CN102033540B - 一种测试can总线汽车仪表的测试系统及方法 - Google Patents
一种测试can总线汽车仪表的测试系统及方法 Download PDFInfo
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Abstract
一种测试CAN总线汽车仪表的测试系统，包括单片机和CAN收发器，所述单片机包括控制模块、发送模块及计时模块，所述存储模块、发送模块、计时模块分别与所述控制模块电连接，所述发送模块通过CAN收发器与CAN总线汽车仪表相连接，还提供一种测试方法，测试系统进行初始化；控制模块按照内设的速度报文发送周期T_SPD控制发送模块发送车速报文：系统按照时间t的幅值改变速度报文发送周期；控制模块按照改变后的速度报文发送周期控制发送模块发送车速报文。以上技术方案，利用测试系统通过向CAN总线模拟发送连续甚至复杂的通讯报文，缩短了CAN总线汽车组合仪表的测试周期，有效降低了仪表的测试成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种测试汽车仪表的系统和方法，尤其涉及一种测试CAN总线汽车仪表的系统和方法。
背景技术
CAN(Controller Area Network，控制器局域网)总线协议作为一种技术先进、实时性强、可靠性高的通讯协议，已经被广泛地应用于各种自动化控制系统中，在汽车电子领域，尤其在车用电控模块和仪表上也有着很好的应用前景。在汽车仪表系统内引入CAN总线，使得汽车仪表系统具有开放式、易扩展的结构，可以将以前的模拟组合的各分离式仪表数字化地统一管理起来，不仅减少了汽车系统的线束，简化了仪表系统的接口，提高了系统的抗干扰性，而且提高了仪表的稳定性、精度和寿命，大大增加了系统的数据流量。
CAN总线汽车仪表就是基于这一理念设计出来的，作为我国汽车业的一项科技含量高、具有自主技术知识产权的产品，得到了众多国内汽车制造尚的急切关注。它可以从汽车内部CAN网络上接收车辆的各种行驶状况参数，并以指针方式或数字方式实时显示给驾驶员。
而CAN总线汽车仪表在装车或者出售之前，首先应该对CAN总线汽车仪表产品进行测试，现有技术中存在一种对CAN总线汽车仪表产品进行测试的系统及方法，该系统包括配置模块、输入模块、虚拟输出模块和比较模块；在配置模块中，配置CAN总线汽车仪表的控制逻辑；输入模块向所述CAN总线汽车仪表和虚拟输出模块发送CAN报文；虚拟输出模块根据配置模块中的控制逻辑和输入模块发送的CAN报文，模拟所述CAN总线汽车仪表的输出；比较模块检测所述虚拟输出模块的输出与所述CAN总线汽车仪表的输出是否一致，如果一致则表明CAN总线汽车仪表测试正确；如果不一致则表明CAN总线汽车仪表测试错误。以上对CAN总线汽车仪表的测试方法，主要是通过给汽车仪表和虚拟输出模块发送单个报文点来测试仪表模块是否与虚拟输出模块输出的一致，显然，现有的对CAN总线汽车仪表的测试只注重测试仪表对CAN总线上有效报文的处理、响应，而忽视了CAN总线上大量报文数据对组合仪表造成的冲击，即无法得知当CAN总线汽车仪表在高CAN负载率的情况下的工作状况及该负载率的临界点。
发明内容
本发明旨在解决现有技术中CAN总线汽车仪表测试过于单一，不能全面反应汽车仪表在高负载率的情况下工作性能的问题，提供一种能够动态测试CAN总线汽车仪表的测试系统及方法，达到在不同负载率下，全面检测CAN总线汽车组合仪表的目的。
一种测试CAN总线汽车仪表的测试系统，所述测试系统包括单片机和CAN收发器，所述单片机包括控制模块、存储模块、发送模块及计时模块，所述存储模块、发送模块、计时模块分别与所述控制模块电连接，所述发送模块通过CAN收发器与CAN总线汽车仪表相连接；
所述存储模块，用于存储CAN总线汽车仪表测试用的速度报文信息；
所述发送模块，用于向CAN总线汽车仪表按照不同的周期发送速度报文；
所述计时模块，用于在CAN总线汽车仪表测试中进行计时；
所述控制模块，用于控制所述存储模块、发送模块及计时模块对CAN总线汽车仪表进行CAN负载率测试。
本发明还提供一种测试CAN总线汽车仪表的测试系统的测试方法，包括以下步骤：
测试系统进行初始化；
控制模块按照内设的速度报文发送周期T_SPD控制发送模块发送车速报文给CAN总线汽车仪表：
系统按照时间t的幅值改变速度报文发送周期；
控制模块按照改变后的速度报文发送周期控制发送模块发送车速报文给CAN总线汽车仪表；
判断CAN总线汽车仪表的工作情况。
以上技术方案，利用测试系统通过向CAN总线汽车仪表模拟发送连续的不同周期的通讯报文，以此来精确检测CAN总线汽车仪表在不同CAN总线负载率下的工作情况，不仅为了在CAN总线汽车仪表在装车前能够及时发现问题，而且为车上CAN总线汽车仪表的更换带来很大的便捷性和精确性，同时缩短了CAN总线汽车组合仪表的测试周期，有效降低了仪表的测试成本。
附图说明
图1是本发明测试系统与CAN总线汽车仪表的连接示意图；
图2是本发明测试系统单片机的一种实施例的结构框图；
图3是本发明测试系统一种单片机的结构图；
图4是本发明测试系统一种实施例的测试流程图；
图5是本发明测试系统另一种实施例的测试流程图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。
结合图1和图2所示，本发明CAN总线汽车仪表的测试系统包括单片机和CAN收发器，该单片机包括控制模块、存储模块、发送模块及计时模块，存储模块、发送模块、计时模块分别与所述控制模块电连接，发送模块通过CAN收发器与CAN总线汽车仪表相连接；
存储模块，用于存储CAN总线汽车仪表测试用的各种速度报文信息；
发送模块，用于向CAN总线汽车仪表按照不同的周期发送速度报文；
计时模块，用于在CAN总线汽车仪表测试中进行计时；；
控制模块，用于控制所述存储模块、发送模块及计时模块工作。
测试系统与CAN总线汽车仪表通过CAN总线进行通讯，具体地，测试系统的发送模块通过通道RX和TX与CAN收发器相连接，CAN收发器通过CAN_H和CAN_L连接CAN总线汽车仪表，测试系统通过控制模块控制模拟产生CAN总线汽车仪表需要接收和处理的各种车速报文信息，并按一定的周期将该通信报文通过CAN线路(CAN_H和CAN_L)发送给CAN总线汽车仪表。
存储模块，预先存储CAN总线汽车仪表测试用的各种车速报文信息，建立一个CAN总线汽车仪表报文数据库，包括各种车速报文，即从最小车速到最大车速之间的所有连续值速度报文。
发送模块，依照控制模块的控制向CAN总线汽车仪表发送各种车速报文；如控制模块需要控制测试系统发送一个15km/h的速度报文信息，首先控制模块会通过存储模块调取一个15km/h的报文信息，然后控制模块控制发送模块发送此报文信息到CAN总线汽车仪表，这样CAN总线汽车仪表就会显示一个15km/h的速度信息。
计时模块，在CAN总线汽车仪表的测试过程中，需要通过计时模块来进行相应的计时和计数，如报文发送周期计时、报文发送次数的计数和计时及一些数据变量的计数等，其具体的计时原理和计数过程将在下面具体的测试过程中一一详述。
控制模块，根据需求或者输出控制来控制存储模块、发送模块、计时模块进行相应的工作。控制模块可以根据需求调出存储模块内预存的相关速度报文信息，调出相关速度报文信息后，控制模块可以控制发送模块进行对此速度报文信息的模拟发送，控制发送模块将此报文信息模拟发送给CAN总线汽车仪表，而且，控制模块可以控制计时模块对相应速度报文的发送周期及报文次数进行计时或者计数，控制完成对CAN总线汽车仪表的各种的测试功能。
以上所述的单片机可以采用现有普通的带有计时模块的单片机对该CAN总线汽车仪表进行检测，只要对该单片机的内部控制程序按照本发明的控制策略进行重新编程即可。图3所示为本发明中优选采用的一种单片机，其型号为freescale的MC9S08DZ60单片机，该单片机的控制模块包括CPU，存储模块包括用户闪存、用户EEPROM、用户RAM，计时模块包括实时计数器、定时器，发送模块包括转换器、比较器及相应的输入输出端口，因该单片机为本领域的公知技术，因此其中每个模块的具体结构在此不做详述。该单片机通过发送模块的RX和TX接口与CAN收发器相连接，然后通过CAN收发器的CAN_H和CAN_L接口接入CAN总线汽车仪表。
作为进一步改进，所述单片机通过I/O接口还连接一复位键，当系统需要初始化或者系统进行下一个模式的测试前，都可通过操作此复位键来对测试系统的控制程序进行初始化。
下面，结合以上所述对汽车仪表的测试过程进行一一讲解。
图4是测试系统对CAN总线汽车仪表的一种实施例的测试流程，系统开始初始化，控制模块控制发送模块按照系统设定的车速报文发送周期T_SPD对CAN总线汽车仪表发送车速报文，这样每次发送的车速报文都会在CAN总线汽车仪表有一个相应的指示，然后控制模块控制按照每次时间t的幅值改变车速报文的发送周期。例如，以时间t的幅值逐渐减小车速报文的发送周期，或者以时间t的幅值逐渐增大车速报文的发送周期，即发送模块第一次发送车速报文的周期为T_SPD，如果按照以时间t的幅值来逐渐减小车速报文的发送周期，那么控制模块控制发送模块第二次发送车速报文的周期变为T_SPD-t，第三次发送车速报文的周期变为T_SPD-2t，第四次发送车速报文的周期相应变为T_SPD-3t，以此类推；如果按照以时间t的幅值来逐渐增大车速报文的发送周期，那么控制模块控制发送模块第二次发送车速报文的周期变为T_SPD+t，第三次发送车速报文的周期变为T_SPD+2t，第四次发送车速报文的周期相应变为T_SPD+3t，以此类推；通过以上方式，不断缩短或者延长车速报文的发送周期，即单位时间内测试系统往与CAN总线相连的CAN总线汽车仪表上发送报文数据量越来越大或者越来越小；通过观察记录CAN总线汽车仪表在不同CAN总线负载率的状况下，CAN总线汽车仪表的工作状况，找出一个临界点，当CAN负载率高于此临界点时对仪表工作状况会产生影响；反之，当CAN负载率在此临界点之下时，CAN总线汽车仪表工作正常。
传统的CAN总线汽车仪表CAN负载率的临界点一般位于0与测试系统内设的车速报文发送周期T_SPD之间，即发生在控制系统逐渐减小车速报文的发送周期的测试中，一般情况下，控制系统逐渐增大车速报文发送周期时，不会存在临界点的情况，因为增大控制系统内部的车速报文发送周期有效减少了CAN总线汽车仪表的工作频率和疲劳度，CAN总线汽车仪表在此种状态下工作可以延长其使用寿命。
当CAN总线汽车仪表达到其负载率的临界点时，此时如果测试系统内部的负载率继续增加的话，CAN总线汽车仪表的相应速度就跟不上测试系统发送车速报文的速度了，这样相比于测试系统速度报文发送频率，CAN总线汽车仪表的指针反应就会变得滞后一些。优选地，测试系统的单片机通过I/O接口还连接有一显示装置，用来显示测试系统的报文发送周期及每次发送的车速报文数值。当出现CAN总线汽车仪表指针指示的速度比测试系统发送车速报文的显示滞后时，可以判定CAN总线汽车仪表达到其负载率临界点。
作为一种优选的技术方案，通过测试系统的单片机的普通I/O口可以接出两个按钮KEY1和KEY2，按钮KEY1用于增加测试系统的CAN负载率，即缩短测试系统内部的车速报文发送周期，按钮KEY2用于降低测试系统的CAN负载率，即延长测试系统内部的车速报文发送周期。
如图5所示，系统进行初始化后，系统进入步骤S001，按照其内部设定的固有周期T_SPD向CAN总线汽车仪表发送速度报文；
步骤S002，控制模块会时时检测是否有按钮按下，如果有，则会进一步判断是按钮KEY1还是按钮KEY2；如果没有检测到按钮按下的信息，则测试系统会返回步骤S001，按照原有的车速报文发送周期发送其车速报文；
步骤S003，如果判断按钮KEY1被按下，控制系统进入对CAN总线汽车仪表的增加CAN负载率的测试，然后系统进入步骤S004，如果判断按钮KEY1没有被按下，则会判断按钮KEY2被按下，系统进入步骤S006；
步骤S004，控制模块会控制系统按照时间t的降幅减少系统上一次发送报文时的报文发送周期，如果上一次是T_SPD，则本次车速报文发送周期就会被修改为T_SPD-t，然后系统进入步骤S005；
步骤S005，测试系统的车速报文发送周期变化后，控制模块控制发送模块按照减小后的报文发送周期对CAN总线汽车仪表进行车速报文的发送，然后系统进入步骤S002重新进行下一个报文发送循环；
步骤S006，当控制模块判断按钮KEY2被按下时，控制模块会控制系统按照时间t的增幅增大系统上一次发送车速报文时的报文发送周期，如果上一次是的车速报文发送周期是T_SPD，则本次车速报文发送周期就会被修改为T_SPD+t，然后系统进入步骤S007；
步骤S007，测试系统的车速报文发送周期变化后，控制模块控制发送模块按照增大后的报文发送周期对CAN总线汽车仪表进行车速报文的发送，然后系统进入步骤S002重新进行下一个报文发送循环。
以上测试过程中，时间t的取值范围为0.005-0.015，优选为t＝0.01；所述报文发送周期T_SPD的取值范围为0.1S-0.2S，优选为T_SPD＝0.1S。
通过本测试方法解决了目前CAN总线汽车仪表测试只注重测试仪表对CAN总线上有效报文的处理、响应，而忽视了CAN总线上大量报文数据对组合仪表造成的冲击。通过本测试方法，可以检测出CAN总线汽车仪表的负载率临界点，测试出CAN总线汽车仪表在不同CAN总线负载率状况下的工作情况，对暴露出的问题及时解决，避免组合仪表在装车后，汽车高CAN负载时工作状况差的问题。
本测试方法是对汽车组合仪表失效模式的一种测试，通过测试、观察CAN总线汽车仪表在恶劣的汽车CAN总线通信状况下的工作情况，为CAN总线汽车仪表装车时可能出现的问题做分析、参考，做到提前发现、暴露问题，及时解决问题。缩短了CAN总线汽车组合仪表的测试周期，降低了CAN总线汽车仪表的测试成本。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种测试CAN总线汽车仪表的测试系统，其特征在于，所述测试系统包括单片机和CAN收发器，所述单片机包括控制模块、存储模块、发送模块及计时模块，所述存储模块、发送模块、计时模块分别与所述控制模块电连接，所述发送模块通过CAN收发器与CAN总线汽车仪表相连接；
所述存储模块，用于存储CAN总线汽车仪表测试用的速度报文信息；
所述发送模块，用于向CAN总线汽车仪表按照不同的周期发送速度报文；
所述计时模块，用于在CAN总线汽车仪表测试中进行计时；
所述控制模块，用于控制所述存储模块、发送模块及计时模块对CAN总线汽车仪表进行CAN负载率测试。
2.根据权利要求1所述的测试系统，其特征在于，所述测试系统还通过单片机上的I/O接口连接一复位键，所述复位键用于对测试系统进行初始化操作。
3.根据权利要求1所述的测试系统，其特征在于，所述测试系统还设有按钮KEY1和KEY2，所述按钮通过单片机上的I/O接口与所述单片机连接。
4.根据权利要求1所述的测试系统，其特征在于，所述单片机的型号为MC9S08DZ60。
5.根据权利要求1所述的测试系统，其特征在于，所述测试系统还包括用于显示测试系统工作情况的显示装置，所述显示装置与所述控制模块电连接。
6.一种测试CAN总线汽车仪表的测试系统的测试方法，其特征在于，包括以下步骤：
测试系统进行初始化；
控制模块按照内设的速度报文发送周期T_SPD控制发送模块发送车速报文给CAN总线汽车仪表：
系统按照时间t的幅值改变速度报文发送周期；
控制模块按照改变后的速度报文发送周期控制发送模块发送车速报文给CAN总线汽车仪表；
判断CAN总线汽车仪表的工作情况。
7.根据权利要求6所述的测试方法，其特征在于，还包括以下步骤：
步骤S001，按照系统内设的固有周期发送T_SPD发送车速报文；
步骤S002，控制模块检测是否有按钮按下，如果有，控制模块进一步判断是按钮KEY1还是按钮KEY2；如果没有检测到按钮按下的信息，系统返回步骤S001；
步骤S003，如果判断按钮KEY1被按下，系统进入步骤S004；
步骤S004，控制模块控制发送模块按照时间t的降幅减少系统上一次发送报文时的报文发送周期；
步骤S005，控制模块控制发送模块按照减小后的报文发送周期发送车速报文，然后系统返回步骤S002重新进行下一个报文发送循环。
8.根据权利要求7所述的测试方法，其特征在于，所述测试方法还包括：
步骤S006，当控制模块判断按钮KEY2被按下时，控制模块控制系统按照时间t的增幅增大系统上一次发送车速报文时的报文发送周期；
步骤S007，控制模块控制发送模块按照增大后的报文发送周期发送车速报文，然后系统进入步骤S002重新进行下一个报文发送循环。
9.根据权利要求7所述的测试方法，其特征在于，所述时间t的取值范围为0.005S-0.015S。
10.根据权利要求6所述的测试方法，其特征在于，所述T_SPD的取值范围为0.1S-0.2S。
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