MMS指令、FTP&HTTP等指令。

2.3 软件设计

按照本系统的总体设计方案, 软件设计主要分为两大部分:车载通信系统各子模块软件设计和系统总体软件设计。各子模块的软件功能分别是无线对讲、FM电台、车载电话、短信以及实时定位。车载系统的总体软件应该具备车辆行进过程中的即时通信以及实时定位功能。

3 结语

本文从无线数字通信特点出发, 结合工程实际中环境对通信系统硬件电路设计和软件设计的影响, 介绍了一种车载数字通信系统的设计方法。实际测试结果表明:该系统性能稳定、工作可靠、功能强大, 基本可以解决车载通信的问题。

参考文献

[1]王琪, 李茂富, 等.通信原理[M].电子工业出版社, 2011.

[2]宋宇飞, 沈卫康, 宋红梅.数字信号处理[M].清华大学出版社, 2011.

[3]曹雪虹, 张宗橙.信息论与编码[M].清华大学出版社, 2009.

[4]谭浩强.C语言程序设计 (第四版) [M].清华大学出版社, 2012.

车载简易光伏发电系统 篇10

1 光伏电池组

目前,市面上占有主导地位的光伏电池是多晶硅太阳能电池,工业规模生产的多晶硅能量转换效率可以达到17%,性价比较高。电池组的电压输出于电池片的体积和日照强度有关。本系统采用柔性太阳能电池板。于普通用铝合金封装的太阳能电池板相比柔性电池板重量轻,便于携带,可以轻微弯曲,更适合外出使用。设计输出18V的额定电压和3A的最大电流。

电池组展开面积约2M2,发电时,可以把光电池组放在汽车的顶部,接收太阳光。

2 充电控制器

充电控制器电路是一个采用UC3906芯片控制的充电电路。UC3906是一个为免维护铅酸蓄电池充电的专用控制芯片,它具有实现铅酸蓄电池最佳充电所需的全部控制和检测功能。更重要的是它能使充电器各种转换电压随蓄电池电压温度系数的变化而变化,从而使蓄电池在很宽的温度范围内都能达到最佳充电状态。在由UC3906组成的双电平浮充充电电路中,过充终止电流IOCT和最大充电电流IMAX的由芯片2,3脚之间的电阻RS决定。浮充电压VF和过充电压Voc由电阻Ra,Rb和RC决定,其中Ra位于电池正极和13脚之间的,Rb位于13脚和地之间,RC位于10脚13脚之间。

3 蓄电池

蓄电池采用普通免维护铅酸蓄电池,额定输出为12V/36Ah。12V的蓄电池应用较为广泛,鉴于本系统是一个车载光伏系统,12V可以由独立的蓄电池提供,也可以由汽车蓄电池提供。两个电池可以交替使用,增加系统的灵活性。

4 逆变器

逆变器部分分为三大部分,分别是“功率板”,“SPWM驱动板”,“DC-DC驱动板”。

4.1 功率板

功率主板包括DC-DC升压和H桥逆变两个部分。本逆变器的主要电能来源是12V的铅酸蓄电池,电池电压允许输出范围为11-14V, 满功率时,前级工作电流可以达到50A以上。主变压器采用EE42的磁芯。前级并联增大电流,后极串联增加带负载能力。高压整流快速二极管,用的是TO220封装的RHRP8120。后面跟的高压滤波电容的参数,在可能的情况下,尽可能用的容量大一些,对改善高压部分的负载特性和减少干扰都有好处。

4.2 DC-DC 驱动板

DC-DC升压驱动部分电路以集成电路SG3525为核心。SG3525是一种性能优良、功能齐全和通用性强的单片集成PWM控制芯片,它简单可靠,使用方便灵活,输出驱动为推拉输出形式,增加了驱动能力 ;内部含有欠压锁定电路、软启动控制电路、PWM锁存器,有过流保护功能,频率可调,同时能限制最大占空比。由SG3525输出两路互补对称的驱动信号 :=73k Hz两路信号分别加两个推挽电路上,驱动后级的4个NCE01H14T,由于前面输出的互补对称的脉冲波,将每路脉冲分别驱动两个NCE01H14T,经变压器升压通过二极管叠加的电压可达到峰峰值为334V的高频电压。为保持DC/DC变换器输出电压的稳定,升压后的输出电压与设定电压进行比较,该误差经PI调节器后控制SG3525输出驱动信号的占空比。而当检查到DC/DC变换器输出电流过大时,SG3525将减小门极脉冲的宽度,降低输出电压,进而降低输出电流。当输出电压过高时,会停止DC/DC变换器的工作。

4.3 SPWM 驱动板

SPWM的核心部分采用了TDS2285单片机芯片。该芯片是一款DIP-14封装的CMOS工艺的纯正正弦波逆变控制芯片。末级输出用的时候使用4个250光藕达到隔离的目的,将输出的SPWM信号与功率板的SPWM接口相连接。

5 产品调试及使用

使用时,柔性太阳能电池板可以置于汽车的车顶,或者置于帐篷顶部等倾斜面,方向正对太阳。太阳能电池板通过充电控制器与12V蓄电池连接,蓄电池的正负极在与逆变器的直流输入端连接。逆变器的交流输出端连接电源接线板,可以将市电用电设备直接插到接线板上取点。在实际中,太阳能电池空载最高可输出20.132V电压和3A的电流,略高于设计时的理论值。在用太阳能电池通过充电器给标称容量为12V/36Ah蓄电池充电时,最高充电电流为1.05A; 充满时,浮充电流为30m A左右,充满时间约为10h,充满时间与太阳光照强度有关。将太阳能电池板和蓄电池断开,仅利用蓄电池给逆变器供电,等逆变器工作稳定后,最大功率可达500W。如果用电器为200W,可持续工作2个小时。具体带负载时间与用电器功率有关。

摘要：太阳能作为一种可再生能源,是解决能源危机的一个重要途径。目前光伏系统的整体解决方案都已成熟,将来会更多的进入老百姓的日常生活。本文介绍的是一个独立车载光伏发电系统,系统由光电池,充电控制器,蓄电池和逆变器组成,输出为220V的市电。适用于野外科考和露营,或远离电网的情况下给中小功率用电器供电。

基于火场感知的车载前线指挥系统 篇11

关键词：信息化植入改造;面向对象功能封装;基于4G应急通信;前线感知;无人机火场侦查;侦查联动

中图分类号：U463.67              文献标识码：A              DOI 编码：10.3969/j.issn.1006-6500.2015.12.031

Front Vehicle Fire Command System Based on Perception

FU Li-hong1，LU Yong2，LIU Jie3，YAN Zhi-qiang1，GAO Yang1

（1.Forestry Bureau of Jixian in Tianjin， Jixian，Tianjin 301900，China;2.Anhui four hit electronic Limited by Share Limited ， Hefei，Anhui 230000， China;3.Tianjin Forestry Bureau， Tianjin 300074， China）

Abstract： Use of information technology for the implementation of various types of equipment， personnel and equipment and other implanted transformation， object-oriented package functional design， build fire front perceived information object. 4G communication technology-based command car-centric network environment， reception， management， scheduling， front man image transmission， the UAV detection， fire factor acquisition， staff positioning awareness information， and through the design and development of automotive front-aware scheduling system dispatching the implementation of the fire front and Investigative linkage.

Key words：informatization implant reconstruction;object-oriented function encapsulation;based on the 4G emergency communication;the front perception;the front perception;investigation of linkage

1 森林防火业务特点

森林防火有其自身的特点，针对信息技术的运用也有着完全不同于其他行业的需求。

1.1 突发性和应急性

森林火灾的发生由多种因素造成，具有很大的偶然性。森林火险预警既不同于洪水气象灾害，可以观测形成灾害的渐变过程，也不同于交通事故，可以定量评估高风险路段。森林火灾固然有其内在规律，但往往由随机事件触发产生，很难准确预报。

森林火灾发生初期，火情变化快，越早处置，控制越容易，损失也越小，即“打早、打小、打了”。这就体现了森林防火工作的应急性特点。它要求我们在火情发现的初期，做到快速、全面了解并通报火情信息，进而集结队伍，下达调度指令，实施处置。

1.2 区域广阔性和信息分散性

无论是火险日常的监测，还是森林火灾的扑救前线，都是在野外广阔的区域内完成。系统需要的信息分散在崇山峻岭之中;同时，系统管理的对象，例如人员、设备、物资等也分散在这个区域内。

森林防火工作需要采集、管理的数据类型非常丰富。包括视频采集设备获取到的视频信号、扑火队伍之间的电话或对讲机音频、指挥员需要了解火场地形地貌的地图数据、车辆人员定位的位置信息、火场环境状况等信息。这些信息分别以不同的形态产生、用不同的方法获取、在不同的载体上存在，并以不同的格式传输管理。

区域分布的分散，尤其是在环境恶劣、地形复杂的区域，形成信息通信传输困难;信息类型与格式上的分散，也加剧了信息统一整合管理的难度和复杂度。两者为构建信息化系统制造了巨大的客观限制。

1.3 动态性

更加重要的是，森林火灾是个剧烈变化的过程，扑救指挥中的数据信息也具有很强的动态性，各类数据信息必然随着过程的推进，不断更新。例如描述火场态势的过火面积、火烧迹线、队伍位置、物资损耗等数据在较短的时间内大量产生，描述周边环境的音视频、气象因子等数据也在不断变化。

在实际的扑救指挥中，只有获取动态、实时、准确的信息，才能有效支撑科学决策。相反，静态、滞后的信息不但没有意义，而且具有很大的危害。

2 面向对象实施信息化植入改造

火场前线环境由各类元素的实体综合构成，每个实体都影响着火场演变的进程。笔者把火灾扑救各个环节中的一些相对独立的实体叫作对象，它们本身蕴含与火场相关的信息或影响，并且能够被别的实体使用、操作或改变。对象可以是个人、设备、应用系统等扑救力量，也可以是林地、道路、火点等客观事物。

那些本身具备或能够产生信息化数据，并能够对数据进行一系列操作的实体，就是我们森林防火实战指挥平台所要面向的对象。信息系统可以面向的对象越多，指挥平台对于火场态势的掌握就越全面，指挥决策的准确高效就越有保障。

笔者通过开发手机端的应用系统、车载嵌入式终端、单兵装备加装信息模块等方式，并开发基于穿戴式应用的设备，对火场对象实施信息化植入改造，将其整合到指挥平台中，形成一套可以将触觉深入火场一线、将指令传达到单兵的一体化实战指挥系统。

2.1 火场环境部署信息节点

针对实战指挥的实际情况，越向前线延伸，越需要精确的信息化支撑，但是往往由于系统架构及网络覆盖的因素，越成为信息化的盲区。正是由于这样的信息化需求与设计的怪圈，造成了大多数森林防火的指挥系统缺乏活性，甚至根本在实战中无法起到应有的作用，浪费了国家大量的投资。

将信息盲点转变为信息节点，让构成火场环境的对象成为获取信息、接收指令的信息终端，是解决信息指挥系统实战需求的最终方案。

信息节点设计开发具备如下功能：

首先，信息节点应在火场持续获取相应的信息，并将信息按照实战指挥平台统一的格式规范要求进行数据化处理，便于传输、存储、管理;

其次，信息节点应能够接受处理指挥平台依据不断汇集的火场信息分析处理后，下发、反馈来的信息或指令，实现信息数据的闭环处理;

最后，信息节点之间能够通过网络实现相互信息交互。

2.2 面向对象封装操作功能

面向对象的软件开发技术，是将数据及与数据有关的所有操作封装在一起。借用这个概念，将构成实战指挥平台的信息节点作为对象，将其产生的数据，以及与对象的交互操作进行封装设计。

由于火场因素的复杂多样，所以我们需要控制的数据和指令也多种多样;不同的信息技术手段与通信介质完成不同类型的数据和指令的操作。针对不同的功能，考虑采用不同的技术手段、不同的方法，这样的设计思想我们称之为“面向过程”。

而我们的设计原则，则是实施封装后，当这些不同的操作功能面向同一目标，我们可以面向对象直接操控或进行数据交换时，而不必再关心具体的操作步骤、网络通路、设备调用等技术手段。

例如，当一辆运兵车作为信息节点后，我们查询车辆的信息、调阅其采集的视频信号、对讲机或手机通话、北斗短报文通信等等操作，我们都可以在指挥平台界面上，直接选择定位其上的图标即可完成，而不用借助系统平台范围之外的技术、设备或其他系统实现，甚至需要在两个系统之间通过人工或额外的导入导出操作。

3 系统功能设计

基于火场感知的车载前线指挥系统是火情前线现场指挥调度的信息平台，用来完成应急前线指挥调度各项工作，是火灾扑救现场的前线指挥调度中心。系统以通信指挥车或前线指挥所为载体，实现前线指挥与一线扑火队伍的通信和视频传输，并通过无线网络同步数据至后方指挥中心，建立一条前线与指挥中心的数据链，到达前后方火灾扑救信息互联互通的目的，从而有效解决扑火队伍听不到火灾指挥调度命令，决策者看不到火场态势的“聋”和“瞎”问题。

森林防火车载前线指挥系统是后方指挥中心信息平台的有机组成，依托通信指挥车为载体整合各种信息资源，通过无线传输（特殊情况下可通过卫星传输）将实时的图像、声音、位置等数据信息回传到指挥中心，前线指挥利用获取的各种信息资源，指导现场救援，形成前线综合指挥单元。另外，还支持多调度台协同调度，可以构建前线指挥和指挥中心实现异地协同调度，极大的提高协同扑火指挥的能力（图1）。

3.1 构建火场前线感知系统

火场前线的数据动态而多样，系统利用不同技术手段，实时获取火场信息，并将各类信息相关联，进而数字化的描述火场态势，支持指挥决策。

系统根据不同类型的感知，分别获取视频影像、音频通讯、环境数据、目标定位等动态信息，并以地理信息数据为背景统一展现，实现在同一场景下，描绘出全方位、多层面、动态的火场态势。

3.1.1 无线单兵应急图传系统（图2） 无线单兵应急图传系统通过单兵背负操作与移动指挥平台之间实现实时点对点的音视频传输。通过采集火场尤其是扑救现场环境的音视频，以主观视角让指挥员直观高效地掌握火场及人员动态。

系统能够在高速移动环境下实现视频、语音、数据等宽带多媒体业务的实时同步传输。具有覆盖范围广、灵敏度高、移动性好、抗干扰和抗衰落能力强、传输数据率高、稳定性和可靠性突出等显著优点。

3.1.2 基于无人机火场侦查系统（图3） 无人机火场侦查系统可以让指挥人员在扑火扑救过程各个环节，随时起飞无人机，以垂直俯视角，观察火场全局，了解火场态势及人员队伍分布情况，解决由于视角问题可能忽视的危险和动态。

无人机在森林防火的应用，可以涉及森林巡检、近地侦查、指挥调度、余火清理、灾损评估等整个过程。结合蓟县森林防火信息化建设的实际，我们在设计火情侦查无人机系统时，还应该考虑到与现有指挥平台的整合，将无人机作为扑火指挥中火情采集的有效手段，成为整个指挥调度系统的有机组成部分。完成如下功能：

（1）森林火灾巡检

（2）近地侦查

（3）扑救指挥调度

（4）余火清理

（5）灾损评估

3.1.3 火险因子采集系统 火险因子采集系统用于采集林区或火场的气象因子数据。气象各要素直接与火险等级有关。

根据使用场景，系统分为日常无人值守气象站和手持式气象采集系统。无人值守气象站负责相关林区的日常数据监测，监控分析所在区域的火险等级。手持式气象采集系统配备用于指挥车，扑火指挥时，动态采集火场环境信息，成为火场感知系统的重要组成部分。

系统组成包括外围森林火险监测气象子站、一套完整的中心站数据收集、管理系统（站）、基于北斗通信与公网双模的通讯系统。

火险监测站是由传感器、数据采集器、通信模块、防雷保护装置、系统电源（含后备电池及充电单元）、密封机箱、支撑杆和业务网络软件系统等八部分组成。系统支持北斗网络及GPRS、GSM、3G无线公网等通讯方式。该系统具有实效性高、可靠性好、强大的数据统计分析、子站质量监控等诸多功能。

监测要素为风向、风速、空气温度、相对湿度、降水五种气象要素（气压、地湿为可选要素），可完成自动供电、数据采集、存储、通讯、数据分析等，能够满足灾害性天气监测和多种形式气象服务的要求。

基于北斗通信的自动气象站（图4），是利用北斗的短报文功能，分包定时的将气象数据传输到林业局控制中心，并在其气象业务软件上实时的显示，此系统是双向控制，上行数据可以远程对气象采集器进行采集日期操作、清除采集器命令、采集器复位、采集器重启等命令，下行数据每隔1小时气象采集器自动的向北斗数据进行数据发送，基于北斗通信的自动气象站主要有以下一些特点：

（1）具有双向通信功能，进行远程校时、控制;

（2）无人值守，气象数据整点自动上报;

（3）对气象五要素（风、温、湿、压、雨）数据进行自动采集。

3.1.4 护林员定位管理系统 “护林员定位管理系统”是智能手机或平板电脑（PAD）嵌入式技术与北斗技术和无线通信技术相结合，在林火扑救信息应用领域的边界扩展，构建个人的移动综合信息平台。它的装备应用，使得一线战斗人员由原来的信息盲点跃升为系统应用中的信息节点。前线人员通过它采集上报瞬息万变的火场动态，时时接受指挥中心的指令调遣，从而真正实现系统的实战调度指挥功能。

系统是以“日常巡护，防火应急”为目标。在日常管理过程中，以巡山护林为主要任务，记录护林员的日常巡护轨迹、出勤情况等。发生森林火灾后，则主要以配合扑火队伍与前线指挥的需要，采集和上报火场实时信息，感知火场信息，实现联动指挥。

通过嵌入式开发与设备改造，针对扑火车辆、个人通信工具和其他装备实施信息化植入，使其成为火场感知的有机组成部分，完成火场与指挥部的信息交互，有效的降低灾害的损失和人员的风险。护林员定位管理系统是将手持设备如笔记本电脑、PAD、智能手机等与北斗相结合，并利用现有的通信网络，实现在野外环境下的数据采集、地形查询、实时通信等功能。

3.2 基于4G指挥车应急通信系统（图5）

系统基于4G网络协议，以指挥车为中心，配合通信箱中继组网，在火场前线快速构建自组网络，实现信息通信的动态覆盖。

同时指挥车亦作为森林防火信息平台的通信中继，一方面负责通信、接收火场各类感知信息，多维度、多层面地监测火场动态，另一方面利用公网、北斗或者卫星通信网络与指挥中心信息同步，交互操作，实施指令的上产下达。

4G-LTE采用了先进移动通信技术，包括正交频分复用（OFDMA）、自适应调制与解调技术、智能多天线技术（MIMO）、波束赋形技术、分布式发射与分级式接收技术、自适应重传机制（HARQ）、发射功率自动控制技术。利用这些技术，4G-LTE可以很好地满足无线专网覆盖面积广、终端数量多、速率传输时延小、上行速率高、高安全性等关键要求，非常适合构建无线应急通信网。

无线宽带集群行业专网解决方案是基于成熟第四代移动通信系统（4G）的技术平台，采用OFDM、MIMO等多种TD-LTE先进技术以及定制的专业宽带集群技术，同时具有专业集群通信性能、高可靠性和高实时性数据传输以及多媒体调度的能力。无线宽带集群专网解决方案可以承载火场前线各类感知系统业务数据实时交互、协同作业的需要，尤其是音视频信息的调度指挥、现场视频回传等多种业务。

3.3 车载前线感知及调度平台系统

车载前线感知及调度平台系统依托通信指挥车为载体整合各类火场感知信息，是现场指挥调度的信息平台，用来完成应急前线指挥调度各项工作，是火灾扑救现场的前线指挥调度中心。系统以通信指挥车为载体，实现前线指挥与一线扑火队伍的通信和视频传输，并通过无线网络同步数据至后方指挥中心，建立一条前线与指挥中心的数据链，到达前后方火灾扑救信息互联互通的目的，从而有效解决扑火队伍听不到火灾指挥调度命令，决策者看不到火场态势的“聋”和“瞎”问题。

系统主要以感知火场信息，第一时间获取汇总全方位的火场综合信息，并通过网络快速传输至指挥中心应用系统。系统利用可触控的GIS地理信息系统作为指挥调度系统。

前线感知及指挥调度平台系统利用车载微波和无线3G技术建立视频和指挥数据的通信网络，功能上提供扑火队伍北斗定位、查看车载微波视频、调阅空间地理信息、协同扑火队伍指挥调度等功能，在指挥前指完成火场区域资源的信息数据整合。

车载北斗指挥机可实现对现场持有北斗终端扑火队伍进行实时定位，并通过车载空间地理信息系统定位在地图上，直观了解队伍分布，为队伍调度指挥提供有力信息。

车载微波视频主要用于接收无线图传回传数据，实现移动单兵视频采集信息在指挥车即可调阅查看，为前线指挥提供第一手火灾现场实时画面。

车载工作站用于部署森林防火车载前指系统，用于整合指挥前指异构信息系统，提供空间地理信息、北斗短报文首发、扑火指挥等功能，实现前线协同指挥，并通过无线3G网络同步相关火灾信息数据至林业局指挥中心，建立前后端数据信息链的双向通信。

系统采用可触控GIS平台实现对基础地理信息、遥感卫星图片、航拍数据以及防火专题空间等数据进行统一加载，实现数据的分层管理，利用多点可触控的方式直接操作地图进行前线指挥。

3.4 侦查联动触控展示系统

系统利用车载触控屏实现前指与火场信息对象的在线联动。将构成火场扑救体系的各类、各级目标以直观的图标方式标绘在影像地图背景下（图6）。

动态管理与指挥车建立网络通信的前线信息对象。包括多路视频、指挥席的连线开闭、选择多路车辆、人员、火场感知系统的连线、调用等。

基于面向对象操作功能封装，我们将功能键直接标注在信息对象之上，让指挥人员仅关注所需了解、管理、调度的对象本身，而不再关心功能实现的具体操作步骤。前线人员实施火场感知信息的侦查采集时，操作配套的侦查终端系统的同时，车载触控屏完成同步界面的展现，让动态信息直观、直接、实时展现在火场态势中。

系统提供决策席联动批注功能，即决策领导可以通过客户端系统，将批示、标注、辅助绘制等操作结果联动展现在大屏上，方便会商决策与指示传达。

参考文献：

[1] 胡星红，何小梅.基于GIS的森林防火地理信息系统建设方案[J].江西测绘，2015（3） ：55-57.

[2] 刘宝龙.3S技术的森林防火系统研究[J].北京农业，2015（25） ：105-106.

[3] 董中强，郑海霞，徐芙枝，等.中国农业气象信息技术的发展趋势[J].河南农业科学，2002（11）：8-9.

[4] 卓文飞.我国微观农业信息服务创新模式研究[J].河南农业科学，2007（3）：22-24.

[5] 李翔，杨宝祝，郭天财，等.基于WebGIS和ES集成技术的农作物管理地理信息系统研究[J].华北农学报，2003（2）：106-109.

车载多媒体系统 篇12

MirrorLink由车联网联盟(Car Connectivity Consortium,CCC联盟)在2011年9月份正式规范命名的(此前叫做TerminalMode),其目的在通过跨产业合作打造无缝隙的车内通讯环境,让智能手机、平板电脑、电子书等各式移动终端都能通过该标准,便捷而且迅速地与车载信息娱乐系统互联使用,为使用者提供最简单而直接的体验。MirrorLink成为2012年值得关注的十大新技术。

MirrorLink标准结合了多种现有技术来满足各种可能的车内使用情境,包括以虚拟网络运算进行画面显示与用户指令输入、通过通用随即随插寻找对应的设备与完成正确的设定配置,运用蓝牙和实时传输协议执行声音串流等,MirrorLinkTM也能支持目前在车内经常使用的规格包括蓝牙HFP与A2DP协议等技术。

1 MirrorLink的简介

MirrorLink提出了用户移动设备(ML服务器)和车载系统(ML客户端) 两个概念。在MirrorLink运行的环境下,移动设备上的程序和服务将会被复制到汽车环境,界面和音频也将同步到车载系统,并通过车载屏幕和音响显示和播放,同时,车载触摸屏、按键、麦克风也可以通过触控或音控去访问移动设备上的这些程序和服务(如图1所示)。

MirrorLink方案利用移动设备更容易地添加新的消费电子的特点,并将它们集成到车载信息娱乐系统。在用户驾驶的状态下,这些应用程序的使用将变得更加方便。另一方面,大屏幕的车载显示器和车内音响设备可以增强的用户体验。

2 MirrorLink的协议架构

MirrorLink架构由一系列的协议组成(如图2所示),按照功能划分可分为:

(1)连接协议,包含以IP为基础的有线(USB)或者无线(Wifi或蓝牙)的面向连接的服务和无连接的服务,用于传输数据和音频。以及专用的蓝牙连接方案用于传输电话音频和应用音频。

(2)UPnP的服务协议,主要为ML服务器和客户端之间提供广播机制,通知ML客户端此时服务器上的应用程序列表,并对它们进行操作(开启、终止、报告它们的状态等)。

(3)VNC协议,复制ML服务器的显示内容到ML客户端,并将MK客户端的控制信息反馈给ML服务器。包含RFB(远程帧缓存)协议和控制事件的传输,RFB协议是基于TCP/IP或UDP/IP协议的基础之上的,用于传输帧缓存内的数据,并提供压缩技术。

(4)用于传输音频协议,主要有RTP协议,蓝牙的HFP和A2DP,主要用于移动设备的电话和应用程序的音频传输。

(5)安全机制协议,用于MirrorLink的认证和保密。

3 MirrorLink的VNC架构

MirrorLink的VNC架构实现了两个功能,一是将移动设备屏幕上的内容转移到ML客户端,屏幕拷贝可以通过RFB协议,复制移动设备显示卡(Framebuffer副本)中的内容,将其进过一定的处理(旋转、压缩、色彩转换等),再传入到ML客户端的Framebuffer,从而在客户端的显示设备上能出现移动设备上的界面[1]。

严格地说,VNC(Virtual Network Computing,虚拟网络计算)并不是一个协议,而是一个基于平台无关的简单显示协议的超级瘦客户系统,是由Cambridge的AT&T实验室设计开发的。

很多Internet应用程序关注的焦点,是使用户能够从主机计算环境访问到世界上任何位置的资源。VNC则不同,它提供了从世界上任何位置对主机计算环境的访问。VNC分为两个部分——服务器和浏览器(客户端),两端分别位于不同的计算机节点上,其间建立起连接以后,客户端就可以浏览服务器端所在机器的整个系统桌面,并进行必要的控制操作。

VNC的特点主要有以下两个方面:

(1)完全的平台无关性。目前,VNC已经开发出在Windows、Linux、Solaris等多种平台上运行的版本,不同版本的客户端和服务器端可以运行在各自所需要的软件平台之上,同时它们之间又可以进行连接,这就使得不同的图形界面操作系统之间可以实现互操作。比如,服务器运行在Linux系统上,而客户端运行在Windows系统上。这种无关性主要得益于VNC所采用的传输协议,而这种协议本身又相当简单,便于在不同的平台上进行移植。

(2)提供Stateless支持,即客户端不保存会话状态。当不同的客户端连接到同一个服务器时,它所看到的桌面情景都是服务器端当前的状态,对于所有的客户端来说都是一致的,“甚至鼠标的位置都完全一样”。VNC允许从几个地方同时访问一个桌面,因此就可以以计算机支持协同工作(CSCW)的方式共享应用程序。

3.1 VNC的核心协议

3.1.1 RFB(Remote FrameBuffe)

VNC所采用的传输协议是远程显示协议RFB(Remote FrameBuffer,远程帧缓冲区)。该协议是一个关于远程访问图形用户界面的简单协议,位于图像帧缓冲区的层次上,即对桌面图像进行复制和传输,因而不受系统底层显示机制的约束,可以应用于所有的窗口系统之中,包括Windows、X Window和MacOS等。这也就为实现VNC的平台无关性奠定了良好的基础。

在RFB中,用户所在的远程端点(即显示器和键盘、鼠标)称为RFB客户端。引起帧缓冲区发生变化的一端(即窗口系统和应用程序)称为RFB服务器[2]。本方案是将MirrorLink应用于嵌入式操作系统,因此,其设计重点是尽可能地减少对客户端的需求。

3.1.2 显示协议

矩形是RBF的基本的传输单位,一系列的矩形构成了对帧缓冲区的更新,这些矩形之间通常是彼此独立的。在这里,更新表示帧缓冲区从一个有效的状态改变到了另一个状态,这在某种程度上与视频帧很类似,大概也就是采用“帧”这个名称的原因。

更新协议是由客户端的需求驱动的。只有当客户端发出显式的请求时,服务器才会发送一个更新作为响应。这样,协议就更具有适应性。对于同一个帧缓冲区区域,通常的应用程序所做的改变往往一个接一个,也许频率比较高,其中包括很多中间状态。而对于处理速度比较慢的客户端和(或)传输速度比较慢的网络,更新的频率就相应地降低,帧缓冲区的很多中间状态可以被忽略,从而网络传输数据和客户端的重画就都会减少。虽然这样会降低服务质量,但是对于用户来说,在有限的条件下也应该是可以接受的了。

3.1.3 输入协议

协议的输入端,基于一个带有键盘和多键鼠标设备的标准工作站模式。每当用户按下一个键盘按键或者鼠标按键,或者移动鼠标的时候,输入事件就被客户端直接发送给服务器。此外,这些输入也可以与其他非标准I/O设备的输入进行合成。例如,触摸屏软键盘输入,麦克风音频输入等。

3.1.4 图形编码方式

图形的编码方式实际包括了两个部分,即像素的格式和图形的编码。

像素的格式,指的是用像素值表示各种不同的颜色。最常用的像素格式是24位或16位“真彩色”,是把像素值里一些按位划分的域直接转换成红、绿、蓝的亮度;还有8位的“颜色映射”,可以对像素值进行任意的映射,转换成RGB的亮度。

图形的编码,指一个矩形的像素数据以什么样的形式在网络上进行传输。每个包含像素数据的矩形在传输时都加上了一个头,给定矩形左上角在屏幕上的X、Y坐标、矩形的宽和高,以及指定的编码类型,在头后面的数据体本身就是采用这种特定的编码形式。

目前RFB中定义的编码类型有原始编码、复制矩形编码、二维行程(RRE)编码和Hextile编码。增加新的编码类型,就可以对协议进行扩展。其它可能的编码类型还包括,用于静态图片的JPEG和用于动态图像有效传输的MPEG等。虽然根据用户的需要可以采用不同的编码类型,但实际上在VNC中通常只使用hextile编码和复制矩形编码,因为它们对于典型桌面压缩的效果最好[3]。

3.1.5 协议的过程

RFB协议包括两个主要的阶段:初始的握手阶段和随后的普通协议交互。

初始握手由协议版本(ProtocolVersion)、认证(Authentication)、客户初始化(ClientInitialisation)和服务器初始化(ServerInitialisation)等消息组成。

4 MirrorLink的音频传输架构

在MirrorLink的体系架构中,主要有两种音频流,即电话的音频流和应用程序的音频流,这两类音频流在MirrorLink体系中分别采取不同的传输机制。

通常,对于音频的传输组要采用三种的机制。一是RTP实时传输协议。二是蓝牙的高级音频分配协议(A2DP)。三是蓝牙的免提协议(HFP)。在MirrorLink的体系架构中,灵活的采用者三种协议去传输音频流,以达到MirrorLink的正常工作。

在MirrorLink体系架构中,采用改进的UPnP技术对视音频服务重定向设计方案。

4.1 UPnP技术使用的协议

UPnP采用了许多现有的、已经标准化了的协议来获得广泛的设备支持。UPnP协议栈的最下2层是TCP、IP和UDP层;第3层是HTTP、HTTPU、HTTPMU,属于传送协议层。这些协议有: 简单服务发现协议、通用事件通知体系、简单对象访问协议; 第4层是UPnP设备体系定义;第5层是UPnP论坛的各个专业委员会的设备定义层,在这个论坛中,不同电器设备由不同的专业委员会定义[4]。

4.2 改进的UPnP视音频传输技术

视音频服务不只在资源服务器和设备间传递,还可在设备间实现重定向。该系统利用IP协议保证UPnP独立于网络传输的物理介质,采用SOAP协议保证设备具有互操作能力,采用XML对设备和服务进行统一的描述,利用HTTP协议进行手机、电脑和服务期间的信息交互。使用这些现存的、广泛应用的协议能减少开发系统的工作量,使网络设备更好地融入现有网络。该视音频服务重定向系统的系统结构如图3所示。

当车载系统和手机通过物理介质连接好后,①启动手机播放器,手机播放器向网络中广播自己的存在,同时发布自己的服务; ② 启动车载播放器,在网络中搜寻特定服务的设备:网络中若存在该种类型的设备,便返回该设备的设备描述和服务描述给车载播放器,否则返回空;③手机播放器和车载播放器控制点建立点对点TCP连接;④控制点发送车载播放器正在播放的媒体资源地址给手机播放器, 即将播放视频的服务重定向到手机上,并控制手机播放器;⑤手机播放器播放媒体资源,并将音量、进度等状态返回给控制点应用;⑥控制点应用通过控制按钮来控制手机播放器。重复⑤ 、⑥步骤直至资源播放完毕,则该服务重定向过程结束。

5 结束语

MirrorLink作为2012年值得关注的十大新技术,有着非常广阔的研究价值和应用价值。它不但能将车载系统的很多技术集成起来(BT Phone、导航、mp3等),还能以此为平台,去实现更多的新技术开发(车联网,语音控制等)。本论文中对MirrorLink的可行方案进行了研究,并在此基础上提出了一种改进的UPnP视音频传输技术,用以传输手机和车载端的图像,音频信息。相信随着车联网的继续发展和MirrorLink的进一步规范,本方案在越来越多的汽车系统里将会得到更大的应用。

参考文献

[1]梁飞碟,李锦涛,史红周.虚拟网络计算(VNC)协议中的编码方法[J].计算机应用,2004,24(6):56-58.

[2]Tristan Richardson.The RFB Protocol[Z].RealVNC Ltd(formerlyof Olivetti Research Ltd/AT&T Labs Cambridge)_Version 3.8,2010.

[3]张惠,王轶文,舒华忠,等.基于虚拟网络计算(VNC)协议的远程医疗绘制[J].山东生物医学工程,2002,21(3):15-16.