开放式司机显示屏HMI软件开发平台构建研究.pdf

开放式司机显示屏HMI软件开发

平台构建研究

司机显示屏技术是列车网络控制技术的重要组成部分，司机显

示屏HMI软件开发平台的构建直接影响列车网络控制系统的开

发。文章从操作系统、硬件平台、软件平台三个方面展开讨

论，提出了开放式司机显示屏HMI软件开发平台的构建方案。

1平台背景

高速动车组技术的发展推动着列车网络控制技术的发展。

列车网络控制技术是动车组技术的核心关键技术，司机显示屏

技术是列车网络控制技术的重要组成部分，司机显示屏HMI软

件开发平台的构建，直接影响列车网络控制系统的开发。构建

开放、可扩展的司机显示屏HMI软件开发平台，对打造完全自

主的列车网络控制系统、对动车组技术的发展具有至关重要的

意义。

2平台要求

平台须符合下述要求：

2.1开放性

平台应具备丰富的应用接口，可以根据需求扩展平台功

能、进行二次开发;可以与不同的列车网络控制系统平台、显

示屏硬件平台、显示屏软件平台无缝对接。

2.2灵活性

可以灵活选取操作系统、硬件平台、软件平台来构建司机

显示屏HMI软件开发平台，而不会影响到平台的功能和性能。

2.3可扩展性

可扩展性是平台构建的原则之一，它以添加新功能或修改

完善现有功能来考虑平台的未来成长。可扩展性是平台优劣的

重要影响因素。

3平台构建

司机显示屏HMI软件开发平台主要由操作系统、硬件平

台、软件平台三部分构成。构建开放的司机显示屏HMI软件开

发平台需要综合考虑这三方面内容：

3.1操作系统

列车显示屏是对实时性和稳定性要求比较高的设备，嵌入

式操作系统因其在实时性和稳定性方面的俱佳表现，而广泛应

用于嵌入式设备。当前主流的嵌入式操作系统有Linux、

QNIX、VxWorks、WindowsXPE等。

3.1.1Linux。Linux是基于POSIX和UNIX的多任务、多

用户、支持多CPU和多线程的操作系统，是一套免费使用和自

由传播的类UNIX操作系统。

Linux操作系统的特点：

(1)多用户、多任务。Linux支持多用户，保证了各用户之间

互不影响。多任务使多个程序同时并独立地运行;

(2)支持多种平台。Linux可以运行在多种硬件平台上，同时

Linux也支持多处理器技术;

(3)良好的界面。Linux同时具有图形界面和字符界面;

(4)开源免费。Linux是一款开源免费的操作系统，可以免费

获得。

3.1.2QNX。QNX操作系统是加拿大QSSL公司设计开发的

一种实时操作系统，它是一个真正意义上的微内核嵌入式实时

操作系统。它的特点是微内核、多任务、多线程、高可靠性、

实时性、可扩展性、可移植性。并且性能上有很大提升，在对

实时性有严格要求的领域得到广泛应用。

3.1.3VxWorks。VxWorks是由美国风河公司推出的一款

具有高性能、高可靠性、可裁减的嵌入式实时操作系统。它以

其卓越的实时性和可靠性被广泛地应用于军事、航空航天、通

信等高精尖技术及实时性要求较高的领域中。

多任务内核、任务间通信、任务机制和中断处理机制等，

是VxWorks操作系统的核心。

3.1.4WindowsXPE。XPE是基于WindowsXPEmbedded

的操作系统。系统具有微内核、资源占用少、启动速度快、高

可靠性、增强写保护等桌面XP系统所不具备的功能。XPE和

WindowsXP专业版拥有相同的核心，拥有WindowsXP专业版

的所有功能和属性，具备WindowsXP专业版所有应用软件的

兼容性。

综上，QNX和VxWorks操作系统具有良好的实时性、卓越

的可靠性，但属于付费操作系统;WindowsXPE操作系统在稳

定性方面要差一些，不适合反复重启的司机显示屏设备;Linux

操作系统实时性好、稳定性高，开源免费，又与其他操作系统

具有相似性，是构建开放司机显示屏开发平台的首先操作系

统。

3.2硬件平台

硬件平台的搭建主要是显示屏的选择问题，选择的显示屏

稳定性要好、可维护性要高，并可提供多样的技术支持和技术

服务。

主要的显示屏供