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系統識別號 U0002-2006201813493600
中文論文名稱 車用電子環境試驗自動化應用
英文論文名稱 Environment Test Automation Apply to Automotive Electronic Devices
校院名稱 淡江大學
系所名稱(中) 電機工程學系碩士在職專班
系所名稱(英) Department of Electrical Engineering
學年度 106
學期 2
出版年 107
研究生中文姓名 馬祥恩
研究生英文姓名 Hsiang-En Ma
學號 705440013
學位類別 碩士
語文別 中文
口試日期 2018-06-07
論文頁數 91頁
口試委員 指導教授-劉寅春
委員-江東昇
委員-邱謙松
中文關鍵字 環境試驗  設計驗證  車用電子 
英文關鍵字 Environment Test  Design Verification  Automotive Electronic 
學科別分類 學科別應用科學電機及電子
中文摘要 車用電子產品在設計驗證需具備的實驗室能量與試驗成本高過於消費性電子產品,本論文將探討藉由開發一套自動測試模組,實現車用電子產品環境試驗自動化測試應用,藉此降低試驗人力成本。車用電子產品作業系統屬於封閉式的架構,市面上並無第三方的軟硬體可以滿足自動化測試,因此利用車用電子產品所具備的CAN Bus與RS-232通訊介面以及恆溫恆濕機所支援的 RS-485 通訊介面與工業控制功能。以 Arduino Uno 開發板延伸出硬體通訊界面與 LabVIEW 程式語言部屬軟體應用程式,實現了環境試驗自動化測試。
英文摘要 The test capacity and verification cost in Automotive Electronic Devices are higher than in consumer devices. Current the operating system of automotive electronic device is non-open source and without third-party automated test software. In both Automotive Electronic Devices and Environmental Test Chambers supported the CAN Bus, RS-232, RS-485 communication interfaces of features condition. Use the Arduino Uno micron-controller board and communication interface module to built the Automation Test Module and deployed the application software by LabVIEW for reach the automated environment test.
論文目次 目錄
中文摘要 I
英文摘要 II
目錄 III
圖目錄 VI
表目錄 IX
第一章 緒論 1
1.1 研究背景與動機 1
1.2 研究範圍與限制 1
1.2.1 研究範圍 1
1.2.2 研究限制 2
第二章 名詞釋義 3
2.1 可靠度定義與說明 3
2.2 環境試驗 5
2.2.1 試驗說明 5
2.2.2 試驗項目 6
2.2.3 試驗方法 8
2.2.4 試驗判定標準 9
2.3 車用資訊娛樂系統 10
2.3.1 說明 11
2.3.2 市場重要性 12
2.4 控制器區域網路 13
2.4.1 說明 13
2.4.2 應用 16
第三章 研究方法 17
3.1 開發流程 17
3.2 構思 18
3.2.1 需求發展 18
3.2.2 可行性評估 21
3.3 硬體開發 23
3.3.1 設計構思 23
3.3.2 設計方案 25
3.3.3 系統整合 30
3.4 軟體開發 33
3.4.1 設計構思 33
3.4.2 指令定義 37
3.4.3 韌體開發 38
3.4.4 應用程式開發 47
3.4.5 雲端應用程式開發 65
第四章 研究結果 72
4.1 單元測試 72
4.1.1 CAN Bus通訊界面測試 72
4.1.2 RS-485通訊介面測試 76
4.1.3 雲端應用程式測試 80
4.2 系統測試 84
4.2.1 測試方法 84
4.2.2 測試結果 85
第五章 結論與未來展望 89
5.1 結論 89
5.2 未來展望 89
參考文獻 90


圖目錄
圖 2.1、環境試驗架設圖 9
圖 2.2、CAN Bus匯流排架構圖 14
圖 3.1、開發流程圖 18
圖 3.2、人工測試方法示意圖 21
圖 3.3、系統方塊圖 24
圖 3.4、Arduino Uno R3 實體圖 27
圖 3.5、SeeedStudio CAN Bus Shield實體圖 28
圖 3.6、LC-Tech MAX485實體圖 29
圖 3.7、DC-DC電壓轉換模組實體圖 30
圖 3.8、自動測試模組腳位定義與連接圖 31
圖 3.9、自動測試模組實體圖 33
圖 3.10、軟體運作架構圖 37
圖 3.11、韌體程式流程圖 46
圖 3.12、宣告變數程式碼 48
圖 3.13、設定預設值程式碼 49
圖 3.14、連線與診斷程式碼 (一) 50
圖 3.15、連線與診斷程式碼 (二) 50
圖 3.16、啟動自動測試程式碼 53
圖 3.17、啟動日誌紀錄程式碼 53
圖 3.18、Event Structure - [0] Timeout程式碼 54
圖 3.19、Event Structure - [1] TestID1程式碼 55
圖 3.20、Event Structure - [7] Check Chamber Status程式碼 56
圖 3.21、擷取模組與設備訊息程式碼 57
圖 3.22、檢查設備狀態程式碼 58
圖 3.23、設備異常警報模式程式碼 59
圖 3.24、擷取受測物訊息程式碼 60
圖 3.25、判定試驗結果程式碼 61
圖 3.26、整理試驗資訊與紀錄異常試驗程式碼 62
圖 3.27、Http Get Method程式碼 63
圖 3.28、試驗結束與關閉連接埠程式碼 64
圖 3.29、圖形化人機介面程式碼 65
圖 3.30、雲端應用程式運作架構圖 66
圖 3.31、Google Apps Script 部署程式 71
圖 4.1、CAN Bus單元測試架構圖 73
圖 4.2、CAN Bus測試程式與訊息發送 74
圖 4.3、ICP CON i-7565 H2 CAN Bus轉換器 75
圖 4.4、ICP CON i-7565 H2 CAN Bus轉換器測試工具 76
圖 4.5、RS-485單元測試架構圖 77
圖 4.6、RS-485測試程式碼與發送訊息 78
圖 4.7、KSON KS-2910 RS-485轉換器 79
圖 4.8、RS-485轉換器接收訊息 80
圖 4.9、雲端應用程式單元測試架構圖 81
圖 4.10、Http Get Method測試程式圖形化人機介面 82
圖 4.11、Http Get Method測試程式程式碼 82
圖 4.12、Http Get Method測試程式產生出的查詢字串 83
圖 4.13、Google Spreadsheet資料記錄藉由Http Get傳送的查詢字串 84
圖 4.14、自動測試模組架設方法 85
圖 4.15、應用程式圖形化人機介面 86
圖 4.16、應用程式產出試驗日誌檔案 87
圖 4.17、Google Spreadsheet 紀錄每次測試的試驗摘要 88

表目錄
表 2.1、產品異常判定標準範例 4
表 2.2、ISO16750環境試驗項目(溫度相關試驗) 6
表 2.3、ISO 16750試驗結果判定標準表 10
表 2.4、市場常見的IVI種類與功能 13
表 2.5、CAN Bus 優點表 15
表 3.1、產品功能需求表 19
表 3.2、可行性評估表 21
表 3.3、Arduino Uno R3 規格表 25
表 3.4、SeeedStudio CAN Bus Shield規格表 27
表 3.5、LC-Tech MAX485模組規格 29
表 3.6、需求功能與軟體部署位置對應表 34
參考文獻 [1] 張起明、謝財源、曹志毅、林溪東、翁田山、曾勝滄、林資程、彭健育、彭鴻霖、王宗華、吳孝三、張文貴、李國路、吳文方、謝傑任、郭展銓、羅益藏、高梓木、周光暉、郭成聰、陳明輝,”可靠度工程與管理手冊”,中華民國品質學會,2001年12月。
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[3] ESPEC Chamber Specification, http://www.espec.co.jp/english/products/env-test/ar/
[4] KSON Chamber Specification, http://www.kson.com.tw/chinese/product/hct_uvalue.htm
[5] International Organization for Standardization (ISO) “16750-1:2003: Road Vehicles -- Environmental conditions and testing for electrical and electronic equipment -- Part 1: General”, 2003.
[6] Intel, “In-Vehicle Experiences with Intel® Atom™ Automotive Processors”, https://www.intel.com/content/www/us/en/automotive/in-vehicle-experiences-with-automotive-processors-brief.html
[7] Texas Instruments, “Automotive”, http://processors.wiki.ti.com/index.php/Automotive
[8] Wikipedia, "CAN bus", https://en.wikipedia.org/wiki/CAN_bus
[9] Wikipedia, "V-Model", https://en.wikipedia.org/wiki/V-Model
[10] Arduino, "Arduino Uno R3 Specification", https://store.arduino.cc/usa/arduino-uno-rev3
[11] Wikipedia, "Serial Peripheral Interface Bus", https://en.wikipedia.org/wiki/Serial_Peripheral_Interface_Bus
[12] Seeedstudio, "CAN-BUS Shield V1.2 Specification", http://wiki.seeedstudio.com/CAN-BUS_Shield_V1.2/
[13] LC-Tech, "MAX485 Module Specification", http://www.lctech-inc.com/plus/view.php?aid=131
[14] Maxim Integrated, "MAX485 Specification", https://datasheets.maximintegrated.com/en/ds/MAX1487-MAX491.pdf
[15] Advanced Monolithic System, “AMS117 Datasheet”, http://www.advanced-monolithic.com/pdf/ds1117.pdf
[16] Arduino, "Library", https://www.arduino.cc/en/Reference/Libraries
[17] Seeedstudio, "CAN-BUS Shield V1.2 Library", https://github.com/Seeed-Studio/CAN_BUS_Shield
[18] National Instruments, "LabVIEW", http://www.ni.com/en-us/shop/software-portfolio.html
[19] Google Apps Script, "Spreadsheet Service", https://developers.google.com/apps-script/reference/spreadsheet/
[20] Wikipedia, "URL", https://en.wikipedia.org/wiki/URL
[21] ICPCON, "I-7565-H1/H2 Specification", http://www.icpdas.com/root/product/solutions/industrial_communication/fieldbus/can_bus/converter/i-7565-h1h2.html
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