一种基于Android操作系统的智能状态监控显示仪技术方案

一种基于Android操作系统的智能状态监控显示仪，包括有内置Android操作系统的Android智能核心模块，以及分别与Android智能核心模块连接的电源模块、CAN通讯模块、串口通讯模块、USB模块、TF卡模块、SIM卡模块、触摸显示模块、视频影像模块、音频模块、麦克风模块、按键模块、GPS天线模块和无线通信模块；电源模块为各个模块提供所需的电源。基于开源的Android操作系统，人机交互逻辑与智能手机保持一致，降低操作人员学习成本。通过高清IPS显示屏实时显示机械装备的工作状态参数，清晰直观，界面友好。

An intelligent state monitor and display instrument based on Android operating system

【技术实现步骤摘要】
一种基于Android操作系统的智能状态监控显示仪
本技术属于机械装备状态监控
，涉及一种基于Android操作系统的智能状态监控显示仪，用于实现工作现场的多场景监控显示功能。
技术介绍
各种机械装备包括工程机械、农业机械、生产线设备等一般都需要安装一个状态监控显示仪，用来实时的监控显示机械装备各部分的状态以及运行情况，而由于机械装备功能日益复杂，且在运行过程中通常伴随着许多特殊情况的各种异常或故障，因此状态监控显示仪的智能化尤为重要。目前市面上状态监控显示仪一般是不带操作系统的，实现简单的图形和文字显示，如采用串口屏，或基于微处理器控制的专用显示仪，这类显示仪功能简单，灵活性差，只能适用特定型号的机械设备，且不能执行复杂的计算，也不能联网。另外有一些智能状态监控显示器是带有操作系统的，灵活性较好，但是系统缺少CAN总线或者视频影像功能。车载系统很多的功能模块都是采用CAN通讯的，因此就需要智能状态监控显示器也具有CAN通讯功能；而视频影像功能可以辅助操作人员实时的监控机械装备的状态，为操作人员操作机械装备提供有力的帮助。
技术实现思路
本技术的目的是针对现有状态监控显示仪存在的不足之处，提出一种基于Android操作系统的智能状态监控显示仪。本技术是通过以下的技术方案来实现：本技术技术方案是提供一种基于Android操作系统的智能状态监控显示仪，包括有内置Android操作系统的Android智能核心模块，以及与Android智能核心模块连接的电源模块、CAN通讯模块、串口通讯模块、USB模块、TF卡模块、SIM卡模块、触摸显示模块、视频影像模块、音频模块、麦克风模块、按键模块、GPS天线模块和无线通讯模块；所述电源模块与其它各个模块均有连接，用于将24V输入电压转换为5V、4.2V和3.3V电压，为其它各个功能模块提供所需的电源。在该技术方案的一个实施例中，所述CAN通讯模块包含电平转换模块、SPI转CAN模块和CAN总线接口，电平转换模块与所述Android智能核心模块通过SPI总线连接，SPI转CAN模块与电平转换模块相连，SPI转CAN模块再与CAN通讯接口连接。其中电平转换模块将Android智能核心模块的SPI信号由1.8V电平转换为3.3V电平。在该技术方案的一个实施例中，所述串口通讯模块包含电平转换模块、RS232收发器和RS232接口，电平转换模块与所述Android智能核心模块通过串口连接，RS232收发器与电平转换模块相连，RS232收发器再与RS232接口连接。其中电平转换模块将Android智能核心模块的串口信号由1.8V电平转换为3.3V电平后，接入RS232收发器，用于软件调试以及与外设通信。在该技术方案的一个实施例中，所述USB模块包含USB插座A、USB插座B和USB通道选择模块，USB插座A和USB插座B与USB通道选择模块相连，USB通道选择模块再与所述Android智能核心模块通过USB接口连接。其中USB通道选择模块采用高带宽、高速USB2.0多路复用器，可以灵活的选择USBOTG模式或者USBSlave模式接入Android智能核心模块，其中USB插座A用于连接OTG设备，包括鼠标、键盘和U盘等；USB插座B用于连接PC，在PC端软件调试显示器等。在该技术方案的一个实施例中，所述TF卡模块包含TF卡座和TF卡，TF卡安装在TF卡座内，TF卡座与所述Android智能核心模块的TF卡接口连接；TF卡模块用于扩展Android智能核心模块的数据存储空间，可选用不同容量的TF卡。在该技术方案的一个实施例中，所述SIM卡模块包含SIM卡座和SIM卡，SIM卡安装在SIM卡座内，SIM卡座与所述Android智能核心模块的SIM卡接口连接。在该技术方案的一个实施例中，所述Android智能核心模块采用集成2/3/4G通信、WIFI通信、蓝牙通信、FM通信和GPS定位等功能的模块，是整个智能状态监控显示仪的控制中心，控制和管理其他模块，内置Android操作系统，同时具有丰富的接口资源。在该技术方案的一个实施例中，所述触摸显示模块包含触摸显示屏和MIPI转LVDS视频转换模块，触摸显示屏与MIPI转LVDS视频转换模块通过LVDS接口连接，触摸显示屏还与Android智能核心模块通过I2C总线和PWM调光接口连接，MIPI转LVDS视频转换模块与Android智能核心模块通过MIPI接口连接。其中MIPI转LVDS视频转换模块将所述Android智能核心模块产生的MIPI视频信号转换为LVDS视频信号，在触摸显示屏上进行显示；触摸显示屏通过I2C总线向所述Android智能核心模块发送触摸位置信息；Android智能核心模块通过PWM调光信号调节触摸显示屏的背光亮度；触摸显示屏采用高清IPS屏幕，支持10点触控，用于显示和人机交互操作。在该技术方案的一个实施例中，所述视频影像模块包含AV视频插座和AV转MIPI视频转换模块，AV视频插座与AV转MIPI视频转换模块通过AV接口连接，AV转MIPI视频转换模块再与所述Android智能核心模块通过MIPI接口连接。其中AV视频插座用于外接摄像头，采集实时视频数据，将AV信号传递给AV转MIPI视频转换模块，再由AV转MIPI视频转换模块将AV信号转换成MIPI信号，传递给所述Android智能核心模块，Android智能核心模块通过I2C总线实现对AV转MIPI视频转换模块的控制。在该技术方案的一个实施例中，所述音频模块包含喇叭和音频放大模块，喇叭与音频放大模块连接，音频放大模块与所述Android智能核心模块通过音频接口连接。其中所述Android智能核心模块产生的音频信号经过音频放大模块放大后，通过喇叭产生声音。在该技术方案的一个实施例中，所述麦克风模块包含麦克风以及一些外围电路，与所述Android智能核心模块通过麦克风接口连接，用于采集语音信号。在该技术方案的一个实施例中，所述按键模块包含七个按键，其中POWER键和HOME键与所述Android智能核心模块通过PWRKEY和HOMEKEY接口连接，而V-键、V+键、Camera键、Menu键和Back键与所述Android智能核心模块通过KCOL0、KCOL1、KROW0、KROW1和KROW2接口采用矩阵键盘的结构连接，节约了核心处理器的IO口资源，实现电源、主菜单、音量减、音量加、菜单、照相机和后退的功能，操作人员可以通过按键快速的开关显示器、回到主菜单、加减音量和返回上一个界面等。在该技术方案的一个实施例中，所述GPS天线模块包含一根天线，具有功耗低、精度较高的特点，满足机械装备的实时定位和导航需求。在该技术方案的一个实施例中，所述无线通信模块包括4G天线模块和WIFI天线模块。所述4G天线模块包含两根天线，提供4G移动通讯功能。所述WIFI天线模块包含一根天线，在有WIFI无线信号的时候可以不通过SIM卡连接到网络，满足机械装备的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于Android操作系统的智能状态监控显示仪，其特征在于，包括有内置Android操作系统的Android智能核心模块，以及分别与Android智能核心模块连接的电源模块、CAN通讯模块、串口通讯模块、USB模块、TF卡模块、SIM卡模块、触摸显示模块、视频影像模块、音频模块、麦克风模块、按键模块、GPS天线模块和无线通信模块；电源模块为各个模块提供所需的电源。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于Android操作系统的智能状态监控显示仪，其特征在于，包括有内置Android操作系统的Android智能核心模块，以及分别与Android智能核心模块连接的电源模块、CAN通讯模块、串口通讯模块、USB模块、TF卡模块、SIM卡模块、触摸显示模块、视频影像模块、音频模块、麦克风模块、按键模块、GPS天线模块和无线通信模块；电源模块为各个模块提供所需的电源。


2.根据权利要求1所述基于Android操作系统的智能状态监控显示仪，其特征在于，所述电源模块与其它各个模块均有连接，用于将24V输入电压转换为5V电压、4.2V电压和3.3V电压。


3.根据权利要求1所述基于Android操作系统的智能状态监控显示仪，其特征在于，所述CAN通讯模块包括电平转换模块、SPI转CAN模块和CAN总线接口，电平转换模块与所述Android智能核心模块通过SPI总线连接，SPI转CAN模块与电平转换模块相连，SPI转CAN模块同时与CAN通讯接口连接，其中电平转换模块将Android智能核心模块的SPI信号由1.8V电平转换为3.3V电平。


4.根据权利要求1所述基于Android操作系统的智能状态监控显示仪，其特征在于，所述串口通讯模块包括电平转换模块、RS232收发器和RS232接口，电平转换模块与所述Android智能核心模块通过串口连接，RS232收发器与电平转换模块相连，RS232收发器同时与RS232接口连接，其中电平转换模块将Android智能核心模块的串口信号由1.8V电平转换为3.3V电平后，接入RS232收发器，用于软件调试以及与外设通信。


5.根据权利要求1所述基于Android操作系统的智能状态监控显示仪，其特征在于，所述USB模块包括USB插座A、USB插座B和USB通道选择模块，USB插座A和USB插座B与USB通道选择模块相连，USB通道选择模块再与所述Android智...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘淑平，何创新，潘佳辉，苗中华，郝付平，韩增德，韩科立，吴海华，
申请(专利权)人：中国农业机械化科学研究院，上海大学，
类型：新型
国别省市：北京;11