LIN總線通信的汽車組合開關測試解決方案

虹科車輛網絡事業部 羅偉光

LIN（Local Interconnect Network的英文縮寫，含義為局部互聯網絡）總線是一種低成本的串行通信網絡，用于實現汽車上的分布式電子系統控制。LIN總線的目標是為現有汽車網絡（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絡。在不需要CAN總線的帶寬和多功能的場合，比如車門控制器與車窗身升降電動機之間的通信使用LIN總線可大大節省成本。因此，LIN總線在汽車上主要應用于空調、照明、刮水器等車身系統，尤其是在組合開關上的應用比較廣泛。

1 Baby-LIN-RM-Ⅲ功能概述

Baby-LIN-RM-Ⅲ是一款LIN總線節點仿真控制工具，可以擴展CAN FD/CAN總線功能，帶有8路數字量輸入和6路數字量輸出；可以同時仿真多個LIN節點；另外也具有響應速度快的特點，可以滿足汽車行業對于測試效率方面的要求。

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LIN節點來使用。這就為系統提供了2種測試可能：在研發階段，可以通過與電腦連接以查看被測設備的通信情況；在生產階段，可以配置好之后，直接集成到自動化測試系統中，通過IO和PLC連接，實現全自動化測試。

2 汽車組合開關測試系統的架構

汽車組合開關測試系統的架構如圖1所示，具體包括LIN總線組合開關、電源模塊、LIN總線仿真測試設備、上位機及PLC系統等。

圖1 汽車組合開關測試系統架構

（1）LIN總線組合開關。LIN總線組合開關可以是任何LIN總線通信的開關，由于Baby-LIN-RM-Ⅲ可以擴展CAN總線功能，因此也可以是CAN總線通信的開關。

（2）電源模塊。要求其能輸出12 V和24 V，如果是全自動化測試，建議使用程控電源。

（3）LIN總線仿真測試設備。LIN總線仿真測試設備優先選擇Baby-LIN-RM-Ⅲ，如果有其他類似功能的產品也可以選擇，不過通過以往的測試，部分價格便宜的產品性能并不是太穩定，且響應時間比較長。

（4）上位機。上位機是指Windows系統的電腦。

（5）PLC系統。建議直接選帶顯示屏及可連接打標機的PLC一體機。

根據實際的測試需求，可以配置為半自動化測試系統和全自動化測試系統。

半自動化測試系統主要用于量產之前的調試和測試，可以生成詳細的測試報告。其測試過程如下：根據LIN總線組合開關的通信規范配置生成配置文件并下載到LIN總線仿真測試設備Baby-LIN-RM-Ⅲ中；測試時，根據配置將開關的狀態等信息反饋到上位機上顯示，上位機中將狀態與編寫好的測試要求進行對比，輸出測試結果，實時對比，并可生成測試報告并打印。

全自動化測試系統用于量產之后的出廠前功能檢測，檢測通過可自動打印條碼。其測試過程如下：根據LIN總線組合開關的通信規范配置生成配置文件并下載到LIN總線仿真測試設備Baby-LIN-RM-Ⅲ中；測試時，根據配置將開關的狀態等信息通過數字IO反饋到PLC系統，PLC系統反饋的狀態與編寫好的測試要求進行對比，輸出測試結果，成功則打印對應條碼。

在該系統中，PLC和上位機軟件方面都是比較成熟的技術，所以后文中不再贅述，主要看一些LIN總線通信部分、報文信號定義，以及如何將LIN信號轉換為IO信號。

3 LIN通信配置

3.1 LDF文件

測試LIN通信組合開關的一個前提是需要LIN通信規范或LDF（LIN DESCRIPTION FILE）文件，LDF文件里面定義了LIN總線的波特率、LIN總線的主從節點、LIN通信的報文、信號、調度表、信號解碼等內容。圖2所示為一個LDF文件中關于信號的定義。

圖2 LDF文件中的信號定義（截屏）

3.2 配置LIN信號和數字IO

在本測試系統中一個重點就是將LIN信號和數字IO關聯起來。通過Baby-LIN-RM-Ⅲ配套的軟件LINWorks中的SessionConf來配置，首先是設置需要仿真的節點，接著根據測試要求設置各個信號的初始值，然后在事件中配置LIN通信開關各個狀態對應的LIN信號與數字量輸出之間的關系。Baby-LIN-RM-Ⅲ具有6路數字量輸出通道，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關一般不超過20個，完全能夠滿足測試的要求。

由圖3可知，整個配置過程只需要點鼠標即可，不需要經過復雜的編程即可完成配置，非常易于操作。

圖3 配置開關對應的LIN信號與數字輸出（截屏）

4 測試的實現

4.1 半自動化測試的實現

半自動化測試是通過PC端軟件來是實現的，圖4所示為基于開關開發的圖形面板，按下對應的開關就會高亮度顯示，從而實時確定開關是否正常。

圖4 基于開關開發的圖形面板（截屏）

4.2 全自動化測試的實現

全自動化測試主要通過配置好PLC系統來實現，PLC的應用已經非常成熟，這里不再贅述。圖5所示為全自動測試系統中Baby-LIN-RM-Ⅲ的安裝位置。

圖5 全自動測試系統中Baby-LIN-RM-Ⅲ的安裝位置

5 結語

基于Baby-LIN-RM-Ⅲ這個LIN節點仿真模塊設計的LIN通信汽車組合開關測試系統，不僅能很好地完成汽車組合開關功能的檢測，而且比一般包含電腦等上位機的檢測系統更方便、快捷。此外還具有以下優點。

（1）模塊化設計。被測設備、通信控制模塊、結果顯示和輸出模塊都各自獨立，可根據不同的被測設備和不同的測試要求，選擇相應的顯示或輸出方式。

（2）性能穩定。核心通信模塊Baby-LIN-RM-Ⅲ具有性能穩定、響應速度快等特點，不同的被測設備，只需要根據協議配置即可，而不需要很復雜的編程。

（3）輸出方式。可以基于多種編程環境，C++、C#、Labview編寫上位機軟件實現半自動化測試；也可以通過IO形式輸出到PLC，實現更復雜的全自動化測試。