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基于CANoe MQTT节点仿真的T-Box远程功能自动化测试

背景



在之前一篇《T-Box功能自动化测试方案》的案例分享中,我们介绍了一种利用安卓系统的控制交互指令,实现T-Box和手机端交互功能的自动化测试方案。但是在项目开发前期,由于T-Box、TSP后台、App可能由不同的厂家负责开发,每个产品开发的进度和完整度是不一致的。所以为了更早的对T-Box的功能进行自动化测试和验证,如果T-Box与TSP后台的通信使用了MQTT协议,则可以利用MQTT协议的特点,通过CANoe仿真另外一个Client,实现CANoe、Broker和T-Box之间的信息交互。


MQTT通信模型


MQTT(Message Queuing Telemetry Transport,消息队列遥测传输协议)是IBM在1999年发布的一种基于发布/订阅(Publish/Subscribe)模式的"轻量级"通讯协议。该协议可用极少的代码和有限的带宽,为连接远程设备提供实时可靠的消息服务。作为一种低开销、低带宽占用的即时通讯协议,MQTT在物联网等领域有很广泛的应用。

MQTT也是一种基于客户端-服务器的发布/订阅消息协议,包含发布者(Publisher)、代理(Broker)、订阅者(Subscriber)三个角色。发布者和订阅者之间没有直接的连接,需要通过Broker进行消息的存储和转发,而Broker又通过主题(Topic)进行消息的发送和接收。

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图1 MQTT通信模型



一个典型的MQTT消息通信流程




CANoe CFS介绍和配置



CANoe的连接特性服务(Connectivity Features Service)主要用于物联网或工业领域支持MQTT协议的设备,CANoe将这些设备抽象成分布式对象(Distributed Objects),通过本地网络(Local Network)或云端代理服务器实现各客户端之间的通信。同时CANoe 15.0版本新增了一种新的通信方式,让代理(Broker)在CANoe中运行来实现通信,从而实现一些故障注入的测试。

本文主要以本地网络的形式对MQTT的仿真和测试进行介绍,其中发布者和订阅者通过CANoe仿真实现,Broker可使用真实的服务器,或者在本地电脑搭建测试用Broker,将Broker地址(需使用外网的IP或域名)和端口配置到TBox中。

Broker搭建完成后,在CANoe的Options设置窗口中配置Broker的IP地址和端口(MQTT功能仅在连接CANoe license时可用),示例如图2所示: 

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图2 CANoe MQTT配置界面



MQTT环境配置



在仿真MQTT Client之前,需要在CANoe的Communication Setup环境中手动创建Distributed Objects的接口(Interfaces)和对象(Objects),或者通过vCDL文件,创建MQTT的数据库。

手动创建MQTT数据库流程如下:


创建vCDL数据库的流程如下:

vCDL导入成功以后,可查看定义属性及参数,如图3所示:

 

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图3 MQTT模型编辑界面


使用vCDL创建MQTT数据库的示例如图4所示:

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图4 MQTT vCDL数据库开发界面



测试介绍



通过上面的配置,下面以远程解闭锁控制测试为例,为大家介绍下测试执行过程:

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图5 T-Box测试环境


测试环境如图5所示,由于此测试方案CANoe是调用测试电脑的网卡与Broker进行通信,所以需要测试电脑可连接外网。

当CANoe运行时,会自动连接到Broker。测试数据流如下:


测试交互的数据如图6所示:

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图6 CANoe MQTT数据监控窗口


总结



本方案利用MQTT协议的技术特点,无需TSP提供额外的API接口,即可实现T-Box 远程功能的自动化测试,可以在项目早期完成对T-Box的功能验证。根据不同的技术特点,北汇信息已实现在线测试、离线分析等不同的T-Box自动化测试的方案,欢迎大家进一步沟通交流。


注:文中部分图片来源于Vector。