CN105091927A - 全液晶汽车仪表自动化测试平台 - Google Patents

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刘淼
金星
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Abstract

本发明公开了全液晶汽车仪表自动化测试平台，上位机选用PC机，上位机包括信号发生模块、图像处理模块，信号发生模块生成测试数据及配置CAN与串口，并将测试数据通过PCAN总线、串口总线RS485分别发送给仪表、PLC；图像处理模块用于在接收到仪表回传的图像后，对回传图像与标准图像进行对比，输出处理结果；PLC用于将上位机的信号发生模块发送的模拟I/O信号转换为开关量I/O信号，发送给仪表；仪表接收PLC发送的开关量I/O信号、上位机发送的CAN总线信号，并对输入信号进行处理，将其显示图像回传给上位机。本发明可以实现全液晶汽车仪表的自动化测试，无需测试人员值守，当测试结束，测试人员只需查看测试记录，即可得到仪表的出错地方。

Description

全液晶汽车仪表自动化测试平台
技术领域
本发明属于自动化测试技术领域，具体涉及一种全液晶汽车仪表自动化测试平台，用于实现全液晶汽车仪表的自动化测试，以缩短全液晶汽车仪表的开发周期，提高全液晶汽车仪表的安全可靠性，并节省开发成本。
背景技术
当前的汽车仪表测试技术主要包括采用摄像头获取仪表显示界面，通过图像识别技术测试机械组合仪表(参考文献：关牧野,战伟.乘用车组合仪表测试台架的研究[J].现代电子技术,2014,37(5):114‐116.)，采用测试台架对机械组合仪表进行测试(参考文献：1、HuangY,MouzakitisA,McmurranR,etal.Designvalidationtestingofvehicleinstrumentclusterusingmachinevisionandhardware‐in‐the‐loop[C]//2008IEEEInternationalConferenceonVehicularElectronicsandSafety.2008:265‐270.2、NarayanaTL,RaoSV,GanesanK.AutomatedInstrumentClusterTestingUsingImageProcessing[J].AmericanJournalofIntelligentSystems,2013,3(1):28‐32.3、焦圣喜,刘永权,冀辰宇.基于颜色特征提取方法的汽车仪表指针识别研究[J].工业控制计算机,2013(12):18‐19.)。
上述现有的汽车仪表测试技术针对的是机械组合仪表，其不能完全移植用于全液晶汽车仪表。此外，其在测试过程中，需要摄像头获取仪表显示图像，从而对测试环境提出了不小的要求，不利于测试平台的移植，测试精度低。
发明内容
为解决现有技术存在的上述问题，本发明提供了一种全液晶汽车仪表自动化测试平台，其实现了全液晶汽车仪表的自动化测试。
本发明根据全液晶汽车仪表的特点，采用完全不同于传统机械组合仪表的测试技术，其不存在摄像头获取仪表显示图像的步骤，直接通过仪表模块获取仪表显示图像，其获取的显示图像更加精准、可靠，并且本发明的测试系统具有移植性强，易于搭建与移植。
为达到上述目的，本发明采取以下技术方案：
全液晶汽车仪表自动化测试平台，包括上位机、PLC、液晶仪表，上位机选用PC机，上位机包括信号发生模块、图像处理模块，信号发生模块生成测试数据及配置CAN与串口，并将测试数据通过PCAN总线、串口总线RS485分别发送给液晶仪表、PLC；图像处理模块用于在接收到液晶仪表回传的图像后，对回传图像与标准图像进行对比，输出处理结果；PLC用于将上位机的信号发生模块发送的模拟I/O信号转换为开关量I/O信号，发送给液晶仪表；液晶仪表接收PLC发送的开关量I/O信号、上位机发送的CAN总线信号，并对输入信号进行处理，将其显示图像回传给上位机。
优选的，图像处理模块对参考图像与回传图像进行点对点的比较，如果两张图像完全一致，则得到的结果为一张全黑图像；如果不一致，则得到的结果为一张能够将不一致的结果显示出来的图像。
优选的，PLC包括模拟I/O信号输入模块、CPU、开关量I/O信号输出模块，模拟I/O信号输入模块接收串口总线RS485传递过来的模拟I/O输入信号后，将信号传递给CPU，CPU通过逻辑运算，将输入的模拟I/O信号转换成开关量I/O信号并传给开关量I/O信号输出模块，开关量I/O信号输出模块将信号传递给液晶仪表。
进一步优选的，逻辑运算通过判断输入端口的是模拟0还是模拟1，在对应的输出端口输出开关量0或1。
优选的，液晶仪表包含：GPIO、CAN控制器、MCU、核心板，GPIO接收输入液晶仪表的开关量I/O信号，并将信号传递给MCU；CAN控制器接收输入液晶仪表的CAN总线信号，并将信号传递给MCU；MCU负责对液晶仪表的输入信号进行处理，并将信号传递给核心板；核心板上运行仪表显示模块和图像获取模块，仪表显示模块接收到MCU传递的信号后，通过液晶显示屏将信号内容实时显示出来；图像获取模块在仪表显示模块接收到信号后并显示稳定之后，获取到液晶仪表当前的显示图像，并将获取的图像回传给上位机。
进一步优选的，MCU接收从GPIO和CAN控制器传递过来的信号后，通过对信号进行偏移量和偏移系数的处理，将CAN信号数据转换成实际车身数据，并将处理之后的数据进行重新整合处理，形成液晶仪表内部通信协议识别的信号数据，将数据整理成仪表显示模块能够识别的数据信号之后，将信号传递给核心板的仪表显示模块。
本发明可以实现全液晶汽车仪表的自动化测试，无需测试人员值守，当测试结束，测试人员只需查看测试记录，即可得到仪表的出错地方。
本发明可移植性强，平台具有可移动性，对测试环境要求低。且，本发明测试结果准确、可靠。
本发明操作简单，只需要载入测试用例，选择测试模式，测试即可自动完成。
附图说明
图1是本发明功能模块框架图。
图2是本发明测试流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明优选实施例作详细说明。
参见图1、2，本实施例共分为三个大模块：PC上位机模块、可编程控制逻辑器(PLC)、全液晶汽车仪表。
PC上位机包含两个模块：全液晶汽车仪表信号发生模块、图像处理模块。PC上位机是一台使用Ubuntu操作系统的PC机。
(1)信号发生模块：信号发生模块用于模拟发送整车信号通过PLC输入给仪表，其中，读取测试用例是为了根据测试要求在模块中模拟生成整车上的CAN总线信号和I/O信号；CAN与串口配置是为了保证模块与PLC、仪表直接进行CAN通信、串口通信正常。CAN配置是配置CAN通信串口，波特率，CAN配置之后有一个打开CAN按钮来测试CAN通信是否打开，如果打开则会提示CAN串口打开成功，否则提示打开失败；串口配置是配置通信串口，波特率，传输字节，串口配置之后有一个打开串口按钮来测试串口通信是否打开，如果打开则会提示串口打开成功，否则提示打开失败；在测试数据生成及通信配置成功之后，就可以将测试数据通过PCAN总线和串口总线RS485分别发送给液晶仪表、PLC。
(2)图像处理模块：图像处理模块用于在接收到仪表回传的图像后，对回传图像与标准图像进行对比，从而检验仪表显示是否正确，它存于测试仪表中。其中，参考图像是预先保存在PC上位机中，参考图像是仪表正确状态下的显示图像，该图像满足仪表正确显示的要求；图像处理过程采用OpenCV库，通过OpenCV库封装的图像处理算法，对参考图像与回传图像进行一个像素一个像素的点对点比较，如果两张图像完全一致，则得到的结果为一张全黑图像；如果不一致，则得到的结果为一张能够将不一致的结果显示出来的图像。
可编程控制逻辑器(PLC)：PLC用于将PC上信号发生模块发送的模拟I/O信号转换为开关I/O信号。PLC在接收到串口总线RS485传递过来的模拟I/O输入信号后，将信号传递给PLC中的CPU，CPU通过逻辑运算，逻辑运算就是通过判断输入端口的是模拟0，还是模拟1，从而在对应的输出端口输出开关量0或者1，实现将输入的模拟I/O信号转换成开关量I/O信号。
全液晶仪表上包含：GPIO、CAN控制器、MCU、核心板。
(1)GPIO：GPIO负责接收输入仪表的开关量I/O信号。当GPIO接收到I/O信号后，将信号传递给MCU；
(2)CAN控制器：CAN控制器负责接收输入仪表的CAN总线信号。当CAN控制器接收到PCAN传递过来的CAN总线信号后，将信号传递给MCU；
(3)MCU：MCU负责对仪表的输入信号进行处理。MCU接收到从GPIO和CAN控制器传递过来的信号后，通过对信号的数值计算处理，数值计算是对CAN信号数据进行偏移量和偏移系数的处理，将CAN信号数据转换成实际车身数据，并将处理之后的数据进行重新整合处理，形成仪表内部通信协议识别的信号数据，将数据整理成仪表显示模块能够识别的数据信号之后，通过MCU与仪表显示模块之间的内部通信协议将信号传递给仪表显示模块，内部通信协议是一种信号数据通信协议，它包括帧头、校验位、数据段、帧尾。数据段所存放的数据就是经过MCU处理之后的数据。校验位采用循环冗余检查(CRC)校验，CRC校验是数据通信领域中最常用的一种差错校验码，其特征是信息字段和校验字段的长度可以任意选定。CRC是一种数据传输检错功能，对数据进行多项式计算，并将得到的结果附在帧的后面，接收设备也执行类似的算法，以保证数据传输的正确性和完整性。帧头是0x3A，帧尾是0xA6。
(4)核心板：核心板上运行仪表显示模块和图像获取模块。仪表显示模块接收到MCU传递过来的信号后，通过液晶显示屏将信号内容实时显示出来。图像获取模块在仪表显示模块接收到信号后并显示稳定之后，获取到仪表当前的显示图像，并通过Ethernet(以太网)将获取到的图像回传给PC上位机。
测试平台运行的测试流程如图2所示：
启动之后，配置CAN设置与串口设置：针对不同仪表，设置与仪表之间的CAN通信与串口通信；
载入测试用例生成测试数据：针对不同仪表，载入对应的测试用例，生成测试数据；
数据发送：实际车身信号包括开关量I/O信号和CAN总线信号，PLC将模拟I/O信号转换成开关量I/O信号；
仪表接收到输入信号一段时间之后，仪表内的获取图像模块得到仪表的显示图像，并通过Ethernet传回PC上位机；
PC上位机接收到回传图像后，运行图像处理模块，判断图像是否与参考图像一致。结果一致，则判断当前发送的数据是否为测试数据的最后一个，如果是最后一个数据则测试结束，不是则发送下一个测试数据；结果不一致，则将先将错误记录保存，在判断当前数据是否为最后一个测试数据。
测试结束之后，测试人员只需要查看测试记录，即可知道仪表有哪些地方存在错误。
以上对本发明的优选实施例及原理进行了详细说明，对本领域的普通技术人员而言，依据本发明提供的思想，在具体实施方式上会有改变之处，而这些改变也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.全液晶汽车仪表自动化测试平台，其特征是包括上位机、PLC、液晶仪表，上位机选用PC机，上位机包括信号发生模块、图像处理模块，信号发生模块生成测试数据及配置CAN与串口，并将测试数据通过PCAN总线、串口总线RS485分别发送给液晶仪表、PLC；图像处理模块用于在接收到液晶仪表回传的图像后，对回传图像与标准图像进行对比，输出处理结果；
PLC用于将上位机的信号发生模块发送的模拟I/O信号转换为开关量I/O信号，发送给液晶仪表；
液晶仪表接收PLC发送的开关量I/O信号、上位机发送的CAN总线信号，并对输入信号进行处理，将其显示图像回传给上位机。
2.根据权利要求1所述的全液晶汽车仪表自动化测试平台，其特征是：图像处理模块对参考图像与回传图像进行点对点的比较，如果两张图像完全一致，则得到的结果为一张全黑图像；如果不一致，则得到的结果为一张能够将不一致的结果显示出来的图像。
3.根据权利要求1所述的全液晶汽车仪表自动化测试平台，其特征是：PLC包括模拟I/O信号输入模块、CPU、开关量I/O信号输出模块，模拟I/O信号输入模块接收串口总线RS485传递过来的模拟I/O输入信号后，将信号传递给CPU，CPU通过逻辑运算，将输入的模拟I/O信号转换成开关量I/O信号并传给开关量I/O信号输出模块，开关量I/O信号输出模块将信号传递给液晶仪表。
4.根据权利要求3所述的全液晶汽车仪表自动化测试平台，其特征是：所述的逻辑运算通过判断输入端口的是模拟0还是模拟1，在对应的输出端口输出开关量0或1。
5.根据权利要求1或3或4所述的全液晶汽车仪表自动化测试平台，其特征是：液晶仪表包含：GPIO、CAN控制器、MCU、核心板，GPIO接收输入液晶仪表的开关量I/O信号，并将信号传递给MCU；CAN控制器接收输入液晶仪表的CAN总线信号，并将信号传递给MCU；MCU负责对液晶仪表的输入信号进行处理，并将信号传递给核心板；核心板上运行仪表显示模块和图像获取模块，仪表显示模块接收到MCU传递的信号后，通过液晶显示屏将信号内容实时显示出来；图像获取模块在仪表显示模块接收到信号后并显示稳定之后，获取到液晶仪表当前的显示图像，并将获取的图像回传给上位机。
6.根据权利要求5所述的全液晶汽车仪表自动化测试平台，其特征是：MCU接收从GPIO和CAN控制器传递过来的信号后，通过对信号进行偏移量和偏移系数的处理，将CAN信号数据转换成实际车身数据，并将处理之后的数据进行重新整合处理，形成液晶仪表内部通信协议识别的信号数据，将数据整理成仪表显示模块能够识别的数据信号之后，将信号传递给核心板的仪表显示模块。
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