LIN總線通信的汽車組合開關(guān)測(cè)試解決方案

虹科車輛網(wǎng)絡(luò)事業(yè)部 羅偉光

LIN（Local Interconnect Network的英文縮寫，含義為局部互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)）總線是一種低成本的串行通信網(wǎng)絡(luò)，用于實(shí)現(xiàn)汽車上的分布式電子系統(tǒng)控制。LIN總線的目標(biāo)是為現(xiàn)有汽車網(wǎng)絡(luò)（例如CAN總線）提供輔助功能，因此LIN總線是一種輔助的總線網(wǎng)絡(luò)。在不需要CAN總線的帶寬和多功能的場合，比如車門控制器與車窗身升降電動(dòng)機(jī)之間的通信使用LIN總線可大大節(jié)省成本。因此，LIN總線在汽車上主要應(yīng)用于空調(diào)、照明、刮水器等車身系統(tǒng)，尤其是在組合開關(guān)上的應(yīng)用比較廣泛。

1 Baby-LIN-RM-Ⅲ功能概述

Baby-LIN-RM-Ⅲ是一款LIN總線節(jié)點(diǎn)仿真控制工具，可以擴(kuò)展CAN FD/CAN總線功能，帶有8路數(shù)字量輸入和6路數(shù)字量輸出；可以同時(shí)仿真多個(gè)LIN節(jié)點(diǎn)；另外也具有響應(yīng)速度快的特點(diǎn)，可以滿足汽車行業(yè)對(duì)于測(cè)試效率方面的要求。

Baby-LIN-RM-Ⅲ既可以連接電腦使用，也可以脫離電腦直接作為一個(gè)LIN節(jié)點(diǎn)來使用。這就為系統(tǒng)提供了2種測(cè)試可能：在研發(fā)階段，可以通過與電腦連接以查看被測(cè)設(shè)備的通信情況；在生產(chǎn)階段，可以配置好之后，直接集成到自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)中，通過IO和PLC連接，實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化測(cè)試。

2 汽車組合開關(guān)測(cè)試系統(tǒng)的架構(gòu)

汽車組合開關(guān)測(cè)試系統(tǒng)的架構(gòu)如圖1所示，具體包括LIN總線組合開關(guān)、電源模塊、LIN總線仿真測(cè)試設(shè)備、上位機(jī)及PLC系統(tǒng)等。

圖1 汽車組合開關(guān)測(cè)試系統(tǒng)架構(gòu)

（1）LIN總線組合開關(guān)。LIN總線組合開關(guān)可以是任何LIN總線通信的開關(guān)，由于Baby-LIN-RM-Ⅲ可以擴(kuò)展CAN總線功能，因此也可以是CAN總線通信的開關(guān)。

（2）電源模塊。要求其能輸出12 V和24 V，如果是全自動(dòng)化測(cè)試，建議使用程控電源。

（3）LIN總線仿真測(cè)試設(shè)備。LIN總線仿真測(cè)試設(shè)備優(yōu)先選擇Baby-LIN-RM-Ⅲ，如果有其他類似功能的產(chǎn)品也可以選擇，不過通過以往的測(cè)試，部分價(jià)格便宜的產(chǎn)品性能并不是太穩(wěn)定，且響應(yīng)時(shí)間比較長。

（4）上位機(jī)。上位機(jī)是指Windows系統(tǒng)的電腦。

（5）PLC系統(tǒng)。建議直接選帶顯示屏及可連接打標(biāo)機(jī)的PLC一體機(jī)。

根據(jù)實(shí)際的測(cè)試需求，可以配置為半自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)和全自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)。

半自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)主要用于量產(chǎn)之前的調(diào)試和測(cè)試，可以生成詳細(xì)的測(cè)試報(bào)告。其測(cè)試過程如下：根據(jù)LIN總線組合開關(guān)的通信規(guī)范配置生成配置文件并下載到LIN總線仿真測(cè)試設(shè)備Baby-LIN-RM-Ⅲ中；測(cè)試時(shí)，根據(jù)配置將開關(guān)的狀態(tài)等信息反饋到上位機(jī)上顯示，上位機(jī)中將狀態(tài)與編寫好的測(cè)試要求進(jìn)行對(duì)比，輸出測(cè)試結(jié)果，實(shí)時(shí)對(duì)比，并可生成測(cè)試報(bào)告并打印。

全自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)用于量產(chǎn)之后的出廠前功能檢測(cè)，檢測(cè)通過可自動(dòng)打印條碼。其測(cè)試過程如下：根據(jù)LIN總線組合開關(guān)的通信規(guī)范配置生成配置文件并下載到LIN總線仿真測(cè)試設(shè)備Baby-LIN-RM-Ⅲ中；測(cè)試時(shí)，根據(jù)配置將開關(guān)的狀態(tài)等信息通過數(shù)字IO反饋到PLC系統(tǒng)，PLC系統(tǒng)反饋的狀態(tài)與編寫好的測(cè)試要求進(jìn)行對(duì)比，輸出測(cè)試結(jié)果，成功則打印對(duì)應(yīng)條碼。

在該系統(tǒng)中，PLC和上位機(jī)軟件方面都是比較成熟的技術(shù)，所以后文中不再贅述，主要看一些LIN總線通信部分、報(bào)文信號(hào)定義，以及如何將LIN信號(hào)轉(zhuǎn)換為IO信號(hào)。

3 LIN通信配置

3.1 LDF文件

測(cè)試LIN通信組合開關(guān)的一個(gè)前提是需要LIN通信規(guī)范或LDF（LIN DESCRIPTION FILE）文件，LDF文件里面定義了LIN總線的波特率、LIN總線的主從節(jié)點(diǎn)、LIN通信的報(bào)文、信號(hào)、調(diào)度表、信號(hào)解碼等內(nèi)容。圖2所示為一個(gè)LDF文件中關(guān)于信號(hào)的定義。

圖2 LDF文件中的信號(hào)定義（截屏）

3.2 配置LIN信號(hào)和數(shù)字IO

在本測(cè)試系統(tǒng)中一個(gè)重點(diǎn)就是將LIN信號(hào)和數(shù)字IO關(guān)聯(lián)起來。通過Baby-LIN-RM-Ⅲ配套的軟件LINWorks中的SessionConf來配置，首先是設(shè)置需要仿真的節(jié)點(diǎn)，接著根據(jù)測(cè)試要求設(shè)置各個(gè)信號(hào)的初始值，然后在事件中配置LIN通信開關(guān)各個(gè)狀態(tài)對(duì)應(yīng)的LIN信號(hào)與數(shù)字量輸出之間的關(guān)系。Baby-LIN-RM-Ⅲ具有6路數(shù)字量輸出通道，最多可以形成26（即64）種組合，具體如圖3所示。目前汽車上的組合開關(guān)一般不超過20個(gè)，完全能夠滿足測(cè)試的要求。

由圖3可知，整個(gè)配置過程只需要點(diǎn)鼠標(biāo)即可，不需要經(jīng)過復(fù)雜的編程即可完成配置，非常易于操作。

圖3 配置開關(guān)對(duì)應(yīng)的LIN信號(hào)與數(shù)字輸出（截屏）

4 測(cè)試的實(shí)現(xiàn)

4.1 半自動(dòng)化測(cè)試的實(shí)現(xiàn)

半自動(dòng)化測(cè)試是通過PC端軟件來是實(shí)現(xiàn)的，圖4所示為基于開關(guān)開發(fā)的圖形面板，按下對(duì)應(yīng)的開關(guān)就會(huì)高亮度顯示，從而實(shí)時(shí)確定開關(guān)是否正常。

圖4 基于開關(guān)開發(fā)的圖形面板（截屏）

4.2 全自動(dòng)化測(cè)試的實(shí)現(xiàn)

全自動(dòng)化測(cè)試主要通過配置好PLC系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)，PLC的應(yīng)用已經(jīng)非常成熟，這里不再贅述。圖5所示為全自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)中Baby-LIN-RM-Ⅲ的安裝位置。

圖5 全自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)中Baby-LIN-RM-Ⅲ的安裝位置

5 結(jié)語

基于Baby-LIN-RM-Ⅲ這個(gè)LIN節(jié)點(diǎn)仿真模塊設(shè)計(jì)的LIN通信汽車組合開關(guān)測(cè)試系統(tǒng)，不僅能很好地完成汽車組合開關(guān)功能的檢測(cè)，而且比一般包含電腦等上位機(jī)的檢測(cè)系統(tǒng)更方便、快捷。此外還具有以下優(yōu)點(diǎn)。

（1）模塊化設(shè)計(jì)。被測(cè)設(shè)備、通信控制模塊、結(jié)果顯示和輸出模塊都各自獨(dú)立，可根據(jù)不同的被測(cè)設(shè)備和不同的測(cè)試要求，選擇相應(yīng)的顯示或輸出方式。

（2）性能穩(wěn)定。核心通信模塊Baby-LIN-RM-Ⅲ具有性能穩(wěn)定、響應(yīng)速度快等特點(diǎn)，不同的被測(cè)設(shè)備，只需要根據(jù)協(xié)議配置即可，而不需要很復(fù)雜的編程。

（3）輸出方式?？梢曰诙喾N編程環(huán)境，C++、C#、Labview編寫上位機(jī)軟件實(shí)現(xiàn)半自動(dòng)化測(cè)試；也可以通過IO形式輸出到PLC，實(shí)現(xiàn)更復(fù)雜的全自動(dòng)化測(cè)試。