基于Python的電控單元硬件在環(huán)自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)

孟麗莎

（上海汽車變速器有限公司 201807)

隨著汽車行業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展和變革，汽車電控系統(tǒng)日臻完善，現(xiàn)代汽車處在智能化發(fā)展階段，最終向著全智能駕駛即無人駕駛發(fā)展[1]。據(jù)統(tǒng)計(jì)，汽車電子系統(tǒng)的技術(shù)創(chuàng)新在現(xiàn)代汽車技術(shù)創(chuàng)新中占90%以上[2]，各整車廠和零部件廠商都在加大汽車控制器策略的研究和開發(fā)，使得汽車駕駛更舒適、智能和安全。整車電子電氣控制系統(tǒng)中，動(dòng)力控制系統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)和變速器控制單元占據(jù)了重要地位，是汽車動(dòng)力系統(tǒng)的靈魂。而電控單元的開發(fā)離不開測(cè)試系統(tǒng)，測(cè)試工作做得越全面，系統(tǒng)電控單元控制策略就越安全可靠。

在電控單元控制策略日新月異的今天，測(cè)試工作也愈加繁重和復(fù)雜。而采用自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)，不僅能夠節(jié)省大量人力和設(shè)備資源投入，還能夠減少人工測(cè)試的失誤，提高控制系統(tǒng)的質(zhì)量。當(dāng)新開發(fā)項(xiàng)目發(fā)展到平臺(tái)化的成熟度以后，采用自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)，對(duì)于項(xiàng)目擴(kuò)展十分便利，可以用較少的人力設(shè)備資源，做較多的平臺(tái)項(xiàng)目，同時(shí)保證拓展項(xiàng)目質(zhì)量。

1 電控單元硬件在環(huán)測(cè)試系統(tǒng)的組成

電控單元測(cè)試分為模型測(cè)試、代碼測(cè)試和硬件在環(huán)測(cè)試，硬件在環(huán)測(cè)試屬于半實(shí)物仿真測(cè)試，采用實(shí)際控制單元，把控制軟件和硬件單元集成到一起。在仿真環(huán)境中測(cè)試，屬于實(shí)車驗(yàn)證之前的最后測(cè)試環(huán)節(jié)，能夠充分驗(yàn)證軟件和硬件。

本文介紹的硬件在環(huán)測(cè)試系統(tǒng)，采用市場(chǎng)上成熟的dSPACE設(shè)備，包括硬件設(shè)備和軟件系統(tǒng)2大部分。其中硬件設(shè)備的主要特點(diǎn)就是具有較高的運(yùn)算能力，靈活性強(qiáng)。而軟件系統(tǒng)則是可以方便地實(shí)現(xiàn)代碼生成、下載、調(diào)試和實(shí)驗(yàn)等工作。硬件設(shè)備下位機(jī)采用mid-size的SCALEXIO機(jī)柜，包括CAN總線通訊通道，提供模擬輸入、模擬輸出、數(shù)字輸入、數(shù)字輸出、負(fù)載模擬、電源控制、電源開關(guān)、電阻仿真通道及故障注入仿真模塊。軟件系統(tǒng)上位機(jī)軟件采用實(shí)驗(yàn)管理軟件ControlDesk以及自動(dòng)化測(cè)試管理軟件AutomationDesk，使用MATLAB Simulink搭建整車仿真環(huán)境，通過RTI編譯成SDF文件，下載到機(jī)柜中，通過上位機(jī)控制軟件ControlDesk進(jìn)行人機(jī)交互，操作和監(jiān)控?fù)Q擋桿、加速踏板和制動(dòng)踏板等控制信號(hào)。電控單元采用實(shí)體控制器，將控制軟件下載到控制器中，進(jìn)行測(cè)試工作。數(shù)據(jù)的采集采用Vector公司的CANape軟件，可以實(shí)時(shí)標(biāo)定和采集數(shù)據(jù)。

2 基于Python實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)

Python是一種解釋型、交互式、面向?qū)ο蟆?dòng)態(tài)語義和語法優(yōu)美的腳本語言[3]，其語法更貼近自然語言，可以用較少的代碼實(shí)現(xiàn)同樣功能，具有易學(xué)習(xí)、易開發(fā)和易維護(hù)的特點(diǎn)。自動(dòng)化測(cè)試管理軟件AutomationDesk本身是用Python實(shí)現(xiàn)的，因此可以和Python有非常好的兼容性，同時(shí)Python作為高級(jí)程序設(shè)計(jì)語言，可以與C/C++實(shí)現(xiàn)相互調(diào)用。用Python開發(fā)自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)，應(yīng)用在其他系統(tǒng)管理軟件時(shí)，如果沒有Python的API，也可以使用C/C++語言實(shí)現(xiàn)兼容，通用性是很好的。使用Python開發(fā)基于dSPACE平臺(tái)的自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)，可以縮短開發(fā)周期，并且通用性強(qiáng)。

使用Python實(shí)現(xiàn)硬件在環(huán)的自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)，實(shí)際上是把打開上位機(jī)軟件ControlDesk、執(zhí)行AutomationDesk自動(dòng)程序、打開采集界面開始采集、停止采集數(shù)據(jù)、關(guān)閉AutomationDesk和ControlDesk全部用Python腳本實(shí)現(xiàn)，只要執(zhí)行.py的腳本文件，整個(gè)測(cè)試過程全部可以完成。執(zhí)行.py文件，可以用專業(yè)的PythonWin等安裝程序直接運(yùn)行，也可以用Linux、Windows及Mac OS的命令窗口或Shell窗口執(zhí)行python命令。啟動(dòng)Python交互式解釋器，運(yùn)行.py文件，還可以通過C/C++等編程語言直接調(diào)用，或者是嵌入到一些平臺(tái)管理軟件，使得執(zhí)行Python程序可以在事先設(shè)置好的工作任務(wù)中自動(dòng)運(yùn)行。

當(dāng)同一個(gè)項(xiàng)目選擇特定測(cè)試流程或者不同項(xiàng)目在同一個(gè)硬件在環(huán)測(cè)試設(shè)備上做交替測(cè)試時(shí)，對(duì)自動(dòng)測(cè)試流程工程文件和測(cè)試環(huán)境工程的選擇都可以用Python腳本實(shí)現(xiàn)。這只需要打開PythonWin軟件運(yùn)行Python腳本，就可實(shí)現(xiàn)測(cè)試過程全自動(dòng)化。

打開關(guān)閉ControlDesk界面Python語句如下。

# The class Dispatch is used to create objects.

from win32com.client import Dispatch

# Start ControlDesk.

ControlDeskApplication = Dispatch("ControlDeskNG.Application")

# Close ControlDesk.

ControlDeskApplication.Quit()

打開測(cè)試實(shí)驗(yàn)工程并激活實(shí)驗(yàn)的Python語句如下。

# Activate the project root.

ProjectRoot = ControlDeskApplication.ProjectRoots.Item(ProjectRootPath)

ProjectRoot.Activate()

# Activate the experiment.

E x p er i m e n t = Ac t i ve P ro j e c t.E x p er i m e n t s.Item(ExperimentName)

Experiment.Activate()

# Start online calibration.

ControlDeskApplication.CalibrationManagement.StartOnlineCalibration()

# Stop online calibration.

ControlDeskApplication.CalibrationManagement.StopOnlineCalibration()

打開AutomationDesk的語句如下。

import win32com.client

TAMObj = win32com.client.Dispatch("AutomationDesk.TAM")

打開采集界面CANape，用AutomationDesk自帶的Remote Calibration（COM）庫實(shí)現(xiàn)。通過Python腳本，把打開關(guān)閉實(shí)驗(yàn)環(huán)境，運(yùn)行自動(dòng)測(cè)試流程和開始停止采集全部實(shí)現(xiàn)，不需要人工操作，完成自動(dòng)化測(cè)試。

3 實(shí)驗(yàn)效果與優(yōu)勢(shì)

完成硬件在環(huán)自動(dòng)化測(cè)試，需要打開實(shí)驗(yàn)環(huán)境工程文件，選擇執(zhí)行測(cè)試流程，采集數(shù)據(jù)，形成數(shù)據(jù)分析報(bào)告。Python語言可以實(shí)現(xiàn)上述功能，執(zhí)行Python腳本，自動(dòng)產(chǎn)生測(cè)試報(bào)告。

Python語言作為開放源代碼的編程語言，可移植性和可擴(kuò)展性是不言而喻的，可以與C/C++互相調(diào)用，因此通用性很強(qiáng)。目前很多公司都引入了平臺(tái)化的管理軟件，把分配工作任務(wù)和上傳工作產(chǎn)物等工作維護(hù)在系統(tǒng)中。同時(shí)執(zhí)行測(cè)試工作和上傳測(cè)試報(bào)告也可以做在系統(tǒng)中，只要系統(tǒng)分配測(cè)試任務(wù)，就可以調(diào)用Python腳本自動(dòng)完成測(cè)試任務(wù)，不再需要人工干預(yù)，自動(dòng)完成測(cè)試工作。

本文討論的硬件在環(huán)自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)，可以作為一個(gè)子系統(tǒng)植入到其他平臺(tái)管理軟件中，很多重復(fù)性的測(cè)試和回歸測(cè)試都可以自動(dòng)完成，節(jié)省了大量人工資源。電控單元的硬件在環(huán)測(cè)試受制于硬件資源設(shè)備，很多功能開發(fā)需要占用臺(tái)架資源進(jìn)行調(diào)試。而把一些通用測(cè)試和回歸測(cè)試放在晚上或者周末的時(shí)間自動(dòng)執(zhí)行，可以節(jié)省資源設(shè)備，減少公司的設(shè)備投入，提高產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力。同時(shí)，機(jī)器執(zhí)行自動(dòng)化測(cè)試，會(huì)減少人工失誤，提高產(chǎn)品質(zhì)量。因此，形成自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)，對(duì)于高效、高質(zhì)量完成測(cè)試任務(wù)有深遠(yuǎn)意義。

4 結(jié)束語

本文介紹了基于Python語言的電控單元硬件在環(huán)自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)，使用Python腳本把打開和關(guān)閉硬件在環(huán)測(cè)試系統(tǒng)上位機(jī)界面、激活測(cè)試環(huán)境工程、執(zhí)行自動(dòng)測(cè)試流程和開始停止數(shù)據(jù)采集等功能串聯(lián)在一起，只要運(yùn)行.py文件，硬件在環(huán)測(cè)試過程全部完成，不需要人工干預(yù)，自動(dòng)產(chǎn)生測(cè)試報(bào)告。該自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)，可擴(kuò)展性、可維護(hù)性和兼容性強(qiáng)，能夠應(yīng)用到其他項(xiàng)目管理平臺(tái)，可以提高測(cè)試效率和測(cè)試質(zhì)量，節(jié)省人力資源，提高設(shè)備使用率，增加產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力。