1.背景

在之前一篇《T-Box功能自動化測試方案》的案例分享中，我們介紹了一種利用安卓系統的控制交互指令，實現T-Box和手機端交互功能的自動化測試方案。但是在項目開發前期，由于T-Box、TSP后臺、App可能由不同的廠家負責開發，每個產品開發的進度和完整度是不一致的。所以為了更早的對T-Box的功能進行自動化測試和驗證，如果T-Box與TSP后臺的通信使用了MQTT協議，則可以利用MQTT協議的特點，通過CANoe仿真另外一個Client，實現CANoe、Broker和T-Box之間的信息交互。

MQTT通信模型

MQTT（Message Queuing Telemetry Transport，消息隊列遙測傳輸協議）是IBM在1999年發布的一種基于發布/訂閱（Publish/Subscribe）模式的"輕量級"通訊協議。該協議可用極少的代碼和有限的帶寬，為連接遠程設備提供實時可靠的消息服務。作為一種低開銷、低帶寬占用的即時通訊協議，MQTT在物聯網等領域有很廣泛的應用。

MQTT也是一種基于客戶端-服務器的發布/訂閱消息協議，包含發布者（Publisher）、代理（Broker）、訂閱者（Subscriber）三個角色。發布者和訂閱者之間沒有直接的連接，需要通過Broker進行消息的存儲和轉發，而Broker又通過主題（Topic）進行消息的發送和接收。

圖1 MQTT通信模型

一個典型的MQTT消息通信流程如圖1所示：

1)發布者（Publisher）連接到Broker；

2)訂閱者（Subscribers）連接到Broker，并訂閱主題“vehiclespeed”；

3)發布者（Publisher）發送給Broker一條消息，主題為“vehiclespeed”；

4) Broker收到Publisher的消息后，發現Subscriber訂閱了“vehiclespeed”主題，然后將消息轉發給Subscriber；

5)訂閱者（Subscribers）從Broker接收發布者（Publisher）發送的消息。

2. CANoe CFS介紹和配置

CANoe的連接特性服務（Connectivity Features Service）主要用于物聯網或工業領域支持MQTT協議的設備，CANoe將這些設備抽象成分布式對象（Distributed Objects），通過本地網絡（Local Network）或云端代理服務器實現各客戶端之間的通信。同時CANoe 15.0版本新增了一種新的通信方式，讓代理（Broker）在CANoe中運行來實現通信，從而實現一些故障注入的測試。

本文主要以本地網絡的形式對MQTT的仿真和測試進行介紹，其中發布者和訂閱者通過CANoe仿真實現，Broker可使用真實的服務器，或者在本地電腦搭建測試用Broker，將Broker地址（需使用外網的IP或域名）和端口配置到TBox中。

Broker搭建完成后，在CANoe的Options設置窗口中配置Broker的IP地址和端口（MQTT功能僅在連接CANoe license時可用），示例如圖2所示：

圖2 CANoe MQTT配置界面

3. MQTT環境配置

在仿真MQTT Client之前，需要在CANoe的Communication Setup環境中手動創建Distributed Objects的接口（Interfaces）和對象（Objects），或者通過vCDL文件，創建MQTT的數據庫。

手動創建MQTT數據庫流程如下：

1) 創建需要的通信接口；

2) 選擇Objects，創建需要通信的對象；

3) 為每個對象創建對應的數據；

4) 選擇創建的Data數據，在右側MQTT配置窗口中配置其屬性值。

創建vCDL數據庫的流程如下：

1) 打開 “Open vCDL Editor”；

2) 創建MQTT的接口、對象和數據；

3) 定義MQTT的屬性值；

4) 選擇import Data Source導入創建好的vCDL文件。

vCDL導入成功以后，可查看定義屬性及參數，如圖3所示：

圖3 MQTT模型編輯界面

使用vCDL創建MQTT數據庫的示例如圖4所示：

圖4 MQTT vCDL數據庫開發界面

4.測試介紹

通過上面的配置，下面以遠程解閉鎖控制測試為例，為大家介紹下測試執行過程：

圖5 T-Box測試環境

測試環境如圖5所示，由于此測試方案CANoe是調用測試電腦的網卡與Broker進行通信，所以需要測試電腦可連接外網。

當CANoe運行時，會自動連接到Broker。測試數據流如下：

1) CANoe（Publisher）首先仿真TSP發送遠程解鎖請求給Broker；

2) Broker根據Topic，自動轉發該請求給T-Box（Subscriber）。T-Box收到該遠程請求后，通過CAN或Ethernet將遠程解鎖請求發送至車內節點；

3) CANoe仿真車內節點反饋遠程解鎖成功的應答；

4) 收到遠程解鎖成功應答后，T-Box（Publisher）把遠程解鎖執行結果上傳至Broker，Broker根據Topic，自動轉發該請求給CANoe（Subscriber）。

測試交互的數據如圖6所示：

圖6 CANoe MQTT數據監控窗口

5.總結

本方案利用MQTT協議的技術特點，無需TSP提供額外的API接口，即可實現T-Box遠程功能的自動化測試，可以在項目早期完成對T-Box的功能驗證。根據不同的技術特點，北匯信息已實現在線測試、離線分析等不同的T-Box自動化測試的方案，歡迎大家進一步溝通交流。

注：文中部分圖片來源于Vector。