CN114185323B - 一种车载终端测试方法及装置 - Google Patents

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Abstract

一种车载终端测试方法及装置。标准《GB/T 32960.2电动汽车远程服务与管理***技术规范 第2部分：车载终端》是新能源汽车《公告》测试强制要求，在车载终端的开发过程中，利用本发明模拟整车环境，可实现不用将车载终端装配到整车上就能进行上述标准的测试验证，达到提高开发测试效率、节约人力物力的目的。

Description

一种车载终端测试方法及装置
技术领域
本发明属于车载终端的测试验证领域，涉及车载终端的测试方法及装置，尤其涉及一种满足GB/T 32960.2标准的车载终端测试方法及装置。
背景技术
车载终端是新能源智能汽车的重要部件，负责采集保存整车及***部件的关键状态参数并发送到企业服务平台，并实现车辆远程控制，通过企业服务平台对车辆的行车信息及关键***部件状态进行监测和管理，对接国家公共平台实现全国监管。
2016年11月，工信部要求自2017年1月1日起对新生产的全部新能源汽车安装车载终端，实时监测车辆的运行状态，动力电池状态和故障预警等，以便对车辆的安全状态进行实时监测和管理，将标准《GB/T 32960.2-2016电动汽车远程服务与管理***技术规范第2部分：车载终端》纳入到新能源汽车《公告》和《推荐目录》测试要求中。因此，车载终端必须经过该标准的测试验证。
为了验证车载终端是否满足该标准，传统做法是将车载终端装在整车上，跟随道路测试进行，以整车的形态进行该标准的测试验证。该方式不仅需要特别配置测试车辆，而且车载终端装拆复杂，耗时耗力，所以测试成本高，测试周期长。
因此，在车载终端的开发过程中，有必要开发一种车载终端测试装置，模拟整车环境，实现不用装配到整车上就能进行GB/T 32960.2标准测试验证，以达到提高开发测试效率、节约人力物力的目的。
发明内容
本发明的发明目的是，提供一种不用装配到整车上就能对车载终端进行GB/T32960.2标准测试的方法，以达到提高开发测试效率、节约人力物力的目的。
本发明的发明目的通过如下技术方案实现：一种车载终端测试方法，该测试方法基于如下测试装置，该测试装置包括测试电脑、测试接口和协议网关，所述测试电脑与所述测试接口和协议网关分别相连；
所述测试接口包括GPS模拟器、I/O测试接口和CAN通讯模拟器；
所述GPS模拟器用于提供模拟车辆运行轨迹的GPS信号，所述I/O测试接口用于为所述车载终端提供供电电源和点火信号，所述CAN通讯模拟器用于在所述测试电脑的控制下提供模拟车辆运行中标准所涉及的整车及零部件状态信息；
所述协议网关为标准GB/T 32960通信协议接入网关，用于模拟企业服务平台；
所述测试方法包括：
登入测试流程；
实时数据传输测试流程；
告警响应测试流程；
登出测试流程；
通信异常测试流程；
独立运行测试流程。
所述告警响应测试流程步骤推荐如下：
测试装置模拟车辆向所述车载终端持续发送数据，在车载终端持续进行实时数据传输的过程中，测试装置发送3级告警数据并记录时刻点t1，延时一段时间后，测试装置判断是否有收到t1时刻前后各设定时间的数据，从而判断车载终端告警响应测试是否通过，并在收到t1时刻前后各设定时间的数据时，向所述车载终端发送告警恢复数据。
所述通信异常测试流程步骤推荐如下：
测试装置模拟车辆向所述车载终端持续发送数据，在车载终端持续进行实时数据传输的过程中，测试装置控制其协议网关中断与车载终端之间的连接并记录时刻点t1，模拟车辆与企业服务平台通信异常情况，然后延迟一段时间，测试装置再控制其协议网关恢复与车载终端之间的连接，车载终端在重新连接上协议网关后，继续进行实时数据传输和补发数据传输，延时一段时间后，测试装置根据是否收到通信异常时间段内的数据，判断车载终端通信异常测试通过与否。
所述独立运行测试流程步骤推荐如下：
测试装置模拟车辆向所述车载终端持续发送数据，在车载终端持续进行实时数据传输的过程中，测试装置断开车载终端的供电电源和点火信号，模拟车载终端进入掉电模式，记录时刻点t1并延时设定时间S后，恢复车载终端的供电电源和点火信号，测试装置记录最新收到的数据的采集时间t2，如果t1和t2间隔大于等于S或相差在设定范围内，则测试装置判断车载终端独立运行测试成功，反之失败。
所述实时数据传输测试流程步骤推荐如下：
测试装置模拟车辆向所述车载终端持续发送数据，车载终端登入协议网关后，会向协议网关发送实时数据报文，测试装置收到报文后先对其进行校验，若正确则解析该报文，如果内容与测试装置发送给车载终端的一致，则判断车载终端实时数据传输成功，不一致则判断车载终端实时数据传输失败，如果校验错误，则测试装置通过协议网关发送报文错误的应答信息给车载终端，车载终端在累计连续发送错误次数到3次后，会发送实时数据传输失败的提示信息给测试装置，测试装置收到该提示信息后，判断车载终端实时数据传输失败。
所述登入测试流程步骤推荐如下：
测试装置为车载终端提供供电电源和点火信号，使车载终端进入正常运行状态，在车载终端与测试装置的协议网关建立通讯连接后，测试装置发送车辆登入报文并开始计时，协议网关收到所述报文后进行数据校验，如果校验数据错误则忽略接收到的数据，如果校验通过则发送应答信号，车载终端收到应答报文后，会向测试装置发送登入成功信息，测试装置收到该信息后，判断车辆终端登入成功，在设定时间内，若测试装置一直未收到所述登入成功信息，则判断车辆终端登入失败。
所述登出测试流程步骤推荐如下：
在车载终端正常登入协议网关后，断开车载终端的点火信号，模拟车辆熄火场景，此时，车载终端会向协议网关发送车辆登出报文，协议网关收到该报文后进行数据校验，如果校验错误则忽略接收到的数据，如果校验正确则发送校验应答信号给车载终端，车载终端收到应答信号后会发送反馈信号给测试装置，测试装置收到该反馈信号后，判断车载终端登出测试成功，若在设定时间内，测试装置一直未收到所述反馈信号，则判断车载终端登出测试失败。
本发明还提供一种用于实施上述测试方法的测试装置，包括测试电脑、测试接口和协议网关，所述测试电脑与所述测试接口和协议网关分别相连；
所述测试接口包括GPS模拟器、I/O测试接口和CAN通讯模拟器；
所述GPS模拟器用于提供模拟车辆运行轨迹的GPS信号，所述I/O测试接口用于为所述车载终端提供供电电源和点火信号，所述CAN通讯模拟器用于在所述测试电脑的控制下提供模拟车辆运行中标准所涉及的整车及零部件状态信息；
所述协议网关为标准GB/T 32960通信协议接入网关，用于模拟企业服务平台。
所述测试接口发送给所述车载终端的数据包括整车数据、驱动电机数据、燃料电池数据、发动机数据、车辆位置数据、极限数据、报警数据、储能装置电压数据和储能装置温度数据等，所述车辆位置数据由所述车载终端通过所述GPS模拟器获取，其余由所述车载终端通过CAN总线从所述CAN通讯模拟器获取。本发明中测试接口发送给车载终端的数据包括了实际运行中企业服务平台需获取的全部实时数据，以便更全面的验证车载终端的实时数据传输能力。
有益效果：
本发明测试方法中的测试装置提供给车载终端的数据既包括了CAN数据、电源信号和点火信号，还包括了整车运行轨迹数据，数据全面，更贴近整车状况时的数据方案，本发明测试方法包括了通信异常、独立运行、告警响应这些测试项目，并给出了可实操的具体流程，解决了当前这些项目只能搭载整车路试去做的难题，使测试项目全面，从而在真正意义上做到模拟整车环境，不用装配到整车上就能对车载终端进行GB/T 32960.2标准测试，达到提高开发测试效率、节约人力物力的目的。
附图说明
图1为搭建的车载终端测试***的组成图；
图2 GB/T 32960信息实时上报数据类型；
图3车载终端测试流程图；
图4实时数据传输(无补发)示意图；
图5实时数据传输(有补发)示意图；
图6实时数据传输(3级告警)示意图；
图7传输数据流向示意图；
图8登入测试流程图；
图9实时数据传输测试流程图；
图10为车载终端的数据包结构和定义；
图11告警响应测试流程图；
图12登出测试流程图；
图13通信异常测试流程；
图14独立运行测试流程图。
具体实施方式
下面结合实施例和附图对本发明作进一步详细说明。
本发明的测试装置如图1所示，包括测试电脑、测试接口和协议网关。测试接口包括GPS模拟器、I/O测试接口和CAN通讯模拟器。
图1中的协议网关为标准GB/T 32960通信协议接入网关，用于模拟企业服务平台，可将车载终端发送过来的报文进行解析处理(此处的“解析”强调的是按照通信协议分解出各种数据内容(包括数据校验等处理)，以便通过TCP/IP协议传输给测试电脑处理)，并通过TCP/IP协议与测试电脑相连。车载终端(被测件)的电源供电(PWR)和点火信号(IGN)由I/O接口单元提供。GPS模拟器模拟整车运行轨迹的GPS信号给到车载终端，在测试电脑的控制下CAN通讯模拟器提供模拟整车运行中标准所涉及的整车及零部件状态信息，通过CAN总线发送给车载终端，车载终端再通过2G/3G/4G信号连接到通讯基站，与协议网关进行实时信息上报、数据补发等信息交互。测试电脑分别通过网口与测试接口、协议网关相连接。测试时，测试电脑通过将测试接口发送给车载终端的数据和获取到的协议网关收到的数据进行对比分析，判断车载终端测试通过与否。
标准GB/T 32960.2要求车载终端向企业服务平台上报的数据包含整车状态数据、关键部件状态数据、车辆位置数据、告警内容数据等，如图2所示。除车辆位置数据由车载终端通过GPS模拟器获取外，其余都是通过CAN通讯模拟器并经CAN总线获得。在实际运用中，企业服务平台通过获取图2所示实时数据，动态监控整车的运行状况。
上述测试装置中的GPS模拟器选型为SYN5203，用于模拟整车运行时实时发送的GPS信号，车载终端获取GPS信号并解析为车辆的实时位置数据，与其它数据整合打包后实时发送给协议网关。
测试装置中的I/O接口单元，提供车载终端的12V供电(PWR)和点火信号(IGN)，通过控制IGN输出高电平(12V)或悬空，模拟整车的点火启动或熄火。
本发明中车载终端的测试流程如图3所示，主要是综合测试和故障注入测试两个部分。
综合测试中，先进行***登入测试，确认车载终端是否能正常登入企业服务平台；再进行实时数据传输测试，确认车载终端是否能按标准要求正确上报数据；然后进行3级告警响应测试，确认车载终端收到3级告警后，是否做出正确响应；最后进行***登出测试，确认车载终端是否能正常登出企业服务平台。
故障注入测试中，先进行模拟通讯异常测试，确认车载终端是否按标准要求响应，再进行独立运行测试，确认车载终端是否满足标准要求。整个测试中，所有测试符合标准内容要求。
车载终端向企业服务平台进行数据传输上报，有如下三种情况：
1.实时数据传输(无补发数据)
如图4所示，斜画线矩形柱表示一个完整的实时数据包传输(拼装后)所占时间(Δt0＜1s)，数据传输上报周期(1s＜＜T1≤30s)，上报周期间隔(T1-Δt0)内无数据。该场景模拟车辆在正常行驶情况(无3级告警、无待补发数据)下，将整车及关键部件信息实时上报给企业服务平台。
2.实时数据传输(有补发数据)
如图5所示，斜画线矩形柱表示一个完整的实时数据包传输(拼装后)所占时间(Δt0＜1s)，数据传输上报周期(1s＜＜T1≤30s)。点阵矩形柱表示一个完整的补发数据包(点线框里有多个点阵矩形柱，表示了多个时间点的补发数据)传输(拼装后)所占时间与实时传输数据包时间相同(均为Δt0)，补发数据上报周期(Δt0＜T2≤1s)，补发数据只能在实时数据传输周期T1内发送，如果补发数据内容多，在一个T1内发送不完，可在后续多个T1周期中继续发送，直至补发完毕。该场景模拟车辆出现异常情况(如通讯中断后恢复)后正常行驶情况下，将整车及关键部件实时信息上报企业服务平台，异常期间未发送数据补发上报企业服务平台。
3.3级告警下数据传输
如图6所示，斜画线矩形柱表示一个完整的实时数据包传输(拼装后)所占时间(Δt0＜1s)。点阵矩形柱表示一个完整的补发数据包传输(拼装后)，所占时间与实时传输数据包时间相同(均为Δt0)，补发数据上报周期(Δt0＜T2≤1s)，补发数据只能在2次实时数据传输周期T1间隔内发送(图中的A2虚线框)。
A0/A3/A5：表示正常时候的实时数据传输上报；
t1：表示3级故障发生时刻点；
A1：表示3级故障发生后时间Δt1(≥30s)内实时数据传输(间隔为T2)；
A2：表示3级故障发生前时间Δt1(≥30s)补发数据传输(间隔为T2)；
A4：表示剩余的故障前时间的补发数据传输(间隔为T2)，即普通补发数据优先级较低，可在下一个普通实时数据传输周期内继续发送。
A5：表示普通实时数据传输。
该场景模拟车辆出现3级故障告警异常情况(如发动机故障等)时，车载终端通过整车CAN总线获取该告警信息后，将整车及关键部件实时状态信息在故障时刻点后时间Δt1内的数据实时上报企业服务平台，故障时刻点前Δt1内的数据补发上报企业服务平台，以便企业服务平台进行进一步故障问题记录及分析。
总的说来，如图7所示，为满足标准要求，T采集≤T存储≤T告警＜T实时。
T采集：表示车载终端与整车在CAN总线上的数据采集传输周期。
T存储：表示车载终端收到整车CAN在总线数据后的存储在车载终端上的存储周期。
T告警：表示发生3级告警后Δt1时间内的车载终端与企业服务平台实时数据传输周期；
T实时：表示没有3级告警发生或者恢复后的车载终端与企业服务平台实时数据传输周期。
不同客户的车载终端产品，数据包传输所占时间、数据传输上报周期等时间在设定上不尽相同，但都遵循如上时间要求，因此本发明中的协议网关均能解析相关数据。
在整个测试流程中，详细测试步骤如下：
1.登入测试
如图8所示，测试开始PWR和IGN分别输出高电平，车载终端上电正常运行，通过2G/3G/4G信号与协议网关建立通讯连接后，发送车辆登入报文并开始计时，协议网关收到报文后进行数据校验，如果校验数据错误则忽略接收到的数据，车载终端计时是否到5s，如果不到则确认是否收到应答报文，此时必然没有收到，进入定时是否到5s的循环判断，直到定时到5s，车载终端确认登录次数是否到3次，如果到3次则车载终端发送信息给测试装置在电脑显示界面打印“登入失败”。
如果不到3次，则继续发送登入报文，直到协议网关的校验结果判断正确并发送应答标识给车载终端，车载终端收到标识后发送测试装置在电脑界面打印“登入成功”。
2.实时数据传输测试
如图9所示，测试装置模拟车辆通过CAN持续发送数据，车载终端登入协议网关时，发送实时数据报文，协议网关收到报文后校验结果是否正确，如果正确则测试装置解析该数据报文，如果与测试装置发送给车载终端的一致，则测试装置在电脑界面显示“实时数据传输成功”，不一致则显示显示“实时数据传输失败”。
如果校验结果错误则发送错误应答给车载终端，累计连续发送错误次数到3次，则车载终端发送信息给测试装置在电脑界面显示“实时数据传输失败”；反之若不到3次，延时1min后车载终端继续发送实时数据报文。
协议网关校验方式具体如下：
图10为车载终端的数据包结构和定义。如图所示，数据格式中最后1位为校验码，协议网关根据收到数据按照校验方法进行计算，结果与校验码进行比对，从而判断收到的数据是否有在传输中造成失真。
3.告警响应测试
如图11所示，开始时候车载终端持续进行实时数据传输，测试装置发送3级告警数据并记录时刻点t1，延时2min后，测试装置解析协议网关是否有收到t1时刻前后各30s的数据，如果没有则在电脑界面显示“告警响应测试失败”，如果有则测试装置向车载终端发送告警恢复数据，再在电脑界面显示“告警响应测试成功”。
4.登出测试
如图12所示，测试开始IGN为悬空，模拟车辆熄火场景，车载终端发送车辆登出报文并开始计时，协议网关收到报文后进行数据校验(方式同上)，如果校验数据错误则忽略接收到的数据，车载终端计时是否到5s，如果不到则确认是否收到应答报文，此时必然没有收到，进入定时是否到5s的循环判断，直到定时到5s，车载终端发送信息给测试装置在电脑显示界面打印“登出失败”；
如果校验数据正确则协议网关发送校验应答信号给车载终端，车载终端收到后反馈测试装置在电脑界面打印“登出成功”。
5.通信异常测试
如图13所示，测试开始时进行实时数据传输，测试装置向协议网关发送指令，中断车载终端与协议网关的TCP连接并记录时刻点t1，模拟车辆与企业服务平台通信异常情况，然后延迟5min，测试装置再向协议网关发送指令恢复TCP连接。
车载终端重新连接上协议网关后，继续进行实时数据传输和补发数据传输，延时5min后，测试装置解析协议网关是否有收到t1时刻5min后数据，有则电脑显示界面打印“通信异常测试成功”，无则脑显示界面打印“通信异常测试失败”。
6.独立运行测试
如图14所示，测试开始时进行实时数据传输，测试装置设置PWM、IGN为悬空，模拟车载终端进入掉电模式，记录时刻点t1并延时11min后，恢复车载终端的供电电源和点火信号，测试装置解析协议网关最新收到数据的采集时间t2，如果t1和t2间隔大于等于10min，则测试装置在电脑显示界面打印“独立运行测试成功”，反之如果小于10min，则界面打印“独立运行测试失败”。
本发明具有如下特点：
1.在试验室实现车载终端对标准GB/T 32960的自动化测试，避免只能将车载装配在整车上进行道路测试，才能对该标准进行测试的情况，降低成本，提高测试效率；
2.测试装置实现了标准涉及的所有整车及关键部件数据的模拟，数据类型全面；
3.测试装置模拟实现车辆上电运行/熄火、车辆告警发生、车辆通信异常、车载终端断电独立的运行场景，测试更加贴近实际运用。
4.本发明测试过程清晰，推广应用价值较高。

Claims (9)

1.一种车载终端测试方法，其特征在于，该测试方法基于如下测试装置，该测试装置包括测试电脑、测试接口和协议网关，所述测试电脑与所述测试接口和协议网关分别相连；
所述测试接口包括GPS模拟器、I/O测试接口和CAN通讯模拟器；
所述GPS模拟器用于提供模拟车辆运行轨迹的GPS信号，所述I/O测试接口用于为所述车载终端提供供电电源和点火信号，所述CAN通讯模拟器用于在所述测试电脑的控制下提供模拟车辆运行中标准所涉及的整车及零部件状态信息；
所述协议网关为标准GB/T32960通信协议接入网关，用于模拟企业服务平台；
所述测试方法包括：
登入测试流程；
实时数据传输测试流程；
告警响应测试流程；
登出测试流程；
通信异常测试流程；
独立运行测试流程。
2.根据权利要求1所述的测试方法，其特征在于，所述告警响应测试流程步骤如下：
测试装置模拟车辆向所述车载终端持续发送数据，在车载终端持续进行实时数据传输的过程中，测试装置发送3级告警数据并记录时刻点t1，延时一段时间后，测试装置判断是否有收到t1时刻前后各设定时间的数据，从而判断车载终端告警响应测试是否通过，并在收到t1时刻前后各设定时间的数据时，向所述车载终端发送告警恢复数据。
3.根据权利要求1所述的测试方法，其特征在于，所述通信异常测试流程步骤如下：
测试装置模拟车辆向所述车载终端持续发送数据，在车载终端持续进行实时数据传输的过程中，测试装置控制其协议网关中断与车载终端之间的连接并记录时刻点t1，模拟车辆与企业服务平台通信异常情况，然后延迟一段时间，测试装置再控制其协议网关恢复与车载终端之间的连接，车载终端在重新连接上协议网关后，继续进行实时数据传输和补发数据传输，延时一段时间后，测试装置根据是否收到通信异常时间段内的数据，判断车载终端通信异常测试通过与否。
4.根据权利要求1所述的测试方法，其特征在于，所述独立运行测试流程步骤如下：
测试装置模拟车辆向所述车载终端持续发送数据，在车载终端持续进行实时数据传输的过程中，测试装置断开车载终端的供电电源和点火信号，模拟车载终端进入掉电模式，记录时刻点t1并延时设定时间S后，恢复车载终端的供电电源和点火信号，测试装置记录最新收到的数据的采集时间t2，如果t1和t2间隔大于等于S或相差在设定范围内，则测试装置判断车载终端独立运行测试成功，反之失败。
5.根据权利要求1所述的测试方法，其特征在于，所述实时数据传输测试流程步骤如下：
测试装置模拟车辆向所述车载终端持续发送数据，车载终端登入协议网关后，会向协议网关发送实时数据报文，测试装置收到报文后先对其进行校验，若正确则解析该报文，如果内容与测试装置发送给车载终端的一致，则判断车载终端实时数据传输成功，不一致则判断车载终端实时数据传输失败，如果校验错误，则测试装置通过协议网关发送报文错误的应答信息给车载终端，车载终端在累计连续发送错误次数到3次后，会发送实时数据传输失败的提示信息给测试装置，测试装置收到该提示信息后，判断车载终端实时数据传输失败。
6.根据权利要求1所述的测试方法，其特征在于，所述登入测试流程步骤如下：
测试装置为车载终端提供供电电源和点火信号，使车载终端进入正常运行状态，在车载终端与测试装置的协议网关建立通讯连接后，测试装置发送车辆登入报文并开始计时，协议网关收到所述报文后进行数据校验，如果校验数据错误则忽略接收到的数据，如果校验通过则发送应答信号，车载终端收到应答报文后，会向测试装置发送登入成功信息，测试装置收到该信息后，判断车辆终端登入成功，在设定时间内，若测试装置一直未收到所述登入成功信息，则判断车辆终端登入失败。
7.根据权利要求1所述的测试方法，其特征在于，所述登出测试流程步骤如下：
在车载终端正常登入协议网关后，断开车载终端的点火信号，模拟车辆熄火场景，此时，车载终端会向协议网关发送车辆登出报文，协议网关收到该报文后进行数据校验，如果校验错误则忽略接收到的数据，如果校验正确则发送校验应答信号给车载终端，车载终端收到应答信号后会发送反馈信号给测试装置，测试装置收到该反馈信号后，判断车载终端登出测试成功，若在设定时间内，测试装置一直未收到所述反馈信号，则判断车载终端登出测试失败。
8.一种用于实施权利要求1-7任一项测试方法的测试装置，包括测试电脑、测试接口和协议网关，所述测试电脑与所述测试接口和协议网关分别相连；
所述测试接口包括GPS模拟器、I/O测试接口和CAN通讯模拟器；
所述GPS模拟器用于提供模拟车辆运行轨迹的GPS信号，所述I/O测试接口用于为所述车载终端提供供电电源和点火信号，所述CAN通讯模拟器用于在所述测试电脑的控制下提供模拟车辆运行中标准所涉及的整车及零部件状态信息；
所述协议网关为标准GB/T 32960通信协议接入网关，用于模拟企业服务平台。
9.根据权利要求8所述的测试装置，其特征在于，所述测试接口发送给所述车载终端的数据包括整车数据、驱动电机数据、燃料电池数据、发动机数据、车辆位置数据、极限数据、报警数据、储能装置电压数据和储能装置温度数据，所述车辆位置数据由所述车载终端通过所述GPS模拟器获取，其余由所述车载终端通过CAN总线从所述CAN通讯模拟器获取。
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