一种基于嵌入式LINUX操作系统的小型人机显控平台技术方案

本发明专利技术公开了一种基于嵌入式LINUX操作系统的小型人机显控平台，包括主处理器模块以及与主处理器模块连接的辅助处理器MCU模块，还包括与主处理器模块连接的存储驱动模块、模拟视频AD转换模块、音频功放模块、IPS液晶屏幕驱动模块和通信接口模块，以及设置在主处理器模块内的视频压缩模块和与辅助处理器MCU模块连接的电阻式触摸屏模块；本发明专利技术能够在3英寸版幅内实现视频采集、压缩存储、显示、触控屏指令接收解析，音频放大、外部设备通信等诸多功能，操作系统基于嵌入式LINUX操作系统，无版权问题，接口可扩展性和灵活性大大提高。

A small man-machine display and control platform based on embedded LINUX operating system

The invention discloses a display control platform for small UAV Based on embedded LINUX operating system, including the auxiliary processor module MCU main processor module and the module is connected with the main processor, which is connected with the main processor module storage drive module, analog video AD module and communication interface module, audio power amplifier module, IPS LCD driver the module, and the resistance type is arranged on the main processor module in video compression module and is connected with the auxiliary processor module MCU touch screen module; the invention can realize video in 3 inch version in the collection, compression and storage, display, touch screen to receive instruction parsing, many functions of audio amplifier, external communication equipment, embedded LINUX operating system based on the operating system, no copyright issues, interface scalability and flexibility is greatly improved.

【技术实现步骤摘要】
一种基于嵌入式LINUX操作系统的小型人机显控平台
本专利技术涉及人机接口显示与控制
，尤其涉及一种基于嵌入式LINUX操作系统的小型人机显控平台。
技术介绍
在一些特定领域如航天、汽车、地铁等行业领域里，驾驶人员或操作人员所处的环境狭小，周围环境不断变化，要求人机显控平台具有小型化、低功耗、多功能、高亮度、高对比度、高稳定性等特点。现有的小型人机显控平台往往功能单一，不具备可扩展性，可靠性低；而那些具有较多功能的显控平台很多基于WINDOWS操作系统，体积和功耗都较大，同时在版权上也受到限制，成本较高。
技术实现思路
因此本专利技术设计了一种基于嵌入式LINUX操作系统的多功能小型化低功耗人机界面显示与控制平台。本专利技术的目的是通过下述技术方案实现的：一种基于嵌入式LINUX操作系统的小型人机显控平台，包括主处理器模块以及与主处理器模块连接的辅助处理器MCU模块，还包括与主处理器模块连接的存储驱动模块，用于程序运行与数据运算、程序存储及大容量视频数据存储模拟；与主处理器模块连接的模拟视频AD转换模块，用于实现PAL制式CVBS信号到数字DVP信号的转换；设置在主处理器模块内的视频压缩模块，用于实现对视频实时的编码与压缩；与主处理器模块连接的音频功放模块，用于实现声音的接收与放大；与辅助处理器MCU模块连接的电阻式触摸屏模块，用于实现4线制电阻触摸屏的信号采集；与主处理器模块连接的IPS液晶屏幕驱动模块，用于实现实时视频与图像显示；与主处理器模块连接的通信接口模块，用于实现与外部设备的通信。所述的一种基于嵌入式LINUX操作系统的小型人机显控平台，其存储驱动模块由256MB动态存储器MT47H128M16、128MB固态存储器NAND1GW3B2CN6E和32GBTF卡组成。所述的一种基于嵌入式LINUX操作系统的小型人机显控平台，其模拟视频AD转换模块由TVP5150芯片组成。所述的一种基于嵌入式LINUX操作系统的小型人机显控平台，其电阻式触摸屏模块由MCU、专用触摸AD芯片TSC2046IRGVT和稳压器ADR444BRZ组成。所述的一种基于嵌入式LINUX操作系统的小型人机显控平台，其IPS液晶屏幕驱动模块由LED背光电源电路及数据驱动电路组成。所述的一种基于嵌入式LINUX操作系统的小型人机显控平台，其通信接口模块由处理器内部UART接口及外部电平转换电路组成。本专利技术的有益效果是：系统结构紧凑，整个系统版幅仅3英寸；功能丰富，能够实视频采集、压缩存储、显示、触控屏指令接收解析，音频放大、外部设备通信等诸多功能；操作系统基于嵌入式LINUX操作系统，无版权限制问题，接口可扩展性和灵活性大大提高。附图说明图1为本专利技术的功能模块示意图。各附图标记为：1—存储驱动模块，2—模拟视频AD转换模块，3—视频压缩模块，4—音频功放模块，5—电阻式触摸屏模块，6—IPS液晶屏幕驱动模块，7—通信接口模块，8—辅助处理器MCU模块，9—主处理器模块。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。如图1所示，基于嵌入式LINUX操作系统的多功能小型化低功耗人机界面显示与控制平台，以TI公司的达芬奇系列芯片TMS320DM368处理器为核心，包括存储驱动模块1，模拟视频AD转换模块2，视频压缩模块3，音频功放模块4，电阻式触摸屏模块5，IPS液晶屏幕驱动模块6，通信接口模块7，辅助处理器MCU模块8，主处理器模块9。DDR2/NANDFLASH/EMMC存储驱动模块1用于程序运行与数据运算、程序存储及大容量视频数据存储模拟，主要由256MB动态存储器MT47H128M16、128MB固态存储器NAND1GW3B2CN6E和32GBTFCARD组成。模拟视频AD转换模块2用于实现PAL制式CVBS信号到数字DVP信号的转换，转换后的数据格式为YUV420；主要由TVP5150芯片组成，通过主控制IIC接口配置后，能够接收PAL制式模拟视频信号，将模拟视频信号分离成YUV420数字信号以及行同步信号，场同步信号，奇偶校验信号，时钟同步信号。视频压缩模块3用于实现对视频实时的编码与压缩；利用处理器内部的视频协处理器Coprocessor实现对视频实时的编码与压缩，压缩格式为MPEG4或H.264。音频功放模块4用于实现声音的接收与放大；能够为8欧姆阻性负载提供1W的驱动能力，实现音频信号的输出放大。电阻式触摸屏模块5，能够实现4线制电阻触摸屏的信号采集；主要由触摸面板、MCU、专用触摸AD芯片TSC2046IRGVT和稳压器ADR444BRZ组成，可以将触摸位置信号解析后传送给主控制器。IPS液晶屏幕驱动模块6，用于实现实时视频与图像显示；主要由LED背光电源电路及数据驱动电路组成，能够实现240x320像素的IPS屏幕以25帧/秒视频实时显示，背光电源驱动可以提供3.3V@120mA的驱动能力，可以同时驱动六路并行白光LED；背光亮度通过PWM信号控制。通信接口模块7，用于实现与外部设备全双工方式串口通信；由处理器内部UART接口及外部电平转换电路组成，通信协议为RS232。操作系统采用嵌入式LINUX开源平台，系统内核可裁剪，通过对驱动程序的编写可以灵活的接驳各类设备。本显控平台采用2.8英寸262K全彩色180°视角IPS显示屏，显示屏数据接口使用并行16bitRGB565接口，辅助控制器SPI接口对屏幕初始化、主处理器将数字视频数据输出到显示屏内。本专利技术能够在3英寸版幅内基于嵌入式LINUX操作系统实现图像、声音实时采集、存储与播放以及与外部设备通信，体较小、功耗低，可扩展性强，设计灵活。工作时，主处理器模块9调用DDR2/NANDFLASH/EMMC存储驱动模块1内的NANDFLASH中存储的UBOOT启动文件、嵌入式LINUX操作系统镜像文件、文件系统解压到DDR2中运行，解压后LINUX操作系统接管整个系统，对其他各个模块进初始化操作。外部输入的模拟视频信号进入模拟视频AD转换模块2，模拟视频AD转换模块2将PAL制式CVBS信号转换为YUV420送入主处理器模块9的视频前端处理模块（VPFE）中，该前端处理模块能够对采集到的数字信号进行640x512到320x240尺寸缩放，缩放后的数据送入IPS液晶屏幕驱动模块6进行实时显示，此外，视频数据还将通过视频协处理器压缩为H.264格式，存储于32GBTFCARD中。IPS液晶屏幕驱动模块6能够正常显示还需要对IPS液晶屏幕驱动模块6对背光电源的控制、辅助处理器MCU模块8通过SPI接口对屏幕的初始化。电阻式触摸屏模块5利用专用电阻屏AD转换电路TSC2046IRGV获得触摸位置信息，经辅助处理器MCU模块8转发到主处理器模块9。应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本专利技术所附权利要求的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于嵌入式LINUX操作系统的小型人机显控平台，其特征在于：包括主处理器模块（9）以及与主处理器模块（9）连接的辅助处理器MCU模块（8），还包括与主处理器模块（9）连接的存储驱动模块（1），用于程序运行与数据运算、程序存储及大容量视频数据存储模拟；与主处理器模块（9）连接的模拟视频AD转换模块（2），用于实现PAL制式CVBS信号到数字DVP信号的转换；设置在主处理器模块（9）内的视频压缩模块（3），用于实现对视频实时的编码与压缩；与主处理器模块（9）连接的音频功放模块（4），用于实现声音的接收与放大；与辅助处理器MCU模块（8）连接的电阻式触摸屏模块（5），用于实现4线制电阻触摸屏的信号采集；与主处理器模块（9）连接的IPS液晶屏幕驱动模块（6），用于实现实时视频与图像显示；与主处理器模块（9）连接的通信接口模块（7），用于实现与外部设备的通信。

【技术特征摘要】
1.一种基于嵌入式LINUX操作系统的小型人机显控平台，其特征在于：包括主处理器模块（9）以及与主处理器模块（9）连接的辅助处理器MCU模块（8），还包括与主处理器模块（9）连接的存储驱动模块（1），用于程序运行与数据运算、程序存储及大容量视频数据存储模拟；与主处理器模块（9）连接的模拟视频AD转换模块（2），用于实现PAL制式CVBS信号到数字DVP信号的转换；设置在主处理器模块（9）内的视频压缩模块（3），用于实现对视频实时的编码与压缩；与主处理器模块（9）连接的音频功放模块（4），用于实现声音的接收与放大；与辅助处理器MCU模块（8）连接的电阻式触摸屏模块（5），用于实现4线制电阻触摸屏的信号采集；与主处理器模块（9）连接的IPS液晶屏幕驱动模块（6），用于实现实时视频与图像显示；与主处理器模块（9）连接的通信接口模块（7），用于实现与外部设备的通信。2.根据权利要求1所述的一种基于嵌入式LINUX操作系统的小...

【专利技术属性】
技术研发人员：王洪，徐寅，孙钢波，汪波，邹尔博，
申请(专利权)人：华中光电技术研究所中国船舶重工集团公司第七一七研究所，
类型：发明
国别省市：湖北,42