CN103017812B - 汽车仪表网络化测试系统及该系统的测试方法 - Google Patents

Abstract

汽车仪表网络化测试系统及该系统的测试方法，涉及汽车仪表网络化测试系统及该系统的测试方法。它为了解决现有的汽车仪表检测技术产品的质量差，测误差较大、可靠性差和效率低的问题。汽车仪表网络化测试系统包括一个或多个客户端、CAN串口通信总线和独立功能模块，独立功能模块包括数八个功能模块，所述的八个功能模块分别为：数控直流电源输出与检测功能模块、电阻网络输出功能模块、开关量输出功能模块、波形信号发生器输出与检测功能模块、嗡鸣器报警声音检测功能模块、CAN报文发送与接收功能模块和CAN网络管理功能模块，每个客户端均通过CAN串口通信总线与独立功能模块中的每个功能模块连接。本发明涉及汽车检测领域。

Description

汽车仪表网络化测试系统及该系统的测试方法

技术领域

本发明涉及汽车仪表测试领域。

背景技术

汽车仪表是各种车辆的重要组成部分，其功能除了单纯的指示信息，并且通过对汽车各部件参数的检测和微处理器配合，从而达到控制汽车各种运行工况的目的。其质量的优劣将直接影响汽车的驾驶和安全性。对于汽车仪表厂家而言，需要各种检测环节来保证产品的出厂质量。

随着汽车电子技术的发展和汽车功能的不断增加，再加上仪表面板上显示的内容越来越多，如电压表、气压表、机油压力表、里程表、转速表、水温表、燃油表及报警指示灯等组成。长期以来，仪表产品的出厂检测都是依靠人工检测，主要采用电源仪、信号发生器、电阻箱等互联，对仪表进行检测。这种检测方法不但工作强度大，并且容易产生误判和漏检等因素，从而影响产品的质量，导致产品的出厂产品不合格几率难以控制在最低的工业制造目标范围内；另外，由于连续工作造成的疲劳对产品的误判，最后致使检测误差较大、可靠性差、效率低，也不能满足自动化大批量生产的需求，更无法保证仪表的出厂质量。并且随着仪表的功能增多，检测环节也相应的增多，在加上汽车仪表的型号和参数各不相同，那么单个产品的检测时间也变得更长，因此仪表的出厂质量检测成为制约企业大规模生产的瓶颈。

发明内容

本发明为了解决现有的汽车仪表检测技术依靠人工检测，工作强度大，容易产生误判和漏检等因素，从而影响产品的质量，测误差较大、可靠性差和效率低的问题，从而提出了汽车仪表网络化测试系统及该系统的测试方法。

汽车仪表网络化测试系统，它包括一个或多个客户端、CAN串口通信总线和独立功能模块，独立功能模块包括数八个功能模块，所述的八个功能模块分别为：数控直流电源输出与检测功能模块、电阻网络输出功能模块、开关量输出功能模块、波形信号发生器输出与检测功能模块、嗡鸣器报警声音检测功能模块、CAN报文发送与接收功能模块和CAN网络管理功能模块，

每个客户端均通过CAN串口通信总线与独立功能模块中的每个功能模块连接。

所述的客户端包括检测模块、输入设备、显示设备、工控计算机和数据库，

所述的检测模块的检测数据端口与工控计算机的检测数据端口连接，用于检测工控计算机中软件检测流程和算法，

输入设备的数据输出端口与工控计算机的输入数据端口连接，

显示设备的显示输入端口与工控计算机的输出显示数据输出端口连接，

数据库通过串行端口与工控计算机连接，用于存放系统检测数据的数据存放单元，

通信接口为CAN通信端口，工控计算机通过该通信接口与独立功能模块中的功能模块连接。

汽车仪表网络化测试系统的测试方法，它包括下述步骤：

步骤一、客户端调用其数据库中的信息，所述信息是所述数据库中的工作表中记录的上一次工作时所使用的功能模块中的信息，执行步骤二；

步骤二、CAN网络管理功能模块与其它N个功能模块建立通信链接，并将所述的N个功能模块的信息存放到CAN网络管理功能模块的临时表中，通过CAN串口通信总线将临时表中的信息发送至客户端，执行步骤三，

其中，N为整数，2≤N≤7；

步骤三、客户端同时更新所述的N个功能模块进行配置，执行步骤四；

步骤四、判断客户端是否设定仪表控制参数、检测参数和检测顺序，若是，则执行步骤五；若否，则执行步骤六；

步骤五、客户端执行命令参数配置功能，通过输入设备设定仪表控制参数、检测参数和检测顺序，并输入给检测模块，或者更新已经存放在检测模块中命令参数数据，根据设定仪表控制参数、检测参数和检测顺序，对所述的设定仪表控制参数、检测参数和检测顺序进行分类管理和存储，执行步骤六；

步骤六、判断检测模块所需的功能模块信息和命令参数配置数据是否完成，判断为是，执行步骤七；判断为否，执行步骤二；

步骤七、客户端执行进入检测处理功能，根据已经存放在CAN网络管理功能模块中的命令列表中设定的检测顺序，客户端调用发送列表进行命令控制，根据命令要求，客户端对N个功能模块进行可控编程输出与检测，并将检测数据返回至客户端，客户端通过检测模块执行检测处理程序，完成后，在该客户端的显示设备中显示检测结果，并将检测结果保存到该客户端的数据库中，执行步骤八；

步骤八、客户端通过显示设备输出，判断是否对检测故障项进行重新的检测并等待外部输入信息，判断为是，客户端调用检测故障项的控制命令，重新检测，执行步骤一；判断为否，将检测结果存入数据库，执行步骤二。

本发明采用基于计算机网络化控制和独立功能模块进行数据的采集、分析、处理。客户端通过功能测试模块和服务器间建立通信连接。测试网络包含单个服务器和单个客户端之间简单的点对点通信，及跨接多个物理连接子网的分布式复杂网络。本发明的目的是能够满足汽车仪表的检测要求，模拟各种仪表需用信号，克服了人工在检测中银误判和漏检所造成的各种误差，同时采用网络化控制的方法，可以同时进行多客户端和多服务器端进行测试，来提高仪表检测的准确性、产品质量和工作效率，最终提高仪表生产厂家的生产效率，达到了保证了产品的可靠性的目的。

本发明的优点是：

1.本发明通过网络化的控制方法，提高系统的执行效率和可靠性，降低人为干扰误差，从而较大的提高汽车仪表生产厂家的出厂量。

2.本发明通过网络管理确保各个功能模块的正常控制，并且实时监控各个功能模块的运行状态，避免功能模块的不正常工作导致的错误检测，提高系统检测的可靠性。

3.通过用户的命令配置，可以保存和修改多种仪表的检测参数，满足检测多种仪表的需求，具有通用性。

4.提高了检测过程中的自动化和柔性程度。

5.使用计算机软件控制系统，具有操作简单，方便实现大量数据的存储和分析，对故障较多的地方做出评估，给生产工艺提出建议。

6.系统的兼容新好，能对不同类型的汽车仪表进行检测。

7.软件整体独立，不需要其他运行库。

8.合理的软件体系结构设计，程序系统资源占用小，可维护性好，功能可升级。

附图说明

图1为汽车仪表网络化测试系统的结构示意图；

图2为客户端的结构示意图；

图3为汽车仪表网络化测试系统的测试方法的每个客户端1的测试方法流程图；

图4为I型测试子网的结构示意图；

图5为U型测试子网的结构示意图。

具体实施方式

具体实施方式一、结合图1具体说明本实施方式，本实施方式所述的汽车仪表网络化测试系统，它包括一个或多个客户端1、CAN串口通信总线2和独立功能模块3，独立功能模块3包括数八个功能模块，所述的八个功能模块分别为：数控直流电源输出与检测功能模块、电阻网络输出功能模块、开关量输出功能模块、波形信号发生器输出与检测功能模块、嗡鸣器报警声音检测功能模块、CAN报文发送与接收功能模块和CAN网络管理功能模块，

每个客户端1均通过CAN串口通信总线2与独立功能模块3中的每个功能模块连接。

具体实施方式二、结合图2具体说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式一所述的汽车仪表网络化测试系统的区别在于，所述的客户端包括检测模块1-1、输入设备1-2、显示设备1-3、工控计算机1-4和数据库1-5，

所述的检测模块1-1的检测数据端口与工控计算机1-4的检测数据端口连接，用于检测工控计算机1-4中软件检测流程和算法，

输入设备1-2的数据输出端口与工控计算机1-4的输入数据端口连接，

显示设备1-3的显示输入端口与工控计算机1-4的输出显示数据输出端口连接，

数据库1-5通过串行端口与工控计算机1-4连接，用于存放系统检测数据的数据存放单元，

通信接口5为CAN通信端口，工控计算机1-4通过该通信接口5与独立功能模块3中的功能模块连接。

本实施方式中通讯接口1-5与CAN通讯串口总线2想连接，为工控计算机1-4与各个功能模块之间的通信提供了保障。用户通过输入设备1-2输入的命令参数传递给工控计算机1-4，然后通过工控计算机1-4将处理后将命令数据通过通讯接口1-5发送给各个功能模块，通过各个功能模块的合理组合，与待检测汽车仪表4相连接，控制和检测汽车仪表，所述的待检测汽车仪表4包括多个服务器。

具体实施方式三、结合图3体说明本实施方式，基于具体实施方式二所述的汽车仪表网络化测试系统的测试方法，每个客户端1的测试方法包括下述步骤：

步骤一、客户端1调用其数据库1-5中的信息，所述信息是所述数据库1-5中的工作表中记录的上一次工作时所使用的功能模块中的信息，执行步骤二；

步骤二、CAN网络管理功能模块与其它N个功能模块建立通信链接，并将所述的N个功能模块的信息存放到CAN网络管理功能模块的临时表中，通过CAN串口通信总线2将临时表中的信息发送至客户端1，执行步骤三，

其中，N为整数，2≤N≤7；

步骤三、客户端1同时更新所述的N个功能模块进行配置，执行步骤四；

步骤四、判断客户端1是否设定仪表控制参数、检测参数和检测顺序，若是，则执行步骤五；若否，则执行步骤六；

步骤五、客户端1执行命令参数配置功能，通过输入设备1-2设定仪表控制参数、检测参数和检测顺序，并输入给检测模块1-1，或者更新已经存放在检测模块1-1中命令参数数据，根据设定仪表控制参数、检测参数和检测顺序，对所述的设定仪表控制参数、检测参数和检测顺序进行分类管理和存储，执行步骤六；

步骤六、判断检测模块1-1所需的功能模块信息和命令参数配置数据是否完成，判断为是，执行步骤七；判断为否，执行步骤二；

步骤七、客户端1执行进入检测处理功能，根据已经存放在CAN网络管理功能模块中的命令列表中设定的检测顺序，客户端1调用发送列表进行命令控制，根据命令要求，客户端1对N个功能模块进行可控编程输出与检测，并将检测数据返回至客户端1，客户端1通过检测模块1-1执行检测处理程序，完成后，在该客户端1的显示设备1-3中显示检测结果，并将检测结果保存到该客户端1的数据库1-5中，执行步骤八；

步骤八、客户端1通过显示设备1-3输出，判断是否对检测故障项进行重新的检测并等待外部输入信息，判断为是，客户端1调用检测故障项的控制命令，重新检测，执行步骤一；判断为否，将检测结果存入数据库，执行步骤二。

本实施方式的汽车仪表网络化测试系统的测试方法，主要是通过测试子网实现的。测试子网中的所有客户端和服务器连接到同一物理通信链路，客户端与服务器间通过功能模块直接通信。根据是否需要响应消息，将测试子网分为两类如图4和图5所示：I型测试子网，无需响应消息，I型测试子网主要用于发送控制命令。控制命令为单帧CAN报文数据，功能模块接收到控制指令后，执行相应的操作，输出控制量；U型测试子网，需要响应消息，U型网络主要用于需要服务器返回响应消息的情况，如需要功能模块返回校验信息的检测指令和汽车仪表诊断消息。当请求消息为诊断请求消息时，请求消息通过功能模块的链路层直接转发到服务器端。

具体实施方式四、本实施方式与具体实施方式三所述的汽车仪表网络化测试系统的测试方法的区别在于，步骤二所述的临时表包括两个数据项：功能模块的地址信息和功能模块的功能信息。

具体实施方式五、本实施方式与具体实施方式三所述的汽车仪表网络化测试系统的测试方法的区别在于，步骤三所述客户端1同时所述的N个功能模块进行配置更新的具体步骤为：

步骤三一、客户端1接收到CAN网络管理功能模块中临时表发送过来的数据，判断该传输的数据是否满足CAN串口通信总线2的总线通信协议，判断为是，执行步骤三二；判断为否，执行步骤三四；

步骤三二、客户端1按照步骤三一所述的总线通信协议对CAN网络管理模块中临时表发送过来的数据进行解析；执行步骤三三；

步骤三三、判断CAN网络管理功能模块中临时表与客户端中数据库1-5工作表中存储的数据是否相同，判断为是执行步骤三四；判断为否，执行步骤三五；

步骤三四、初始化配置客户端1数据库中的工作表数据，进入步骤四；

步骤三五、询问客户端1是否放弃使用独立功能模块3中的异常的功能模块，若放弃，则更新数据库1-5中的工作表；进入步骤三四；若不放弃，检查异常功能模块状态，进入步骤二。

本实施方式所述的客户端为提供测试参数和保存功能模块信息的子系统，通过输入设备1-2和显示设备1-3，完成检测指令的配置以及检测参数、检测顺序和期望输出值的设定，同时，将独立功能模块3中与该客户端对应的功能模块的数据保存在工作表中，所述的工作表是所述客户端数据库1-6中的一个数据单元；该客户端根据检测顺序，通过CAN通讯总线2将检测指令发送给独立功能模块3中与该客户端对应的功能模块，该客户端对功能模块返回的数据进行处理和显示，并将检测故障代码记录在该客户端的数据库1-6中。

数数控直流电源输出与检测功能模块为汽车仪表提供所需的电源信号，根据客户端与汽车仪表发送过来的数据进行解析，执行电压信号的可控输出与检测；数数控直流电源输出与检测功能模块主要有电压稳压电路、整流滤波电路、调压取样电路，CAN通讯总线接口电路。该模块首先通过整流滤波电路将民用的交流电转换成稳定的直流电源，然后根据CAN通讯总线接口电路接收客户端发送来的数据，并将数据传送给调压取样电路，最后结合稳压电路合成电压信号，供给汽车仪表使用。

所述的电阻网络输出功能模块为汽车仪表提供所需的电阻信号，根据客户端发送过来的数据进行解析，执行电阻信号的可控输出；电阻网络输出功能模块主要有精密电阻和继电器切换电路组成，通过CAN通讯总线接口电路接收客户端发送来的数据，驱动继电器触点的状态，将精密电阻进行串联切换组合，切换出电阻值供给仪表使用。

所述的开关量输出功能模块为汽车仪表提供所需的开关量信号，根据客户端发送过来的数据进行解析，执行开关量信号的可控输出；开关量输出功能模块主要有开关管、继电器驱动电路、CAN通讯总线接口电路。给模块首先根据CAN通讯总线接口路接收客户端发送来的数据，并将数据传送控制开关管，然后继电器驱动电路控制继电器触点的状态，切换出电源极性供给仪表使用。

所述的波形信号发生器输出与检测功能模块为汽车仪表提供所需的波形信号，根据客户端与汽车仪表发送过来的数据进行解析，执行波形的可控输出与检测；波形信号发生器输出与检测功能模块主要有定频信号发生电路、比列乘法电路、分频电路、频率幅值调整电路组成，通过CAN通讯总线接口电路接收客户端发送来的数据，传送给比例乘法电路，并结合分频电路和定频电路进行波形的合成，最后经过频率幅值调整电路供给一车仪表使用。

所述的嗡鸣器报警声音检测功能模块根据客户端与汽车仪表发送过来的数据进行解析，执行报警声音的检测；嗡鸣器报警声音检测功能模块主要有DSP检测模块，通过CAN通讯总线接口电路接收客户端发送来数据，来采样汽车仪表嗡鸣器发出的报警声音，进行分析，将结果传送给客户端。

所述的CAN报文发送与接收功能模块为汽车仪表提供所需的CAN报文信号，根据客户端与汽车仪表发送过来的数据进行解析，执行CAN报文的发送与接收功能；CAN报文发送与接收功能模块主要通过接收来自客户端传送过来的数据，进行解析，发送给仪表，进行控制的输出。

所述的CAN网络管理功能模块为监测与各个功能模块的心跳报文，确保各个功能模块的正常工作，并将正常工作的功能模块信息保存到CAN网络管理功能模块的临时表中。CAN网络管理功能模块主要通过接收各个功能模块的CAN通讯总线心跳报文，管理模块将按照心跳报文请求的地址信息来确定心跳令牌环的顺序，来实时监控各功能模块的状态，并传送给客户端。

本实施方式功能模块还包括以下的子功能：

数数控直流电源输出与检测功能模块的子功能为仪表正常提供工作电压源的同时，也为仪表提供连续可调节的电压，检测仪表在非正常工作电压下的工作状态；电流源功能检测子模块检测仪表不同工作状态动态的静态输出电流值；

电阻网络输出功能模块的子功能为对于8421BCD码的不同精密电阻通过继电器的状态切换，合成出符合仪表控制要求的电阻信号，并将给电阻信号直接传送给汽车仪表去控制需要电阻控制的指示小仪表（包括燃油表、气压表、水温表等）；

开关量输出功能模块的子功能为对开关管进行开通、关闭、阻塞这三种三态控制，通过判断开关管的状态控制继电器的极性触点来切换不同的电源极性，去控制汽车仪表的各种报警指示灯；

波形信号发生器输出与检测功能模块的子功能为根据客户端的控制命令，进行合成频率、幅值、占空比可调节的PWM信号、频率、幅值可调节的正选波信号，并将合成的信号传送给仪表去控制需要波形控制的指示小仪表（包括转速表、里程表等）；

嗡鸣器报警声音检测功能模块的子功能为根据汽车仪表的报警指示声音，判断报警声响的幅值和频率是否正常，上报给客户端软件系统；

CAN报文发送与接收功能模块的子功能为根据客户端与仪表的指令信息，传送事件报文信号或者周期报文信号去直接控制汽车仪表；

CAN网络管理功能模块的子功能为每个独立功能模块上电自检，根据自身的工作状态发送心跳令牌报文，网络管理者依次管理独立功能模块，确保功能模块的正常运行；

具体实施方式六、本实施方式以报警指示灯检测为例，其他项的检测类似，

a）开关量功能模块接收客户端发送的检测报警灯命令，对命令进行解析、寻址，控制对应的仪表报警指示灯相应动作；

b）开关量功能模块读取报警指示灯的状态数据；

c）开关量功能模块将读取的报警指示灯的状态数据进行编码，发送给客户端；

d）客户端读取命令列表中报警指示灯正常的状态参数数据进行比较，判断是否在正常范围之内；若比较结果是，则进入h），若为否，则进入步骤e）；

e）经报警灯的状态信息进行处理，转换成预设的每一个报警灯的故障代码；

f）客户端显示模块显示检测报警指示灯错误信息；

g）将报警灯相应的故障代码存储到数据库中；

h）报警指示灯检测结束，系统复位。

Claims (3)

1.汽车仪表网络化测试系统的测试方法，所述汽车仪表网络化测试系统包括一个或多个客户端(1)、CAN串口通信总线(2)和独立功能模块(3)，独立功能模块(3)包括七个功能模块，所述的七个功能模块分别为：数控直流电源输出与检测功能模块、电阻网络输出功能模块、开关量输出功能模块、波形信号发生器输出与检测功能模块、嗡鸣器报警声音检测功能模块、CAN报文发送与接收功能模块和CAN网络管理功能模块，

每个客户端(1)均通过CAN串口通信总线(2)与独立功能模块(3)中的每个功能模块连接；

所述的客户端(1)包括检测模块(1-1)、输入设备(1-2)、显示设备(1-3)、工控计算机(1-4)和数据库(1-5)，

所述的检测模块(1-1)的检测数据端口与工控计算机(1-4)的检测数据端口连接，用于检测工控计算机(1-4)中软件检测流程和算法，

输入设备(1-2)的数据输出端口与工控计算机(1-4)的输入数据端口连接，

显示设备(1-3)的显示输入端口与工控计算机(1-4)的输出显示数据输出端口连接，

数据库(1-5)通过串行端口与工控计算机(1-4)连接，用于存放系统检测数据的数据存放单元，

通信接口(5)为CAN通信端口，工控计算机(1-4)通过该通信接口(5)与独立功能模块(3)中的功能模块连接；

其特征在于：每个客户端(1)的测试方法包括下述步骤：

步骤一、客户端(1)调用其数据库(1-5)中的信息，所述信息是所述数据库(1-5)中的工作表中记录的上一次工作时所使用的功能模块中的信息，执行步骤二；

步骤二、CAN网络管理功能模块与其它N个功能模块建立通信链接，并将所述的N个功能模块的信息存放到CAN网络管理功能模块的临时表中，通过CAN串口通信总线(2)将临时表中的信息发送至客户端(1)，执行步骤三，

其中，N为整数，2≤N≤7；

步骤三、客户端(1)同时更新所述的N个功能模块进行配置，执行步骤四；

步骤四、判断客户端(1)是否设定仪表控制参数、检测参数和检测顺序，若是，则执行步骤五；若否，则执行步骤六；

步骤五、客户端(1)执行命令参数配置功能，通过输入设备(1-2)设定仪表控制参数、检测参数和检测顺序，并输入给检测模块(1-1)，或者更新已经存放在检测模块(1-1)中命令参数数据，根据设定仪表控制参数、检测参数和检测顺序，对所述的设定仪表控制参数、检测参数和检测顺序进行分类管理和存储，执行步骤六；

步骤六、判断检测模块(1-1)所需的功能模块信息和命令参数配置数据是否完成，判断为是，执行步骤七；判断为否，执行步骤二；

步骤七、客户端(1)执行进入检测处理功能，根据已经存放在CAN网络管理功能模块中的命令列表中设定的检测顺序，客户端(1)调用发送列表进行命令控制，根据命令要求，客户端(1)对N个功能模块进行可控编程输出与检测，并将检测数据返回至客户端(1)，客户端(1)通过检测模块(1-1)执行检测处理程序，完成后，在该客户端(1)的显示设备(1-3)中显示检测结果，并将检测结果保存到该客户端(1)的数据库(1-5)中，执行步骤八；

步骤八、客户端(1)通过显示设备(1-3)输出，判断是否对检测故障项进行重新的检测并等待外部输入信息，判断为是，客户端(1)调用检测故障项的控制命令，重新检测，执行步骤一；判断为否，将检测结果存入数据库，执行步骤二。

2.根据权利要求1所述的汽车仪表网络化测试系统的测试方法，其特征在于：步骤二所述的临时表包括两个数据项：功能模块的地址信息和功能模块的功能信息。

3.根据权利要求1所述的汽车仪表网络化测试系统的测试方法，其特征在于：步骤三所述客户端(1)同时更新所述的N个功能模块进行配置，其更新的具体步骤为：

步骤三一、客户端(1)接收到CAN网络管理功能模块中临时表发送过来的数据，判断该传输的数据是否满足CAN串口通信总线(2)的总线通信协议，判断为是，执行步骤三二；判断为否，执行步骤三四；

步骤三二、客户端(1)按照步骤三一所述的总线通信协议对CAN网络管理模块中临时表发送过来的数据进行解析；执行步骤三三；

步骤三三、判断CAN网络管理功能模块中临时表与客户端中数据库(1-5)工作表中存储的数据是否相同，判断为是执行步骤三四；判断为否，执行步骤三五；

步骤三四、初始化配置客户端(1)数据库中的工作表数据，进入步骤四；

步骤三五、询问客户端(1)是否放弃使用独立功能模块(3)中的异常的功能模块，若放弃，则更新数据库(1-5)中的工作表；进入步骤三四；若不放弃，检查异常功能模块状态，进入步骤二。