虚拟仪器技术的汽车网关通讯模块测试系统设计【字数：16224】

虚拟仪器技术的汽车网关通讯模块测试系统设计[160515239208332x]

摘 要汽车网关通讯模块是汽车电子系统中必不可少的模块之一，汽车网关是汽车各个模块的连接者，控制着整个汽车的正常安全运行。汽车网关在汽车工作时有着非常重要的作用，所以在网关生产的系统中，作为最后一步的网关测试显得极其重要。只有通过测试的产品才能应用到汽车生产过程中。由于与网关模块相连的模块很多，所以网关的检测就变得更加复杂而且工程量更大。本课题通过运用虚拟仪器技术，设计了一款汽车网关模块测试系统，用于实现对汽车网关产品多项功能进行自动化检测，比如8组CAN线的功能，产品Pin与Pin之间的连接，以及产品电压校准和静态电流测试。系统通过扫描枪扫描条码，确定是否为待测产品，待测产品与PC通过ESD CAN卡进行通讯，通过keysight 34980矩阵切换单元来切换万用表到pin与pin之间的连接，直接用万用表keysight 34465A测量并读取电压电流以及电阻值，并将测量出的数据反馈给PC，通过LabVIEW和TestStand进行比较和分析，最终确认待测产品是否合格，该系统实现了对汽车网关产品性能的自动测试。本文详细介绍了待测产品以及测试需求、课题的总体设计方案、系统硬件设计以及系统软件设计等。该测试系统已交付给客户使用，通过在产线上的实际运行，证明该系统能够自动化地完成检测产品。运用该测试系统，不仅比人工测试更加快速，而且能提高产品生产的准确率，缩短网关生产周期，提高产品生产速率，降低产品生产成本，在网关生产领域具有极好的应用前景。
目录
1.绪论 1
1.1课题研究背景及意义 1
1.2课题的国内外研究现状 1
1.3课题研究的主要内容 2
1.4论文的组织结构 3
2.系统总体方案设计 4
2.1待测产品介绍与系统测试需求分析 4
2.1.1产品介绍 4
2.1.2系统测试需求分析 6
2.2系统总体方案设计 7
2.2.1系统设计目标 7
2.2.2设计方案选择 8
2.2.3总体方案设计 8
2.3子系统方案设计 11
2.3.1供电子 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072# 
系统设计 11
2.3.2测试子系统设计 11
3.系统硬件设计 13
3.1工业控制计算机 13
3.1电源模块硬件设计与选型 14
3.2运动控制模块设计与选型 15
3.3测试模块硬件设计与选型 17
3.3.1 DMM：Keysight 34465A 17
3.3.2 Matrix：Keysight34980 18
3.3.3 switch board 21
4.系统软件设计 23
4.1软件设计方案 23
4.1.1软件的开发环境 23
4.1.2软件总体设计方案 24
4.2TestStand软件介绍 25
4.2.1 Sequence运行流程 26
4.2.2Variables 变量区域 27
4.2.3 Sequence区域 28
4.3TestStand程序设计 29
4.3.1 产品引脚连接测试 30
4.3.2 产品上电 31
4.3.3 配置休眠电流 32
4.3.4 电压校准 33
4.3.5 软件下载 34
4.3.6 产品重置 35
4.3.7 CAN通讯测试 36
4.3.8 设置解锁模式 38
4.3.9 设置故障诊断代码 39
4.3.10 读取ECU零件号 40
4.3.11 清除DTC 41
4.3.12 静态电流测试 42
4.3.13 产品断电 43
4.4主要VI介绍 43
4.4.1 万用表量测DMM_READ 43
4.4.2 继电器板卡Load Board 44
4.4.3 ESD_CAN卡写入ESDCAN_Write 45
4.4.4 ESD_CAN卡读取ESDCAN_Read 46
5. 调试和运行结果 47
5.1硬件调试 47
5.2软件调试 47
5.3运行结果 47
6.总结和展望 50
6.1总结 50
6.2对环境及社会可持续发展的影响 50
6.3展望 51
参考文献 52
致谢 54
1.绪论
1.1课题研究背景及意义
汽车通信网关是基于CAN网络把车身各个模块的信息通过CAN集成处理，汽车网关是整个汽车的连接者，把车身各个模块的功能及特性集中进行收集和处理。而汽车通信网关是用一块微处理芯片对CAN网络的信息进行处理及整合。汽车网关被视为汽车系统的核心部件，在汽车生产中有着非常重要的地位。与其它模块不同的是，汽车网关系统并不直接负责不同网络的数据转发以及网络系统的安全监测，由于与其连接的部件多，如果网关出现了问题，后果将非常严重，因此网关的安全性以及实时性就显得非常重要了。
现如今新闻报道的车祸经常发生，除去一些人为的原因，仍有一大部分是因为汽车生产过程不够严谨，零部件质量不过关，导致车祸的发生。而汽车网关是汽车生产部分的核心，所以其生产过程必须重重把关，而作为最后一步的检测，就显得非常重要了。汽车网关的研究非常复杂，所以在网关的生产中充满了挑战。生产汽车网关的企业在生产过程中往往需对汽车网关通讯模块进行性能测试，以保证产品合格方能出厂。
本课题基于虚拟仪器技术设计了一款汽车网关通讯模块测试系统。该系统通过虚拟仪器技术可实现对汽车网关通讯模块的各项性能指标进行自动化检测。系统工作原理为：利用keysight E3634A电源给产品供电，通过CAN卡和产品以及电脑通讯，模拟汽车工作时产品的工作模式，通过Keysight 34465A万用表进行数据采集，借助虚拟仪器技术来实现自动化检测。系统使用TestStand和LabVIEW软件编程对网关产品进行测试，可同时检测8组CAN线的功能，产品Pin与Pin之间的连接，以及产品电压校准和静态电流测试，根据测出来的数据判定被测产品是否符合相应的生产要求。
1.2课题的国内外研究现状
汽车系统的架构一开始是集中式的，现在慢慢转变成了分布式，当今的汽车网络结构大部分都是有各种网络协议通过分层的形式来组成。而这些不同的协议之间是需要进行数据交换的，因此汽车网关模块在汽车系统中是必不可少的。所以生产一台检测设备，用于在汽车网关的生产中，检测其性能也是汽车网关供应商的需求。本课题研究的是汽车网关生产中的最后一站，基于虚拟仪器技术检测汽车网关模块的各个性能。
汽车网关测试模块的测试系统的设计主要是通过虚拟仪器技术LabVIEW和TestStand来进行软件编程，通过CAN卡来实现数据的采集与通讯，通过工业万用表及矩阵切换单元等仪器仪表进行检测。国内外的工程师在基于虚拟仪器技术进行数据采集和汽车网关研究等方面也进行了一些技术研究和探索，部分研究成果如下：

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