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摘 要 ：提出了一种基于Keyword Protocol 2000 (KWP2000) 的汽车静态测试仪调试方法,开发了相应的调试系统.搭建了该系统的硬件,并基于VC++平台开发了该系统的软件.整个调试系统实现了对汽车车载电子控制单元（Electronic Control Unit,ECU）的K总线通信数据模拟,可用于汽车测试仪测试程序的调试.该系统可方便灵活地设置汽车ECU 中的状态数据和故障码,弥补实车调试的不足,并节省大量人力、物力、时间资源.试验结果表明,该方法可行、高效且实用.
关 键 词 ：K总线；汽车静态测试；数据通信；调试系统
中图分类号：U466文献标文献标志码：A文献标DOI：10.3969/j.issn.2095-1469.2012.02.005
Efficient Debugging of Static Vehicle Tester Based on K Line
Wang Mingfei1,Lu Tongli1,Wang Tianjun2
（1.Institute of Automotive Engineering,Shanghai Jiaotong University, Shanghai 200240,China；
2.Shanghai General Motors Co., Ltd, Shanghai 201201,China）
Abstract：A debugging method of static vehicle tester was proposed based on Keyword Protocol 2000 (KWP2000). The debugging system including the hardware and software was also built. The software of the system was developed based on VC++ platform. This system can be used to simulate K line munication of vehicle ECUs and debug the vehicle testing program. It is convenient to set status data and diagnostic trouble codes in vehicle ECUs by this debugging system, which can make up the drawbacks of the real car test when debugging the testing program and save a lot of manpower, material and time resources. The experimental results show the feasibility and efficiency of the method.
Keywords：K line；static vehicle test；data munication；debugging system
汽车静态测试是利用测试仪通过OBDII接口与汽车电子控制单元（Electronic ,Control ,Unit,ECU）的诊断系统进行交互式通讯,从而获取汽车各个控制单元的状态数据和故障信息.在此过程中,测试仪可以控制汽车各部件的工作和设定其运行状态.此外,测试仪还具有元件测试、读取数据流、匹配标定、代码升级等功能.汽车静态测试[1]是对实车进行离线测试,是对汽车动态测试[2]的简化.目前其测试仪程序的调试工作也都是在实车上进行的.
KWP2000诊断协议是由国际标准化组织下的车载电气电子设备分委员会制定的,是目前相对比较完善,被广泛应用的一种诊断协议[1].
现在世界上各大汽车制造商,在总装线终端检测时都要使用测试仪对汽车进行静态测试和动态测试.而测试仪程序的调试工作却是在实车上进行.这种调试方法存在以下几个缺陷：（1）汽车运行达到期望状态所用时间长.（2）故障码设置不方便,甚至有时为了获得故障码,需在实车上设置实际的物理故障.（3）需要大量的车辆和人员的参与.在生产实际中以上几个缺陷使汽车测试仪的测试程序调试过程十分繁琐且成本高.
为解决生产实际中测试仪调试存在的这些问题,基于上述背景,本文通过对KWP2000通信协议和汽车静态测试通信数据的研究,融合汽车诊断技术和计算机仿真技术,开发了一套汽车静态测试仪程序调试系统（以下简称“调试系统”）,率先实现了测试仪与汽车K总线通信数据模拟,使测试程序调试的效率大大提高,具有较高的实用价值和实际意义.
1.原理分析
1.1调试系统功能
在调试过程中,测试系统向调试系统发送请求消息,调试系统根据请求消息（输入）解析出响应消息（输出）反馈给测试系统,并按照请求消息对数据库中的数据进行动态修改；调试系统使用者在软件界面上操作,对调试系统发送控制消息,调试系统根据使用者的控制输入改变程序数据库中的数据,实现对驾驶员操作和故障码生成的模拟.调试系统原理图如图1所示.
1.2 KWP2000分析
KWP2000根据开放系统互连（Open ,Systems ,
Interconnection,OSI）的7层基本参考模型,从整体结构上将通信系统分为3层：（1）应用层（第7层,由ISO14230-3描述）.（2）数据链路层（第2层,由ISO14230-2描述）.（3）物理层（第1层,由ISO14230-1描述）.
以某采用KWP2000通信的车型为研究对象,该车通信协议规定的报文结构格式见表1[3].可以按照协议规定解析请求消息并给出符合报文结构规定的响应消息.
1.3 调试原理
在分析KWP2000规定的数据结构的基础上,利用英特佩斯电子控制系统公司的NeoVI ,FIRE通信硬件[4]和PC机（含USB接口）组成通信调试系统,可实现KWP2000协议通信的物理层和数据链路层.在应用层上设计软件系统实现逻辑判断和运算功能,就能实现汽车ECU的测试通信模拟.其中,整个系统开发的工作重点是软件系统设计,即建立软件模型与逻辑实现.软件设计的重点是在逻辑上实现按照协议解析请求消息和控制消息,即解析模块设计.
依据NeoVI ,FIRE的数据结构和应用函数[4]设计了：（1）通信接口模块,实现了搭载报文消息的结构体数组的收发.（2）解析模块流程的第1、2、5、6步,实现报文消息与结构体数组格式转换收发.
按照该车型的KWP2000协议规定[3]和调试系统功能分析设计了：（1）解析模块流程的3、4步,实现请求和控制消息解析与响应.（2）数据库模块,模拟汽车ECU数据.（3）系统主体,调用各模块功能以实现主功能.
按照调试过程中的具体操作需要,设计了设置、显示等模块.
2.硬件组成设计
采用NeoVI ,FIRE通信硬件[4]做二次开发,搭建调试系统物理通信线路.硬件系统组成和连接如图2所示.
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3.软件设计与开发
3.1软件系统结构设计
整个软件系统的开发采用VC++/ ,MFC平台.软件系统功能由模块化设计实现――对话框模块、接口模块、解析模块、数据库以及系统主体；
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