基于ARM的混合動力汽車車載信息系統(tǒng)的應(yīng)用研究

【摘要】：混合動力汽車車內(nèi)載有兩套或兩套以上的動力系統(tǒng),傳統(tǒng)汽車儀表已經(jīng)很難滿足混合動力汽車狀態(tài)信息顯示的需要。隨著智能交通概念的提出,未來的汽車儀表將向著車載綜合信息平臺發(fā)展。目前,嵌入式系統(tǒng)的快速發(fā)展,為未來的混合動力汽車車載信息系統(tǒng)的實現(xiàn)提供了軟硬件基礎(chǔ)。本課題的主要內(nèi)容是設(shè)計一種基于嵌入式系統(tǒng)的混合動力汽車的車載信息系統(tǒng)方案,論文的具體研究內(nèi)容有以下幾方面: 首先,基于ARM微處理器設(shè)計嵌入式混合動力汽車車載信息系統(tǒng)的總體方案,介紹系統(tǒng)的基本功能。針對混合動力汽車車載動力電池組的剩余容量估計問題,本文在分析了現(xiàn)有的電池容量估計算法的基礎(chǔ)上,引入基于卡爾曼濾波的估計方法,仿真驗證表明,該算法與傳統(tǒng)安時計量法相比,估測精度大為提高,并且能夠降低大初始誤差對估測精度的不利影響。 其次,進行嵌入式混合動力汽車車載信息系統(tǒng)的硬件和軟件設(shè)計。硬件方面,以S3C2410微處理器為核心,設(shè)計相關(guān)的外圍電路,包括內(nèi)存模塊、人機接口模塊、CAN總線模塊、串口模塊、GPS導(dǎo)航模塊接口等。軟件方面,在搭建了嵌入式軟件交叉編譯開發(fā)平臺的基礎(chǔ)上,裁剪嵌入式Linux系統(tǒng)內(nèi)核,創(chuàng)建適合本系統(tǒng)功能的操作系統(tǒng)鏡像并移植至硬件平臺。為實現(xiàn)人機交互功能,基于QT/Embedded技術(shù)設(shè)計液晶顯示界面,通過模塊化設(shè)計方法規(guī)劃應(yīng)用程序的各個子任務(wù),給出相應(yīng)的任務(wù)流程圖。 最后,將應(yīng)用程序下載到嵌入式系統(tǒng)上進行在線調(diào)試,完成應(yīng)用層的設(shè)計。經(jīng)軟硬件綜合調(diào)試后,給出調(diào)試結(jié)果和實際顯示界面。結(jié)果表明,本系統(tǒng)基本實現(xiàn)了設(shè)計功能,可行性較高。 【關(guān)鍵詞】：混合動力汽車 車載信息系統(tǒng) 嵌入式系統(tǒng) ARM 嵌入式Linux QT/Embedded SOC估計 卡爾曼濾波
【學(xué)位授予單位】：燕山大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2011
【分類號】：U469.7
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第1章 緒論11-19
• 1.1 引言11
• 1.2 混合動力汽車11-13
• 1.2.1 國外混合動力汽車的發(fā)展12
• 1.2.2 國內(nèi)混合動力汽車的發(fā)展12-13
• 1.3 車載信息系統(tǒng)13-16
• 1.3.1 國外車載信息系統(tǒng)的發(fā)展14
• 1.3.2 國內(nèi)車載信息系統(tǒng)的發(fā)展14-16
• 1.4 嵌入式混合動力汽車車載信息系統(tǒng)16-17
• 1.4.1 嵌入式系統(tǒng)概述16-17
• 1.4.2 嵌入式混合動力汽車車載信息系統(tǒng)的提出17
• 1.5 論文的主要研究內(nèi)容及意義17-19
• 第2章 系統(tǒng)總體設(shè)計及相關(guān)算法研究19-37
• 2.1 引言19
• 2.2 嵌入式處理器19-21
• 2.2.1 ARM 系列微處理器簡介19
• 2.2.2 ARM9 處理器S3C241019-21
• 2.3 嵌入式操作系統(tǒng)21-22
• 2.3.1 嵌入式操作系統(tǒng)簡介21
• 2.3.2 嵌入式Linux21-22
• 2.4 HEV 車載信息系統(tǒng)總體方案設(shè)計22-23
• 2.5 基于卡爾曼濾波的動力電池剩余容量估計23-36
• 2.5.1 電池荷電狀態(tài)的概念和計算方法24-26
• 2.5.2 傳統(tǒng)SOC 估計算法介紹26-27
• 2.5.3 卡爾曼濾波估計算法設(shè)計27-30
• 2.5.4 仿真研究30-36
• 2.6 本章小結(jié)36-37
• 第3章 HEV 車載信息系統(tǒng)硬件設(shè)計37-49
• 3.1 引言37
• 3.2 車載信息系統(tǒng)的硬件總體架構(gòu)37-38
• 3.3 存儲器模塊38-39
• 3.4 人機接口模塊39-41
• 3.4.1 LCD 顯示模塊39-40
• 3.4.2 觸摸屏模塊40-41
• 3.5 數(shù)據(jù)采集模塊41-43
• 3.5.1 電壓采集模塊41-42
• 3.5.2 電流采集模塊42
• 3.5.3 溫度采集模塊42-43
• 3.6 串口通信模塊43
• 3.7 CAN 總線通信模塊43-46
• 3.7.1 CAN 總線43-44
• 3.7.2 CAN 總線接口電路44-46
• 3.8 GPS 模塊46-48
• 3.8.1 GPS 導(dǎo)航系統(tǒng)46
• 3.8.2 GPS 衛(wèi)星信號的調(diào)制46-47
• 3.8.3 GPS 衛(wèi)星信號的接收47-48
• 3.9 硬件平臺48
• 3.10 本章小結(jié)48-49
• 第4章 HEV 車載信息系統(tǒng)軟件設(shè)計49-67
• 4.1 引言49
• 4.2 HEV 車載信息系統(tǒng)軟件設(shè)計的任務(wù)分析49
• 4.3 嵌入式軟件的開發(fā)流程49-50
• 4.4 交叉編譯環(huán)境的搭建50-51
• 4.5 嵌入式Linux 系統(tǒng)的移植51-59
• 4.5.1 Boot Loader 的移植52-54
• 4.5.2 嵌入式Linux 內(nèi)核的移植54-56
• 4.5.3 嵌入式根文件系統(tǒng)的移植56-58
• 4.5.4 鏡像文件燒寫58-59
• 4.6 基于嵌入式QT 的應(yīng)用程序設(shè)計59-66
• 4.6.1 基于QT/Embedded 的人機界面設(shè)計59-61
• 4.6.2 CAN 總線通信任務(wù)61-62
• 4.6.3 數(shù)據(jù)采集任務(wù)62-64
• 4.6.4 SOC 估計任務(wù)64-65
• 4.6.5 GPS 導(dǎo)航任務(wù)65-66
• 4.7 本章小結(jié)66-67
• 第5章 系統(tǒng)調(diào)試結(jié)果67-71
• 5.1 系統(tǒng)調(diào)試67-68
• 5.2 系統(tǒng)界面68-70
• 5.2.1 主界面68-69
• 5.2.2 動力電池監(jiān)測界面69
• 5.2.3 導(dǎo)航界面69-70
• 5.3 本章小結(jié)70-71
• 結(jié)論71-73
• 附錄 嵌入式車載信息系統(tǒng)電路原理圖73-74
• 參考文獻74-79
• 攻讀碩士學(xué)位期間承擔的科研任務(wù)與主要成果79-80
• 致謝80-81
• 作者簡介81

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