汽车网络测试系统
汽车CAN网络测试开发方法
汽车CAN网络测试开发方法
一、前言
随着汽车电子技术的发展和对汽车性能要求的提高，汽车上电控单元（ECU, Electronic Control Unit）数量越来越多，各个电控单元之间的交互信息通过CAN、LIN、MOST 总线组成的网络来实现。
因而对整车网络的开发显得尤为必要。
当前整车网络的开发流程一般都是基于国际上通用的V 模式开发流程。
整车网络开发V 模式流程包括以下几个主要方面：网络需求定义、网络规
范制定、网络测试验证。
当前期的网络需求定义以及网络规范制定完成后，就进入后期的网络设计与测试验证阶段，网络测试验证阶段主要是对已经设计出来的样品或产品进行网络测试验证，以确保样品或产品的功能与前期的需求一致。
网络测试验证阶段主要从事网络测试需求分析、网络测试规范制定、网络
测试系统的开发以及网络测试实施、对测试过程中出现问题进行分析等。
二、CAN 网络测试开发流程
整车CAN 网络测试开发流程主要包括以下几个方面：测试计划制订、规范制定、自动化测试系统开发、测试实施以及测试报告总结。
测试计划制订主要考虑网络测试工作所需要的资源需求（工具需求以及人
力需求等）、任务划分、时间需求等，以确保后续的工作能顺利地、有效地开展。
测试规范的制定主要是确定网络需测试内容。
在整个网络开发过程当中，
网络测试规范应在网络需求规范完成后开展。
网络测试的目的是确认供应商提供的ECU 产品是否符合网络需求规范的要求。
正因为如此，CAN 网络测试规。
《汽车车载网络系统检测与维修》-教学课件-02-任务二 舒适CAN总线故障检测(一)
打开点火开关，使CAN总线处于唤醒状态，检测舒适CAN总线的波形是否符合标准
舒适CAN总线系统组成及连接拓扑图 舒适CAN总线常见故障类型及故障波形分析 舒适CAN总线电压及波形检测方法
重点
舒适CAN总线系统组成 舒适CAN总线单线工作模式 舒适CAN总线电压及波形检测方法
难点 舒适CAN总线故障检测
三 知识讲解
1、舒适CAN总线系统组成
舒适CAN总线系统主要 包括空调控制单元、车门控 制单元、舒适系统控制单元 、座椅位置记忆控制单元、 雨刷电机控制单元、停车辅 助控制单元、中央电器系统 控制单元、转向柱控制单元 、多功能方向盘等。
3、舒适CAN数据总线特点
1. 舒适CAN数据总线用于将 舒适CAN方面的控制单元联成网 络，它的传输速率为100 kb/s， 2. 舒适CAN总线由30号电激活, 无数据传输时的基础电压值为： CAN-High线0V CAN-Low线 5V(12V)。 3. 舒适CAN总线没有终端电阻 ，且高低Can线分离，即任一根 Can线断路，Can总线进入单线工 作模式,Can总线工作不受影响， 。 4.导线颜色:CAN-H线 橙绿、 CAN-L线橙棕，线径: 0.35 mm2 。
步骤 1 2 1 2 3
4
5
6 7
工作内容
将车辆安全停放到维修工位，铺好三件套和发动机翼子板布
用万用表检查蓄电池电压是否正常
关闭点火开关，选择合适的诊断接头，连接到故障车辆的诊断插座上。
车载以太网及安全测试方案
中央控制器与控制器的安全（内网，包括以太网）
⚫中央控制器自身安全保护 ⚫与域控制器之间的安全保护
无线测试方案
场景
互联汽车的各种无线 数据 连接旨在提供更出色的安全性、性能、可靠性 和 信息娱乐能力。汽车设计人员和开发人员需要验证多种类型的无线技术 ， 包 括 2G、3G、4G LTE 和 LTE-Advanced（以及即将推出的 5G）、WLAN 、 蓝牙® 以及近场通信（NFC）等，确保通信功能的可靠性和性能。
解决方案：KEYSIGHT SYSTEMVUE
The Keysight 无线测试仪 和 信号分析仪支持多种无线制式：蜂窝（LTE/ LTE-A、W-CDMA、GGE、C2K、1xEV-DO 和 TD-SCDMA）和短距离无 线通信（802.11a/b/g/n/ac、BT 1.0-4.0、GNSS、数字视频）
优势
便于操作的图形用户界面（GUI）适用于开发和制造阶段，可实现更出色的吞吐量 和生产率。 • 支持发射机/接收机测试 • 单个仪器提供多种测量，包括噪声系数、相位噪声、调制分析和 EMI 测试, • 单个仪器支持广泛的无线制式 • 支持依照美国《无线电法案》进行杂散测量 • 实时信号分析（SA）功能支持噪声分析 • PSAP 软件支持即时网络模式
Int ro d uct io n Address Selection, Defense and Delivery Announcing an Conflict Detection and Defense Forwarding Rules Link-Local Packets Are Not Forwarded Interaction with Hosts with Routable Healing of Network Partitions
基于Data Socket技术的汽车传感器网络化测试系统设计
Ｖ０ ． ９ １２
第 ３期
Ｎｏ ３ ．
中州大学学报
Ｊ ＯＵＲＮＡ ＯＦ Ｚ Ｌ ＨＯＮＧＺ ＨＯＵ Ｕ ＶＥ ⅡＹ ＮＩ ＲＳ
２１ ０ ２年 ６月
Ｊｎ ２ １ ｕ ．０ ２
基于 Ｄ ｔ Ｓｃｅ 技术的汽车传感器网络化测试系统设计 ａ ｏｋｔ ａ
刘 学理
传 感 器 （ 量 、油 温 、水 温 等 ） 油
＋
ＵＳ ２ｌ Ｂ ｎ ＵＳ ＝ ９ ＢＪ ２１ ）
●
ＲＳ２ 皴 ＶＵＳ 接 口 －３ － Ｉ Ｂ ／
●
下 位 机 数 据 采 集
采集数 据 的线性 化 、 滤波等 数据 处理 手段 ， 实现对 车 辆传感 器工 作过 程关 键参数 的实 时测 量和监 控 。整
图 ２ Ｄ ｔ ｏ ｋ ｔ 络 访 问 技 术 ａ Ｓ ｃｅ 网 ａ
６３ ２８等 。Ｐ Ｉ ４２ Ｘ 一 ２０的性 能 数 据 为 ２通 道 、 通 道 每 ２０ｋ／ 采样 率 、６ ｉ 分 辨率 、 量 电压 范 围为 一 ０ Ｓ ｓ １ｂｔ ｓ 测
Ｉ Ｖ一 ＋１Ｖ， ￣ 一５ ℃ 的工 作 温 度 范 围 。Ｐ Ｉ Ｏ ０ ＯＣ ５ Ｘ 一
数据 处理 模块 的成 功 与 否 ， 接 影 响 到 系 统 的 直 测试 效果 。本 系 统 中采 集 的 物 理 量 多 数 都 是 非 电 量， 如油 温 、 油压 、 水温 等 ， 进行 数据 处 理首先 就需 要 要把 物理 量转 化为 电量 ， 转 化 的一 般 过程 是 经放 其 大、 整形 、 波 、 样等 过程 ， 滤 采 在转 化 的整个 过程 中还 存在各种干扰 、 采样设备所 固有 的误差等信 号都会 影 响测量 的精 度 。为 了提高 信号 采集 处理 的精 度 以 及数 据 的可靠 性 ， 就必 须 在 软 硬 件 等关 键 环 节采 取 措 施 。选 用高 可靠 性 的测试 硬件模 块 以及 在 系统软 件 中采 用 各种 滤波 算法 和信 号线 性化 处理 算法 等措 施 。在本 系统 中采 用均值 滤 波和 线性 化算 法对 采集 到 的传 感 器数 据进 行处 理 ， 大大提 高 了测量 的精度 ， 实 现 了下位 机数 据 采集 的预处 理 。 上 位 机数据 处 理 由 Ｌｂ ＩＷ 软 件来 完成 ， 软 ａＶ Ｅ 该 件 具有 丰 富 的函数 库 ， 快 速 方 便地 对 网络 中 的实 可 时数据 进 行分 析处 理 。主要 调用 的 函数有傅 立 叶变 换 Ｒ Ｆ Ｔ（） ｅＦ 函数 完成 数 字滤 波 ， 除谐 波 ； 立 叶 滤 傅
(仅供参考)智能网联车无线测试整体方案
智能网联汽车无线测试解决方案智能汽车电子系统检测系统的总体构思核心部件测试实验室整车测试实验室外场实验室无线工作环境模型库测试场景和测试标准自主知识产权汽车无线专用测试设备解决方案1：无线传感器综合测评估系统测试计算机及测试软件转台控制器水平转台被测毫米波雷达V2X 无线通信设备屏蔽暗室AU T扫描架及导轨干扰信号天线接收天线RTS 天线USB 功率计UXA 毫米波信号分析仪海量信号记录仪E8707A 雷达目标模拟器UXG/PXG 信号源网络HUB测试对象智能网联汽车的无线传输设备，包含V2X 通信模块，雷达模块，ecall, 导航模块，无线通信模块等测试目的和内容对无线传输设备的性能参数进行完整测试，作为对无线传感器性能评估的基础技术依据。
测试内容基于传感器行业规范或标准进行，主要包含发射参数，频谱参数，接收参数等。
无线传感器典型案例：毫米波雷达测试测试系统功能典型指标测量◆EIRP功率测量◆载波频率◆信号带宽◆带外功率◆波束宽度◆信号录制与分析目标模拟◆静止目标◆运动目标◆BSD场景◆ACC场景主要功能：•毫米波雷达典型技术指标测试，频率、功率等；•雷达目标模拟测试验证，距离、速度、角度、RCS模拟典型场景模拟，如ACC，BSD、雷达干扰测试等；•信号录制与回放；接收性能测试：1)接收机频率范围2)接收频率精度3)接收机灵敏度4)接收机压缩电平5)接收多普勒频率范围6)接收机噪声系数发射性能测试：1)发射信号输出频率2)频率精度3)功率精度4)调制信号周期5)调制信号带宽6)调制线性度系统工作性能：1)雷达作用距离2)雷达响应时间3)雷达抗干扰性能测试点频抗干扰验证同类型信号抗干扰验证气候环境变化验证毫米波雷达综合测试系统测试对象：毫米波雷达测试能力：主要测试参数：测试参考标准：接收性能测试：1)接收机频率范围2)接收频率精度3)接收机灵敏度4)接收机压缩电平5)接收多普勒频率范围6)接收机噪声系数发射性能测试：1)发射信号输出频率2)频率精度3)功率精度4)调制信号周期5)调制信号带宽6)调制线性度7)发射信号频谱杂散系统工作性能：1)雷达作用距离2)雷达响应时间3)雷达抗干扰性能测试点频抗干扰验证同类型信号抗干扰验证气候环境变化验证ETSI StandardsDescriptionReferenceTitleGeneral description ETSI TS 126 267 eCall data transfer; Inband modem solution; General description ANSI-C reference code ETSI TS 126 268 eCall data transfer; In-band modem solution; ANSI-C reference code Conformance testing ETSI TS 126 269 eCall Data Transfer; In-band modem solution; Conformance testing Characterization reportETSI TS 126 969Digital cellular telecommunications system (Phase 2+); Universal Mobile Telecommunications System (UMTS); eCall data transfer; In-band modem solution; Characterization reportHLAP Conformance Testing; Abstract Test Suite (ATS)ETSI TS 103 321Mobile Standards Group (MSG); eCall HLAP Conformance Testing; Abstract Test Suite (ATS) and Protocol Implementation eXtra Information for Testing (PIXIT)Network Access Device Protocol test specification ETSI TS 102 936-1 eCall Network Access Device (NAD) conformance specification; Part 1: Protocol test specificationNetwork Access Device Test SuitesETSI TS 102 936-2eCall Network Access Device (NAD) conformance specification; Part 2: Test SuiteseCall Communication equipmentETSI TR 102 937eCall communications equipment; Conformance to EU vehicle regulations, R&TTE, EMC & LV Directives, and EU regulations for eCall implementation USIMETSI TS 131 102Characteristics of the Universal Subscriber Identity Module (USIM) applicationUMTS abstract test suiteETSI TS 134 123 -3Universal Mobile Telecommunications System (UMTS); User Equipment (UE) N5172B EXG GNSS EmulatorE7515A UXM or 8960(E5515C) Cellular Base Station Emulator with PSAP, Signal Studio and TAP internal to UXMIVS ModuleGNSSModem无线传感器典型案例：ecall 测试无线环境的典型场景UMi Outdoor-to-Indoor Car-to-car 2.3/ 5.25 GHzHighway TunnelMountains Dense Urban无线环境对设备性能的影响MIMOMSDiversityBS解决方案2：外场性能验证和采集系统Trial field area无线设备PALNA发射天线接收天线海量信号采集记录仪UXA 分析仪无线通信综测仪无线信道衰落模拟器测试对象在车载无线设备工作状态下，对设备的工作性能进行动态测试，记录和评估。
混合车载网络的入侵检测系统(IDPS)
混合车载网络的入侵检测和防御系统(IDPS)随着软件定义汽车的热潮席卷汽车行业，作为软件定义汽车的基础和关键的电子电气架构，也正在从分布式架构向着域集中(Domain)和中央集中式的方向发展(如图1所示)。
为了适应电子电器架构的发展趋势，车载总线也从传统的CAN/LIN/FlexRay向着CANFD/Ethernet进行着升级。
基于CAN/CAN FD/Ethernet的混合型网络，也出现在越多越多的量产车型上。
图1. 博世集团提出的电子电气架构发展趋势但是如何有效地保护CAN/CAN FD和Ethernet的混合型网络及其通信数据呢？有两个基本原则：通信监控和分区。
为了在早期发现网络攻击，需要对通信进行无缝监控。
域特定的虚拟子网（VLAN）在发生攻击时可以最大程度降低渗透深度。
两者在混合电子电气系统中都是可行的，但在CAN和Ethernet世界中需要不同的实现方法。
1.车辆入侵检测和防御系统– IDPS智能入侵检测和防御系统在传统IT行业中已不是什么新鲜事物，过去十几年已经通过测试和验证来保护IT基础架构。
难点是如何将该技术应用到联网的车辆上。
一般来说，车辆中央域控制器或网关中的特殊安全软件可以检测并记录车辆网络通信中的异常情况。
图2. CAN/CAN FD IDS可以检测周期性和事件性消息中的异常以及诊断要求的滥用如图2所示，发生攻击时，IDPS会发起五步防御。
如果攻击遵循已知模式，则嵌入式防火墙CycurGATE将立即阻止对ECU的访问。
但是，为了阻止未来的攻击，已建立的规则集（黑名单和白名单）也必须不断更新 - 这正是IDPS的本质。
第二步，通过基于CAN/CAN FD总线的入侵检测软件CycurIDS识别以前未知攻击类型的异常和迹象，包括监视数据流量。
第三步存储记录在车辆中的任何异常，可手动或自动将它们传输到基于云的事件数据库中，以加快响应速度。
在该数据库中，可以汇总所有制造商连接的车辆的报告，并将报告的异常与已知攻击的指纹进行比较。
车辆平台化can网络测试方案
车辆平台化CAN网络测试方案简介CAN（Controller Area Network）是一种面向实时应用通信的串行通信协议。
汽车电子控制单元（ECU）之间的通信使用CAN标准，以便在车辆上进行数据传输。
随着汽车电子技术的发展，车辆变得更加智能化和数字化。
车辆中的ECU数量也越来越多，需要进行网络测试以保证车辆的安全和可靠性。
本文介绍了车辆平台化CAN网络测试方案，以帮助车辆制造商和测试人员更好地进行车辆的网络测试。
CAN网络测试的意义在车辆中，不同的ECU之间需要进行通信以协调车辆的运行。
例如，发动机控制单元可以监测发动机的性能，并根据需要调整发动机的运行状态。
其中的通信使用CAN标准进行。
CAN网络测试可以确保ECU之间的通信正常，以确保车辆的正常运行。
此外，由于车辆的复杂性和多样性，进行网络测试可以检测潜在的问题，避免在发生故障时需要进行昂贵的维修工作。
CAN网络测试方案车辆平台化CAN网络测试方案包括以下步骤：步骤一：需求分析在进行CAN网络测试之前，需要明确测试的目标和需求。
例如，测试人员需要测试CAN总线上的数据传输性能、消息传递时间、错误处理等。
在这个阶段，也需要确定测试的工具和方法。
步骤二：测试用例设计测试用例设计是对需求的具体化过程。
测试用例必须覆盖所有的要求，包括正常情况和异常情况。
测试用例应该根据功能和性能分析进行设计，以保证测试的完整性和准确性。
步骤三：测试环境搭建测试环境需要包括CAN总线和测试工具。
CAN总线是连接ECU的物理介质，测试工具包括CAN信号发生器、CAN分析器和数据记录器等。
步骤四：测试执行测试执行是测试用例应用到测试环境中的过程。
测试人员需要按照测试用例进行测试，并记录测试结果。
对于测试失败的用例，需要对问题进行分析和排除。
步骤五：测试报告测试报告是对测试结果的一份总结。
测试报告应该包含测试目的、测试方法、测试结果和结论。
测试报告还应该提供测试过程中的问题和建议。
全国机动车缉查布控系统互联网模拟测试系统
数据质量检查
检查内容 检查方法
数据准确性：通行信息没有缺项、通行信息代码类 数据（如号牌种类）正确翻译、通行信息相关字段 匹配（如号牌种类为小型汽车，其号牌颜色就应当 通过缉查布控系统轨迹查询，查看详细信息 为蓝色）、图片可见、通行数据与卡口图片匹配、 各车道均有数据上传
一致性：与模拟数据源一致
检查入库数据量与模拟数据源中通行数据量是否一致
外挂发布接口参数说明
参数名称 参数说明 备注信息
%kkbh %kkmc %fxlx
卡口编号 卡口名称 方向类型
12位编号 用URLEncoder进行UTF-8编码 不能为空（1-上行/进城/环线顺时针、2-下行/出城/环 线逆时针） 不能为空（该车道在道路中的车道顺序号码。在顺道 路方向时，从道路中间隔离带或道路中间划定界开始， 从左到右依次为每个行车道所编排的正整数顺序号。 在通行信息上传过程中，车道字段采集的车道号的值） 无牌用半角“-”表示，遮挡号牌用半角“?”表示， 未识别号牌用空表示，用URLEncoder进行UTF-8编 码 日期格式字符串“yyyy-mm-dd hh24:mi:ss”,形如 “2003-09-11 11:07:，用URLEncoder进行UTF-8编码 加密的图片路径，用URLEncoder进行UTF-8编码 加密的图片名称，用URLEncoder进行UTF-8编码 同上 同上
时钟同步：上传软件须有时钟同步方案，按照方案 通过轨迹查询，检查过车时间与入库时间，是否存在 设置上传服务器时钟同步 入库时间早于过车时间，即未时钟同步
时间延迟要求：卡口上传延迟率低于5％
检查缉查布控系统指定测试卡口的通行信息，其过车 时间与入库时间，延迟时间超过8秒的比率低于5％
软件稳定性
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汽车网络测试系统
如果说车载以太网代表了汽车电子科技的 “新兴力量 “，那么 CAN/LIN 网络无疑是属于 “传 统”的那一方。
虽然近两年车载以太网正以雨后春笋般的速度发展， 可久经考验的传统网络 技术也在展现着它独有的魅力。
为了充分发挥它们的光和热， 针对网络协议的测试技术也依 旧任重而道远。
Rain Sensor
LIN
15765-x 、ISO 14229 等。
Diag Tool
L N
BCM C A
N Comfort Infotainment
传统网络技术的国际标准协议， 也伴随着实际应用需求不断的迭代更新， 目前协议体系较为 成熟的有 ISO 11898-x x ：子协议编号）
、SAEJ1939-x 、ISO LIN 2.x 、 SAE J2602-x 、ISO Diagnostic s
CAN
网络自动化测试系统核心功能为 CAN/LIN 网络基本通信测试、 OSEK/AUTOSAR 网络管理测试、 UDS on X （ X：网络类型）诊断协议测试、网关路由功能测试、BootLoader on X 在线刷写测试。
系统采用了 Vector 工具链，自动化测试软件为 Vector CANoe ，可根据测试需求选择不同的网络协议选项包，例如 option LIN 、option J1939 等； CANoe 的 Test Module 提供了测试用例 Script 的开发环境，应用 CAPL 语言编辑 Script 相关内容，系统内所有的测试设
备均可通过 CANoe 进行远程访问及控制。
测试不同协议时都需要添加不同CMX（通信矩阵 Communication Matrix ）的数据库文
件。
自动化执行硬件采用了 Vector VT System ，从而实现系统中各测试设备的协同工作，以及
真实 CAN 信号线的短路故障注入。
网络干扰仪已从传统的 CANstress DR 升级为支持 CANFD 网络干扰的 VH6501 ，对 CAN/CANFD Message 进行 Bit field disturbance 干扰和 Analog disturbance ，ECU 供电电源 KL30 、KL15 的信号模拟和网络物理层信号采用Keysight 可编程电源及高精度网络
示波器进行仿真和采集。
测试系统的规格有两种：部件级和系统级。
同样配置的机柜可以根据需求作为部件级测试系统使用，当然也可以结合测试台架执行系统级测试。
Test Tools Drawer 测试工具抽屉
Touchscreen Panel 触摸屏面
板
Programmable Power Supply 程控电源
Power Distribution and Fusion Unit 供电分配及保护
单元
Bus
Oscilloscope
总线示波器
Automatic Control
Boards
自动化控制板卡
网络自动化测试系统可覆盖测试类型及内容ECU Test Interfaces 控制器测试接口
Device Under Test
Drawer
被测控制器抽屉
Host
Computer
控制主机
CAN Network COM LIN Network COM 物理层测试 数据链路层测试 交互层测试 容错性测试 物理层测试 数据链
路层测试 调度表测试 睡眠唤醒测试
定时参数测试 状态转换测试
睡眠唤醒测试
无论是新型车载网络 Ethernet ，还是传统车载网络 CAN/LIN ，都包含网络设计 EE （电子 电气架构）和网络测试 VV （测试与验证）两个方面。
车载网络设计和网络测试技术，就像 一对欢喜冤家，既要相互陪伴成长，又要相互包容，纠正各自所犯的错误，并且，它们作为 智能互联、 无人驾驶、新型信息娱乐系统等未来汽车功能实现的依托， 只有默契配合， 才能 适应汽车工业的进程，而一直走下去。
通信相关诊断测
试
传输层测试
网关路由一致性测试
网络层测试
网关路由功能测试
应用层测试
OSEK/AUTOASR NM。