王邵龍,姜 帆,谷原野,莊靜宇
(一汽轎車股份有限公司,吉林 長春 130000)
近年來,隨著無線通信技術(shù)、自動控制技術(shù)和傳感器技術(shù)的快速發(fā)展,車聯(lián)網(wǎng)作為物聯(lián)網(wǎng)在交通領(lǐng)域的具體體現(xiàn)之一,也得到了飛速的發(fā)展和應(yīng)用。車聯(lián)網(wǎng)是實現(xiàn)智能交通的重要途徑,也是未來智慧城市的重要環(huán)節(jié)[1]。通過車聯(lián)網(wǎng),以人-服務(wù)器-車的通信形式,用戶可以實現(xiàn)對車輛的智能管控,包括人-車之間的信息交互、遠程控制、遠程診斷等功能。Tbox作為系統(tǒng)中云端和車端信息交互支點,既扮演著車載ECU的角色,也承擔(dān)著無線通信模塊的重任[2]。
車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的復(fù)雜性決定了必須從多角度、多維度開展測試驗證,這些特點決定了車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)測試是一項綜合、復(fù)雜、專業(yè)的工作,OEM需對該系統(tǒng)明確測試內(nèi)容與測試關(guān)注點,做到有重點、有目標地全面強化測試[3]。由于車聯(lián)網(wǎng)測試的總線、診斷、EMC等測試與傳統(tǒng)ECU測試類似,本文主要以Tbox功能測試為基礎(chǔ),闡述車聯(lián)網(wǎng)測試的主要內(nèi)容和方法。
Tbox從出現(xiàn)到現(xiàn)在,主要經(jīng)歷了兩個發(fā)展階段。
Tbox1.0階段:使用場景僅限于車內(nèi),通過語音控制或按鍵與用戶進行交互,通過通信模塊實現(xiàn)與云端的數(shù)據(jù)互通,實現(xiàn)車機端對網(wǎng)頁的瀏覽、音視頻播放、與其他車輛用戶的社交等加強的多媒體功能,不能實現(xiàn)與車身系統(tǒng)的控制交互。
Tbox2.0階段:使用場景擴展到手機端,除保留1.0階段的功能外,可通過手機APP實現(xiàn)對車身系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)的控制,并能實現(xiàn)遠程控制交互。
根據(jù)Tbox發(fā)展階段,從測試內(nèi)容來看,車聯(lián)網(wǎng)測試主要可分為以下3方面。
1)加強型娛樂系統(tǒng)測試:主要實現(xiàn)車內(nèi)信息流測試,包括Tbox1.0階段對網(wǎng)頁的瀏覽、音視頻播放、導(dǎo)航、車輛社交等加強型多媒體功能。
2)通信安全測試:主要進行車內(nèi)信息流和車外信息流交互通道測試,即握手測試,包括對Tbox與網(wǎng)關(guān)、Tbox與車身控制單元等的握手測試。
3)交互控制系統(tǒng)測試:主要進行車外信息流和車內(nèi)信息流的交互,即遠程控制和信息交互測試,在實現(xiàn)Tbox通信握手測試的基礎(chǔ)上進行,主要包括車身系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)等可通過手機APP控制的功能測試,此部分測試需同時包括對手機APP的測試。
與傳統(tǒng)ECU的測試流程類似,車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的測試也包括需求輸入、需求分析、用例設(shè)計、環(huán)境搭建、測試執(zhí)行、結(jié)果反饋和問題跟蹤等階段,如圖1所示。
圖1 車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的測試流程
以某車型的車聯(lián)網(wǎng)測試為例,該車型的車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)由Tbox黑盒、4G通信模塊、傳統(tǒng)音響系統(tǒng)、運營商網(wǎng)絡(luò)、手機APP、服務(wù)平臺組成,有加強型多媒體功能,并能實現(xiàn)手機APP對車輛的遠程控制和信息交互等功能,其車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)架構(gòu)如圖2所示。車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的測試方案設(shè)計見表1。
圖2 某車型的車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)架構(gòu)
表1 車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的測試方案設(shè)計
在獲取輸入文檔的基礎(chǔ)上,針對該車型的功能實現(xiàn)順序,結(jié)合前文所描述的測試內(nèi)容分類,該車型的車聯(lián)網(wǎng)測試環(huán)境和方法定為以下3部分。
1)加強型娛樂系統(tǒng)測試:應(yīng)用的測試環(huán)境為臺架+CANoe軟件;Tbox和音響單元為真實控制器,連接相應(yīng)的GPS/4G天線模塊,其他相關(guān)控制器為仿真。
2)通信安全測試:應(yīng)用的測試環(huán)境為臺架+CANoe軟件;Tbox、網(wǎng)關(guān)和車身控制單元視測試用例設(shè)計,分別為真實控制器或仿真。
3)交互控制系統(tǒng)測試:應(yīng)用的測試環(huán)境為實車+手機APP;所有控制器均為真實控制器。在該階段,應(yīng)加強實車道路環(huán)境測試,以便更貼近用戶的操作工況。
測試方案確定后,需進行測試用例的設(shè)計工作和測試的執(zhí)行。測試用例是測試工作的核心和靈魂。
由于車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)具有極強的人機交互屬性,所以對車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的測試必須圍繞人機交互展開,從正向、逆向和誤操作3個方面開發(fā)測試用例。在測試用例設(shè)計過程中,需重點考慮語音識別 (包括控制語句列表、社交語音輸入、導(dǎo)航音樂對語音輸入的影響)、界面切換 (包括車聯(lián)網(wǎng)界面與傳統(tǒng)影音界面的切換、車聯(lián)網(wǎng)各子模塊之間的切換、不同操作輸入對界面切換的影響)、系統(tǒng)交互 (包括車內(nèi)信息流交互:Tbox與各控制器;車外信息流交互:手機APP與后臺服務(wù)器;車內(nèi)與車外信息流交互:遠程控制和診斷)、安全測試 (Tbox與網(wǎng)關(guān)和車身控制單元的握手和認證)等。
在車聯(lián)網(wǎng)測試中,由于場景復(fù)雜,涉及條件多樣,極易出現(xiàn)被忽略的測試點。除正向、逆向測試覆蓋之外,針對不同的功能還需要有特別的關(guān)注。
1)手機APP測試中,需增加對不同機型、不同網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的測試,并測試不同人員的使用體驗,增加不同人員對該車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)使用學(xué)習(xí)的測試。
2)通信安全測試中,需增加對固定密鑰、隨機密鑰的測試;考慮不同的握手階段丟失網(wǎng)關(guān)對握手結(jié)果的影響;增加對握手報文序列號的測試,如Counter邊界值測試、網(wǎng)關(guān)丟失期間遠控操作對Counter值的影響;增加握手成功后報文的最短發(fā)送時間測試等。
3)遠程控制測試中,需增加從喚醒整車至各功能操作完成的時間測試,以考量Tbox等待反饋的時間是否足夠。
基于上文提到的某車型車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)測試執(zhí)行后,常見問題分析如下。
1)車內(nèi)信息流測試問題較少,主要在于Tbox與音響系統(tǒng)的交互問題,如界面、各模式切換響應(yīng)、語音識別等。
2)車外信息流及車內(nèi)外信息流交互測試問題較多,主要在于各種網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的網(wǎng)絡(luò)連接、手機APP的操作和界面流轉(zhuǎn)、后臺服務(wù)器的信息上傳下載、各類彈出信息的提示邏輯和內(nèi)容、用戶信息的維護和安全等。
綜合考慮以上測試問題,可以發(fā)現(xiàn),車聯(lián)網(wǎng)測試涉及范圍較廣,包括服務(wù)器、運營商、控制器、手機APP等,且問題多見于車外信息流相關(guān)內(nèi)容。
車聯(lián)網(wǎng)作為汽車產(chǎn)業(yè)未來升級發(fā)展的方向之一,其相關(guān)技術(shù)必將得到快速發(fā)展和大量應(yīng)用[4],這給車聯(lián)網(wǎng)測試工作帶來了巨大挑戰(zhàn)。本文通過對車聯(lián)網(wǎng)測試項目案例的分析,描述了車聯(lián)網(wǎng)的測試流程、用例特點和常見問題,對車聯(lián)網(wǎng)測試,尤其是功能測試具有一定的指導(dǎo)意義。