一种无钥匙进入系统（PEPS）总线信号自动化测试系统及装置的制作方法

本发明涉及一种无钥匙进入系统（PEPS）总线信号自动化测试系统及装置，涉及无钥匙进入系统相关CAN总线报文信号测试领域。

背景技术：

电子化和智能化已成为汽车领域的主流发展趋势，其中无钥匙进入系统（PEPS）又是其中一个典型功能。该功能如今不仅出现在高端车型中，在众多中低端车中也已逐渐成为标配。PEPS系统一般包含低频天线组、智能钥匙、一键起动开关、胎压监测、门把手及其天线和控制器组成。整套系统的控制及状态信息主要通过CAN总线与其他总成进行交互。

针对上述无钥匙进入系统若要对发送的总线报文进行测试及验证，现有的手段主要为在实车上通过手动的方式进行验证，验证的内容包括：智能进入功能、智能起动功能、胎压信号传输等。从测试覆盖的角度来说，主要为简单的正向功能测试，且实车验证一般在研发阶段后期进行，若测试过程中发现问题，修改的时间成本及风险很大。

技术实现要素：

为了克服上述所述的不足以及提高测试覆盖度及效率，本发明的目的在于提供了一种无钥匙进入系统（PEPS）总线信号自动化测试系统及装置，是一套针对无钥匙进入系统（PEPS）总线报文信号的自动化检测装置，不仅能够仿真无钥匙进入系统的工况环境，同时测试报文信号是否根据预设工况进行值域变化；其主要解决现有的实车上手动方式验证的测试效率低，测试周期长，无法覆盖全部故障工况等弊端；并且测试系统能够在项目开发初期就介入测试，较早发现问题，节约开发成本；还能模拟在实车环境下不容易制造的故障工况，进而提高测试覆盖度；应用自动化的测试手段还能大大提高测试效率。

本发明的技术方案是这样实现的：无钥匙进入系统（PEPS）总线信号自动化测试装置，包括低频天线及其屏蔽盒、智能钥匙及起动开关触发模块、胎压传感器气压仿真模块；其特征在于：低频天线包含两套一样的天线组，其中一套完全置于屏蔽盒内，另一套正常放置于自然环境下，两套天线分别通过继电器与PEPS控制器相连；通过继电器切换的方式选择其中一套天线进而能够模拟智能钥匙相对于整车“位置信息”；智能钥匙及起动开关触发模块由电动气泵通过软管至按压柱进行驱动；软管中间连接电磁阀，电磁阀通过I/O控制板卡与上位机相连；气压仿真模块可以模拟胎压传感器的真实工况；上位机测试软件通过选择不同天线组、自动驱动气泵进行钥匙按压，实现整套被测系统各种工作环境的模拟，达到测试系统输出的总线信号与实际工况是否相符的目的。

所述的测试系统硬件架构的搭建步骤如下：

第一步，为测试系统安装电源管理模块，整套网络测试系统由220V供电，电源管理模块具有过流保护的功能，当电流值超过限定电流后会自动切断整套系统的供电。

第二步，为测试系统安装程控电源，程控电源由电源管理模块供电，并输出12/24V至被测控制单元，程控电源可由上位机软件自动控制。

第三步，安装工控机，总线采集仿真工具，继电器矩阵板卡。工控机是测试系统的控制核心，其上安装测试管理软件，测试执行软件以及测试用例。工控机通过USB与总线采集仿真工具与继电器矩阵板卡进行通信。

第四步，安装屏蔽箱以及与被测控制单元进行通信的天线；其中需要布置两套天线，一套布置于屏蔽箱中，另一套布置于自然环境中，所有天线模块通过继电器板卡与被测控制单元进行连接，测试过程中，利用继电器板卡切换与控制器相连的各个天线模块，实现无线信息的有无功能实现。

第五步，布置气泵、电磁阀以及按压柱；气泵与按压柱通过导气软管进行连接。导气软件中间放置电磁阀控制高压气体的通断；电磁阀通过继电器板卡进行控制。

第六步，将胎压传感器布置于压力箱中，胎压传感器通过无线的方式与被测单元进行通信，反馈真实的胎压信息。

第七步，测试主机的设置，首先，测试主机中需安装程控电源、继电器切换板卡设备驱动；其次，需要编写一个上位机控制程序即测试管理软件，该软件统一控制各硬件测试设备；核心的测试用例在 Vector 公司 CANoe 软件中的 CAPL Browser 环境进行程序开发，CANoe 提供各类程序接口，如 GPIB 接口、Ethernet 接口、串口通信接口等，并在此环境下进行执行；测试管理软件具备数据库管理功能可将测试相关信息录入，使网络测试机柜成为平台化、自动化的测试系统。

所述的网络测试及测试管理的方法如下步骤所述：

步骤S1：软件即定制化INTA的软件为系统管理软件，主要实现测试信息的维护，测试用例数据库的管理，管理信息的配置以及测试执行启动的功能以及测试数据及测试报告的管理启动后，首先要配置测试的数据库；信息包括：车型信息、被测单元的版本信息、测试轮次信息以及测试人员的相关信息，能够对每次测试信息进行存档并跟踪。

步骤S2：录入测试相关数据，测试信息配置，管理界面中包含所有测试用例的待选项，每一次测试可以根据测试需求选择待执行的用例，并根据选择项生成待测试用例列表。

步骤S3：测试启动，根据S2中选择的用例及相关配置信息，生成配置文件供测试运行时使用，测试执行软件完成对程控电源（通过GPIB接口通信）的初始化与连接，完成对继电器矩阵板卡（通过USB连接）的连接；完成对总线采集仿真工具的初始化；气泵处于工作状态，电磁阀处于关闭状态，若在这个过程中与其中任意一个设备连接及初始化失败，则输出初始化失败信息并结束本次测试，自动测试软件将测试用例选择信息，评定标准信息，故障代码信息及路由信息写入配置文件，以备测试执行软件根据配置文件信息确定需要执行的测试用例，并依据评定标准信息对测试获得的结果进行评定。

步骤S4：测试执行，步骤 S3 执行完成后，进入步骤 S5，依次执行选中的测试项。具体实现方法如下：将S2选中的测试项用例依次执行。在每一个测试项中，控制程控电源对被测单元进行供电，控制总线采集仿真工具与被测单元进行总线数据的通信，包括仿真控制单元需要的总线数据，采集控制器发送的信息。通过切换继电器矩阵板卡控制与被测单元连接的天线模块；以及控制电磁阀完成对按压柱的触发，最终实现逐条执行测试用例中的测试语句，获得最终的测试结果，并将结果与评定标准信息进行对比，确定测试项是否通过，每个测试用例均生成独立的测试记录文件以保存测试数据，以便后续存档及分析。

步骤S5：测试结束后，自动生成测试报告（测试报告格式为*.xls格式），并能够将测试数据自动上传至服务器端。

能够实现如下测试功能：智能钥匙区域检测（车内/车外/后备箱内/后备箱外/无效位置）测试，智能进入功能测试，遥控钥匙进入功能测试，智能启动功能测试，胎压信号传输测试，钥匙无效测试，钥匙馈电测试等。

与现有技术相比，本发明的积极效果是：相对于目前主流采用的在实车上手动测试及验证的方式，在开发初期通过模拟仿真的方式即完成了测试。不仅能够尽早的发现问题，还能够将一些在实车不容易制造的工况（如智能钥匙失效等）触发出来，且可重复性好。上位机软件可自动化执行，提高了测试效率。

附图说明

图1为测试装置总体框架示意图。

图2为测试装置上位机软件配置及执行流程图。

图3为低频天线组选择模块示意图；。

图4为智能起动功能报文信号输出测试流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的描述：如图1所示，无钥匙进入系统（PEPS）总线信号自动化测试装置，包括低频天线及其屏蔽盒、智能钥匙及起动开关触发模块、胎压传感器气压仿真模块；其特征在于：低频天线包含两套一样的天线组，其中一套完全置于屏蔽盒内，另一套正常放置于自然环境下，两套天线分别通过继电器与PEPS控制器相连；通过继电器切换的方式选择其中一套天线进而能够模拟智能钥匙相对于整车“位置信息”；智能钥匙及起动开关触发模块由电动气泵通过软管至按压柱进行驱动；软管中间连接电磁阀，电磁阀通过I/O控制板卡与上位机相连；气压仿真模块可以模拟胎压传感器的真实工况；上位机测试软件通过选择不同天线组、自动驱动气泵进行钥匙按压，实现整套被测系统各种工作环境的模拟，达到测试系统输出的总线信号与实际工况是否相符的目的。

测试系统硬件架构的搭建步骤如下：

第一步，为测试系统安装电源管理模块，整套网络测试系统由220V供电，电源管理模块具有过流保护的功能，当电流值超过限定电流后会自动切断整套系统的供电。

第二步，为测试系统安装程控电源，程控电源由电源管理模块供电，并输出12/24V至被测控制单元，程控电源可由上位机软件自动控制。

第三步，安装工控机，总线采集仿真工具，继电器矩阵板卡。工控机是测试系统的控制核心，其上安装测试管理软件，测试执行软件以及测试用例。工控机通过USB与总线采集仿真工具与继电器矩阵板卡进行通信。

第四步，安装屏蔽箱以及与被测控制单元进行通信的天线；其中需要布置两套天线，一套布置于屏蔽箱中，另一套布置于自然环境中，所有天线模块通过继电器板卡与被测控制单元进行连接，测试过程中，利用继电器板卡切换与控制器相连的各个天线模块，实现无线信息的有无功能实现。

第五步，布置气泵、电磁阀以及按压柱；气泵与按压柱通过导气软管进行连接。导气软件中间放置电磁阀控制高压气体的通断；电磁阀通过继电器板卡进行控制。

第六步，将胎压传感器布置于压力箱中，胎压传感器通过无线的方式与被测单元进行通信，反馈真实的胎压信息。

第七步，测试主机的设置，首先，测试主机中需安装程控电源、继电器切换板卡设备驱动；其次，需要编写一个上位机控制程序即测试管理软件，该软件统一控制各硬件测试设备；核心的测试用例在 Vector 公司 CANoe 软件中的 CAPL Browser 环境进行程序开发，CANoe 提供各类程序接口，如 GPIB 接口、Ethernet 接口、串口通信接口等，并在此环境下进行执行；测试管理软件具备数据库管理功能可将测试相关信息录入，使网络测试机柜成为平台化、自动化的测试系统。

能够实现如下测试功能：智能钥匙区域检测（车内/车外/后备箱内/后备箱外/无效位置）测试，智能进入功能测试，遥控钥匙进入功能测试，智能启动功能测试，胎压信号传输测试，钥匙无效测试，钥匙馈电测试等。

图2所示是该套系统的测试执行流程图。网络测试及测试管理的方法如下步骤所述：

步骤S1：软件即定制化INTA的软件启动后，首先要配置测试的数据库；信息包括：车型信息、被测单元的版本信息、测试轮次信息以及测试人员的相关信息，能够对每次测试信息进行存档并跟踪。

步骤S2：录入测试相关数据，测试信息配置，管理界面中包含所有测试用例的待选项，每一次测试可以根据测试需求选择待执行的用例，并根据选择项生成待测试用例列表。

步骤S3：测试启动，根据S2中选择的用例及相关配置信息，生成配置文件供测试运行时使用，测试执行软件完成对程控电源（通过GPIB接口通信）的初始化与连接，完成对继电器矩阵板卡（通过USB连接）的连接；完成对总线采集仿真工具的初始化；气泵处于工作状态，电磁阀处于关闭状态，若在这个过程中与其中任意一个设备连接及初始化失败，则输出初始化失败信息并结束本次测试，自动测试软件将测试用例选择信息，评定标准信息，故障代码信息及路由信息写入配置文件，以备测试执行软件根据配置文件信息确定需要执行的测试用例，并依据评定标准信息对测试获得的结果进行评定。

步骤S4：测试执行，步骤 S3 执行完成后，进入步骤 S5，依次执行选中的测试项。具体实现方法如下：将S2选中的测试项用例依次执行。在每一个测试项中，控制程控电源对被测单元进行供电，控制总线采集仿真工具与被测单元进行总线数据的通信，包括仿真控制单元需要的总线数据，采集控制器发送的信息。通过切换继电器矩阵板卡控制与被测单元连接的天线模块；以及控制电磁阀完成对按压柱的触发，最终实现逐条执行测试用例中的测试语句，获得最终的测试结果，并将结果与评定标准信息进行对比，确定测试项是否通过，每个测试用例均生成独立的测试记录文件以保存测试数据，以便后续存档及分析。

步骤S5：测试结束后，自动生成测试报告（测试报告格式为*.xls格式），并能够将测试数据自动上传至服务器端。

图1为测试装置总体框架示意图，主要包括所需硬件资源及各个子系统之间的连接关系。系统由电源管理单元供电，所有功能模块均为居中的PEPS控制器提供模拟的外设接口。包括左侧置于屏蔽箱和自然环境中的天线通过继电器矩阵与控制器相连；右下角的气泵模块控制智能钥匙和一键起动开关；胎压传感器置于压力箱中通过无线与控制器通信，压力箱由充气机进行充放气。下面分别介绍各个子模块：

1、电源管理单元完成系统保护、电源滤波、紧急停止等功能，保护系统免受意外电源损坏；

2、程控电源由工控机控制，输出12V为PEPS控制器供电；

3、总线数据采集工具一端通过USB与工控机中的上位机软件进行通信，另一端与PEPS控制器通过CAN总线连接；

4、继电器板卡中包含I/O控制板卡，控制板卡通过USB与工控机连接，实现低频天线的自动切换功能；

5、胎压传感器置于压力箱中，由轮胎充放机为其充放气；

6、气泵输出高压气体通过软管中电磁阀输出至按压柱，电磁阀通过继电器由工控机控制。

图2为测试装置上位机软件配置及执行流程图，描述了该套系统实施测试时所需要完成的文件配置及执行流程。在前期配置阶段，首先需要导入被测控制器的数据库DBC文件到执行软件中；随后配置测试相关的参数及选择需要执行的测试用例及测试参数；经过编译后，生成可执行的测试代码文件以便随时执行。在执行过程中，会调用程控电源实现被测控制器上下电，调用I/O控制板卡实现天线选择、智能钥匙及起动开关的触发等；最终上位机软件会记录测试过程中的数据，生成测试报告完成测试。

上述功能均由不同的软件模块，软件模块主要包含两大块：测试管理软件（INTA）和测试执行软件（CANoe）来实现。

图3为低频天线组选择模块示意图，将其中一套天线完全置于屏蔽箱内，通过此方式便阻断了屏蔽箱内天线与智能钥匙的通信；继电器矩阵板卡实现天线切换，如测试时选择屏蔽箱内的室内天线1与室内天线2，四个车门天线选择非屏蔽箱内的，则模拟出“智能钥匙处于车外”工况；若除后备箱外部天线外其他均选择屏蔽箱内天线，则模拟“智能钥匙处于后备箱附近”的工况。继电器矩阵板卡通过I/O模块由上位机控制。

图4所示为智能启动功能总线信号输出测试流程图，举例描述了“智能起动”功能的测试流程。首先对测试系统进行初始化，选择非屏蔽箱中的室内天线1或室内天线2，仿真智能钥匙处于车内，随后读取PEPS控制器输出的钥匙位置信息，若为“车内”则继续执行，若为“车外”或“无效”则测试结束并返回Fail；控制气泵电磁阀触发一键起动开关两次，每次触发后读取总线上控制器输出的钥匙位置即整车上电状态，若分别为“ACC”、“IG ON”则此项测试即为通过。此测试仅为该套系统的一个简单的测试举例，除此之外，还有很多诸如功能失效类测试。

本发明并不限于上述实施方式，采用与本专利上述实施例相同或近似的结构，而得到的其他结构设计，均在本专利的保护范围之内。