AndroidでCarPCをビルド：未完成未完成

私の車はほとんど誰にでも似合います。 必要なものはほぼすべてあります。 パッケージには、Bluetooth電話、押しボタン式温度調節、すべてのドアのパワーウィンドウ、加熱シート、加熱ミラー、折り畳みと調整、チップキー、6ディスクCDチェンジャーが含まれますが、MP3とラインインは含まれません。 この不幸な事実から、Androidに基づいてCarPCを構築し始めるというアイデアに至りました。 私はオプションを検討し始め、転がりました...多くのアイデアが出てきました。


Windows、Android、Linux、さらにはMacをベースにしたトピックフォーラムには、さまざまなCarPCオプションがありますが、腺を掘るほとんどのファンのように、独自のユニークなものを作りたかったのです。 CarPCには、いくつかの要件があります。

• CarPCの基盤はAndroidです。
• パネルに組み込まれ、工場のように見える必要があります...集合農場はありません。
• 電話、スピーカーフォン、およびA2DPを接続するためのBluetoothが搭載されている必要があります。
• 高品質の画面と高性能のグラフィックが必要です。
• 車の配線に最小限の干渉で設置します。
• 音楽、ナビゲーションマップ、DVRからの録音などのための大型HDDまたはSSD。
• 車が家の近くにあり、自宅のWi-Fiをキャッチした場合の音楽の同期。
• 低速ですが、常にインターネットにアクセスできます。

Androidを選んだのは、高品質のナビゲーター、便利なソフトウェア、それらに適したデバイスとファームウェア、オープンソースがあり、独自のコードを簡単に書くことができるからです。 いくつかの要件を満たす既成のソリューションに出会いましたが、正直にそれらを考慮しませんでした。 一度に何も気に入らなかったので、機能が少ないため価格が高くなることがよくあります。 したがって、選択の問題を残して、カスタムオプションに移ります。これは、私にとってほぼ理想的です。

記事を確認します。 システムは一般的な方法で提示され、システムの各コンポーネントについて、その実装のビジョンを示したいと思います。 carpcは複数のデバイスで構成できます。 私は個々のモジュールを描写しようとしましたが、それらの間の接続は次のようになりました。



すべてのブロックは、信頼性の程度によって分割されます。

• 青-いつでもオフにできるデバイス。
• オレンジ-青に関係なく動作し、可能な限りすばやくオンになり、信頼できるデバイス。 システムが完全に落ちても、何も悪いことは起こりませんが…道路を離れることはありませんが、エンジンが停止することはありません
• 黒い矢印-デジタルデータ送信。
• 赤い矢印-アナログ音声伝送。
• 断続的な矢印-WiFiネットワーク。

コントローラー

システムの中心は「コントローラー」です。 彼のタスクには、デバイスとセンサーからのデータの受信、このデータの処理、可能であれば管理が含まれます。 コントローラーとAndroidベースのタブレット間の接続が確立されると、コントローラーは収集したデータをより「インテリジェントな」Androidプログラムに転送し、コントローラーの設定を変更して、コントローラーを介して他のデバイスを制御できるようにします。

少し先を走って、例を挙げます。
Androidがハング、リブート、または制御プログラムがクラッシュしたとしましょう。 この時点で、着信コールは電話からbluetoothモジュールに行きます。 ハンドルのボタンで答えることができます。 そして、それはアンドロイドの参加なしでコントローラーによって実装されます。 なぜなら コントローラーはハンドルボタンのステータスに関する情報を利用できます。Androidに接続されていないことを確認すると、短押しでコールを受信したり、長く電話を切るなどの基本機能を実装できます。 すべてが正常で、制御プログラムが彼に応答すると、彼は着信呼び出しに関する情報をアンドロイドに送信し、アンドロイドは美しいウィンドウを描画し、アンドロイド自体を使用してより便利な機能を実装することが可能になります。 Androidは、それに応じてステアリングホイールのボタンも認識します。 ラジオについても同じことが言えます。 チャンネル切り替えと音量制御は、Androidの参加なしでステアリングホイールから実行できます。

コントローラーの基本は、石STM32を取ると思います。 私はSTM32F4-Discoveryボードで運転していますが、もちろん他のオプションを使用することもできます。 個人的には、STM32でCコードを書くのは少し難しく、pythonやRaspberry Piでのnode.jsで言うほど便利ではありません。 ただし、STM32のデバイスはこれらのタスクにより適しています。 ロジックは比較的単純であり、デバイスを接続して単純なコマンドを処理するには、大まかに言ってコードを記述する必要があります。 さらに、STM32ベースのコントローラーは、Raspberry Piよりもはるかに高速に初期化されると思います。

タブレット

タブレットとして第1世代のAmazon Kindle Fireを選択しました。 長い間横になっていて、画面の表示領域は2DINサイズに適しています。 ケースの寸法により、車のパネルに大きな変更を加えることなくケースを貼り付けることができます。 比較的安価で、高品質の画面、かなり強力な割合、グラフィックを備えています。 彼には余分なボタンはありません！ この場合、それはむしろプラスです！ USBホストはありますが、使用しないでください。 カスタムファームウェアでのみサポートされているため、複数のデバイスを接続すると、さまざまなフローティンググリッチが発生しました。 安定した仕事ができませんでした...
古いKindle Fireには3GもGPSもBluetoothもないことを誰もが知っていると思うので、3Gと外部USBドライブの接続にはTP-LINK MR3020を使用します。 このオプションはやや冗長ですが、今のところはそうします。

ファームウェア

ファームウェア自体をカットすることはあまり価値がないと思います。さもないと、ファームウェアの更新に問題が生じます。 すべての機能をアプリケーションのみで実装したいと思います。 それでも、便利な方法でバッテリーアイコンを削除（またはタンク内の燃料レベル、バッテリーの充電を表示）することができます。 CarPC電話および/またはA2DPプレーヤーのbluetoothモジュールに接続したときにbluetoothアイコンを表示し、bluetooth経由で接続した携帯電話のネットワークレベルも表示します。 また、標準のAndroidダイヤラーをbluetoothモジュールにフックするのもいいでしょう。

コントローラーとタブレットの接続

Android上のタブレットとの通信は、さまざまな方法で実装できます。 ボード上にUSBホストがある場合、 USB <-> UART 、 イーサネットを使用できます 。 Wi-Fi経由でも可能ですが、信頼できる有線接続が必要です。 接続を実装するための最良のオプションは、 ADKの使用を検討することです。ADKのサポートは、Androidの最新バージョンでも長い間実装されています。 この場合、任意のタブレットまたは携帯電話でさえ適切で、その上に制御ソフトウェアを配置し、carpcからのワイヤを接続し、ホルダーに差し込むことができます。 さらに、STM32F4用のADKプロトコルの実装があります。 収集して確認しました。 タブレットと携帯電話では、テストケースが機能しました。 グリッチはありますが、あなたはそれを理解することができます。 ハブには、すでに同様のテーマに関する資料があります。
Android + Arduino =♥
アンティークAndroidラジオ
Android用のUSBデバイス
AndroidアプリケーションでCOMポートを操作する
AndroidのCOMポート

先日、私は FTDIからFTDIチップに出会いました。これは、 ADKベース（GPIO、UART、PWM、I2Cマスター、SPIスレーブ、SPIマスター）にAndroid <->便利なインターフェースを実装しています。

それは多くの問題を解決します！ 注文しました、待っています。 Androidで任意のデバイスを使用でき、非常に安価です。 だから私はそれを使用することにしました。 インターフェイスとして、古き良きUARTがもっと好きです。 FT312Dも同様のタスクについて近日中にリリースされます。

GPS

メモリカードにトラックを記録する機能を備えたGPSを常時使用し、Dropboxと定期的に同期したい...創造性の機会がたくさんあります！ 良質のトラックは、 OpenStreetMapsプロジェクトに役立ちます。 正確な追跡のために、推測航法技術をサポートするGPSモジュールを使用したいと思います。 ジャイロスコープからの追加データ、温度および速度センサーを使用して、空間内の位置を明確にし、信号がある間に較正し、GPS信号が失われたときにセンサーによって位置を計算します。

UBLOX LEA-6Rチップをベースにした非常に価値のあるプロジェクトがすでにあります。


従来のGPSと比較して非常に良い結果が得られます。

従来のGPSトラックとの比較


そのようなGPSでナビゲートするビデオ。


OSMのトラックの精度に関するこのような精度により、バンドの数をすぐにカウントできます）
現時点では、プロジェクトが始まったようです...
同様のオープンソースプロジェクトを見つけたいです。 同じUBLOX LEA-6Rチップを購入し、接続してみました。 単純なGPSデータは、私が理解するまで、ジャイロスコープとオドメーターで基本的に取得されます。
ハブにはカルマンフィルターのファンがいることに気付きました。 おそらくこの記事は、コントローラーと通常のGPSチップに基づいてこれを実装することに興味がある人を促すでしょう、記事はマットに役立ちます。 一部）

加速度計のデータを保存しておくといいでしょう。 将来、このようなデータの配列を使用して、スピードバンプ、危険なピットなどを自動的にマッピングしようとする可能性があります。

電話番号

タブレットにはbluetoothがなく、ほとんど使用されていません。 この問題に対処し始めたとき、Androidの下にHFPプロファイルの実装が見つかりませんでした。 ヘッドセットに接続できますが、Androidデバイスはヘッドセットとして機能できません。 このタスクでは、外部モジュールBluegiga WT-32を使用できます。

通話の発信/受信、ネットワーク設定の監視、通話履歴の受信、アドレス帳、 A2DP 、 AVRCPなどをサポートできます。 ここでいくつかの開発について説明します 。 このソリューションは私に完全に合っています：タブレットを使用せずにコントローラーとハンドルボタンを使用して制御でき、チェックしたすべての携帯電話で動作します（現代のHTC One X、HTC Desire、HTC Hero祖父、一部の古代のSamsung、Qtek 8310 83祖父、過去の世代のスタブ）

音

現時点では音に不確実性があります...
必要なコンポーネントを選択する必要があります。 ご協力をお願いします！
いくつかのアナログステレオ音源があります。 それらを1つのステレオチャンネルにミックスし、全体の音量とデジタルインターフェースを介して各チャンネルの音量の両方を個別に制御する必要があります。 さらに、車には多くのスピーカー（フロント/リアなど）があります。 どういうわけか、これを考慮する必要があります...これらのタスクのための既製のマイクロ回路を見つけましたが、解決策を決めることができませんでした。
チャネルはおよそ次のとおりです。

• タブレット（アラート、音楽、ナビゲーション、スカイプ、ハングアウトなど）;
• WT32 （電話、A2DP音楽）;
• 外部デバイスを接続するためのAUX休暇。
• 外部FMラジオ（タブレットには搭載していません。タブレットなしで管理できるため、外部モジュールである必要があるようです）;
• さらに、誰かがCDチェンジャーまたはトランシーバーを接続したいと思うかもしれません。

また、車のマイクからの信号は、WT32 Bluetoothモジュールとタブレット（スカイプ、ハングアウト、音声メモなど）に送られる必要があります。 アンプとマイクへの音声出力の間で何らかの形でエコーキャンセレーションを行うことをお勧めします。 確かにある種の既成のソリューションがあります。

FMラジオ

これまでのところ、プリミティブTEA5767を使用しました 。 ネットワークを使用するのに十分な例があります...退屈なデータシートの代わりに、TEA5767モジュールのFM STEREOレシーバーをここから理解できます。
すでに書いたように、Androidの操作に依存せずにコントローラーに接続したいのですが、Androidを介して制御および構成できます。

有名なRTL2832U を使用する興味深い機会もあります。

このチップに興味がある人は、多くのクールなアイデアを実装する多くの機会を発見するでしょう。 彼についてはすでにいくつかのトピックがあります。
20ドルのRTL2832または初心者向けのSDRで60〜1700 MHzの無線受信機
RTL2832のUSB TVチューナー-または600ルーブルのラジオですべてを聞く方法
確かに、問題はその接続に残っています。 なぜなら 私のUSBバージョンでは、タブレットポートはすでに使用されています。 そして、それを接続する方法と場所が完全に明確ではありません。 しかし、USBハブがAndroidに接続されていて、コントローラーとの交換がUSB <-> UARTモジュールを介して行われている場合、問題は解決します。 しかし、Kindle Fireのusbホストを介していくつかのデバイスの安定した動作を達成できませんでした...

ビデオ録画

韓国BlackVue DR500GW-HDから到着しました。 GPS、加速度計、WiFiがあり、画面はありません！ これは私にとって大きなプラスです。

ここではカスタムファームウェアが積極的に見られますが、ファームウェアの配布ポリシーはあまり快適ではなく、何らかの理由ですべてが静かで、メールで、ソースコードはありません...しかし、みんな素晴らしいです！ このすばらしいデバイスの機能を強力に活用しました。
WiFi経由で、カメラからのライブビデオと記録されたビデオをAndroid経由で視聴し、保存できます。 WiFi速度が許せば、GPSトラック、加速度計データ、さらにはDVRからビデオを自動的にダウンロードするソフトウェアを書くことはそれほど難しくないと思います。

背面カメラの場合、ウェブカメラを調整することもできます。 Raspberry PiまたはDIR320、MR3020を介してネットワークに接続します。 最も単純なケースでは、ブラウザに目を通します）

一般に、複数のDVRをシステムに接続してビデオをハードドライブに直接録画するための優れたメカニズムがあれば非常に便利です。 ビデオ監視用の産業用ビデオレコーダーのようなもの。
この点で、 Virt2realプロジェクトは私にとって非常に勇気づけられます 。 そのようなタスクにはあまり適していないようですが、時間があれば、誰かがHDD上のいくつかのリモートカメラ（DVRで外部HDMIカメラに会った）からビデオを収集する特定のタスクで、より特定のデバイスを修正し、アーカイブと管理にアクセスするかもしれませんイーサネットを介して、サードパーティアプリケーション用のAPIおよび/またはSDKを使用して、オープンファームウェアを手頃な価格で！ 一般的に、やるべきことがあります）

また、SDカードプロキシのようなものを作成するという考えもありました。 SDカードの代わりにDVRをメモリカードインターフェイスを実装するFPGAまたはプロセッサに接続しますが、ネットワークを介してデータを共有フォルダに書き込むか、SATAを介してHDDに書き込みます。 しかし、これはそれほど単純ではなく、彼はそれを自分でやろうとはしませんでした。 完成したオプションのうち、ほとんど何も見つかりませんでした。 www.eye.fiがありますが、この場合は機能しません。 接続は、10-15Mb / sのストリームを安定して保持するという事実ではなく、有線であることが好ましい。 そのようなデバイスの助けを借りて、複数のDVRから1つのVincに直接記録することが可能になります。

また、 「STM32F1のカーサテライトアラーム」というトピックもあり、興味深いアイデアがたくさんあります。 そして、STM32F4に基づくカメラについてのアイデアは非常に印象的でした。

オートスタート

自動実行の可能性を提供したいと思います。 ソリューションは車ごとに異なりますが、私の場合は、 Fortin EVO-ALLイモビライザークローラーが適しています。

複数のコネクタと3つのLEDを備えた小さなボックス。 さまざまなメーカーの多くの車種をサポートしています。 複数のワイヤにしがみついており、キーなしでマシンを起動できます。 つまり 車にキーを1つ残す必要はありません。自動起動機能を備えた多くのアラームが必要であり、多くの保険ではCASCOの基本契約で許可されていません。
自動実行はCarPC機能とは別に分離されていますが、自動起動のアラームがなく、インストールしたくありません。 これは便利ではありませんが、車の保護の観点から、盗難に対する船体保険の方がいいと思います。 したがって、コントローラーは、暗号化されたコマンドを使用してSMSによって、または最も単純な場合には特定の番号からの呼び出しによって開始信号を発行する必要があります。 多くの異なるオプションが考えられます。 これを行うには、GSMモジュールをコントローラーにねじ留めすることをお勧めします。 これは、インターネット上の通信チャネルよりも信頼性が高いと思います。 コントローラーのメモリーまたはSDカードに、正常に起動した後のアクションのシーケンスが決定される構成を保存できます。 夏にはコンドミニアムの電源を入れ、冬には風防ガラス、温められた窓/鏡、ハンドル、運転席などを吹きます。 このコンフィグAndroidは、コントローラメモリを変更して保存できます。 設定をドロップボックスに送信し、タブレットの自動プログラムでコントローラーにアップロードしたいと思います。

タイヤ空気圧監視-TPMS

私は長い間このトピックをフォローしていませんでしたが、市場の既存のシステムからデバイスにデータを取り込むことができる開発があったことを覚えています：
タイヤ空気圧監視（USB TPMS）
カスタムUSBタイヤ空気圧監視インターフェース
TIから興味深いものに出会いました。

これらのタスクに特化した小さなモジュールであるTX-Module TPIC82000シリーズは 、 「550mAhr Li-Coinバッテリーで10年以上の寿命」は販売されていないと約束しましたが、いじくりたいと思います。

追加のボタン、コネクタ

正直に言って、それらを完全に避けたいという強い願望があります...ステアリングホイールとコンソールにある標準のボタンで十分だと思われます。自家製のクルクルとボタンを追加したくありません。 それらを効率的に実行できるとは考えられません。 Kindle Fireにはボタンが1つしかないため、必ずしも必要ではありません。 各車には目立たないソケットがあり、そこに「サービス」ボタンとコネクタを取り付けることができます。 ほとんど必要ありません。 ただし、ハードウェアボタンを使用する必要がある場合は、タッチセンシティブにし、プラスチックパネルの下に直接配置することをお勧めします。 専用のAtmel QTouch 、 QMatrixシリーズコントローラーを使用できます。 ボタン、スライダー、円があり、それはプラスチックパネルを通して完全に機能するはずです。

ただし、この問題はそれぞれの場合に個別に解決されます。おそらく一部の車では、適切な工夫とディスプレイの場所があります。

音声制御

ほとんどの場合、この問題はすでにアンドロイドで解決されており、すでにいくつかの機能があり、音声コマンド用の音声認識用のサードパーティエンジンもいくつか見られます。 正直なところ、Googleの音声検索がなければ、これを気にしたくありません。 私のテストによれば、さまざまな任意のコマンドでさえ、定性的に認識します。 しかし、理想的には、優れたオフライン認識機能が必要です。 「STM32F4-Discoveryの音声認識」という非常に興味深いトピックがあることを思い出していただきたいので、マイクロコントローラの助けを借りてこれを行うことができます。
スピーチ、音楽、ノイズ、無関係な音の全ストリームからチームをキャッチする方法は明確ではありません。 私の意見では、システムに名前を付ける必要があります。 ジョニーと言ってみましょう:)そして、抜けた名前の横に、一般的なスピーチの流れで、チームのキーワードを検索できます。 たとえば、5〜10秒の音でバッファに書き込み、効果的なオフラインアルゴリズムで特定の名前を検出し、キャッチされた場合は、名前の前と少し後にピースを処理します。 計算されたフレーズの「フィンガープリント」がGoogleサーバーに送信され、フレーズ文字列を取得してキーワードを探し、リクエストを分析します。 手押し車、ナビゲーターなどを実装できます。 「ジョニー、窓を閉めろ」、「ジョニー、トランクを開けろ」、「ジョニー、仕事に行こう...」、「ジョニー、ジョニー！」というスタイルのフレーズ。
スマートホームを実装または計画している場合、それらを組み合わせてコマンドを処理しようとすることができます。車から家へ、またはその逆の要求を行うことができるという事実を考慮してください。 たとえば、自宅で電化製品がオフになっているかどうかを確認したり、すべてのコンセントの回路をすぐにオフにしたり、到着前やコンドミニアムなどの前に暖かいフロアをオンにします。

音声によるメッセージの発行（たとえば、着信SMSの読み取り）を実装する必要がある場合があります。 残念ながら、私はこの問題に密接に対処しませんでしたが、読者は長い間テキストを読むことができたようです...あなたはそのようなシステムのために何かを拾うことができます。

栄養

このすべての動物園に電力を供給する問題に関して、 「スマートカーの電源をはんだ付けする」という優れたトピックがあります 。 デバイスでは、さらに3.3Vを取得する必要がありますが、「デフォルトでは、 KIS-3R33Sモジュールは 3.3Vに設定されています」と言われています。 また、5Vの安定した信頼性の高い電源を持つことは、経済的で信頼性の高いDC-DC降圧コンバータまたは78L33 バンクを使用してボード上で3.3を実現するために大したことではありません。 もちろん、車のバッテリーが切れた場合、デバイスの電源を切る必要があり、システム制御が必要です。 おそらく、自動実行などの重要なシステム用に小さなバックアップバッテリーを置くことは理にかなっています。

各種パン

マシンに接続する機会があるため、マシンからデータを受信し、部分的に制御できます。 すべてのマシンにないものを実装できます。 例：

• キーフォブで機械をロック/ロック解除するときのミラーの自動折りたたみ/展開。
• リバースギアを入れるとき、ミラーをわずかに下げる。
• ロック時にドアのガラスを持ち上げます。
• 20 km / hを超える速度でのドアロック;
• エンジンの稼働中に外ボタンでトランクをロックします。
• スマートライトコントロール;
• さまざまなエンジンパラメータのAndroid画面に表示します。
• ...

Webアクセス

もちろん、システムを何らかのサーバーにフックすることをお勧めします。 統計を収集し、そこで追跡し、マシンの状態を更新し、設定を編集したり、カメラ（インストールされている場合）から写真を見ることができます。 さらに、モバイルアプリケーション用のAPIを作成することもできます。 しかし、私はこれにこだわらない。 これは99％のhabragerにとって一般的なトピックであり、トピック「STM32F1のカーサテライトアラーム」では、この問題は既に提起されています。

さよならを言わないでください...

話したかったのはそれだけのようです。 現時点では、このプロジェクトは、個別のデモ、スカーフ、コードの一部を含むメモ、はんだ付けされたワイヤにぶら下がっているパーツの形で存在します。 アイテムごとに、技術的な詳細、コマンドの例、githubへのリンク、有線プリント基板などを使用して、小さな個別のトピックをより真剣に書くとよいでしょう。 これまでのところ、残念ながら、何もありません。 物事が進行し、似たようなものが現れることを願っています！

PSトピックの見出しでPhotoshopの地獄をおaびします...私はできる限り描いた）
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