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使用Python编写测试脚本

python 来源：互联网 作者：佚名 发布时间：2025-02-23 09:11:13 人浏览
摘要

1. 工具库简介 1.1 python-can 定位：通用的 CAN 总线通信库，支持多种硬件接口（SocketCAN、PCAN、Kvaser 等）。 核心功能： 连接物理 CAN 设备或虚拟接口。 发送/接收 CAN 报文（标准帧、扩展帧）。

1. 工具库简介

1.1 python-can

定位：通用的 CAN 总线通信库，支持多种硬件接口（SocketCAN、PCAN、Kvaser 等）。

核心功能：

连接物理 CAN 设备或虚拟接口。

发送/接收 CAN 报文（标准帧、扩展帧）。

支持 CAN FD（灵活数据速率）。

适用场景：快速搭建 CAN 通信原型，兼容性强。

1.2 canard（CAN 协议栈）

定位：专注于 UDS（ISO 14229） 和 J1939 等高层协议解析的库。

核心功能：

解析 DBC 文件，自动化生成信号值。

支持 UDS 诊断服务（如 0x22 读数据、0x2E 写数据）。

处理多帧传输（如 ISO-TP 协议）。

适用场景：需要与 ECU 进行诊断交互的自动化测试。

2. 环境准备

2.1 安装库

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# 安装通用 CAN 库

pip install python-can

 

# 安装 canard（UDS 协议支持）

pip install canard

2.2 硬件准备

物理设备：PCAN-USB、Kvaser、Vector 设备（需安装对应驱动）。

虚拟测试：使用 socketcan（Linux 虚拟 CAN 接口）或 CANoe 模拟总线。

3. 核心功能实现示例

3.1 使用 python-can 收发 CAN 报文

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import can

 

# 连接 CAN 接口（以 socketcan 为例）

bus = can.interface.Bus(channel='vcan0', bustype='socketcan')

 

# 发送单帧数据

msg = can.Message(

    arbitration_id=0x123,  # CAN ID

    data=[0x01, 0x02, 0x03, 0x04],

    is_extended_id=False    # 标准帧

)

bus.send(msg)

 

# 接收数据

for msg in bus:

    print(f"Received: ID={hex(msg.arbitration_id)}, Data={msg.data}")

 

# 关闭连接

bus.shutdown()

3.2 使用 canard 解析 DBC 文件

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from canard import Canard

from canard.hw import socketcan

 

# 加载 DBC 文件

dbc = Canard()

dbc.load_dbc('vehicle.dbc')

 

# 创建虚拟 CAN 接口

dev = socketcan.SocketCanDev('vcan0')

dev.start()

 

# 解析接收到的报文

def on_message(msg):

    decoded = dbc.decode_message(msg.arbitration_id, msg.data)

    print(f"信号值: {decoded}")

 

dev.add_listener(on_message)

3.3 实现 UDS 诊断服务（基于 canard）

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from canard.proto.uds import UdsClient

 

# 创建 UDS 客户端

uds = UdsClient(transport=can.Bus(bustype='socketcan', channel='vcan0'))

 

# 发送诊断请求：读取 ECU 序列号（服务 0x22，参数 0xF189）

response = uds.request([0x22, 0xF1, 0x89])

if response:

    print(f"ECU 序列号: {bytes(response.data[2:]).decode()}")

else:

    print("请求超时")

4. 自动化测试脚本设计

4.1 测试场景示例：车门状态验证

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def test_door_status():

    bus = can.interface.Bus(channel='vcan0', bustype='socketcan')

     

    # 发送车门控制命令（ID=0x200，数据=[0x01] 表示开门）

    bus.send(can.Message(arbitration_id=0x200, data=[0x01]))

     

    # 等待并验证车门状态反馈（预期 ID=0x201，数据[0]=0x01）

    for msg in bus:

        if msg.arbitration_id == 0x201:

            assert msg.data[0] == 0x01, "车门未正确打开"

            break

    bus.shutdown()

4.2 集成测试框架（如 pytest）

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import pytest

 

@pytest.fixture

def can_bus():

    bus = can.interface.Bus(channel='vcan0', bustype='socketcan')

    yield bus

    bus.shutdown()

 

def test_engine_rpm(can_bus):

    # 发送转速请求命令

    can_bus.send(can.Message(arbitration_id=0x700, data=[0x03]))

     

    # 验证响应是否在合理范围（如 800-5000 RPM）

    for msg in can_bus:

        if msg.arbitration_id == 0x701:

            rpm = int.from_bytes(msg.data[2:4], byteorder='big')

            assert 800 <= rpm <= 5000, "转速异常"

            break

5. 高级应用技巧

5.1 CAN FD 支持

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# 使用 python-can 发送 CAN FD 报文

msg = can.Message(

    arbitration_id=0x123,

    data=[i % 256 for i in range(64)],  # 64 字节数据

    is_fd=True,

    bitrate_switch=True  # 启用比特率切换

)

bus.send(msg)

5.2 与 HIL 系统集成

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# 连接 Vector 硬件（需安装 XL Driver）

bus = can.interface.Bus(

    bustype='vector',

    channel=1,

    app_name='Python_HIL_Test'

)

 

# 发送同步周期性报文

task = bus.send_periodic(msgs=[msg1, msg2], period=0.1)

task.stop()  # 停止发送

5.3 自动化测试报告生成

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# 使用 pytest-html 生成测试报告

pytest.main(["--html=report.html"])

6. 常见问题与调试

6.1 硬件连接失败

现象：CanError: Error sending message

解决：

检查设备驱动是否安装（如 PCAN 需安装 PCAN-Basic API）。

确认通道权限（Linux 需 sudo ip link set vcan0 up）。

6.2 DBC 解析错误

现象：KeyError: 'Unknown frame ID'

解决：确保 DBC 文件中包含目标 CAN ID 的定义。

6.3 多帧传输处理

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# 使用 canard 处理 ISO-TP 多帧传输

from canard.proto.iso_tp import IsoTpTransport

 

tp = IsoTpTransport(can_bus, tx_id=0x7E0, rx_id=0x7E8)

data = tp.recv()  # 接收长数据（自动重组）

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