虹科車輛網(wǎng)絡(luò)事業(yè)部 羅偉光
LIN(Local Interconnect Network的英文縮寫(xiě),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(chǎng)合,比如車門(mén)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(kāi)關(guān)上的應(yīng)用比較廣泛。
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(lái)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(guò)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(guò)IO和PLC連接,實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化測(cè)試。
汽車組合開(kāi)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(kāi)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(kāi)關(guān)測(cè)試系統(tǒng)架構(gòu)
(1)LIN總線組合開(kāi)關(guān)。LIN總線組合開(kāi)關(guān)可以是任何LIN總線通信的開(kāi)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(kāi)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(guò)通過(guò)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(zhǎng)。
(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(guò)程如下:根據(jù)LIN總線組合開(kāi)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(kāi)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(xiě)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(guò)可自動(dòng)打印條碼。其測(cè)試過(guò)程如下:根據(jù)LIN總線組合開(kāi)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(kāi)關(guān)的狀態(tài)等信息通過(guò)數(shù)字IO反饋到PLC系統(tǒng),PLC系統(tǒng)反饋的狀態(tài)與編寫(xiě)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)。
測(cè)試LIN通信組合開(kāi)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)
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(lái)。通過(guò)Baby-LIN-RM-Ⅲ配套的軟件LINWorks中的SessionConf來(lái)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(kāi)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(kāi)關(guān)一般不超過(guò)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(guò)程只需要點(diǎn)鼠標(biāo)即可,不需要經(jīng)過(guò)復(fù)雜的編程即可完成配置,非常易于操作。
圖3 配置開(kāi)關(guān)對(duì)應(yīng)的LIN信號(hào)與數(shù)字輸出(截屏)
半自動(dòng)化測(cè)試是通過(guò)PC端軟件來(lái)是實(shí)現(xiàn)的,圖4所示為基于開(kāi)關(guān)開(kāi)發(fā)的圖形面板,按下對(duì)應(yīng)的開(kāi)關(guān)就會(huì)高亮度顯示,從而實(shí)時(shí)確定開(kāi)關(guān)是否正常。
圖4 基于開(kāi)關(guān)開(kāi)發(fā)的圖形面板(截屏)
全自動(dòng)化測(cè)試主要通過(guò)配置好PLC系統(tǒng)來(lái)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
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(kāi)關(guān)測(cè)試系統(tǒng),不僅能很好地完成汽車組合開(kāi)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(xiě)上位機(jī)軟件實(shí)現(xiàn)半自動(dòng)化測(cè)試;也可以通過(guò)IO形式輸出到PLC,實(shí)現(xiàn)更復(fù)雜的全自動(dòng)化測(cè)試。