基于嵌入式Qtopia汽車BCM自動檢測系統(tǒng)設(shè)計(jì)

摘要 汽車BCM在車身功能控制系統(tǒng)中起著舉足輕重的作用，因此汽車BCM出廠前的功能檢測一直得到企業(yè)和消費(fèi)者的高度重視。目前多數(shù)企業(yè)仍使用人工測試的方法，而本次自動檢測系統(tǒng)是采用三星公司的S3C2440作為核心控制器，在嵌入式Linux系統(tǒng)下使用Qtopia應(yīng)用開發(fā)平臺搭建控制界面添加檢測控制程序，通過接口板連接汽車BCM從而實(shí)現(xiàn)自動檢測功能。
關(guān)鍵詞 汽車BCM；嵌入式Liunx；Qtopia；自動檢測

    隨著汽車行業(yè)的快速發(fā)展，越來越多的車身電子設(shè)備得到應(yīng)用。汽車BCM上的節(jié)點(diǎn)和連線也越來越多，導(dǎo)致了汽車BCM功能檢測變得更加復(fù)雜。

1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)的可行性
1．1 自系統(tǒng)的應(yīng)用前景
    隨著生活水平的提高，人們對汽車功能的舒適性和安全性也提出了更高的要求。汽車BCM模塊控制著汽車上的絕大部分自動化功能，主要包括汽車的燈光、電動車窗、中央門鎖、防盜報警、電動后視鏡、電動座椅、雨刮器、安全氣囊等。在安裝使用BCM前企業(yè)就需要對汽車BCM進(jìn)行全功能檢測。由于器件繁多，傳統(tǒng)的人工檢測方法工人需要根據(jù)各個功能模塊采用手動方式逐個進(jìn)行測試，測試效率低，可靠性差。自動檢測系統(tǒng)用于生產(chǎn)檢測后不僅可以大幅降低BCM檢測儀的體積和成本，而且BCM的檢測效率也可提高4～6倍。投入使用后可為公司減少設(shè)備投資、節(jié)省人力，帶來更大經(jīng)濟(jì)效益。

1．2 系統(tǒng)可行性
    汽車BCM檢測時，工人通過各種開關(guān)按鍵讓BCM在模擬負(fù)載環(huán)境下，測試各個功能模塊是否存在故障。而這些開關(guān)信號可通過程序中的高低電平來代替，這給自動化測試創(chuàng)造了可行條件。該自動檢測系統(tǒng)開始工作時，中央控制器通過接口板向汽車BCM發(fā)送測試信號，然后BCM做出響應(yīng)驅(qū)動接口板上的負(fù)載，再將檢測結(jié)果傳輸?shù)狡聊徊@示。如果BCM一切功能正常，液晶顯示屏就會顯示BCM良好。而檢測過程中如果某一部分功能出現(xiàn)故障，則檢測系統(tǒng)立即停止檢測，并將故障部位顯示在液晶屏幕上提示檢測人員。另外基于嵌入式系統(tǒng)下通過Qtopia可以較為容易地開發(fā)觸摸屏控制界面，這樣工人就可以直觀地通過簡單的操作來實(shí)現(xiàn)汽車BCM功能的自動化檢測。

2 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)
    軟件部分是在嵌入式Redhat9Linux操作系統(tǒng)下設(shè)計(jì)的，使用Linux-2．6．30．4版本內(nèi)核、EABI_4．3．3_EmbedSky交叉編譯工具。
2．1 嵌入式Linux操作系統(tǒng)的搭建
2．1．1 移植uboot到開發(fā)板
    開發(fā)板中缺少uboot開機(jī)無法啟動，要將編寫好的uboot通過Jtag分別燒寫到開發(fā)板的Nor Flash和NandFlash存儲器中，即可從Nor Flas h或者Nand Flash啟動。
2．1．2 Linux系統(tǒng)內(nèi)核移植
    下載并解壓系統(tǒng)源碼到PCLinux的／opL／EmbedSky／中，解壓命令為#tar xvfj linux-2．6．30．4tar．bz2-C／opt／EmbedSky／，再進(jìn)入內(nèi)核源碼通過修改Makefile文件中的“ARCH? =(SUBARCH)”和“CROSS_COMPILE? =”分別為“ARCH=arm”和“CROSS_COMPILE=arm-linu x-”從而添加系統(tǒng)對ARM的支持。使用命令：#make menuconfig打開配置菜單界面，如圖2所示。

    按要求配置完成以后通過命令：#make zImage進(jìn)行編譯后生成zImage鏡像，最后將其燒寫到開發(fā)板中。
2．1．3 文件系統(tǒng)移植
    打開配置單，存配置單中增加對yaffs的支持。
    對各項(xiàng)配置好以后保存為．config然后編譯出鏡像來。
2．2 搭建Qtopia-2．2．0開發(fā)應(yīng)用平臺
    Qtopia是Trolltech公司為采用嵌入式Linux操作系統(tǒng)的消費(fèi)電子設(shè)備而開發(fā)的綜合應(yīng)用平臺，Qtopia包含完整的應(yīng)用層、靈活的用戶界面、窗口操作系統(tǒng)、應(yīng)用程序啟動程序以及開發(fā)框架。
    本系統(tǒng)檢測設(shè)計(jì)時首先是在PC機(jī)上設(shè)計(jì)、修改、調(diào)試、編譯通過以后再燒錄到開發(fā)板的。首先解壓安裝交叉編譯器EABI_4．3．3_Embed Sky．tar．bz2，然后使用#source／etc／profile命令使其生效。接著編譯PC版本的Qtopia-2．2．0，打開PC機(jī)的Linux終端然后在終端輸入執(zhí)行命令：．／x86-qtopia-2．2．0-kongqueror-build，之后就開始編譯QT。等編譯完成后在終端里輸入命令#．／test-x86就打開了Qtop ia的仿真界面，如圖3所示。

    隨后編譯ARM版本的Qtopia接著制作Qtopia2．2．0的文件系統(tǒng)后就可以進(jìn)行QT應(yīng)用程序的開發(fā)。
2．3 系統(tǒng)應(yīng)用程序開發(fā)
    首先設(shè)置環(huán)境變量，然后建立QT的項(xiàng)目文件后啟動Qtdesigner開始根據(jù)實(shí)際需要設(shè)計(jì)控制界面。在設(shè)計(jì)過程巾需要注意QT信號和槽的對應(yīng)關(guān)系，設(shè)計(jì)完成后保存為*．ui工程文件。通過uic軟件把建立好的工程轉(zhuǎn)換成源代碼，再添加通用的文件main．cpp文件，使用tmake中的progen軟件生成pro文件，從上面得到的pro文件再生成Makefile文件，然后制作啟動器、桌面圖標(biāo)，在*．cpp文件巾加入本設(shè)計(jì)系統(tǒng)對汽
車BCM自動檢測的控制程序，最后進(jìn)行編譯和仿真。在ARM環(huán)境下編譯完成后將“／opt／EmbenSky／Qte／arm-qtopia／qtopia／image／opt ／Qtopia／bin／”目錄下的應(yīng)用程序和在這個目錄“Qte／arm-qtopia／qtopia／image／opt／Qtopia／pics／”下的桌面圖標(biāo)以及“Qte ／arm-qtopia／qtopia／image／opt／Qtopia／apps／EmbedSky”目錄下的啟動器分別放到開發(fā)板文件系統(tǒng)對應(yīng)的目錄下，編譯鏡像文件燒錄到開發(fā)板，最后重新啟動開發(fā)板后就可正常運(yùn)行了。圖4為本設(shè)計(jì)系統(tǒng)的觸摸屏控制界面。

3 系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)
    綜合考慮經(jīng)濟(jì)和性能等方面的因素，硬件控制部分本檢測系統(tǒng)選擇使用天嵌公司的TQ2440系列嵌入式開發(fā)板，核心板部分原理圖如圖5所示。核心板模塊是S3C2440，S3C2440是三星公司推出的一款功能強(qiáng)大，功耗低的ARM9嵌入式CPU，應(yīng)用范圍廣泛。主頻400 MHz，觸摸屏使用次數(shù)可達(dá)到10萬次。

    為實(shí)現(xiàn)分析控制器與汽車BCM的連接和信號上下傳輸，根據(jù)實(shí)際應(yīng)用情況，系統(tǒng)設(shè)計(jì)了接口電路板。由于汽車BCM上的元器件和輸入輸出端口較多，而控制開發(fā)板的IO口較少，所以接口板起到一個橋梁作用。系統(tǒng)采用74hc573來擴(kuò)展應(yīng)用端口，另外接口板上還設(shè)計(jì)了大量的負(fù)載，比如LED燈、蜂鳴器、大功率電阻等。出于自動檢測系統(tǒng)的通用性考慮，接口板上還預(yù)留了一些輸入輸出端口作為以后開發(fā)擴(kuò)展使用。
整個接口板元器件繁多、布線難度相對比較大，其原理如圖7所示。

4 結(jié)束語
    隨著汽車安全性和舒適性的提高，進(jìn)而促進(jìn)了汽車BCM生產(chǎn)行業(yè)的發(fā)展，所以具有高效、準(zhǔn)確、廉價性能的汽車BCM自動檢測系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是發(fā)展趨勢。
    設(shè)計(jì)是在嵌入式Linux操作系統(tǒng)下，通過Qtopia搭建控制界面而完成的一套自動檢測系統(tǒng)。其特點(diǎn)是功能強(qiáng)大、功耗低、成本小，并且易于開發(fā)新的控制系統(tǒng)，升級空間比較大，今后可以根據(jù)需要進(jìn)一步完善測試功能。汽車BCM故障檢測系統(tǒng)也將朝著更方便、準(zhǔn)確、通用的方向發(fā)展。