CN219676484U - 一种多功能故障模拟测试系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种多功能故障模拟测试系统，包括电路板以及设置在电路板上的微处理器，微处理器连接有电压检测芯片、继电器、故障指示灯以及存储器；微处理器、存储器、继电器、拨码开关和连接器、接插件都在同一块电路板上，散热风扇通过电源线接到电路板上，散热片贴在电路板背面，待测设备和电脑通过数据线和菲尼克斯端子连接到电路板上，上位机软件通过电脑发送CAN报文控制对应的继电器闭合和接收监测报文，可实现系统中多种ECU供电和总线通信控制，以及故障模拟测试功能。其解决了当前的故障模拟测试系统，测试效率低下，测试系统接线复杂，扩展性较差，无法满足更高要求的模拟故障测试以及无法同时测试不同总线通信的设备的问题。
Description
技术领域
本实用新型涉及车载以太网技术领域，尤其是涉及一种多功能故障模拟测试系统。
背景技术
随着汽车工业的飞速发展，现代汽车越来越智能化、人性化，ECU控制器的数量也越来越多。现在汽车已经变成了包括许多电子控制装置在内的尖端产品。汽车上基本上都搭载了上百个的ECU控制器，所以对ECU控制器的安全性故障测试就变得尤为重要，成为汽车功能安全中的重要测试部分。
当前汽车电子控制器的故障模拟测试需要使用专门的测试台架进行测试，测试台架和实车通过线束连接在一起。测试过程需要根据不同的ECU的通讯总线人工进行测试设备的更换。测试人员手动拨动测试台架上的开关，模拟ECU的电源短路以及通信总线之间的接地短路，信号短路，信号断路，监测通讯总线反馈的故障数据是否正常，进行一系列的汽车电子控制器系统的故障安全项测试。
现有的技术中，当前汽车电子控制器的故障模拟测试系统存在的问题如下:
1.测试效率低下，测试步骤复杂。测试不同通讯总线的控制器时需要手动切换测试设备。
2.测试系统接线复杂、导致编程复杂程度高，测试系统的扩展性差。
3.测试的准确性不够，人工操作开关模拟故障，会存在一定的错误，存在一定风险。
4.故障模拟测试功能有限，无法满足更高要求的模拟故障测试，例如周期性的模拟某一故障。无法同时测试不同总线通信的设备。
实用新型内容
针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的是提供一种多功能故障模拟测试系统，其针对当前的故障模拟测试系统，解决了当前故障模拟测试系统测试效率低下，测试系统接线复杂，扩展性较差，人工操作导致测试出现一定风险和不确定性，以及故障模拟测试功能有限，无法满足更高要求的模拟故障测试以及无法同时测试不同总线通信的设备的问题。
本实用新型的上述实用新型目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种多功能故障模拟测试系统，包括电路板以及设置在所述电路板上的微处理器，所述微处理器连接有电压检测芯片、继电器、故障指示灯以及存储器，所述电路板上还设置有两个100/1000Base_T1通道连接器、拨码开关、一个板子供电和CAN通讯的接插件、一个程控电源接口、一个二路CAN\4路LIN通信接插件、一个UART转USB的type-c接口、一个散热风扇、一块板载的散热片、多个故障状态指示灯、4个待测设备接口、多根数据连接线、电脑、Canoe上位机控制系统以及CANOE的ECU下位机刷写升级软件；
微处理器、存储器、继电器、拨码开关和连接器、接插件都在同一块电路板上，散热风扇通过电源线接到电路板上，散热片贴在电路板背面，待测设备和电脑通过数据线和菲尼克斯端子连接到电路板上，上位机软件通过电脑发送CAN报文控制对应的继电器闭合和接收监测报文，可实现系统中多种ECU供电和总线通信控制，以及故障模拟测试功能。
本实用新型在一较佳示例中可以进一步配置为：所述微处理器：作为整体电路的控制核心，通过控制GPIO端口来实现待测设备的故障模拟、ECU供电控制和故障状态的实时显示，此外，通过读取电压检测芯片的数据，实现过压保护；
所述电压检测芯片：用于读取程控电源输入的实际电压，传给微处理器进行判定，实现过压保护；
所述继电器：微处理器控制继电器，来实现模拟ECU的电源短路以及通信总线之间的接地短路，信号短路，信号断路；
所述故障状态指示灯：板子和程控电源供电状态显示，故障模拟的实际状态显示，以及继电器的故障诊断状态显示，以及电源通道指示灯；
所述存储器：用于存储当前板卡的特定CAN控制ID。
本实用新型在一较佳示例中可以进一步配置为：还包括设置在所述电路板上的程控电源，所述程控电源用于给待测设备ECU供电。
本实用新型在一较佳示例中可以进一步配置为：还包括CAN通讯CAN:板子供电电压为12V，实现与上位机电脑的CAN总线通讯；
2CAN\4LIN:实现两路CAN或四路LIN的总线通信接入。
本实用新型在一较佳示例中可以进一步配置为：还包括T1输入1：实现10\100\1000Base_T1的总线通信接入；
T1输入2：实现10\100\1000Base_T1的总线通信接入。
本实用新型在一较佳示例中可以进一步配置为：还包括设置在所述电路板上的USB，所述USB与打印板卡工作日志和继电器状态。
本实用新型在一较佳示例中可以进一步配置为：包括ECU1:连接待测设备ECU,连接KL30,KL15,KLR,ACC,GND,4路电源1路地以及CAN1H\LIN1,CAN1L\LIN2；
ECU2:连接待测设备ECU,连接KL30,KL15,KLR,ACC,GND,4路电源1路地以及CAN2H\LIN3,CAN2L\LIN4；
ECU3:连接待测设备ECU,连接KL30,KL15,KLR,ACC,GND,4路电源1路地；
ECU4:连接待测设备ECU,连接KL30,KL15,KLR,ACC,GND,4路电源1路地。
本实用新型在一较佳示例中可以进一步配置为：还包括T1输出1：实现ECU3的T1总线通信；
T1输出2：实现ECU4的T1总线通信。
本实用新型在一较佳示例中可以进一步配置为：还包括以太网PHY和处理器端的数据线和控制线的阻抗匹配电路。
本实用新型在一较佳示例中可以进一步配置为：CAN\LIN和车载以太网的模拟系统都有着各自的信号硬件电路防干扰和监控信号传输质量的反馈电路。
综上所述，本实用新型包括以下至少一种有益技术效果：
1.本实用新型公开了一种多功能故障模拟测试系统，其简化了测试步骤，极大提高了测试效率。由原有的人工手动拨动开关变成了上位机面板操作继电器模拟故障，并通过状态报文实时显示设备当前状态，节省了人力和测试时间。
2.本实用新型的测试系统接线相对简单，系统扩展性大大提高。故障模拟电路板采用外壳弹簧式快速连接技术，使用和配置简单方便，可支持最多256个节点的控制。
3.本实用新型公极大提高了测试的准确性，减少了人力消耗和干预，具有很高的自动化程度。
4.本实用新型公故障模拟测试功能极大提升，可实现多种总线的故障模拟测试和ECU供电控制，同时可以满足更高要求的周期性模拟故障测试，可通过本系统的控制通讯协议来编写自动化测试脚本。
5.本实用新型公内置多种保护功能，具备短路保护和过流过压保护，防止ECU损坏。
附图说明
图1为本实用新型的实施方式连接示意图。
图2为本实用新型的连接方案图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
在本申请的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
实施例一：
参照图1，为本实用新型公开的一种多功能故障模拟测试系统，包括电路板以及设置在电路板上的微处理器，微处理器连接有电压检测芯片、继电器、故障指示灯以及存储器，电路板上还设置有两个100/1000Base_T1通道连接器、拨码开关、一个板子供电和CAN通讯的接插件、一个程控电源接口、一个二路CAN\4路LIN通信接插件、一个UART转USB的type-c接口、一个散热风扇、一块板载的散热片、多个故障状态指示灯、4个待测设备接口、多根数据连接线、电脑、Canoe上位机控制系统以及CANOE的ECU下位机刷写升级软件；
微处理器、存储器、继电器、拨码开关和连接器、接插件都在同一块电路板上，散热风扇通过电源线接到电路板上，散热片贴在电路板背面，待测设备和电脑通过数据线和菲尼克斯端子连接到电路板上，上位机软件通过电脑发送CAN报文控制对应的继电器闭合和接收监测报文，可实现系统中多种ECU供电和总线通信控制，以及故障模拟测试功能。
微处理器：作为整体电路的控制核心，通过控制GPIO端口来实现待测设备的故障模拟、ECU供电控制和故障状态的实时显示，此外，通过读取电压检测芯片的数据，实现过压保护。
电压检测芯片：用于读取程控电源输入的实际电压，传给微处理器进行判定，实现过压保护。
继电器：微处理器控制继电器，来实现模拟ECU的电源短路以及通信总线之间的接地短路，信号短路，信号断路。
故障状态指示灯：板子和程控电源供电状态显示，故障模拟的实际状态显示，以及继电器的故障诊断状态显示，以及电源通道指示灯。
存储器：用于存储当前板卡的特定CAN控制ID。
还包括设置在电路板上的程控电源，程控电源用于给待测设备ECU供电。
还包括CAN通讯CAN:板子供电电压为12V，实现与上位机电脑的CAN总线通讯。
2CAN\4LIN:实现两路CAN或四路LIN的总线通信接入。
还包括T1输入1：实现10\100\1000Base_T1的总线通信接入；
T1输入2：实现10\100\1000Base_T1的总线通信接入。
还包括设置在电路板上的USB，USB与打印板卡工作日志和继电器状态。
包括ECU1:连接待测设备ECU,连接KL30,KL15,KLR,ACC,GND,4路电源1路地以及CAN1H\LIN1,CAN1L\LIN2；
ECU2:连接待测设备ECU,连接KL30,KL15,KLR,ACC,GND,4路电源1路地以及CAN2H\LIN3,CAN2L\LIN4；
ECU3:连接待测设备ECU,连接KL30,KL15,KLR,ACC,GND,4路电源1路地；
ECU4:连接待测设备ECU,连接KL30,KL15,KLR,ACC,GND,4路电源1路地。
还包括T1输出1：实现ECU3的T1总线通信；
T1输出2：实现ECU4的T1总线通信。
其中上面车载以太网故障模拟系统具有以太网PHY和处理器端的数据线和控制线的阻抗匹配电路，以保证以太网信号传输质量。此外，CAN\LIN和车载以太网的模拟系统都有着各自的信号硬件电路防干扰和监控信号传输质量的反馈电路。
本多功能故障模拟测试系统连接方案如图2：
测试系统通过外部12V电源供电；通过2CAN\4LIN连接两路CAN网络或者4路LIN网络；通过T1接口连接两路10\100\1000Base_T1的ECU。通过USB用于打印板卡工作日志和继电器状态。ECU1和ECU2用来连接两路CAN通信的待测件ECU。ECU3和ECU4用来连接两路T1通信的待测件ECU。上位机PC通过CAN通信线连接板子。Canoe上位机控制面板发送CAN报文控制继电器进行故障模拟和供电控制，CANOE的ECU下位机刷写升级软件发送CANTP报文进行远程固件升级。从而完成可实现系统中多种ECU供电和总线通信控制，以及故障模拟测试功能。
本实施例的实施原理为：本实用新型公开了一种多功能故障模拟测试系统，其简化了测试步骤，极大提高了测试效率。由原有的人工手动拨动开关变成了上位机面板操作继电器模拟故障，并通过状态报文实时显示设备当前状态，节省了人力和测试时间。
本具体实施方式的实施例均为本实用新型的较佳实施例，并非依此限制本实用新型的保护范围，故：凡依本实用新型的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种多功能故障模拟测试系统，其特征在于：包括电路板以及设置在所述电路板上的微处理器，所述微处理器连接有电压检测芯片、继电器、故障指示灯以及存储器，所述电路板上还设置有两个100/1000Base_T1通道连接器、拨码开关、一个板子供电和CAN通讯的接插件、一个程控电源接口、一个二路CAN\4路LI N通信接插件、一个UART转USB的type-c接口、一个散热风扇、一块板载的散热片、多个故障状态指示灯、4个待测设备接口、多根数据连接线、电脑、Canoe上位机控制系统以及CANOE的ECU下位机刷写升级软件；
微处理器、存储器、继电器、拨码开关和连接器、接插件都在同一块电路板上，散热风扇通过电源线接到电路板上，散热片贴在电路板背面，待测设备和电脑通过数据线和菲尼克斯端子连接到电路板上，上位机软件通过电脑发送CAN报文控制对应的继电器闭合和接收监测报文，可实现系统中多种ECU供电和总线通信控制，以及故障模拟测试功能。
2.根据权利要求1所述的一种多功能故障模拟测试系统，其特征在于，所述微处理器：作为整体电路的控制核心，通过控制GPIO端口来实现待测设备的故障模拟、ECU供电控制和故障状态的实时显示，此外，通过读取电压检测芯片的数据，实现过压保护；
所述电压检测芯片：用于读取程控电源输入的实际电压，传给微处理器进行判定，实现过压保护；
所述继电器：微处理器控制继电器，来实现模拟ECU的电源短路以及通信总线之间的接地短路，信号短路，信号断路；
所述故障状态指示灯：板子和程控电源供电状态显示，故障模拟的实际状态显示，以及继电器的故障诊断状态显示，以及电源通道指示灯；
所述存储器：用于存储当前板卡的特定CAN控制ID。
3.根据权利要求1所述的一种多功能故障模拟测试系统，其特征在于，还包括设置在所述电路板上的程控电源，所述程控电源用于给待测设备ECU供电。
4.根据权利要求1所述的一种多功能故障模拟测试系统，其特征在于，还包括CAN通讯CAN:板子供电电压为12V，实现与上位机电脑的CAN总线通讯；
2CAN\4LIN:实现两路CAN或四路LIN的总线通信接入。
5.根据权利要求1所述的一种多功能故障模拟测试系统，其特征在于，还包括T1输入1：实现10\100\1000Base_T1的总线通信接入；
T1输入2：实现10\100\1000Base_T1的总线通信接入。
6.根据权利要求1所述的一种多功能故障模拟测试系统，其特征在于，还包括设置在所述电路板上的USB，所述USB与打印板卡工作日志和继电器状态。
7.根据权利要求1所述的一种多功能故障模拟测试系统，其特征在于，包括ECU1:连接待测设备ECU,连接KL30,KL15,KLR,ACC,GND,4路电源1路地以及CAN1 H\LIN1,CAN1 L\LIN2；
ECU2:连接待测设备ECU,连接KL30,KL15,KLR,ACC,GND,4路电源1路地以及CAN2H\LIN3,CAN2L\LIN4；
ECU3:连接待测设备ECU,连接KL30,KL15,KLR,ACC,GND,4路电源1路地；
ECU4:连接待测设备ECU,连接KL30,KL15,KLR,ACC,GND,4路电源1路地。
8.根据权利要求7所述的一种多功能故障模拟测试系统，其特征在于，还包括T1输出1：实现ECU3的T1总线通信；
T1输出2：实现ECU4的T1总线通信。
9.根据权利要求1所述的一种多功能故障模拟测试系统，其特征在于，还包括以太网PHY和处理器端的数据线和控制线的阻抗匹配电路。
10.根据权利要求1所述的一种多功能故障模拟测试系统，其特征在于，CAN\LIN和车载以太网的模拟系统都有着各自的信号硬件电路防干扰和监控信号传输质量的反馈电路。
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