一种CAN总线故障注入测试系统的制作方法

一种can总线故障注入测试系统
技术领域
1娱乐游戏涉及汽车检测领域，更具体地，涉及一种can总线故障注入测试系统。


背景技术：

2.在汽车电子控制器的设计阶段，需要提前分析和处理汽车电子控制器在工作过程中可能遭遇到的故障。通过人为地向汽车电子控制器进行故障注入，考核汽车电子控制器在故障状态下的自我诊断、隔离和控制能力，以及故障移除后的自我恢复能力，能够为汽车的可靠性设计提供依据。
3.现有一种can总线故障注入测试系统，包括工控机、机柜和测试盒，其中所述工控机中设有数字板卡，所述机柜中设有背板和扩展插板，每个测试盒连接一个待测控制器，且每个测试盒包括主控模块、电源模块、通信模块、隔离驱动模块和继电器模块，该系统通过背板连接多个扩展插板，每个所述扩展插板连接多个测试盒，每个测试盒连接一个待测控制器的形式，将数字板卡的数字信号进行一对多的逐级扩展，采用can总线的形式可以模拟多种故障工况条件，实现控制器的can总线自动化测试。
4.然而，上述系统在进行总线故障注入测试时，受限于工控机、板卡和机柜等测试设备，无法实现在实际整车条件下的进行故障注入测试，且测试效率低下。


技术实现要素：

5娱乐游戏为现有技术存在的无法在实际整车条件下的进行故障注入测试，且测试效率低的缺陷，提供一种can总线故障注入测试系统。
6.为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案如下：
7.一种can总线故障注入测试系统，包括：can总线分析仪、can总线干扰仪、电源、至少一个抗信号反射模块和上位机；所述电源用于给can总线分析仪、can总线干扰仪和被测设备供电；所述被测设备通过can_h网络总线和can_l网络总线接入can总线分析仪和can总线干扰仪；所述抗信号反射模块的一端连接can_h网络总线，另一端连接can_l网络总线；所述上位机与所述can总线干扰仪通信连接。
8.在本技术方案中，将待测设备接入系统台架，并根据待测设备的状态，合理配置抗信号反射模块，然后通过上位机控制can总线干扰仪向被测设备注入故障，在注入故障的同时，使用can总线分析仪监控并检测can总线的通信状态，并记录异常样本。通过分析记录的异常样本，验证被测设备的可靠性，调整相应故障注入参数向待测设备注入不同类型和强度的故障，直至故障注入测试完成。
9.作为优选的技术方案，所述被测设备为汽车电子控制器或汽车实车。
10.作为优选的技术方案，所述汽车电子控制器为ⅰ型汽车电子控制器或ⅱ型汽车电子控制器。
11.作为优选的技术方案，当汽车电子控制器为ⅰ型汽车电子控制器，所述测试系统配置两个并联的抗信号反射模块；当汽车电子控制器为ⅱ型汽车电子控制器，所述测试系统
配置一个抗信号反射模块。
12.作为优选的技术方案，所述抗信号反射模块为终端电阻。
13.作为优选的技术方案，所述终端电阻的阻值为120ω。
14.作为优选的技术方案，所述系统还包括示波器，所述示波器的差分探头的正极输入端与所述can_h网络总线连接，差分探头的负极输入端与所述can_l网络总线连接。
15.作为优选的技术方案，示波器的任意路信号采集通道的采样速率不低于500ms/s。
16.作为优选的技术方案，所述can总线干扰仪为vh6501干扰仪。
17.作为优选的技术方案，所述can总线干扰仪用于模拟以下任意一种总线故障：
18.can_h网络总线或can_l网络总线对电源短路。
19.can_h网络总线或can_l网络总线对地短路。
20.can_h网络总线和can_l网络总线互相短路。
21.can_h网络总线和can_l网络总线反接。
22.can_h网络总线和can_l网络总线之间的电容和电阻参数变化。
23.与现有技术相比，本实用新型技术方案的有益效果是：本实用新型通过上位机控制can总线干扰仪向被测设备注入不同类型和强度的故障，同时使用can总线分析仪监控并检测can总线的通信状态，可以快速地发现can总线出现的故障，验证被测设备的可靠性和稳定性，极大地减少了测试时间，大大提高了测试的精度和效率，并降低了测试成本。另外，can总线干扰仪可以通过can_h网络总线和can_l网络总线直接连接到汽车上，且利用模拟干扰替代实际故障，实现了在实车环境下的故障测试，避免了对车辆总线造成不可逆的破坏，测试结果更加真实可靠，且提高了测试的便利性。
附图说明
24.图1为本技术实施例的can总线故障注入测试系统结构示意图。
25.图2为本技术实施例中模拟can_h网络总线和can_l网络总线对电源短路故障的流程图。
26.图3为本技术实施例中模拟can_h网络总线和can_l网络总线反接故障的流程图。
27.其中，1-can总线分析仪，2-can总线干扰仪，3-被测设备，4-电源，5-抗信号反射模块，6-上位机，7-示波器。
具体实施方式
28.这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的方式并不代表与本技术相一致的所有方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本技术的一些方面相一致的装置和方法的例子。
29.在本技术使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本技术。在本技术和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。
30.应当理解，本技术说明书以及权利要求书中使用的“第一”“第二”以及类似的词语
并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。除非另行指出，“前部”、“后部”、“下部”和/或“上部”等类似词语只是为了便于说明，而并非限于一个位置或者一种空间定向。“包括”或者“包含”等类似词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其等同，并不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而且可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。
31.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本公开的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本公开的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本公开。
32.下面结合附图，对本技术实施例进行详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例中的特征可以相互组合。
33.下面结合附图和实施例对本实用新型的技术方案做进一步的说明。
34.参阅图1，本技术实施例提出一种can总线故障注入测试系统，包括：can总线分析仪1、can总线干扰仪2、被测设备3、电源4、至少一个抗信号反射模块5和上位机6；所述电源4用于给can总线分析仪1、can总线干扰仪2和被测设备3供电；所述被测设备3通过can_h网络总线和can_l网络总线接入can总线分析仪1和can总线干扰仪2；所述抗信号反射模块5的一端连接can_h网络总线，另一端连接can_l网络总线；所述上位机6与所述can总线干扰仪2通信连接。
35.在具体实施过程中，将待测设备接入系统台架，并根据待测设备的状态，合理配置抗信号反射模块5，然后通过上位机6控制can总线干扰仪2向被测设备3注入故障，在注入故障的同时，使用can总线分析仪1监控并检测can总线的通信状态，并记录异常样本。通过分析记录的异常样本，验证被测设备3的可靠性，调整相应故障注入参数向待测设备注入不同类型和强度的故障，直至故障注入测试完成。
36.在一些实施例中，所述被测设备3为汽车电子控制器或汽车实车。
37.在一些实施例中，所述can总线干扰仪2为vh6501干扰仪。
38.在一些实施例中，所述can总线干扰仪2用于模拟以下任意一种总线故障：
39.(1)can_h网络总线或can_l网络总线对电源4短路；
40.示例性的，模拟can_h网络总线和can_l网络总线对电源4短路时，如图2所示，图2为本技术实施例中模拟can_h网络总线和can_l网络总线对电源短路故障的流程图，具体包括以下步骤：
41.将被测设备3接入系统台架，将can总线干扰仪2的ch1通道的公头端的pin9和pin3分别与电源4的正极和负极相连，合理配置抗信号反射模块5，然后通电。
42.上位机6通过canoecanoe11.0sp2版本，将模式选择为vbat，电阻参数设置为0ω。
43.利用capl语言控制can总线干扰仪2向被测设备3注入使can_h网络总线和can_l网络总线对电源4正极的短路的故障并对测试结果的自动化分析和统计。
44.使用can总线分析仪1观察can总线通信是否正常，是否产生错误帧。
45.移除注入的can总线故障，统计故障移除至总线恢复正常通信的时间间隔。
46.将统计得到的恢复正常通信的时间间隔应和预设的评价标准进行比较，若满足测
试标准的评价指标，则测试通过。
47.在本实施例中，当can总线不能通信时，则测试通过。
48.(2)can_h网络总线和can_l网络总线对地短路；
49.示例性的，模拟can_h网络总线和can_l网络总线对地短路时，具体包括以下步骤：
50.将被测设备3接入系统台架，合理配置抗信号反射模块5，然后通电。
51.使用can总线分析仪1监测总线通信是否正常。
52.上位机6通过canoecanoe11.0sp2版本，将模式选择为vbat，电阻参数设置为0ω。
53.利用capl语言控制can总线干扰仪2向被测设备3注入使can_h网络总线和can_l网络总线对电源4地的短路的故障并对测试结果的自动化分析和统计。
54.观察can总线通信是否正常，是否产生错误帧。
55.移除注入的can总线故障，统计故障移除至总线恢复正常通信的时间间隔。
56.将统计得到的恢复正常通信的时间间隔应和预设的评价标准进行比较，若满足测试标准的评价指标，则测试通过。
57.在本实施例中，当can总线可以实现正常通信，但性价比降低时，则测试通过。
58.(3)can_h网络总线和can_l网络总线互相短路。
59.示例性的，模拟can_h网络总线和can_l网络总线互相短路时，具体包括以下步骤：
60.将被测设备3接入系统台架，合理配置抗信号反射模块5，然后通电。
61.使用can总线分析仪1监测总线通信是否正常。
62.上位机6通过canoecanoe11.0sp2版本，将模式选择为vbat，电阻参数设置为0ω。
63.利用capl语言控制can总线干扰仪2向被测设备3注入使can_h网络总线和can_l网络总线互相短路的故障并对测试结果的自动化分析和统计。
64.观察can总线通信是否正常，是否产生错误帧。
65.移除注入的can总线故障，统计故障移除至总线恢复正常通信的时间间隔。
66.将统计得到的恢复正常通信的时间间隔应和预设的评价标准进行比较，若满足测试标准的评价指标，则测试通过。
67.(4)can_h网络总线和can_l网络总线反接。
68.示例性的，模拟can_h网络总线和can_l网络总线反接时，如图3所示，图3为本技术实施例中模拟can_h网络总线和can_l网络总线反接故障的流程图，具体包括以下步骤：
69.将被测设备3接入系统台架，将被测设备3接到can总线干扰仪2ch1通道的母头，合理配置抗信号反射模块5，然后通电。
70.上位机6通过canoecanoe11.0sp2版本，将模式选择为vbat，电阻参数设置为0ω。
71.利用capl语言控制can总线干扰仪2向被测设备3注入使can_h网络总线和can_l网络总线反接的故障并对测试结果的自动化分析和统计。
72.使用can总线分析仪1观察can总线通信是否正常，是否产生错误帧。
73.移除注入的can总线故障，统计故障移除至总线恢复正常通信的时间间隔。
74.将统计得到的恢复正常通信的时间间隔应和预设的评价标准进行比较，若满足测试标准的评价指标，则测试通过。
75.在本实施例中，can总线不能实现正常通信时，则测试通过。
76.5can_h网络总线和can_l网络总线之间的电容和电阻参数变化。
77.示例性的，模拟can_h网络总线和can_l网络总线之间的电容和电阻参数变化，具体包括以下步骤：
78.将被测设备3接入系统台架，合理配置抗信号反射模块5，然后通电。
79.使用can总线分析仪1监测总线通信是否正常。
80.上位机6通过canoecanoe11.0sp2版本，将模式选择为vbat，电阻参数设置为0ω。
81.利用capl语言控制can总线干扰仪2向被测设备3注入使can_h网络总线和can_l网络总线之间的电容和电阻参数变化的故障并对测试结果的自动化分析和统计。
82.观察can总线通信是否正常，是否产生错误帧。
83.移除注入的can总线故障，统计故障移除至总线恢复正常通信的时间间隔。
84.将统计得到的恢复正常通信的时间间隔应和预设的评价标准进行比较，若满足测试标准的评价指标，则测试通过。
85.在本实施例中，can总线在一定范围内能够正常通信时，则测试通过。
86.在一些实施例中，当被测设备3为实车时，进行测试的步骤如下：
87.将can总线干扰仪2直接接入实车can总线；
88.使用can总线分析仪1监测总线通信是否正常。
89.上位机6通过canoecanoe11.0sp2版本，将模式选择为vbat，电阻参数设置为0ω。
90.利用capl语言控制can总线干扰仪2向被测设备3注入各个can总线故障的模拟干扰，并对测试结果的自动化分析和统计。
91.使用can总线分析仪1观察can总线通信是否正常，是否产生错误帧。
92.移除注入的can总线故障，统计故障移除至总线恢复正常通信的时间间隔。
93.将统计得到的恢复正常通信的时间间隔应和预设的评价标准进行比较，若满足测试标准的评价指标，则测试通过。
94.在本实施例中，在模拟干扰移除后，can总线立即恢复正常通信，且恢复时间满足企业规范要求，则测试通过。
95.在一些实施例中，所述汽车电子控制器为ⅰ型汽车电子控制器或ⅱ型汽车电子控制器；所述ⅰ型汽车电子控制器的can收发器内部未设置终端电阻；所述ⅱ型汽车电子控制器内置终端电阻。当汽车电子控制器为ⅰ型汽车电子控制器，测试系统配置两个并联的抗信号反射模块5；当汽车电子控制器为ⅱ型汽车电子控制器，所述抗信号反射模块5配置一个。
96.在本实施例中，抗信号反射模块5的使用可以有效消除信号反射，提高系统的稳定性和准确性。
97.在一些实施例中，所述抗信号反射模块5为终端电阻。
98.在本实施例中，所述终端电阻的阻值为120ω。
99.在一些实施例中，该测试系统还包括示波器7，所述示波器7的差分探头的正极输入端与所述can_h网络总线连接，差分探头的负极输入端与所述can_l网络总线连接。示波器7的任意路信号采集通道的采样速率不低于500ms/s。
100.在本实施例中，示波器7支持can信号译码功能，可以用于can总线波形测量及分析。
101.相同或相似的标号对应相同或相似的部件；
102.附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；
103.显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。