朱兰

摘 要：该文提出了一种基于嵌入式Linux的车载自动空调控制模型的设计方法。该模型基于开源的Linux嵌入式软硬件系统，搭建了车载自动空调控制平台。在该平台的支持下，可以有效的实现车载空调的自动控制，具有较好的经济性和可扩展性。

关键词：Linux 自动空调 控制模型 内核编译 文件系统设计

中图分类号：U472.7 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）09（c）-0022-02

由于计算机自动控制技术的发展，车载空调已经由手动控制模式逐渐过度到计算机控制模式。车载空调自动调节功能包括车内温度和湿度的自动调节、回风和送风模式的自动控制以及运转方式和换气量的控制等控制功能。电控单元将根据驾驶员简单的按钮输入，结合各种传感器输入的信号，并可自动实现送风温度和送风速度的高效调整。因此，自动空调不但可以减轻操作复杂度，对节能减排也起到了非常重要的支撑作用。

为了提高车载自动空调的控制效果，采用操作系统对控制器软硬件资源进行高效管理是一种切实可行的办法。Linux是一款稳定开源的多任务操作系统，可以方便的移植到各种主流的嵌入式平台上，在工业控制、消费电子领域有着非常广泛的应用。因此该文尝试在嵌入式Linux系统平台上实现车载自动空调的控制模型，为车载自动空调控制器的软件编制提供可靠有效的平台。

1 自动空调控制系统架构

车载自动空调控制系统的架构如图1所示：

从图1可以看到，车载自动控制完全根据传感器的信号和控制逻辑来实施执行器的控制操作。

2 嵌入式Linux系统架构

嵌入式Linux系统负责管理整个控制器的软硬件资源。从分层结构的角度看，其内部架构的基本思想是封装硬件资源细节，像上层应用提供调用接口，并有效实现接口的管理方法。其架构如图2所示：

3 模块设计方法

3.1 内核编译

嵌入式Linux 2.6以上的内核已经对各种主流的嵌入式平台进行了有效的支持，直接在内核包中提供了各种嵌入式平台对应的的驱动程序和配置文件。该文以龙芯嵌入式处理器上的Linux 3.0.1为例进行分析。

3.1.1 交叉编译器设定

通过交叉编译器将Linux内核编译成能够在龙芯嵌入式处理器上运行的可执行文件，其设定方法为直接修改内核根目录中的主控Makefile文件。因为龙芯处理器采用的是mips架构，所以其命令为：

[root@localhost linux-3.0.1]#make ARCH=mips CROSS_COMPILE=mips-linux-

3.1.2 定制内核

定制内核的目的是使内核能够根据嵌入式系统的软硬件管理要求来为上层控制应用程序提供一个紧凑的运行平台。从实现的角度看，定制内核就是有针对性的定制内核的各项功能。由于Linux内核的源文件数量非常大，所以通过直接修改源文件的方式来进行定制是行不通的。为了提高定制的效率，一般都采用内核提供的配置工具，通过以下命令启动：

[root@localhost linux-3.0.1]#make menuconfig

在配置工具中分别对以下功能进行配置：

* Generic Driver Options

该选项是驱动程序通用选项。

* Memory Technology Device（MTD）

该选项用于支持内存技术设备。

* Parallel port support

该选项用于支持并口设备。

* Block support

该选项用于支持块设备。

* Input device support

该选项用于支持输入设备。

* Character devices

该选项用于支持字符设备。

* Multimedia devices

该选项用于支持多媒体设备。

* Graphics support

该选项用于支持图像设备。

* Ext3 journalling file system support

该选项用于支持Ext3文件系统。

* Reiserfs support

该选项用于支持Reiserfs文件系统。

* ROM file system support

该选项用于支持ROM文件系统。

* Network File systems

该选项用于支持网络文件系统。

上述功能主要用于传感器信号和执行器控制指令通信硬件的控制。

3.2 文件系统设计

在嵌入式系统中，存储器主要有RAM和Flash两类，所以文件系统也可以分成基于RAM的文件系统和基于Flash的文件系统两类。车载空调控制软件在车辆断电时存储在Flash中，因此该文选择Cramfs来管理Flash。Cramfs文件系统是一种新型只读文件系统。Cramfs以4KB为单位对文件进行2：1压缩存储。操作系统在访问Cramfs系统文件时，Cramfs仅仅是把当前被访问的文件解压到RAM中，并不会把整个文件系统的内容全部解压到RAM中，以节省大量的RAM空间。

通过以下命令生成Cramfs文件系统镜像文件：

[root@localhost home]# ./mkcramfs rootfs rootfs_cramfs.img

Linux内核镜像启动后，会自动挂载上述命令生成的Cramfs文件系统镜像文件，启动车载自动空调的控制程序。

4 结语

该文针对龙芯嵌入式处理器平台，提出了一种基于嵌入式Linux的车载自动空调控制模型的设计方法。通过内核编译和文件系统设计搭建出车载自动空调的控制平台模型。使得控制系统可以高效的在嵌入式软硬件系统上获取传感器信号，并对执行器进行控制。整个模型具有较好的稳定性和可扩展性。

参考文献

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