車載智能影院系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)

引 言

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，我們的生活水平也在不斷提高， 旅游已成為人們追捧的一種休閑方式。在旅途中我們會在車上度過很多時間，為消遣這無聊的時間，車上都會有車載電視為我們播放電影或音樂。但由于各自的愛好不同，車載電視不可能同時滿足每個乘客的要求。

針對上述情況，本文提出一種設(shè)計合理、使用簡便快捷、能夠合理滿足不同乘客觀影需求的基于無線網(wǎng)絡(luò)共享的智能 影院系統(tǒng)。

1 系統(tǒng)框架

1.1 車載智能影院系統(tǒng)

車載智能影院系統(tǒng)實現(xiàn)原理如圖1所示，智能終端設(shè)備（如手機(jī)、平板電腦等）與智能影院系統(tǒng)裝置（本文設(shè)計與實現(xiàn)的設(shè)備）通過無線 WiFi連接，智能影院系統(tǒng)裝置與存儲器件（影視庫）通過數(shù)據(jù)線連接。當(dāng)智能終端設(shè)備連接上智能影院系統(tǒng)裝置釋放出來的WiFi后便可通過智能影院系統(tǒng)裝置實現(xiàn)訪問器件中的影視庫，且智能影院系統(tǒng)裝置還能連接到移動數(shù) 據(jù)網(wǎng)絡(luò)，為智能終端設(shè)備提供上網(wǎng)服務(wù)。

1.2 車載智能影院系統(tǒng)的硬件框架 

由車載智能影院系統(tǒng)實現(xiàn)原理圖可知，實現(xiàn)車上智能影 院的關(guān)鍵點在于智能影院系統(tǒng)裝置。從系統(tǒng)的主要特征功能 上看，將車載智能影院系統(tǒng)分為五個模塊 [1] ：最小系統(tǒng)部分 （包括中央處理器 CPU+ 存儲設(shè)備 MCP）、WiFi 部分、基帶 modem 部分、USB 部分、電源部分。車載智能影院硬件框架 如圖 2 所示。

1.2.1 最小系統(tǒng)部分

此部分是車載智能影院系統(tǒng)的核心部分。主要有一個應(yīng)用處理器AP，用于跑路由操作系統(tǒng)，作為主控，負(fù)責(zé)對整個系統(tǒng)的控制；還主要有 MCP 存儲設(shè)備（NAND+DDR）。MCP存儲設(shè)備包括 NAND Flash 內(nèi)存和 DDR 內(nèi)存（Double Data Rate，雙倍速率同步動態(tài)隨機(jī)存儲器），主要用于存儲路由系統(tǒng)運(yùn)行時產(chǎn)生的一些臨時的或少量的數(shù)據(jù)和程序。

1.2.2 WiFi部分

主要包括一塊 WiFi 芯片，通過 SDIO 總線與處理器進(jìn)行 連接。這部分主要實現(xiàn) SoftAP 功能，釋放 WiFi 信號供智能 設(shè)備連接，從而訪問影視庫，觀看電影。

1.2.3 基帶 modem 部分 

主要包括一個基帶處理器 BP，用于跑基帶系統(tǒng) ；還包括RFIC 射頻集成電路，射頻電路與 BP 基帶芯片連接，受基帶 系統(tǒng)控制?；鶐?modem 主要實現(xiàn)與移動通信網(wǎng)絡(luò)建立數(shù)據(jù)連 接，為用戶提供上網(wǎng)服務(wù)。 

1.2.4 USB 部分 

這里主要是一個通用的 USB 接口，USB 控制芯片一般 都集成在 AP 里，無需單獨的 USB 控制芯片。這部分主要實 現(xiàn)通過 USB 接口訪問影視庫存儲器件中的數(shù)據(jù)。影視庫儲存 器件采用一般的移動硬盤即可，沒有集成到智能影院裝置中， 這樣做能方便影視內(nèi)容的更新，也降低了智能影院裝置的成 本，使其也更具通用性。 

1.2.5 電源部分 

系統(tǒng)中各個分支線路所需的電壓、電流會有不同，且對 電源穩(wěn)定性要求較高。電源部分主要是將外接的直流電源轉(zhuǎn) 換為系統(tǒng)各部分需要的穩(wěn)定電源。 

1.3 車載智能影院系統(tǒng)的軟件框架 

由系統(tǒng)的主要功能、原理機(jī)制可知，該系統(tǒng)中需要跑兩 個操作系統(tǒng)，一個是路由操作系統(tǒng)，一個是跑基帶軟件、協(xié) 議的實時操作系統(tǒng)?；鶐Р僮飨到y(tǒng)可實現(xiàn)連接移動網(wǎng)絡(luò)，連 接 2G、3G、4G 網(wǎng)絡(luò)提供的數(shù)據(jù)流量上網(wǎng)的目的。路由操作 系統(tǒng)是整個系統(tǒng)的主控，除實現(xiàn)無線路由具有的功能外，還 負(fù)責(zé)與基帶系統(tǒng)的通信。下面通過圖表對智能影院系統(tǒng)的軟 件架構(gòu)進(jìn)行說明，羅列出所需的軟件組件。圖 3 所示為智能影 院系統(tǒng)總體軟件架構(gòu)。

2 系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)的關(guān)鍵性問題解決方案

2.1 操作系統(tǒng)的解決方案

我們提到在智能影院系統(tǒng)的操作系統(tǒng)有兩個，分別是路由操作系統(tǒng)和基帶實時操作系統(tǒng)?；鶐崟r操作系統(tǒng)采用第三方基帶平臺，路由操作系統(tǒng)采用移植一種開源的Linux 內(nèi)核的路由操作系統(tǒng)。目前流行的第三方路由固件主要有三種[2] ： DDWRT，Tomato，Openwrt。

在這三大路由固件中，OpenWry 路由固件可擴(kuò)展性最好， 對新路由的支持十分迅速，可以在新路由強(qiáng)勁 CPU 的支持下 獲得很好的性能表現(xiàn)，是最有前途的固件。

本文實現(xiàn)的智能影院系統(tǒng)采用的路由操作系統(tǒng)為—— Openwrt。

2.2 WiFi 無線局域網(wǎng)共享解決方案 

為了使更多智能終端設(shè)備連上 WiFi 并且能夠流暢的上 網(wǎng)、訪問視頻庫中的數(shù)據(jù)，WiFi 芯片的接口速率 / 帶寬必須 滿足一定的要求。像博通 WiFi 芯片 43362 最高支持 SDIO2.0、 最大 50 MHz，這無法滿足要求。本文系統(tǒng)選用的是 RealTek 公司的 RTL8189ES 芯片，該 WiFi 芯片最高支持 SDIO3.0、 最大 100 MHz。RTL8189 是一款高性能、低功耗、體積小 的 SDIO 接口無線模組，符合 IEEE802.11N 標(biāo)準(zhǔn)，并向下兼 容 IEEE802.11B/G 標(biāo)準(zhǔn)，支持 IEEE 802.11i 安全協(xié)議，以及 IEEE 802.11e 標(biāo)準(zhǔn)服務(wù)質(zhì)量，其極高的兼容性能夠快速、方便 的與無線設(shè)備互相連通，支持最新的 64/128 位 WEP 數(shù)據(jù)加密， 支持 WPA-PSK/WPA2-PSK，WPA/WPA2 安全機(jī)制，無線傳 輸速率高達(dá) 150 M，是普通11B 產(chǎn)品的 10 倍。 

3 測試驗證及成果展示 

系統(tǒng)測試驗證結(jié)果見表 1 所列。

4 結(jié) 語

本文對智能影院系統(tǒng)進(jìn)行了詳細(xì)描述，清晰的講解了智 能影院的實現(xiàn)原理，對智能影院提出了系統(tǒng)的實現(xiàn)方案，并 對原來的車載電視的性能進(jìn)行了改善，融入了車載 WiFi 的功 能。經(jīng)測試驗證，本文實現(xiàn)的智能影院在性能和功能上優(yōu)于 一般的車載電視及車載WiFi。本系統(tǒng)設(shè)計合理，使用簡便快捷， 能很好地解決旅客在乘車途中的娛樂性問題，更好地滿足旅 客的需求，與此同時還降低了車上的配置成本。