CN105955737A - 基于flash图形界面的虚拟仪表 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于flash图形界面的虚拟仪表。包括硬件平台和虚拟仪表软件。其中，硬件平台包括系统核心CPU模块、模拟采样模块、USB驱动模块、串口通讯模块、CAN通讯模块、液晶驱动模块、系统供电模块、输入输出模块、触控驱动模块、内存模块、存储器。虚拟仪表软件封装于系统核心CPU模块内。虚拟仪表软件包括在系统核心CPU模块内封装的操作系统部分和后台容器应用程序部分，及嵌入后台容器应用程序部分的Flash图形界面。本发明具有图形界面实时且2D 或 3D动画显示，接口定义自行定义和封装开发好，及显示内容或改变显示风格便于更换的效果。

Description

基于flash图形界面的虚拟仪表

技术领域

本发明属于汽车辅助设备领域，特别涉及一种基于flash图形界面的虚拟仪表。

背景技术

目前，传统应用于汽车上的仪表主要是以机械式指针仪表为主。现在出现的全液晶虚拟仪表系统也开始逐渐应用到高端车型上。使用时，是通过在大尺寸液晶显示屏上虚拟指针仪表的形式完成传统仪表的功能。显示的内容变得更加丰富，并能够根据驾驶员的需要和实际车况进行动态调整，能够显示车载影音，倒车影像，地图导航等内容。典型的有路虎、宝马、凯迪拉克及捷豹等高端车型。针对全液晶虚拟仪表这一发展趋势，国内外许多汽车厂商都在进行这方面的研究，但我国仍处于研发的初级阶段。对于液晶虚拟仪表的控制器的应用，国内的解决方案是将控制器嵌入己经广泛使用的消费电子类处理器当中。配套的操作系统方面，国内的研究大都采用WinCE、Linux或Android等通用操作系统。其中，QNX操作系统是这两年国内才在开始研究的，其图形显示界面的开发上主要是采用MiniGUI、OpenGUI、QT或LabVIEW等图形开发技术；另外，Altia也是这两年才在国内开始研究，针对国外的高端车型虚拟仪表所采用ARM+QNX+Altia进行开发。然而，ARM+Android设计的虚拟仪表实现方法存在如下缺陷：虚拟仪表指针运动的动态方式难以实现，指针呆板真实感差；图形界面表盘基于像素图片，放大缩小都会失真，因此假设需要更换屏幕大小或更改表盘位置时，图形界面的程序难以复用。另外，采用ARM+Android设计方案还存在开发效率低，开发难度高，且图形界面不美观，难以满足各别高档次消费群体对虚拟仪表体验需求。若采用ARM+Linux+MiniGUI设计或者ARM+Linux+QT设计的虚拟仪表则会存在如下缺陷：（1）因为图形界面开发的工具需要收取软件使用费，所以造成技术成本偏高。（2）图形界面不是基于矢量图，开发完的程序较大，放大或缩小都会失真，因此更换屏幕大小或更改表盘位置时，图形界面程序同样存在难以复用的问题。（3）设计完成的虚拟仪表图形界面不够美观，高档次消费群体对虚拟仪表体验需求。若采用PC+Windows+LabVIEW设计的虚拟仪表存在如下缺陷：LabVIEW仅是针对虚拟仪器，所有的仪表全部封装好在控件上。应用时，开发人员虽然可以根据需求改变相关控件的表现形式，但无法完全自由的设计仪表的界面，其图形界面同样存在不够美观，高档次消费群体对虚拟仪表体验需求。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种图形界面实时且2D 或 3D动画显示，接口定义自行定义和封装开发好，及显示内容或改变显示风格便于更换的基于flash图形界面的虚拟仪表。

为实现上述目的，本发明提供的基于flash图形界面的虚拟仪表，包括硬件平台和封装于硬件平台内的虚拟仪表软件，其特征在于，所述的硬件平台包括系统核心CPU模块、与系统核心CPU模块连接的模拟采样模块、与系统核心CPU模块连接的USB驱动模块、与系统核心CPU模块连接的串口通讯模块、与系统核心CPU模块连接的CAN通讯模块、与系统核心CPU模块连接的液晶驱动模块、与系统核心CPU模块连接的系统供电模块、与系统核心CPU模块连接的输入输出模块、与系统核心CPU模块连接的触控驱动模块、与系统核心CPU模块连接的内存模块、与系统核心CPU模块连接的存储器。CAN通讯模块是对整车各电子控制装置之间实现通讯数据转发的智能电控设备。虚拟仪表软件封装于系统核心CPU模块内。虚拟仪表软件包括在系统核心CPU模块内封装的操作系统部分和后台容器应用程序部分，及嵌入后台容器应用程序部分的Flash图形界面。由此，针对每层都可以采用最专业的开发软件来进行实现，底层软件可以根据所选的芯片平台来进行选择；上位机可以根据所使用的操作系统来进行选择；图形界面可以使用最专业的2D 或 3D动画制作软件来设计。有效的避免了单个软件只有某项功能较强其他功能要不无法实现要不效果不佳的弊端，保证了虚拟仪表界面给使用者带来良好的用户体验。可以很容易用新的实现来替换原有层次的实现。只要前后提供的服务（接口）相同，即可替换。系统开发过程中，功能需求不断变化，我们可以替换现有的层次以满足新的需求变化。例如：如车辆改变了车载的相关设备的厂商，且显示内容相同，我们可只替换底层软件；如我们需更换上位机操作系统，只需更换上位机软件；如客户要求改变显示内容或改变显示风格，只需更换图形界面软件。开发人员的专业化分工，专注理解本层。由于本层仅仅调用相邻一层的程序接口，只需本层与相邻一层的接口定义清晰完整，开发人员在开发本层时就可以关注集中于这一层所用的功能和技术。有利于复用。充分利用现有功能程序组件，将已经辨识的具有相对独立功能的层应用于新系统的开发，保证新系统开发的过程中，能够将重点集中于辨识和实现应用系统特有的业务功能，最终缩短系统开发周期，提高系统的质量。

在一些实施方式中，后台容器应用程序部分与Flash图形界面程序部分之间数据交互方式如下：第一，采集车辆设备的运行状态数据；第二，采集到的数据按接口定义的要求封装存入缓存；第三，启动后台容器应用程序部分和/或封装的Flash图形界面程序部分作为显示界面；第四，提供调用后台容器应用程序部分内与Flash图形界面程序部分数据交互的接口函数，通过接口函数把数据按要求的格式传给Flash图形界面程序部分；同时，接收线程被调用接口函数中断事，将Flash图形界面程序部分传出的值进行解构存入缓存供给其他处理线程使用。

在一些实施方式中，Flash图形界面程序部分中图形界面影片剪辑及动画控制函数对仪表指针控制方式如下：第一，方法被调用开始；第二，计算指针运动目标角度；第三，if指针当前角度≥-180°&& 指针当前角度≤0°；第四，当第三步的条件符合时，先运行指针运动目标角度=指针运动目标角度-360°；当第三步的条件不符合时，跳过运行指针运动目标角度=指针运动目标角度-360°；第五，创建实时指针动画运动效果。

在一些实施方式中，后台容器应用程序部分实时以数码、动画及波形图显示给车辆的操作使用者查看的方式：第一，后台容器应用程序部分调用开始；第二，解构后台传入的数据；第三，将解构的数据赋值给相应的变量；第四，带入变量值调用指针运动函数创建实时指针运动动画效果。

在一些实施方式中，硬件平台包括基于X86架构的PC硬件平台或者基于ARMCortex-A9架构的嵌入式硬件平台。

在一些实施方式中，系统核心CPU模块包括凌动N2800芯片或者I.MX 6Q芯片。

在一些实施方式中，内存模块是1G以上内存；所述的存储器是4G以上存储器。

本发明具有图形界面实时且2D 或 3D动画显示，接口定义自行定义和封装开发好，及显示内容或改变显示风格便于更换的效果。具体如下：1、用Flash软件进行虚拟仪表图形界面的设计首先要解决数据传输接口的问题。因为flash矢量动画开发平台主要市场是针对互联网多媒体，在网页制作、游戏制作、动画制作都有广泛应用，而针对汽车仪表这种汽车电子产品（更接近于工控电子）的应用国内基本没有什么研究，Adobe公司的Flash软件开发平台并不是针对仪器仪表行业，也不是专门针对图形界面应用程序开发的。所以如需采用Flash进行虚拟仪表图形界面开发，软件设计上必须采取图形界面软件嵌入后台应用程序软件的体系结构。软件之间的接口需要自行定义、封装并开发，不能像其他第三方软件一样使用已开发定义好的接口。2、要保证开发的虚拟仪表图形界面能给消费者带来非凡的用户体验，（1）需利用Flash可以全部使用矢量图片素材的特点，产品美工设计者要发挥创造力制作精美且占用存储空间小的仪表矢量图片素材，保证虚拟仪表图形界面的精美；（2）需要通过程序动态控制影片剪辑，使整个虚拟仪表图形界面的相关组件能进行放大、缩小、变色、变形、渲染及改动位置等变化，保证虚拟仪表图形界面的生动。（3）虚拟仪表是相对实物仪表而命名的，虚拟仪表要给消费者带来实物仪表般的用户体验还需解决表盘指针运动动画控制的关键问题。

附图说明

图1为本发明硬件平台的方框结构示意图；

图2为本发明软件平台的方框结构示意图；

图3为本发明后台容器应用程序部分与Flash图形界面程序部分之间数据交互方式传入数据的方框结构示意图；

图4为本发明后台容器应用程序部分与Flash图形界面程序部分之间数据交互方式传出数据的方框结构示意图；

图5为本发明Flash图形界面程序部分中图形界面影片剪辑及动画控制函数对仪表指针控制方式的方框结构示意图；

图6为本发明后台容器应用程序部分实时以数码、动画及波形图显示给车辆的操作使用者查看的方式的方框结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对发明作进一步详细的说明。

如图1所示，基于flash图形界面的虚拟仪表，包括硬件平台和封装于硬件平台内的虚拟仪表软件，硬件平台包括系统核心CPU模块、与系统核心CPU模块连接的模拟采样模块、与系统核心CPU模块连接的USB驱动模块、与系统核心CPU模块连接的串口通讯模块、与系统核心CPU模块连接的CAN通讯模块、与系统核心CPU模块连接的液晶驱动模块、与系统核心CPU模块连接的系统供电模块、与系统核心CPU模块连接的输入输出模块、与系统核心CPU模块连接的触控驱动模块、与系统核心CPU模块连接的内存模块、与系统核心CPU模块连接的存储器。CAN通讯模块是对整车各电子控制装置之间实现通讯数据转发的智能电控设备。硬件平台包括基于X86架构的PC硬件平台或者基于ARM Cortex-A9架构的嵌入式硬件平台。系统核心CPU模块包括凌动N2800芯片或者I.MX 6Q芯片。内存模块是1G以上内存；所述的存储器是4G以上存储器。如图2所示，虚拟仪表软件封装于系统核心CPU模块内。虚拟仪表软件包括在系统核心CPU模块内封装的操作系统部分和后台容器应用程序部分，及嵌入后台容器应用程序部分的Flash图形界面。如图3所示，后台容器应用程序部分与Flash图形界面程序部分之间数据交互方式如下：第一，采集车辆设备的运行状态数据；第二，采集到的数据按接口定义的要求封装存入缓存；第三，启动后台容器应用程序部分和/或封装的Flash图形界面程序部分作为显示界面；第四，提供调用后台容器应用程序部分内与Flash图形界面程序部分数据交互的接口函数，通过接口函数把数据按要求的格式传给Flash图形界面程序部分；同时，接收线程被调用接口函数中断事，将Flash图形界面程序部分传出的值进行解构存入缓存供给其他处理线程使用。如图4-5所示，Flash图形界面程序部分中图形界面影片剪辑及动画控制函数对仪表指针控制方式如下：第一，方法被调用开始；第二，计算指针运动目标角度；第三，if指针当前角度≥-180°&& 指针当前角度≤0°；第四，当第三步的条件符合时，先运行指针运动目标角度=指针运动目标角度-360°；当第三步的条件不符合时，跳过运行指针运动目标角度=指针运动目标角度-360°；第五，创建实时指针动画运动效果。如图6所示，后台容器应用程序部分实时以数码、动画及波形图显示给车辆的操作使用者查看的方式：第一，后台容器应用程序部分调用开始；第二，解构后台传入的数据；第三，将解构的数据赋值给相应的变量；第四，带入变量值调用指针运动函数创建实时指针运动动画效果。

实例1为本发明运行程序如下：

package {

\\其他加载程序包

\\Flash与其它容器进行交互程序包

Import flash.external.ExternalInterface;

public class main extends MovieClip \\定义fal文件（flash舞台）的类

{

\\定义main类私有的常量、变量、方法函数等

\\指针运动方法函数

private function ChangeNeedleAngle():void

{

//计算指针需运动到什么角度

//指针运动目标角度=实时数据相对于刻度0的偏移角度;

//控制指针不乱转

if(指针当前角度>=-180 &&指针当前角度<0)

{

指针运动目标角度=指针运动目标角度-360;

}

//创建实时指针运动动画效果

var tween2:Tween=

new Tween(指针,"rotation",Bounce.easeOut,指针.rotation,指针运动角度,0.5,true);

// 旋转 冲过后回转 动画时长0.5秒

}

public function main() \\构造主函数

{

\\给主函数加入fla舞台上的组件的各种事件函数；

\\向后台容器应用程序传递数据的函数

ExternalInterface.call("SendToOut",参数);

\\定义后台容器应用程序向Flash传递数据需调用的接口函数

ExternalInterface.addCallback("SendToFlash", receive);

Function abcd(str:String):void

{

//接收后台应用程序传递过来的数据解析封装；

//调用影片剪辑的动画绘图函数实时刷新显示相应的数据。

……

ChangeNeedleAngle();

……

}

}

}

以上所述的仅是本发明的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于发明的保护范围。

Claims (7)

1.基于flash图形界面的虚拟仪表，包括硬件平台和封装于硬件平台内的虚拟仪表软件，其特征在于，所述的硬件平台包括系统核心CPU模块、与系统核心CPU模块连接的模拟采样模块、与系统核心CPU模块连接的USB驱动模块、与系统核心CPU模块连接的串口通讯模块、与系统核心CPU模块连接的CAN通讯模块、与系统核心CPU模块连接的液晶驱动模块、与系统核心CPU模块连接的系统供电模块、与系统核心CPU模块连接的输入输出模块、与系统核心CPU模块连接的触控驱动模块、与系统核心CPU模块连接的内存模块、与系统核心CPU模块连接的存储器；

所述的虚拟仪表软件封装于系统核心CPU模块内；

所述的虚拟仪表软件包括在系统核心CPU模块内封装的操作系统部分和后台容器应用程序部分，及嵌入后台容器应用程序部分的Flash图形界面。

2.根据权利要求1所述的基于flash图形界面的虚拟仪表，其特征在于，所述的后台容器应用程序部分与Flash图形界面程序部分之间数据交互方式如下：第一，采集车辆设备的运行状态数据；

第二，采集到的数据按接口定义的要求封装存入缓存；

第三，启动后台容器应用程序部分和/或封装的Flash图形界面程序部分作为显示界面；

第四，提供调用后台容器应用程序部分内与Flash图形界面程序部分数据交互的接口函数，通过接口函数把数据按要求的格式传给Flash图形界面程序部分；同时，接收线程被调用接口函数中断事，将Flash图形界面程序部分传出的值进行解构存入缓存供给其他处理线程使用。

3.根据权利要求2所述的基于flash图形界面的虚拟仪表，其特征在于，所述的Flash图形界面程序部分中图形界面影片剪辑及动画控制函数对仪表指针控制方式如下：

第一，方法被调用开始；

第二，计算指针运动目标角度；

第三，if指针当前角度≥-180°&& 指针当前角度≤0°；

第四，当第三步的条件符合时，先运行指针运动目标角度=指针运动目标角度-360°；当第三步的条件不符合时，跳过运行指针运动目标角度=指针运动目标角度-360°；

第五，创建实时指针动画运动效果。

4.根据权利要求3所述的基于flash图形界面的虚拟仪表，其特征在于，所述的后台容器应用程序部分实时以数码、动画及波形图显示给车辆的操作使用者查看的方式：

第一，后台容器应用程序部分调用开始；

第二，解构后台传入的数据；

第三，将解构的数据赋值给相应的变量；

第四，带入变量值调用指针运动函数创建实时指针运动动画效果。

5. 根据权利要求1所述的基于flash图形界面的虚拟仪表，其特征在于，所述的硬件平台包括基于X86架构的PC硬件平台或者基于ARM Cortex-A9架构的嵌入式硬件平台。

6. 根据权利要求5所述的所述的基于flash图形界面的虚拟仪表，其特征在于，所述的系统核心CPU模块包括凌动N2800芯片或者I.MX 6Q芯片。

7.根据权利要求1所述的所述的所述的基于flash图形界面的虚拟仪表，其特征在于，所述的内存模块是1G以上内存；所述的存储器是4G以上存储器。