基于Tbox測試的車聯(lián)網(wǎng)測試研究

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。

1 車聯(lián)網(wǎng)測試內(nèi)容分類

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。

2 車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的測試流程

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。

3 車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的測試方案設(shè)計

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。

4 車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的測試開發(fā)和執(zhí)行

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。

4.1 車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)測試用例設(shè)計要點

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。

4.2 用例設(shè)計和執(zhí)行中易忽略的測試要點

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。

4.3 常見問題分析

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。

5 結(jié)論

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。