车载智能影院系统设计与实现

吴恋　崔忠伟　穆胜

摘 要：在旅途中，每位旅客都追求着高质量的旅行，且大多数人都希望车载WiFi能流畅上网，车载电视能够播放自己喜欢的电影和音乐。但由于各种原因，却不能同时满足每个人的需求。针对上述情况，文中提出了一种设计合理、使用简捷的车载智能影院系统来满足乘客上网和不同的观影需求。文中详细描述了该系统的设计实现方案，对其中的关键技术点进行了阐述，并测试了系统，展示了最终成果。

关键词：车载电视；车载WiFi；车载智能影院系统；简捷

中图分类号：TP368 文献标识码：A 文章编号：2095-1302（2016）04-00-02

0 引 言

随着科学技术的发展，我们的生活水平也在不断提高，旅游已成为人们追捧的一种休闲方式。在旅途中我们会在车上度过很多时间，为消遣这无聊的时间，车上都会有车载电视为我们播放电影或音乐。但由于各自的爱好不同，车载电视不可能同时满足每个乘客的要求。

针对上述情况，本文提出一种设计合理、使用简便快捷、能够合理满足不同乘客观影需求的基于无线网络共享的智能影院系统。

1 系统框架

1.1 车载智能影院系统

车载智能影院系统实现原理如图1所示，智能终端设备（如手机、平板电脑等）与智能影院系统装置（本文设计与实现的设备）通过无线WiFi连接，智能影院系统装置与存储器件（影视库）通过数据线连接。当智能终端设备连接上智能影院系统装置释放出来的WiFi后便可通过智能影院系统装置实现访问器件中的影视库，且智能影院系统装置还能连接到移动数据网络，为智能终端设备提供上网服务。

1.2 车载智能影院系统的硬件框架

由车载智能影院系统实现原理图可知，实现车上智能影院的关键点在于智能影院系统装置。从系统的主要特征功能上看，将车载智能影院系统分为五个模块[1]：最小系统部分（包括中央处理器CPU+存储设备MCP）、WiFi部分、基带modem部分、USB部分、电源部分。车载智能影院硬件框架如图2所示。

1.2.1 最小系统部分

此部分是车载智能影院系统的核心部分。主要有一个应用处理器AP，用于跑路由操作系统，作为主控，负责对整个系统的控制；还主要有MCP存储设备（NAND+DDR）。MCP存储设备包括NAND Flash内存和DDR内存（Double Data Rate，双倍速率同步动态随机存储器），主要用于存储路由系统运行时产生的一些临时的或少量的数据和程序。

1.2.2 WiFi部分

主要包括一块WiFi芯片，通过SDIO总线与处理器进行连接。这部分主要实现SoftAP功能，释放WiFi信号供智能设备连接，从而访问影视库，观看电影。

1.2.3 基带modem部分

主要包括一个基带处理器BP，用于跑基带系统；还包括RFIC射频集成电路，射频电路与BP基带芯片连接，受基带系统控制。基带modem主要实现与移动通信网络建立数据连接，为用户提供上网服务。

1.2.4 USB部分

这里主要是一个通用的USB接口，USB控制芯片一般都集成在AP里，无需单独的USB控制芯片。这部分主要实现通过USB接口访问影视库存储器件中的数据。影视库储存器件采用一般的移动硬盘即可，没有集成到智能影院装置中，这样做能方便影视内容的更新，也降低了智能影院装置的成本，使其也更具通用性。

1.2.5 电源部分

系统中各个分支线路所需的电压、电流会有不同，且对电源稳定性要求较高。电源部分主要是将外接的直流电源转换为系统各部分需要的稳定电源。

1.3 车载智能影院系统的软件框架

由系统的主要功能、原理机制可知，该系统中需要跑两个操作系统，一个是路由操作系统，一个是跑基带软件、协议的实时操作系统。基带操作系统可实现连接移动网络，连接2G、3G、4G网络提供的数据流量上网的目的。路由操作系统是整个系统的主控，除实现无线路由具有的功能外，还负责与基带系统的通信。下面通过图表对智能影院系统的软件架构进行说明，罗列出所需的软件组件。

2 系统设计与实现的关键性问题解决方案

2.1 操作系统的解决方案

我们提到在智能影院系统的操作系统有两个，分别是路由操作系统和基带实时操作系统。基带实时操作系统采用第三方基带平台，路由操作系统采用移植一种开源的Linux内核的路由操作系统。目前流行的第三方路由固件主要有三种[2]：DDWRT，Tomato，Openwrt。

在这三大路由固件中，OpenWry路由固件可扩展性最好，对新路由的支持十分迅速，可以在新路由强劲CPU的支持下获得很好的性能表现，是最有前途的固件。

本文实现的智能影院系统采用的路由操作系统为——Openwrt。

2.2 WiFi无线局域网共享解决方案

为了使更多智能终端设备连上WiFi并且能够流畅的上网、访问视频库中的数据，WiFi芯片的接口速率/带宽必须满足一定的要求。像博通WiFi芯片43362最高支持SDIO2.0、最大50 MHz，这无法满足要求。本文系统选用的是RealTek公司的RTL8189ES芯片，该WiFi芯片最高支持SDIO3.0、最大100 MHz。RTL8189是一款高性能、低功耗、体积小的SDIO接口无线模组，符合IEEE802.11N标准，并向下兼容IEEE802.11B/G标准，支持IEEE 802.11i安全协议，以及IEEE 802.11e标准服务质量，其极高的兼容性能够快速、方便的与无线设备互相连通，支持最新的64/128位WEP数据加密，支持WPA-PSK/WPA2-PSK，WPA/WPA2安全机制，无线传输速率高达150 M，是普通11B产品的10倍。

3 测试验证及成果展示

4 结 语

本文对智能影院系统进行了详细描述，清晰的讲解了智能影院的实现原理，对智能影院提出了系统的实现方案，并对原来的车载电视的性能进行了改善，融入了车载WiFi的功能。经测试验证，本文实现的智能影院在性能和功能上优于一般的车载电视及车载WiFi。本系统设计合理，使用简便快捷，能很好地解决旅客在乘车途中的娱乐性问题，更好地满足旅客的需求，与此同时还降低了车上的配置成本。

参考文献

[1]周舸.TD-WiFi无线路由器的设计与实现[D].北京：北京邮电大学，2011.

[2]李在浩.基于Mi-Fi的多终端Access VPN接入研究与实现[J].科技广场，2012 （10）：75-78.

[3] Wikipedia.MIFI[EB/OL].[2013-04-26].http：//en.wiki pedia.org/wiki/MIFI.

[4] OpenWrt.OpenWrt Wireless Freedom [EB/OL].https：//Openwrt.org/.

[5] Keshav，K，Indukuri，V.R， Venkataram， P.Energy efficient scheduling in 4G smart phones for Mobile Hotspot Application[C].Communications （NCC）， 2012 National Conference on，Kharagpur，Pallapa， 2012：1-5.