本虛擬儀表系統(tǒng)的的應(yīng)用程序基于QT/Embedded平臺，使用QT的輕量級集成開發(fā)環(huán)境QT Creator完成開發(fā)，最后在已搭建的開發(fā)環(huán)境中編譯生成可執(zhí)行二進(jìn)制文件，并將其移植到硬件平臺中的文件系統(tǒng)中進(jìn)行測試。

虛擬儀表系統(tǒng)應(yīng)用程序的主要工作流程如圖4所示，在系統(tǒng)上電后，應(yīng)用程序開始運行，要實現(xiàn)汽車虛擬儀表系統(tǒng)的功能，應(yīng)用程序需要完成虛擬儀表面板和后臺處理程序的開發(fā)：

圖4 系統(tǒng)軟件工作流程圖

3.2.1 虛擬儀表面板的繪制

虛擬儀表面板主要將汽車的一些基本狀態(tài)在LCD上通過表盤和數(shù)字直觀、動態(tài)的顯示出來，本設(shè)計中采用速度、油量、電池電量、時間日期、安全帶、安全氣囊、行駛里程等狀態(tài)。

為了提高本虛擬儀表的可擴展性和可維護(hù)性，在本設(shè)計中，為每種具體的虛擬儀表對象定義一個抽象類。

下面即以儀表盤類（QMeter）為例介紹本系統(tǒng)中虛擬儀器面板的繪制。

在需要顯示的各種狀態(tài)中，速度和油量通常以儀表盤形式顯示，虛擬儀表模塊中的虛擬儀表盤采用QT的二維圖形引擎的基礎(chǔ)類QPainter開發(fā)。QPainter具有豐富的圖形圖像繪制函數(shù)，并支持反走樣、漸變填充、像素混合、線性變換等特性，利用這些函數(shù)完成儀表盤的繪制。

QMeter類的定義如下：

3.2.2 后臺處理程序

后臺處理程序主要將系統(tǒng)下層采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，將有用的數(shù)據(jù)傳送至虛擬儀表面板顯示，實現(xiàn)虛擬儀表的動態(tài)顯示，同時以多線程的方式不斷檢測汽車各項狀態(tài)，當(dāng)某項狀態(tài)出現(xiàn)異?；虼嬖谖ｋU時驅(qū)動LCD和語音芯片向駕駛員報警，其中異常狀態(tài)有超速、存油量過低、電池電量過低等。下面以報警子程序為例講解后臺處理子程序。

報警子程序在后臺處理程序中新建一個線程，通過多線程的方式以輪詢的方式查詢各個傳感器的狀態(tài)，當(dāng)發(fā)現(xiàn)某個狀態(tài)存在危險時，驅(qū)動語音芯片發(fā)出相應(yīng)的報警信息。其定義如下：

QT特有的信號與槽（signal/slots）機制實現(xiàn)方式如下：

通過調(diào)用QObject對象的connect函數(shù)，將報警線程的sendData信號與主線程的槽函數(shù)Deal（）關(guān)聯(lián)，當(dāng)報警偵聽線程發(fā)射信號時，主線程槽函數(shù)及時被調(diào)用，驅(qū)動報警。

4 應(yīng)用程序示例

將裁剪、編譯過的內(nèi)核與制作的帶QT庫的文件系統(tǒng)燒寫到開發(fā)板。在開發(fā)環(huán)境內(nèi)交叉編譯編寫的應(yīng)用程序，得到可執(zhí)行二進(jìn)制文件，將此文件移植到開發(fā)板，即可實現(xiàn)應(yīng)用程序的發(fā)布。重新開機，運行應(yīng)用程序即顯示虛擬儀表界面，如圖5所示。

圖5 基于嵌入式Linux與QT的汽車虛擬儀表主界面

通過汽車上的各種傳感器采集數(shù)據(jù)，通過控制器和高速CAN總線傳送到S3C6410硬件平臺解析，應(yīng)用程序得到解析后的數(shù)據(jù)后，即可動態(tài)的顯示當(dāng)前車輛的各種狀態(tài)及報警情況。

5 結(jié) 語

本文設(shè)計的汽車虛擬儀表，具有優(yōu)良的跨平臺性能；該設(shè)計方案使得儀表信息量增大，操作簡單，易于維護(hù)，界面友好；采用開放源碼設(shè)計，使得本系統(tǒng)開發(fā)成本降低；使用雙緩沖技術(shù)消除了儀表顯示頁面的閃爍；采用多線程技術(shù)，使處理、顯示與報警同時進(jìn)行，提高了系統(tǒng)的實時性與靈敏度；將具體的虛擬儀表對象定義為抽象類，增強了虛擬儀表的擴展性。經(jīng)實驗測試，本虛擬儀表系統(tǒng)的所有功能模塊均能正常運行，該系統(tǒng)的應(yīng)用將對降低汽車的成本，縮短汽車儀表系統(tǒng)的研發(fā)周期，提供高友好度的人機界面具有重要的意義。