车联网测试的研究与分析

李志涛

（长城汽车股份有限公司技术中心，河北 保定 071000）

车联网测试的研究与分析

李志涛

（长城汽车股份有限公司技术中心，河北 保定 071000）

简要阐述车联网的概念与系统架构，详细介绍了车联网系统测试的主要流程、方法、内容及测试经验等。

车联网；车载终端；无线通信；功能测试

随着互联网技术的发展与人们对网络化生活的需求，汽车智能化成为汽车发展的焦点，车联网正是实现智能汽车的一个重要技术手段。车联网将汽车技术与互联网技术高度融合，是实现智能交通的重要途径，也是未来智慧城市的重要环节。

1 车联网概述

车联网，英文名称Telematics，是Telecommunications与Information的合成词，即应用无线通信技术的车载电脑系统。车联网实现了车辆终端的智能管理与网络信息交互，达成车与车、车与路、车与平台服务器、车与人等对话功能。

一个完整的车联网体系，主要构成部件包含车辆车载终端、车联网服务平台、路边单元、本地局域网络、互联网络等，同时在实现车内通信、车外通信、车路通信、车间通信等信息交互时，需要相应的无线通信技术，如CAN／LIN技术、Bluetooth技术、DSRC／WIFI技术、GSM／GPRS／3G／4G技术、红外技术、专用短程通信技术等无线通信技术。由此，车联网系统是集车辆传统功能与高新网络技术的智能化体现。

车联网系统的复杂性决定了必须从多角度、多维度开展测试验证，因此车联网系统测试是一项综合、复杂、专业的工作，OEM需对该系统明确测试内容与测试关注点，做到有重点、有目标的全面强化测试。

2 车联网测试内容与方法

2.1 车联网测试内容

基于OEM角度，车联网系统的主要测试范围包含4部分：车载终端、车联网网页测试、手机APP测试和系统交互功能测试。各部分测试分为功能测试阶段、系统测试阶段、验收测试阶段。

2.1.1 功能测试阶段

功能测试阶段，主要依据功能规范开展正向测试与负面测试。正向功能测试，根据功能规范定义进行所有功能的正确性测试；负面测试，根据功能规范定义对所有的功能进行错误的操作测试。同时对于功能的交互测试，从车辆的实际信号之间的数据交互及车辆的电源操作对车联网功能进行测试。

2.1.2 系统测试阶段

系统测试阶段，首先完成车联网系统功能交互测试，重点要进行车联网系统的性能测试（系统的启动性能、服务器操作性能、高负荷测试）、系统稳定性测试（测试环境变化、服务器异常测试）、兼容性测试（对软件版本兼容、浏览器兼容等）、人机交互测试（用户界面测试、用户可用性测试），同时基于实车测试环境，在车辆的实际状况下测试，满足地标城市要求。

2.1.3 验收测试阶段

验收测试阶段，基于用户角度测试，对功能进行用户角度评估测试，结合用户操作、使用场景、车辆驾驶工况以及前期售后问题反馈，以最终客户视野达成车联网系统的最终功能确认。

2.2 车联网测试方法

车联网的本质就是物联网与移动互联网的融合。车联网是通过整合车、路、人各种信息，最终为人（车内的人及关注车内的人）提供服务的［1］。结合车联网系统特点与OEM测试需求，主要应用的测试方法见图1。

图1 车联网测试方法

①从功能需求的实现与用户应用角度出发，需要进行功能、验收测试。②从验证系统实现的稳定性、可靠性、兼容性等角度出发，需要进行性能测试。③考虑系统的防护能力，测试系统在处理非授权的内部、外部访问、非法入侵、故意损坏时的屏蔽处理机制，需要进行安全测试。④结合整车开发周期，在不同阶段需对车联网系统开展部件测试、系统测试、实车测试。⑤从被测对象的特性及运行状况，可选择白盒测试［2］、黑盒测试［3］、静态测试、动态测试等。

3 车联网测试流程

车联网系统基本测试流程见图2。在相应测试需求输入后，需开展测试需求分析、测试策略设计、测试计划制定、测试用例设计／测试环境搭建、测试实施、测试结果评估、测试问题的监控与回归测试。

图2 车联网测试流程

车联网测试流程中，测试策略的设计是测试执行前期的关键工作。测试设计人员基于输入的测试需求，通过对功能逻辑分析、功能特性分析、场景分析、优先级分析等设计测试用例，确定测试方法，构建测试环境，由测试人员依据测试用例，应用相应的测试方法在特定的测试环境下开展测试工作。

4 车联网测试案例

4.1 车联网系统介绍

车联网系统由车载影音系统、T-BOX模块、运营商网络、T服务后台系统组成。车载影音系统，实现信息娱乐应用及导航应用；T-BOX模块为集成在车载系统内部的单独模块，T-BOX模块与车辆内部CAN子网连接，同时集成GPS通信模块、无线通信模块，采用贴片式SIM卡接入中国联通3G网络；运营商网络提供互联网接入功能的公共网络服务；T服务后台系统，为中国联通搭建的服务平台，并接入第三方机构（如E-Call），T服务后台通过网络接口提供各种T服务。其系统概览见图3。

图3 车联网系统概览

4.2 车联网系统数据传输

以车载终端为参照点，车联网数据流主要分为车内网数据流、车外网数据流两部分。车内网数据通过CAN总线实现与其它控制器模块的信息交流；车外网基于NGTP协议［4］，以请求、响应服务的形式与T服务器平台进行数据的交互传输。数据流转示意见图4。

图4 数据流转示意图

车联网功能的实现，依赖于可靠的数据传输与信息交互，按照数据传输的方向可主要归纳为以下3种。

1）单向上行传输本地车辆CAN总线数据信息、GPS信息及其它相关数据信息采集，上传至T服务平台，以便实现对车辆状态监控及需求信息采集。如：车辆位置信息、车辆状态信息、语音POI检索等。

2）单向下行传输T服务平台推送至终端车辆的数据信息，实现终端获取外部网络信息。如：天气预报、在线新闻、保养提醒等。

3）双向交互传输由车辆终端发起请求，T服务平台根据请求信息到数据库调用相关数据，必要时需转入第三方机构，调取数据并对数据进行加工处理，最后反馈给车辆终端。

4.3 车联网系统测试

4.3.1 测试用例设计

测试核心工作之一为测试用例设计［5］。用例设计前需收集测试输入文档，包含系统方案、功能定义文档、总线拓扑文档、通信矩阵、DBC文件、车辆终端与T服务平台通信协议等，通过对功能需求、特性分析，场景分析，测试优先级分析，生成测试策略，然后设计测试用例。

4.3.2 测试方法与环境

考虑车联网系统的特点与复杂性，采用静态测试与动态测试相结合的方式，分别基于试验室台架环境和实车道路环境进行测试验证。

车载终端为真实控制器，外接GPS天线、3G天线，其余相关车内控制器信息采用CANoe进行模拟，构建试验室台架静态测试环境，主要实现车辆终端本地功能、车内网控制器间交互，车辆数据相关功能及极端状况下的测试。实车道路测试，需携带独立的导航设备、GPS定位设备、联通3G手机等辅助设备，同步开展车辆实时信息比对，主要实现基于位置（GPS）的信息服务和实时交通、远程控制测试，不同路况下的无线通信功能的可靠性、稳定性、时效性测试等。

4.3.3 测试内容实施

车联网测试实施主要工作包含测试用例执行、测试数据信息采集记录、借助测试工具及log文件对问题原因分析及定位、测试结果发布、缺陷跟踪与回归测试。问题原因分析及定位是测试内容实施的核心工作之一，车联网功能的实现依赖于数据在多个环节中的流转，测试问题的原因归于哪个环节的判定尤为重要，同时这也是车联网测试的难点与关键，详细明确的问题定位利于问题的快速整改与解决，故在车联网测试中，对采集的数据信息有效准确分析至关重要。

4.3.4 测试结果及评价

本车联网项目成功测试完成，由于车联网系统的特殊性，对测试结果进行总结与分析，可发现其测试问题与互联网络紧密相关。

车载终端常见问题为功能实现错误、重启、死机、车载数据上传失败等；网络通信常见问题如GPS无信号、通信网络无信号、网络超时严重、数据丢失、信号错误等。导致以上问题的常见原因如路况原因（如建筑物遮挡）、通信模块性能（如长时间工作后性能下降）、通信网络覆盖盲区（山区）、信号漫游临界区域（城市边界）等。

车联网应用服务常见问题如车辆位置信息与实际不符，酒店、餐饮、票务预订失败，信息服务如天气信息无法获取，驾驶数据或第三方数据偏差严重，网络超时等问题。导致以上问题的原因较多，如应用服务功能本身无法实现／第三方数据整合丢失、数据融合或算法错误、系统性能低、服务数据分发错误、网络原因等。

以上总结的一些典型常见问题一般涉及多节点、夹杂环境影响、场景因素，其数据流转复杂且原因排查比较困难，同时为车联网系统测试提出了更高的要求。

5 结论

继互联网、物联网之后，车联网已成为未来智慧城市的另一个标志［6］。车联网是物联网技术在智能交通上的重大应用，其快速发展与车联网服务功能的持续普及应用，将会彻底改变人们对传统车辆的思维认知，为出行和生活方式提供更多的便捷。同时，车联网各项关键技术及测试技术还需要进一步研究和完善，本文结合具体的车联网测试项目案例分享了车联网测试方法、流程、经验等，对车联网测试工作具有借鉴和指导意义。

［1］吴腾奇.车联网发展现状分析及展望［J］.汽车工业研究，2016（4）：12-13.

［2］柳纯录，黄子河，陈渌萍.软件评测师教程［M］.清华大学出版社，2005.

［3］周伟明.软件测试实践［M］.北京：电子工业出版社，2008.

［4］NGTP 2.0 Compendium Version 1.0［Z］.2010.

［5］李志涛.功能测试用例设计的研究与分析［J］.汽车电器，2015（12）：58-59.

［6］姚卫红，黄小远，方仁孝.基于车联网应用的云平台任务调度算法［J］.计算机仿真，2014，31（10）：165-169.

［7］杨南，康荣保.车联网安全威胁分析及防护思路［J］.通信技术，2015，12（48）：1 421-1 422.

［8］宋伟，高李明，张凌露.车联网技术在商用车上的应用［J］.汽车电器，2014（9）：1-2.

［9］甘文维.车联网-未来城市个人交通的美好愿景［J］.信息化建设，2010（6）：26.

（编辑 心翔）

Research and Analysis of Telematics Test

LI Zhi-tao

（R&D Center of Great Wall Motor Company，Baoding 071000，China）

This article explains the concept and system structure of telematics，and also introduces the test process，method，content and useful experience in combination with practices.

telematics；onboard terminal；wireless communication；function test

U463.6

A

1003－8639（2017）02－0011－03

2016-07-08

李志涛（1983-），男，主要工作方向为汽车总线测试与车辆电器功能测试。