汽车全液晶仪表系统设计 开题报告 )(1)
本科毕业设计(论文)开题报告
课题名称 汽车全液晶仪表系统设计
学 院 汽车工程学院 专业班级 车辆 18-2 班
学生姓名 学 号
指导教师 单位/职称 讲师
一、课题背景与意义
汽车仪表是驾驶舱内不可或缺的设备，它能够通过实时人机交互来辅助驾驶员
全面掌握当前的行车状态，进而保障了安全行驶。因此，各厂商将现代化汽车繁杂
的信息交互任务交由车载仪表完成，不但要求仪表能够准确无误地显示大量信息，
而且令其作为驾驶员调用丰富功能的接口。如今，汽车仪表的科技感已经成为衡量
一款现代汽车高档程度的重要因素。
传统机械式仪表的任务量少、逻辑简单、功能单一，但现代汽车的整体系统已
经非常复杂，还增加了如胎压监测等各类汽车电子装置。因此，得益于总线技术尤
其是 CAN 总线技术的发展，以及嵌入式微处理器与图形处理单元对 LCD 画面渲染越
来越成熟的支持，全液晶仪表的显示内容在越来越多样化的同时能够保证不会存在
画面延迟的问题。使得全液晶仪表在汽车上快速的广泛应用。
综上所述，全液晶仪表能更好地胜任现代汽车的信息交互任务，其多彩的界面
能够灵活地给驾驶员提供各类指引，使驾驶员能够便捷的了解车辆状况，为行车安
全提供保障。同时液晶仪表丰富多彩的仪表内容，能够使提高驾驶员驾驶乐趣。
二、国内外研究现状
众所周知，国外的计算机、物联网与机械电子技术起步比我国早得多，车载领
域的相关技术也已较为成熟，所以国外厂商设计的全液晶仪表更先进一些。早在
2009 年底，雷克萨斯公司就遇到了机械仪表的指示速度跟不上发动机提速的问题，
于是创造性地使用了全液晶仪表来配合 V10 发动机，将它们搭载于超级跑车LFA
上，不仅很好地解决了仪表的响应速度问题，而且其虚拟仪表界面也受到了广大消
费者的关注。随着业界对全液晶仪表的认同越来越高，奥迪、奔驰、宝马、别克、
与凯迪拉克等国际著名车企也紧跟其后，推出了搭载全液晶仪表的车型。其中，德
国与美国厂商推出的全液晶仪表基本代表着世界最先进技术，但也未到大量推广的
阶段，只是面向部分中高端市场。
在2015 年，奥迪使用了集成度更高的全液晶仪表，其第三代 TT 汽车的仪表同
时支持导航指引、天气查看与歌曲搜索等多种功能，所以奥迪直接舍弃了中控台，
集车辆信息与车载娱乐为一体，推出“虚拟座舱”的概念，如图 1所示。也就是
说，全液晶仪表即为 MMI（Multi Media Interface）功能的全部载体。
图1第三代奥迪 TT 汽车的全液晶仪表
相对而言，国内的全液晶仪表起步较晚，外加相关标准严格、技术门槛高等因
素，导致很多面市的产品在质量、兼容性与智能化等方面都存在短板。实际上，我
国中高档汽车仍普遍搭载机械指针式仪表，因国内厂商受资金与技术的限制难以进
行产品升级，仅少数具备实力的公司在部分车型上使用了全液晶仪表。例如，2015
年面市的比亚迪唐就走在国产汽车的前列，率先采用了全液晶仪表。次年，上汽推
出的荣威 eRX5 搭载了具备联网功能的全液晶仪表，发展更进一步。此外，吉利与
众泰等国产品牌也纷纷加入至全液晶仪表领域，标志着国产汽车正逐步向现代化
展。
而对于国内外学术界来说，以往很多单位只是实现了一些简单的虚拟仪表界
面，并未考虑实际应用时的各项指标要求，所设计产品无法被商用。但近年来，随
着科研单位与企业合作程度的加深，涌现了很多具有参考价值的论文，这些研究成
果的发表给国内带来了很大的便利。因为商业界对自身产品的研发过程具有保护机
制，本课题及其他科研单位在进行全液晶仪表的自研工作时必须对学术界已发表的
开源成果进行参考，从而加速研发过程。
例如文献[2]，华北电力大学的毛泽强使用了 7寸的TFT-LCD 屏，同时也考虑到
驾驶员正视倒车影像的需求。然而，现在的全液晶仪表厂商一般都是用高性能处理
器配合 10 寸以上的 LCD 来进行界面显示工作的，所以最近几年使用较新硬件平台的
研究成果参考价值更高。文献[3]，南京信息工程大学的司云腾为了更大程度地解放
主处理器，采用了辅助 MCU 来管理CAN 总线，只需在系统中设置好数据接口，即可
令主处理器直接接收最终处理好的数据，更好地保障了全液晶仪表在运行时的稳定
性。然而，国外科研单位对先进全液晶仪表的研制也十分迅速，如文献[4],波兰的
帕伦卡 T等人在第20 届喀尔巴阡控制国际会议上发表的基于CAN 总线的汽车仪表盘
单元设计实现了 4D 图形界面，并且在与电动汽车同比例大小的模型上进行了实验。
由于国内仅处在全液晶仪表的初步应用阶段，所以本课题还需尽量控制方案成本，
但也要格外注重对全液晶仪表的必要功能设计，进而提升用户体验。
三、研究内容及拟解决的关键问题
研究内容：
本课 题 立 足 于嵌 入 式 技 术 、 虚 拟 仪 器 技 术 和现场总 线 技 术 ，运用恩 智 浦
KEA128 作为系统的核心处理单元，综合分析、处理、显示各种车况信息，并通过
与汽车 OBD 诊断接口联接监测汽车 CAN 总线验证该系统的性能，并进行了相应的
软硬件设计；在软件设计中运用了广州大彩虚拟串口屏软件 VisualTFT，进行显示系
统界面的设计，并通过软件内部虚拟串口屏联机通信进行调试。在充分了解国内外
相关产品的开发现状和发展趋势后，根据本课题的需要进行了相关开发与设计，本
课题研究的主要内容如下：
1) 对嵌入式车载虚拟仪表进行了总体设计。该系统通过与汽车 OBD 诊断接口
联接监听汽车 CAN 总线上各个数据。上位机（显示系统）将获得的车况信息处理
后，将车辆的特性（如车辆运行工况等）用液晶显示器进行综合显示。
2) 上位机（显示系统）通过上位机软件 VisualTFT 进行全液晶仪表显示系统的
设计，显示界面有发动机转速表、车速表、冷却水温度表、油量表、转向灯与远/近
光指示灯等。
3) 采用恩智浦 KEA128 作为的核心处理单元，分析了软硬件设计方法，用 C
语言编写信息采集与显示程序，并对上位机软硬件设计的合理性进行了验证。
拟解决的关键问题：
摘要：
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本科毕业设计(论文)开题报告课题名称汽车全液晶仪表系统设计学院汽车工程学院专业班级车辆18-2班学生姓名学号指导教师单位/职称讲师一、课题背景与意义汽车仪表是驾驶舱内不可或缺的设备，它能够通过实时人机交互来辅助驾驶员全面掌握当前的行车状态，进而保障了安全行驶。因此，各厂商将现代化汽车繁杂的信息交互任务交由车载仪表完成，不但要求仪表能够准确无误地显示大量信息，而且令其作为驾驶员调用丰富功能的接口。如今，汽车仪表的科技感已经成为衡量一款现代汽车高档程度的重要因素。传统机械式仪表的任务量少、逻辑简单、功能单一，但现代汽车的整体系统已经非常复杂，还增加了如胎压监测等各类汽车电子装置。因此，得益于总线技...
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作者：闻远设计
分类：课程设计课件资料
价格：15光币
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时间：2023-08-10
