基于Tbox測試的車聯網測試研究

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、自動控制技術和傳感器技術的快速發展，車聯網作為物聯網在交通領域的具體體現之一，也得到了飛速的發展和應用。車聯網是實現智能交通的重要途徑，也是未來智慧城市的重要環節［1］。通過車聯網，以人-服務器-車的通信形式，用戶可以實現對車輛的智能管控，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，也承擔著無線通信模塊的重任［2］。

車聯網系統的復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網系統測試是一項綜合、復雜、專業的工作，OEM需對該系統明確測試內容與測試關注點，做到有重點、有目標地全面強化測試［3］。由于車聯網測試的總線、診斷、EMC等測試與傳統ECU測試類似，本文主要以Tbox功能測試為基礎，闡述車聯網測試的主要內容和方法。

1 車聯網測試內容分類

Tbox從出現到現在，主要經歷了兩個發展階段。

Tbox1.0階段：使用場景僅限于車內，通過語音控制或按鍵與用戶進行交互，通過通信模塊實現與云端的數據互通，實現車機端對網頁的瀏覽、音視頻播放、與其他車輛用戶的社交等加強的多媒體功能，不能實現與車身系統的控制交互。

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實現對車身系統、空調系統的控制，并能實現遠程控制交互。

根據Tbox發展階段，從測試內容來看，車聯網測試主要可分為以下3方面。

1）加強型娛樂系統測試：主要實現車內信息流測試，包括Tbox1.0階段對網頁的瀏覽、音視頻播放、導航、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與網關、Tbox與車身控制單元等的握手測試。

3）交互控制系統測試：主要進行車外信息流和車內信息流的交互，即遠程控制和信息交互測試，在實現Tbox通信握手測試的基礎上進行，主要包括車身系統、空調系統等可通過手機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 車聯網系統的測試流程

與傳統ECU的測試流程類似，車聯網系統的測試也包括需求輸入、需求分析、用例設計、環境搭建、測試執行、結果反饋和問題跟蹤等階段，如圖1所示。

3 車聯網系統的測試方案設計

圖1 車聯網系統的測試流程

以某車型的車聯網測試為例，該車型的車聯網系統由Tbox黑盒、4G通信模塊、傳統音響系統、運營商網絡、手機APP、服務平臺組成，有加強型多媒體功能，并能實現手機APP對車輛的遠程控制和信息交互等功能，其車聯網系統架構如圖2所示。車聯網系統的測試方案設計見表1。

圖2 某車型的車聯網系統架構

表1 車聯網系統的測試方案設計

在獲取輸入文檔的基礎上，針對該車型的功能實現順序，結合前文所描述的測試內容分類，該車型的車聯網測試環境和方法定為以下3部分。

1）加強型娛樂系統測試：應用的測試環境為臺架+CANoe軟件；Tbox和音響單元為真實控制器，連接相應的GPS／4G天線模塊，其他相關控制器為仿真。

2）通信安全測試：應用的測試環境為臺架+CANoe軟件；Tbox、網關和車身控制單元視測試用例設計，分別為真實控制器或仿真。

3）交互控制系統測試：應用的測試環境為實車+手機APP；所有控制器均為真實控制器。在該階段，應加強實車道路環境測試，以便更貼近用戶的操作工況。

4 車聯網系統的測試開發和執行

測試方案確定后，需進行測試用例的設計工作和測試的執行。測試用例是測試工作的核心和靈魂。

4.1 車聯網系統測試用例設計要點

由于車聯網系統具有極強的人機交互屬性，所以對車聯網系統的測試必須圍繞人機交互展開，從正向、逆向和誤操作3個方面開發測試用例。在測試用例設計過程中，需重點考慮語音識別 （包括控制語句列表、社交語音輸入、導航音樂對語音輸入的影響）、界面切換 （包括車聯網界面與傳統影音界面的切換、車聯網各子模塊之間的切換、不同操作輸入對界面切換的影響）、系統交互 （包括車內信息流交互：Tbox與各控制器；車外信息流交互：手機APP與后臺服務器；車內與車外信息流交互：遠程控制和診斷）、安全測試 （Tbox與網關和車身控制單元的握手和認證）等。

4.2 用例設計和執行中易忽略的測試要點

在車聯網測試中，由于場景復雜，涉及條件多樣，極易出現被忽略的測試點。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注。

1）手機APP測試中，需增加對不同機型、不同網絡環境的測試，并測試不同人員的使用體驗，增加不同人員對該車聯網系統使用學習的測試。

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關對握手結果的影響；增加對握手報文序列號的測試，如Counter邊界值測試、網關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網系統測試執行后，常見問題分析如下。

1）車內信息流測試問題較少，主要在于Tbox與音響系統的交互問題，如界面、各模式切換響應、語音識別等。

2）車外信息流及車內外信息流交互測試問題較多，主要在于各種網絡環境下的網絡連接、手機APP的操作和界面流轉、后臺服務器的信息上傳下載、各類彈出信息的提示邏輯和內容、用戶信息的維護和安全等。

綜合考慮以上測試問題，可以發現，車聯網測試涉及范圍較廣，包括服務器、運營商、控制器、手機APP等，且問題多見于車外信息流相關內容。

5 結論

車聯網作為汽車產業未來升級發展的方向之一，其相關技術必將得到快速發展和大量應用［4］，這給車聯網測試工作帶來了巨大挑戰。本文通過對車聯網測試項目案例的分析，描述了車聯網的測試流程、用例特點和常見問題，對車聯網測試，尤其是功能測試具有一定的指導意義。