一种通用化网络硬件在环测试系统的制作方法

1.本实用新型属于乘用车电气测试技术领域，具体涉及一种通用化网络硬件在环测试系统。


背景技术：

2.总线网络测试是乘用车开发的重要环节，为乘用车电气系统的可靠性和正确性提供有力保障。乘用车网络测试由单控制器测试、子网网络测试和整车网络测试组成，目前应用与汽车领域的总线网络测试系统需要为每项测试配置单独的测试环境。传统测试系统在单控制器测试、子网网络测试和整车网络测试三者间切换时，需要对测试环境重新进行硬件连接和软件匹配调试，导致测试周期长、效率低且物理层测试一致性差。并且对于不同测试车型，传统测试系统需要对硬件连接进行设计改造，以匹配测试车型网络拓扑，需要专业人士维护且开发成本昂贵。


技术实现要素：

3.针对上述现有技术中存在的缺陷，本实用新型公开了一种通用化网络硬件在环测试系统，实现单控制器、子网集成及整车集成的网络总线自动化测试，并自动生成、输出测试报告。该系统可实现不同测试配置环境的灵活切换，以解决传统网络测试周期长、效率低和测试一致性差的问题。结合说明书附图，本实用新型的技术方案如下：
4.一种通用化网络硬件在环测试系统，工业计算机、pxi总线控制系统、电源模块、测量分配及故障注入模块、网络拓扑配置模块、测量控制线束、供电电缆以及外接总线电缆及连接器；
5.所述工业计算机通过测量控制线束分别与pxi总线控制系统和测量分配及故障注入模块相连，所述pxi总线控制系统和测量分配及故障注入模块分别通过测量控制线束与网络拓扑配置模块相连；
6.所述电源模块通过供电电缆分别为所述工业计算机、pxi总线控制系统、测量分配及故障注入模块和网络拓扑配置模块供电；
7.所述网络拓扑配置模块通过外接总线电缆及连接器与被测控制器、子网或者整车台架相连；
8.所述网络拓扑配置模块中，数字信号处理单元分别与总线电压采集单元、总线信号采集单元和i/o执行单元相连，总线电压采集单元、总线信号采集单元和i/o执行单元并联后与网络拓扑程控开关串联；
9.所述网络拓扑程控开关由子网程控开关和单控制器程控开关组成，所述网络拓扑程控开关根据整车总线拓扑分配多个拥有独立通信地址的子网程控开关与被测整车所有子网一一对应连接，在每个所述子网程控开关下分配多个拥有独立通信地址的单控制器程控开关与被测整车子网内的所有控制器一一对应连接。
10.进一步地，所述pxi总线控制系统由相互独立设置的can总线通信卡、lin总线通信
卡和i/o控制模块组成；
11.所述can总线通信卡、lin总线通信卡和i/o控制模块分别通过测量控制线束与网络拓扑配置模块相连；
12.所述can总线通信卡和lin总线通信卡根据测试需求对被测控制器或集成网络发送模拟总线通信报文并处理接收到的总线信号；
13.所述i/o控制模块根据测试需求对网络拓扑配置模块中的i/o执行单元进行控制。
14.进一步地，所述电源模块由交流配电电源、直流配电箱以及可编程线性直流电源组成；
15.所述交流配电电源通过供电电缆分别为所述工业计算机、pxi总线控制系统和测量分配及故障注入模块供电；
16.所述直流配电箱通过供电电缆为网络拓扑配置模块供电；
17.所述可编程线性直流电源通过供电电缆，经过网络拓扑配置模块分别为被测控制器、子网或者整车台架供电。
18.进一步地，所述测量分配及故障注入模块由相互独立设置的示波器、程控数字万能表、故障模拟适配盒和信号干扰适配盒组成；
19.所述示波器、程控数字万能表、故障模拟适配盒和信号干扰适配盒分别通过测量控制线束与网络拓扑配置模块相连；
20.所述示波器和程控数字万能表用于对被测控制器或集成网络的总线及模拟信号进行物理层测量；
21.所述故障模拟适配盒根据测试需求对被测控制器或集成网络进行模拟信号故障注入；
22.所述信号干扰适配盒根据测试需求对被测控制器或集成网络的总线信号进行干扰。
23.与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：
24.1、本实用新型所述通用化网络硬件在环测试系统具有平台化网络测试功能，在不改变测试软硬件环境的情况下，通过设置不同的测试软件配置(更换信号通信类型、测试功能模块及测试网络连接匹配)，实现对不同类型总线网络测试(单控制器测试、子网网络测试和整车网络测试)及不同网络拓扑车型测试的灵活切换。
25.2、本实用新型所述通用化网络硬件在环测试系统通过标准化的测试方法、量化的数据输入输出以及程序化控制使得不同类型总线网络测试及不同网络拓扑车型切换过程不会受人为因素的影响，从而减少测试周期，提高工作效率并且保证了测试的一致性。
附图说明
26.图1为本实用新型所述通用化网络硬件在环测试系统的结构框图；
27.图2为本实用新型所述通用化网络硬件在环测试系统中，网络拓扑配置模块的原理图。
[0028]1‑
1标准机柜，
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ1‑
2工业计算机，
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ1‑
3pxi总线控制系统，
[0029]1‑
4电源模块，
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ1‑
5测量分配及故障注入模块，
[0030]1‑
6网络拓扑配置模块，
ꢀꢀꢀ1‑
7测量控制线束，
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ1‑
8供电电缆，
[0031]1‑
9外接总线电缆及连接器，
ꢀꢀ1‑
10can总线通信卡，
[0032]1‑
11lin总线通信卡，
ꢀꢀꢀꢀꢀ1‑
12i/o控制模块，
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ1‑
13交流配电电源，
[0033]1‑
14直流配电箱，
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ1‑
15可编程线性直流电源，
[0034]1‑
16示波器，
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ1‑
17程控数字万能表，
ꢀꢀꢀꢀ1‑
18故障模拟适配盒，
[0035]1‑
19信号干扰适配盒；
[0036]2‑
1数字信号处理单元，
ꢀꢀꢀ2‑
2总线电压采集单元，
ꢀꢀꢀ2‑
3总线信号采集单元，
[0037]2‑
4i/o执行单元，
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ2‑
5网络拓扑程控开关，
ꢀꢀꢀ2‑
6控制线束，
[0038]2‑
7信号线束，
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ2‑
8子网程控开关，
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ2‑
9单控制器程控开关。
具体实施方式
[0039]
为清楚、完整地描述本实用新型所述技术方案及其具体工作过程，结合说明书附图，本实用新型的具体实施方式如下：
[0040]
在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
[0041]
在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
[0042]
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
[0043]
如图1所示，本实用新型公开了一种通用化网络硬件在环测试系统，包括：标准机柜1
‑
1、工业计算机1
‑
2、pxi总线控制系统1
‑
3、电源模块1
‑
4、测量分配及故障注入模块1
‑
5、网络拓扑配置模块1
‑
6、测量控制线束1
‑
7、供电电缆1
‑
8以及外接总线电缆及连接器1
‑
9；其中，所述工业计算机1
‑
2、pxi总线控制系统1
‑
3、电源模块1
‑
4、测量分配及故障注入模块1
‑
5和网络拓扑配置模块1
‑
6按照布局规则布置在标准机柜1
‑
1中。
[0044]
所述工业计算机1
‑
2通过测量控制线束1
‑
7分别与pxi总线控制系统1
‑
3和测量分配及故障注入模块1
‑
5相连，所述pxi总线控制系统1
‑
3和测量分配及故障注入模块1
‑
5又分别通过测量控制线束1
‑
7与网络拓扑配置模块1
‑
6相连；
[0045]
所述测量分配及故障注入模块1
‑
5由相互独立设置的示波器1
‑
16、程控数字万能表1
‑
17、故障模拟适配盒1
‑
18和信号干扰适配盒1
‑
19组成，所述示波器1
‑
16、程控数字万能
表1
‑
17、故障模拟适配盒1
‑
18和信号干扰适配盒1
‑
19分别通过测量控制线束1
‑
7与网络拓扑配置模块1
‑
6相连；其中，所述示波器1
‑
16和程控数字万能表1
‑
17用于对被测控制器或集成网络的总线及模拟信号进行物理层测量；所述故障模拟适配盒1
‑
18根据测试需求对被测控制器或集成网络进行模拟信号故障注入；所述信号干扰适配盒1
‑
19根据测试需求对被测控制器或集成网络的总线信号进行干扰。
[0046]
所述pxi总线控制系统1
‑
3由相互独立设置的can总线通信卡1
‑
10、lin总线通信卡1
‑
11和i/o控制模块1
‑
12组成，所述can总线通信卡1
‑
10、lin总线通信卡1
‑
11和i/o控制模块1
‑
12分别通过测量控制线束1
‑
7与网络拓扑配置模块1
‑
6相连；其中，所述can总线通信卡1
‑
10和lin总线通信卡1
‑
11根据测试需求对被测控制器或集成网络发送模拟总线通信报文并处理接收到的总线信号；所述i/o控制模块1
‑
12根据测试需求对网络拓扑配置模块1
‑
6中i/o执行单元进行控制。
[0047]
所述电源模块1
‑
4由交流配电电源1
‑
13、直流配电箱1
‑
14以及可编程线性直流电源1
‑
15组成；其中，所述交流配电电源1
‑
13通过供电电缆1
‑
8分别为所述工业计算机1
‑
2、pxi总线控制系统1
‑
3和测量分配及故障注入模块1
‑
5供电；所述直流配电箱1
‑
14通过供电电缆1
‑
8为网络拓扑配置模块1
‑
6供电；所述可编程线性直流电源1
‑
15通过供电电缆1
‑
8，经过网络拓扑配置模块1
‑
6分别为被测控制器、子网或者整车台架供电。
[0048]
所述网络拓扑配置模块1
‑
6通过外接总线电缆及连接器1
‑
9与被测控制器、子网或者整车台架相连。
[0049]
所述工业计算机1
‑
2根据测试需求分别对pxi总线控制系统1
‑
3和测量分配及故障注入模块1
‑
5进行配置，将pxi总线控制系统1
‑
3中包括：can总线通信卡1
‑
10、lin总线通信卡1
‑
11和i/o控制模块1
‑
12在内的通信板卡设置为测试所需的总线通信类型并从测量分配及故障注入模块1
‑
5中调用所需的包括：示波器1
‑
16、程控数字万能表1
‑
17、故障模拟适配盒1
‑
18和信号干扰适配盒1
‑
19在内的测试功能模块，在不同类型网络测试进行切换时，只需配置pxi总线控制系统1
‑
3和测量分配及总线故障注入模块1
‑
5，更换信号通信类型和测试功能模块即可，无需更改软硬件测试环境，实现了对不同类型总线网络测试的灵活切换；其中：
[0050]
所述can总线通信卡1
‑
10和lin总线通信卡1
‑
11根据被测集成网络的总线类型设置单个或多个信道与网络拓扑配置模块1
‑
6进行总线通信，进而实现can总线通信卡1
‑
10和lin总线通信卡1
‑
11分别与被测集成网络进行通信；
[0051]
所述i/o控制模块1
‑
12根据被测控制器的模拟信号类型设置单个或多个信道与网络拓扑配置模块1
‑
6进行模拟信号通信。
[0052]
工业计算机1
‑
2通过pxi总线控制系统1
‑
3配置网络拓扑配置模块1
‑
6，网络拓扑配置模块1
‑
6根据被测整车总线拓扑可以分配任意多个独立的通信地址、子网程控开关及单控制器程控开关与被测网络中的控制器相连。
[0053]
整车网络测试时，网络拓扑配置模块设置子网程控开关及单控制器程控开关闭合与整车网络相连即可；子网网络测试时，网络拓扑配置模块设置被测子网对应的子网程控开关及子网上所有的单控制器程控开关闭合即可；单控制器测试时，网络拓扑配置模块设置被测控制器唯一对应的子网程控开关及单控制器程控开关闭合即可。因此，本发明所述测试系统可以同时满足单控制器测试、子网网络测试和整车网络测试的要求而无需进行测
试环境的重新搭建，且根据测试总线拓扑结构需求可以任意拓展。
[0054]
所述网络拓扑配置模块1
‑
6分配独立的通信地址与被测控制器或集成网络进行匹配，用于输入pxi总线控制系统1
‑
3和测量分配及故障注入模块1
‑
5模拟的总线及模拟信号，并采集被测控制器或集成网络发送的总线及模拟信号反馈给pxi总线控制系统1
‑
3和测量分配及总线故障注入模块1
‑
5进行处理，从而实现闭环控制。
[0055]
如图2所示，所述网络拓扑配置模块1
‑
6包括：数字信号处理单元2
‑
1、总线电压采集单元2
‑
2、总线信号采集单元2
‑
3、i/o执行单元2
‑
4、网络拓扑程控开关2
‑
5、控制线束2
‑
6以及信号线束2
‑
7。
[0056]
所述数字信号处理单元2
‑
1分别与总线电压采集单元2
‑
2、总线信号采集单元2
‑
3和i/o执行单元2
‑
4相连，总线电压采集单元2
‑
2、总线信号采集单元2
‑
3和i/o执行单元2
‑
4相互并联后与网络拓扑程控开关2
‑
5串联；
[0057]
所述网络拓扑程控开关2
‑
5由子网程控开关2
‑
8和单控制器程控开关2
‑
9串并联构成，所述子网程控开关2
‑
8的数量根据测试需求设置(单控制器测试、子网网络测试时设为1即可，整车网络测试时设为整车网络拓扑子网数量)，但不限于某一车型子网数量，可以由数字信号处理单元2
‑
1设置无限拓展，网络拓扑程控开关2
‑
5根据整车总线拓扑将分配多个拥有独立通信地址的子网程控开关2
‑
8与被测整车所有子网一一对应；在每个所述子网程控开关2
‑
8下分配多个拥有独立通信地址的单控制器程控开关2
‑
9与子网所有的控制器进行一对一匹配，开关数量可以由数字信号处理单元设置无限拓展。
[0058]
所述数字信号处理单元2
‑
1依据pxi总线控制系统1
‑
3发送的配置要求通过控制线束2
‑
6配置总线电压采集单元2
‑
2、总线信号采集单元2
‑
3、i/o执行单元2
‑
4和网络拓扑程控开关2
‑
5。同时数字信号处理单元2
‑
1通过信号线束2
‑
7将接收总线电压采集模块2
‑
2采集的总线电压信号，总线信号采集模块2
‑
3采集的总线数字信号，i/o执行模块2
‑
4执行i/o操作后的模拟信号，并通过测量控制线束1
‑
7反馈给pxi总线控制系统1
‑
3及测量分配及总线故障注入模块1
‑
5。
[0059]
本实用新型所述通用化网络硬件在环测试系统的测试过程阐述如下：
[0060]
测试操作前，网络拓扑程控开关2
‑
5接收数字信号处理单元2
‑
1的控制信号，根据测试需求配置子网程控开关2
‑
8和单控制器程控开关2
‑
9的开闭，网络拓扑程控开关2
‑
5根据整车总线拓扑将分配多个拥有独立通信地址的子网程控开关2
‑
8与被测整车所有子网一一对应，并在每个子网程控开关2
‑
8下分配多个拥有独立通信地址的单控制器程控开关2
‑
9与子网所有控制器进行一对一匹配；
[0061]
整车网络测试时，所有子网程控开关2
‑
8及单控制器程控开关2
‑
9闭合，数字信号处理单元2
‑
1、总线电压采集模块2
‑
2、总线信号采集模块2
‑
3、i/o执行模块2
‑
4通过信号线束2
‑
7对整车网络执行监控；
[0062]
某一子网网络测试时，被测子网对应的子网程控开关2
‑
8及其下所有单控制器程控开关2
‑
9闭合，其他网络拓扑程控开关2
‑
5断开，数字信号处理单元2
‑
1、总线电压采集模块2
‑
2、总线信号采集模块2
‑
3、i/o执行模块2
‑
4通过信号线束2
‑
7仅对被测子网执行监控；
[0063]
单控制器测试时，被测控制器对应的子网程控开关2
‑
8及其对应的单控制器程控开关2
‑
9闭合，其他网络拓扑程控开关2
‑
5断开，数字信号处理单元2
‑
1、总线电压采集模块2
‑
2、总线信号采集模块2
‑
3、i/o执行模块2
‑
4通过信号线束2
‑
7仅对被测控制器执行监控；
[0064]
匹配完成后，工业计算机1
‑
2中的测试用例程序将按编写脚本顺序对pxi总线控制系统1
‑
3和测量分配及总线故障注入模块1
‑
5进行系统集成调用，通过网络拓扑配置模块1
‑
6与被测控制器的匹配完成自动化测试方案，并自动生成、输出测试报告。
[0065]
尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
[0066]
以上所述本实用新型的具体实施方式，并不构成对本实用新型保护范围的限定。任何根据本实用新型的技术构思所作出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围内。