汽车测试体系的建构

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硬件构架

硬件方面包括以下内容，结构如图1所示。(1)CAN通讯卡:Goepel公司PXI－3052。用于模拟CAN总线节点和报文，并开发软件完成了网络管理协议和诊断协议。(2)数据采集设备:NI公司PXI－6259+SCXI－1104C。用于提供64路最大可至40V的模拟量采集;并将需要发送的数据进行曼彻斯特编码，送至信号发生器，用于模拟车钥匙的无线信号。(3)信号发生器:Rohde－SchwarzSMB－100。用于上变频数据采集卡发生的曼彻斯特编码，用于模拟车钥匙的无线信号。(4)可编程电源:Jaeger公司1200W，40V，60A。用于向样品和负载提供电源。(5)矩阵模块:本公司自行开发。40路10A，80路2A，用于完成输入的模拟，并在输出上提供了端接到电源，短接到地和开路等诊断功能。(6)负载模拟箱:本公司自行开发。用于特殊功能实现，如对低频天线信号进行解码，查验数据。

软件构架

根据以上硬件功能，搭建软件平台。平台通过NI公司LabWindows/CVI编写。从架构来说分为硬件操作层，用户界面层，以及自动化脚本测试层，如图2所示。

人机界面层

提供了用户接口，定义的各个模块的操作功能在这个层次上完成功能。其中包括了CAN通讯以及其衍生的网络管理，诊断协议的处理;数据采集系统得到的信号数据显示、波形显示;矩阵模块操作;电源控制;信号发生器设置等等。用户对软件界面进行操作，人机界面层随即将用户操作的内容转化为一条条指令，经由TCP/IP协议发送给硬件操作层。从而完成用户操作。

硬件操作层

用于直接操作硬件，调用硬件驱动动态链接库完成采集数据，仪器控制的功能。接受人机界面层发出的指令并执行相应动作，并将采集到的数据根据一定格式存入一个共有内存缓冲区以供人机界面层的调用。

自动化脚本测试层

为了实现自动测试的需求，在人机界面层和硬件操作层上，还搭建了一层自动化脚本测试层。本层可以记录下用户操作的动作，并在每一步对比其预设的观测项，并且留档记录下相关数据。在测试完成后自动生成测试数据报告，供用户参考。

系统架构的优点和难点

在本测试平台中，由于各模块功能繁杂，控制量和采集量无论从种类上还是数量上都比较多，对测试平台的搭建提出了一定的挑战。例如，CAN总线节点模拟以及观测上，同时还混合有网络协议和诊断协议。这些不同的模块同样是在对CAN通讯卡进行的操作，如何解决其模块之间的冲突就成了问题。而利用将软件界面和硬件接口分开，利用缓冲区进行数据交换，就完美地解决了这个问题，各模块通过发送相关指令，而在硬件操作层中将收到的指令统一处理，各个模块不会因为硬件的占用而导致冲突或者丢掉数据，有效地保证了测试的准确性。

本文作者：王迅佳作者单位：上海交通大学自动化系