专利名称：一种汽车数据采集和回放自动化测试装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及汽车数据采集领域，尤其涉及一种能实现汽车数据同步采集、自动存储，将信号同步回放并作用于测试产品的汽车数据采集和回放自动化测试装置。
背景技术：
随着汽车行业迅猛发展，汽车成为了经济的支柱产业之一。汽车关系到人的生命安全，为了保证汽车的可靠性和安全性，研发器件要严格地进行各种各样的测试，而实验过程中，汽车内部的各种工作参数和环境参数有极大的参考价值，而且大部分情况下实验本身就是要获取这些参数。这些实验所需的车载数据采集仪器对环境的特别要求为移动性、便携性、高可靠、易操作、实时采集，因此对采集设备的研究有着重要的意义。但现在的汽车电子产品测试面临着以下的困境产品的测试过多的依赖测试车；测试过程中无法对车上的环境进行同步监控；实车测试发生问题时无法收集车上环境的相关数据；不同型号车上的电压脉冲、总线、温度信号各不相同，无法统一仿真；让人头痛的实车偶发问题难以复现；无法再试验中搭建与车上环境一样的台架。
发明内容为解决上述技术难题，本实用新型提供了一种能实现汽车数据同步采集、自动存储，将信号同步回放并作用于测试产品的汽车数据采集和回放自动化测试装置。本实用新型的目的通过下述方案实现一种汽车数据采集和回放自动化测试装置，包括一控制和采集平台、一电压信号采集数据卡、一 CAN总线信号采集数据卡、一 CAN总线信号回放数据卡、一电压信号回放数据卡以及一功率放大器；所述电压信号采集数据卡、CAN总线信号采集数据卡的一端与汽车车载娱乐主机接口连接并分别从车载娱乐主机接口的电压端口和CAN总线端口接收汽车电压和CAN总线信号，另一端与所述控制和采集平台连接并分别将所述电压信号、CAN总线信号发送到控制和采集平台；所述CAN总线信号回放数据卡一端与所述控制和采集平台连接并接收采集到的所述CAN总线信号，另一端与测试产品连接；所述电压信号回放数据卡一端与所述控制和采集平台连接并接收采集到的电压信号，另一端与功率放大器连接；所述功率放大器一端与电压信号回放数据卡连接，一端与测试产品连接并将放大的信号发到测试产品中；所述控制和采集平台与所述的采集数据卡和回放数据卡连接并收发数据信号和与计算机串口通信连接。进一步的，所述控制和采集平台为一集成了多信号调理器、A/D转换器、FPGA开发板、RealTime同步控制系统的开发平台。进一步的，一种汽车数据采集和回放自动化测试装置还包括一用于采集汽车电流信号的电流信号采集数据卡、一用于采集车内温度的车内温度采集数据卡、一用于接收GPS信号的GPS信号采集数据卡；所述的电流信号采集数据卡、车内温度采集数据卡、GPS信号采集数据卡的一端与汽车连接并分别接收所述电流信号、车内温度和GPS信号，另一端与所述控制和采集平台连接并分别将所述电流信号、车内温度和GPS信号发送到所述控制和采集平台。本实用新型相对于现有技术，具有如下的优点及效果( I )本装置能实现对车上电压信号、CAN总线信号、GPS信号、电流信号、车内环境温度信号同步采集并存储，并能实现CAN总线信号和电压信号的同步回放并作用于测试产品;(2)在软件设计上，电压信号、CAN信号、温度信号彼此时间关联但信号独立互不干扰的系统架构，保证了数据见的同步性；(3)通过平台与计算机的连接，可实现采集数据实时自动存盘，确保数据可再分析和回放。
图1是本实用新型一种汽车数据采集和回放自动化测试装置的结构框图。图2是本实用新型一种汽车数据采集和回放自动化测试装置的一实施例的结构示意图。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步详细说明，但本实用新型的实施方式不限于此。如图1所示，一种汽车数据采集和回放自动化测试装置，包括一控制和采集平台、一电压信号采集数据卡、一电流信号采集数据卡、一 CAN总线信号采集数据卡、一车内环境温度采集数据卡、一 GPS信号采集数据卡、一 CAN总线信号回放数据卡、一电压信号回放数据卡以及一功率放大器。所述电压信号采集数据卡、电流信号采集数据卡、车内温度采集数据卡、CAN总线信号采集数据卡、GPS信号采集数据卡的一端与汽车连接并分别接收汽车信号，另一端与所述控制和采集平台连接并分别将采集的信号发送到平台。信号回放数据卡方面，CAN总线信号回放数据卡一端与所述控制和采集平台连接并接收采集的CAN总线信号，另一端测试产品连接，所述电压信号回放数据卡一端与所述控制和采集平台连接并接收采集到的电压信号，另一端与功率放大器连接，功率放大器将电压信号放大，然后发送到测试产品。所述控制和采集平台与所述的采集数据卡和回放数据卡连接并收发数据信号和与计算机串口通信连接。所述控制和采集平台为一集成了信号调理器、A/D转换器、FPGA开发板、RealTime同步控制系统的开发平台。在上述的数据卡中，采集数据卡均将其输入端连接到汽车的电源线以采集汽车环境数据，一端与控制和采集平台连接，通过平台的信号调理器接收汽车环境数据，通过A/D转换器对信号进行模数转换，通过FPGA串口连接所有的数据卡以实现程序现场可编辑功能，通过同步控制系统RealTime控制所述5种采集数据卡的同步性，同步的时间精度在25ns左右；而在回放数据卡方面，CAN总线信号回放数据卡则一端和控制和采集平台连接以接收采集信号，一端和测试产品的CAN_H/CAN_L线连接以将采集的CAN信号回放出来用于测试产品，电压信号回放数据卡则一端和控制和采集平台连接以接收采集信号，另一端通过和采用功率200瓦以上的功率放大器连接，将弱电压信号放大成大功率电压信号，再与测试产品的电源线连接将CAN信号回放用于测试产品。此外，控制和采集平台还通过其内部的FPGA开发板与计算机进行连接实现与平台之间的信息交互和控制，可容纳的数据流速度高达10M，其网络层的通信方式使用TCP/IP协议方式。从软件实现的通信方式来看，软件主要采用Labview图形化编程语言，实现本装置的数据采集功能和数据回放功能。进行数据采集时，先设置好采样速率参数，开始采集，然后初始化设备，车上电压信号、总线信号、GPS信号、电流信号、车内环境温度信号同时通过对应数据卡的输入端进入数据卡，并在数据卡内转化为数字信号，FPGA同步读取各个数据卡转化后的数据，RealTime控制器通过DMA方式读取FPGA的数据，然后存储该数据，采集完后停止数据采集，用户可进行选择功能或者停止程序。进行数据回放时，先选择已经采集好的数据，开始回放，然后初始化设备，RealTime控制器读取选择好的数据文件并通过DMA (Direct Memory Access,成组数据传送方式)方式传给FPGA, FPGA同步将数据分别写入各个数据卡，经过数据卡转化后输出给测试产品，回放完成后停止回放，用户可进行选择功能或者停止程序。为实现以上的功能，如图2所示，所述控制和采集平台可以采用了 NI公司的CompactRIO平台，该平台采集方便，能应用于恶劣的采集环境中，其特点在于该平台集成了多信号调理器、A/D转换器、FPGA平台以及RealTime同步控制系统，可进行多路信号的同步高精度仿真开发。在使用前，必须要将CompactRIO平台与多个采集数据卡和多个回放数据卡连接以接收和发送汽车的环境数据。汽车的环境数据采集主要包括电压、电流、温度、GPS信号和CAN总线信号，针对不同的环境数据需选用不同带动数据卡选用NI公司的NI9229数据卡与平台连接实现电压的采集，其电压范围为±60V，采样率为50KS/s ;选用NI公司的NI9263数据卡与平台连接实现电压的回放，其电压范围为±10V，采样率为100KS/s;选用NI9227数据卡实现电流信号的采集，其电流范围为土 5 A，采样率50 KS/s ;选用NI9853数据卡实现CAN总线信号的采集和回放，NI9853板卡符合ISO 11898标准，可用于标准(11位)和扩展(29位)任意CAN ID, CAN总线发射/接收速率为I Mb/s，应用范围覆盖了汽车CAN总线的通信要求；采用NI9217数据卡实现温度的采集，NI9217板卡温度范围_200°C 850°C，采样率400S/s ;选用VISN GPS C87数据卡实现GPS信号的采集，VISN GPS C87板卡具备32通道卫星信号接收能力，灵敏度达-159dBm。上述实施例仅为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式不受上述实施例的限制，其他任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.一种汽车数据采集和回放自动化测试装置，其特征在于包括一控制和采集平台、一电压信号采集数据卡、一 CAN总线信号采集数据卡、一 CAN总线信号回放数据卡、一电压信号回放数据卡以及一功率放大器；所述电压信号采集数据卡、CAN总线信号采集数据卡的一端与汽车车载娱乐主机接口连接并分别从车载娱乐主机接口的电压端口和CAN总线端口接收汽车电压和CAN总线信号，另一端与所述控制和采集平台连接并分别将所述电压信号、CAN总线信号发送到控制和采集平台；所述CAN总线信号回放数据卡一端与所述控制和采集平台连接并接收采集到的所述CAN总线信号，另一端与测试产品连接；所述电压信号回放数据卡一端与所述控制和采集平台连接并接收采集到的电压信号，另一端与功率放大器连接；所述功率放大器一端与电压信号回放数据卡连接，一端与测试产品连接并将放大的信号发到测试产品中；所述控制和采集平台与所述的采集数据卡和回放数据卡连接并收发数据信号和与计算机串口通信连接。
2.根据权利要求1所述的一种汽车数据采集和回放自动化测试装置，其特征在于所述控制和采集平台为一集成了多信号调理器、A/D转换器、FPGA开发板、RealTime同步控制系统的开发平台。
3.根据权利要求1所述的一种汽车数据采集和回放自动化测试装置，其特征在于还包括一用于采集汽车电流信号的电流信号采集数据卡、一用于采集车内温度的车内温度采集数据卡、一用于接收GPS信号的GPS信号采集数据卡；所述的电流信号采集数据卡、车内温度采集数据卡、GPS信号采集数据卡的一端与汽车连接并分别接收所述电流信号、车内温度和GPS信号，另一端与所述控制和采集平台连接并分别将所述电流信号、车内温度和GPS信号发送到所述控制和采集平台。
专利摘要一种汽车数据采集和回放自动化测试装置，包括一控制和采集平台、一电压信号采集数据卡、一电流信号采集数据卡、一CAN总线信号采集数据卡、一车内环境温度采集数据卡、一GPS信号采集数据卡、一CAN总线信号回放数据卡、一电压信号回放数据卡以及一功率放大器。本装置能实现对车上电压信号、CAN总线信号、GPS信号、电流信号、车内环境温度信号同步采集并存储，并能实现CAN总线信号和电压信号的同步回放并作用于测试产品；在软件设计上，电压信号、CAN信号、温度信号彼此时间关联但信号独立互不干扰的系统架构，保证了数据间的同步性；通过平台与计算机的连接，可实现采集数据实时自动存盘，确保数据可再分析和回放。
文档编号G01R31/00GK202903923SQ20122056563
公开日2013年4月24日 申请日期2012年10月31日 优先权日2012年10月31日
发明者吕伟华 申请人:惠州市德赛西威汽车电子有限公司