本發(fā)明屬于數(shù)據(jù)測(cè)試，尤其涉及一種基于碰撞環(huán)境下的車載u盤數(shù)據(jù)傳輸功能測(cè)試系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

1、車載u盤的數(shù)據(jù)傳輸是指u盤在車輛內(nèi)部使用時(shí)，能夠高效穩(wěn)定地進(jìn)行數(shù)據(jù)讀寫操作，其對(duì)車載環(huán)境具有很高的要求。但實(shí)際使用過程中，由于車輛可能會(huì)受到各種碰撞或顛簸，因此車載環(huán)境并非一直平穩(wěn)進(jìn)行的，由此也會(huì)影響u盤在車內(nèi)的數(shù)據(jù)傳輸和運(yùn)行性能。因此如何提高在碰撞環(huán)境下對(duì)車載u盤數(shù)據(jù)傳輸性能進(jìn)行測(cè)試的能力，成為亟待解決的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種基于碰撞環(huán)境下的車載u盤數(shù)據(jù)傳輸功能測(cè)試系統(tǒng)及方法，本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

2、第一方面，本技術(shù)實(shí)施例提供了一種基于碰撞環(huán)境下的車載u盤數(shù)據(jù)傳輸功能測(cè)試系統(tǒng)，包括碰撞環(huán)境仿真模塊、碰撞模擬監(jiān)控模塊、數(shù)據(jù)傳輸分析模塊、數(shù)據(jù)恢復(fù)測(cè)試模塊和網(wǎng)絡(luò)干擾模擬模塊；

3、所述碰撞環(huán)境仿真模塊，基于u盤和車載環(huán)境構(gòu)建碰撞模擬三維模型；

4、所述碰撞模擬監(jiān)控模塊，用于在所述碰撞模擬三維模型中進(jìn)行碰撞模擬并實(shí)時(shí)監(jiān)控和記錄u盤的性能指標(biāo)；

5、所述數(shù)據(jù)傳輸分析模塊，用于分析所述性能指標(biāo)并評(píng)估數(shù)據(jù)傳輸?shù)馁|(zhì)量；所述性能指標(biāo)包括信道容量、誤碼率、丟包率和響應(yīng)延遲率；

6、在所述數(shù)據(jù)傳輸分析模塊中，采用第一傳輸質(zhì)量公式來評(píng)估u盤在模擬碰撞下傳輸數(shù)據(jù)的質(zhì)量，所述第一傳輸質(zhì)量公式表示為：

7、q1＝α·c+β·pe+θ·pl+λ·pt

8、其中，c為信道容量；pe為誤碼率；pl為丟包率；pt為響應(yīng)延遲率；

9、α、β、θ和λ均為指標(biāo)權(quán)重；α+β+θ+λ＝1，且α>0.5；

10、所述數(shù)據(jù)恢復(fù)測(cè)試模塊，用于對(duì)u盤進(jìn)行數(shù)據(jù)恢復(fù)的性能測(cè)試并記錄恢復(fù)指標(biāo)；

11、所述網(wǎng)絡(luò)干擾模擬模塊，用于構(gòu)建擁塞干擾模型并進(jìn)行擁塞干擾模擬，記錄干擾指標(biāo)并評(píng)估u盤在干擾指標(biāo)下的傳輸性能；所述干擾指標(biāo)包括網(wǎng)絡(luò)擁塞和電磁干擾；

12、在所述網(wǎng)絡(luò)干擾模擬模塊中，采用第二傳輸質(zhì)量公式來評(píng)估u盤在干擾指標(biāo)下的傳輸性能，所述第二傳輸質(zhì)量公式表示為：

13、q2＝w1·cbr+w2·tf+w3·fc；

14、其中，cbr表示與網(wǎng)絡(luò)擁塞有關(guān)的信道繁忙率；tf表示與電磁干擾有關(guān)的時(shí)域覆蓋率；fc表示與電磁干擾有關(guān)的頻域覆蓋率；w1、w2和w3均為干擾權(quán)重且w1+w2+w3＝1；

15、fc與tf越低，表示u盤受電磁干擾程度越低。

16、優(yōu)選地，所述碰撞環(huán)境仿真模塊包括數(shù)據(jù)采集單元、環(huán)境建模單元、模擬設(shè)置單元和模型生成單元；

17、所述數(shù)據(jù)采集單元，采集建模數(shù)據(jù)并進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理；

18、所述環(huán)境建模單元，獲取車載環(huán)境信息并結(jié)合建模數(shù)據(jù)確定車內(nèi)u盤位置，以此構(gòu)建碰撞環(huán)境模型；

19、所述模擬設(shè)置單元，設(shè)置模擬碰撞的碰撞參數(shù)，以及獲取車載環(huán)境的物理特性；

20、所述模型生成單元，結(jié)合所述碰撞參數(shù)和所述物理特性并基于所述碰撞環(huán)境模型建立碰撞模擬三維模型；

21、其中，所述碰撞參數(shù)包括車輛質(zhì)量、運(yùn)行速度、車輛碰撞的初始狀態(tài)、碰撞強(qiáng)度和制動(dòng)減速度。

22、優(yōu)選地，所述碰撞模擬監(jiān)控模塊包括碰撞模擬單元、碰撞監(jiān)控單元和數(shù)據(jù)記錄單元；

23、所述碰撞模擬單元，用于根據(jù)所述碰撞模擬三維模型進(jìn)行模擬碰撞試驗(yàn)；

24、所述碰撞監(jiān)控單元，用于實(shí)時(shí)監(jiān)控碰撞過程中的參數(shù)變化以及u盤的性能變化；

25、所述數(shù)據(jù)記錄單元，用于記錄u盤發(fā)生性能變化時(shí)的性能指標(biāo)；

26、其中，進(jìn)行模擬碰撞，具體包括：

27、生成模擬碰撞信號(hào)和模擬控制信號(hào)；

28、根據(jù)所述模擬碰撞信號(hào)執(zhí)行車輛模擬碰撞；

29、根據(jù)所述模擬控制信號(hào)控制執(zhí)行車輛模擬碰撞時(shí)及碰撞后的處理流程；

30、其中，所述處理流程包括：監(jiān)控發(fā)生碰撞時(shí)的車輛并觀察發(fā)生碰撞后u盤的變化情況、記錄u盤性能的變化，以及執(zhí)行車輛的碰撞保護(hù)措施。

31、優(yōu)選地，關(guān)于進(jìn)行模擬碰撞，還包括：將所述模擬碰撞信號(hào)攜帶在報(bào)文中進(jìn)行發(fā)送；

32、在執(zhí)行車輛模擬碰撞之前，還包括：對(duì)所述模擬碰撞信號(hào)進(jìn)行有效性檢驗(yàn)，具體為：

33、在生成所述模擬碰撞信號(hào)的同時(shí)生成碰撞驗(yàn)證信息和報(bào)文生命信號(hào)；

34、將當(dāng)前接收的報(bào)文生命信號(hào)與前次接收的報(bào)文生命信號(hào)進(jìn)行周期性規(guī)律的判斷，當(dāng)報(bào)文生命信號(hào)符合周期性規(guī)律時(shí)，則判斷為有效且輸出第一有效指令；

35、將當(dāng)前接收的碰撞驗(yàn)證信息與前次接收的碰撞驗(yàn)證信息進(jìn)行內(nèi)容一致性的判斷，當(dāng)碰撞驗(yàn)證信息符合內(nèi)容一致性時(shí)，則判斷為有效且輸出第二有效指令；

36、有且僅當(dāng)同時(shí)獲取第一有效指令和第二有效指令時(shí)，判定所述模擬碰撞信號(hào)為有效且執(zhí)行車輛模擬碰撞；

37、在執(zhí)行車輛模擬碰撞之后，還包括：將所述模擬碰撞信號(hào)和所述模擬控制信號(hào)進(jìn)行關(guān)聯(lián)，并依據(jù)所述模擬控制信號(hào)進(jìn)行流程控制。

38、優(yōu)選地，監(jiān)控碰撞過程中的參數(shù)變化和性能變化，具體包括如下內(nèi)容：

39、監(jiān)控車輛碰撞過程：獲取在所述碰撞模擬三維模型中選擇的碰撞類型；獲取碰撞車輛的質(zhì)量以及所需的相對(duì)距離和相對(duì)速度；計(jì)算碰撞動(dòng)能并建立碰撞車輛的運(yùn)動(dòng)矩陣；模擬碰撞過程并監(jiān)控碰撞時(shí)的沖擊力和振動(dòng)情況；

40、監(jiān)控參數(shù)變化：獲取初始狀態(tài)的各部分參數(shù)數(shù)據(jù)；獲取發(fā)生碰撞后的各部分參數(shù)數(shù)據(jù)；計(jì)算碰撞后與初始狀態(tài)時(shí)各部分參數(shù)數(shù)據(jù)的變化情況；

41、監(jiān)控性能變化：獲取u盤初始的性能指標(biāo)數(shù)據(jù)；獲取發(fā)生碰撞后的性能指標(biāo)數(shù)據(jù)；計(jì)算碰撞后與初始狀態(tài)時(shí)性能指標(biāo)數(shù)據(jù)的變化情況；

42、其中，各部分參數(shù)數(shù)據(jù)包括碰撞參數(shù)、建模數(shù)據(jù)、車載環(huán)境信息以及車載環(huán)境的物理特性；所述碰撞類型包括正面碰撞、側(cè)面碰撞和追尾。

43、優(yōu)選地，所述數(shù)據(jù)傳輸分析模塊包括性能指標(biāo)獲取單元、性能指標(biāo)分析單元和傳輸質(zhì)量評(píng)估單元；

44、所述性能指標(biāo)獲取單元，用于獲取所述性能指標(biāo)；

45、所述性能指標(biāo)分析單元，用于對(duì)所述性能指標(biāo)進(jìn)行分析；

46、所述傳輸質(zhì)量評(píng)估單元，用于根據(jù)分析結(jié)果評(píng)估u盤在模擬碰撞下傳輸數(shù)據(jù)的質(zhì)量；

47、其中，對(duì)所述性能指標(biāo)進(jìn)行分析，包括如下內(nèi)容：

48、獲取模擬碰撞后u盤所產(chǎn)生的振動(dòng)力和沖擊力；

49、獲取模擬碰撞前u盤各性能指標(biāo)的初始數(shù)值；

50、獲取模擬碰撞后u盤各性能指標(biāo)的變化數(shù)值；

51、根據(jù)初始數(shù)值和變化數(shù)值計(jì)算各性能指標(biāo)變化量；

52、將振動(dòng)力和沖擊力作為參考因素并分析各性能指標(biāo)的變化情況。

53、優(yōu)選地，在所述第一傳輸質(zhì)量公式中，信道容量c的計(jì)算公式為：

54、c＝f?log2(1+r)；

55、其中，f車載u盤的有用通信帶寬；r為車載u盤的信噪比；

56、響應(yīng)延遲率pt的計(jì)算公式為：pt＝t2-t1/t；

57、其中，t為車載u盤的平均響應(yīng)時(shí)間；t1為碰撞前的響應(yīng)時(shí)間；t2為碰撞后的響應(yīng)時(shí)間。

58、優(yōu)選地，所述數(shù)據(jù)恢復(fù)測(cè)試模塊包括恢復(fù)環(huán)境設(shè)置單元、恢復(fù)數(shù)據(jù)記錄單元和恢復(fù)指標(biāo)分析單元；

59、所述恢復(fù)環(huán)境設(shè)置單元，用于配置數(shù)據(jù)恢復(fù)環(huán)境并選用數(shù)據(jù)恢復(fù)軟件；

60、所述恢復(fù)數(shù)據(jù)記錄單元，用于執(zhí)行數(shù)據(jù)恢復(fù)操作并記錄數(shù)據(jù)恢復(fù)過程中的恢復(fù)指標(biāo)以及數(shù)據(jù)恢復(fù)情況；

61、所述恢復(fù)指標(biāo)分析單元，用于分析所述恢復(fù)指標(biāo)并評(píng)估數(shù)據(jù)恢復(fù)能力；

62、其中，所述恢復(fù)指標(biāo)包括恢復(fù)時(shí)間、恢復(fù)點(diǎn)、恢復(fù)成功率和恢復(fù)速率。

63、優(yōu)選地，所述網(wǎng)絡(luò)干擾模擬模塊包括干擾模型構(gòu)建單元、干擾指標(biāo)記錄單元和干擾分析評(píng)估單元；

64、所述干擾模型構(gòu)建單元，采用網(wǎng)絡(luò)模擬軟件創(chuàng)建擁塞和干擾場(chǎng)景并構(gòu)建擁塞干擾模型；

65、所述干擾指標(biāo)記錄單元，利用所述擁塞干擾模型進(jìn)行干擾模擬并記錄干擾指標(biāo)；

66、所述干擾分析評(píng)估單元，用于分析所述干擾指標(biāo)并評(píng)估u盤在干擾指標(biāo)下的傳輸性能；

67、其中，在所述第二傳輸質(zhì)量公式中，信道繁忙率cbr表示為：

68、n表示觀測(cè)時(shí)隙總數(shù)量；ki表示信道繁忙的觀測(cè)時(shí)隙；觀測(cè)時(shí)隙總數(shù)量n＝觀測(cè)間隔/觀測(cè)時(shí)隙；

69、時(shí)域覆蓋率tf用于表示有用信號(hào)與電磁干擾信號(hào)在時(shí)域上的重合情況，其公式表示為：

70、

71、其中，tg為有用信號(hào)接收時(shí)間區(qū)間；ti為電磁干擾信號(hào)發(fā)射時(shí)間區(qū)間；

72、頻域覆蓋率fc用于表示有用信號(hào)與電磁干擾信號(hào)在頻域上的重合情況，其公式表示為：

73、

74、其中，fgm為有用信號(hào)頻率；fin為電磁干擾信號(hào)頻率。

75、第二方面，本技術(shù)實(shí)施例提供了一種基于碰撞環(huán)境下的車載u盤數(shù)據(jù)傳輸功能測(cè)試方法，包括如下步驟：

76、基于u盤和車載環(huán)境構(gòu)建碰撞模擬三維模型；

77、在所述碰撞模擬三維模型中進(jìn)行碰撞模擬并實(shí)時(shí)監(jiān)控和記錄u盤的性能指標(biāo)；

78、分析所述性能指標(biāo)并評(píng)估數(shù)據(jù)傳輸?shù)馁|(zhì)量；

79、對(duì)u盤進(jìn)行數(shù)據(jù)恢復(fù)的性能測(cè)試并記錄恢復(fù)指標(biāo)；

80、構(gòu)建擁塞干擾模型并進(jìn)行擁塞干擾模擬，記錄干擾指標(biāo)并評(píng)估u盤在干擾指標(biāo)下的傳輸性能；

81、其中，所述性能指標(biāo)包括信道容量、誤碼率、丟包率和響應(yīng)延遲率；所述干擾指標(biāo)包括網(wǎng)絡(luò)擁塞和電磁干擾；

82、采用第一傳輸質(zhì)量公式來評(píng)估u盤在模擬碰撞下傳輸數(shù)據(jù)的質(zhì)量，所述第一傳輸質(zhì)量公式表示為：

83、q1＝α.c+β·pe+θ·pl+λ·pt；

84、其中，c為信道容量；pe為誤碼率；pl為丟包率；pt為響應(yīng)延遲率；

85、α、β、θ和λ均為指標(biāo)權(quán)重；α+β+θ+λ＝1，且α>0.5；

86、采用第二傳輸質(zhì)量公式來評(píng)估u盤在干擾指標(biāo)下的傳輸性能，所述第二傳輸質(zhì)量公式表示為：

87、q2＝w1·cbr+w2·tf+w3·fc；

88、其中，cbr表示與網(wǎng)絡(luò)擁塞有關(guān)的信道繁忙率；tf表示與電磁干擾有關(guān)的時(shí)域覆蓋率；fc表示與電磁干擾有關(guān)的頻域覆蓋率；w1、w2和w3均為干擾權(quán)重且w1+w2+w3＝1；

89、fc與tf越低，表示u盤受電磁干擾程度越低。

90、本發(fā)明的有益效果為：本發(fā)明首先利用碰撞環(huán)境仿真模塊于u盤和車載環(huán)境的基礎(chǔ)上構(gòu)建一個(gè)碰撞模擬三維模型，再利用該模型進(jìn)行碰撞模擬實(shí)驗(yàn)并實(shí)時(shí)監(jiān)控和記錄u盤性能指標(biāo)的變化情況；再通過數(shù)據(jù)傳輸分析模塊來分析上述性能指標(biāo)并根據(jù)監(jiān)控信息評(píng)估數(shù)據(jù)傳輸?shù)馁|(zhì)量；其次再通過數(shù)據(jù)恢復(fù)測(cè)試模塊對(duì)u盤進(jìn)行數(shù)據(jù)恢復(fù)的性能測(cè)試并記錄用于描述數(shù)據(jù)恢復(fù)能力和傳輸恢復(fù)速度的恢復(fù)指標(biāo)；最后利用網(wǎng)絡(luò)干擾模擬模塊構(gòu)建一個(gè)擁塞干擾模型并利用該模型進(jìn)行擁塞干擾模擬，從而記錄干擾指標(biāo)并評(píng)估u盤在干擾指標(biāo)下的傳輸性能。本技術(shù)通過模擬碰撞環(huán)境來測(cè)試車載u盤在發(fā)生撞擊或震動(dòng)時(shí)其數(shù)據(jù)傳輸性能的變化情況，還會(huì)通過擁塞干擾測(cè)試來評(píng)估u盤在網(wǎng)絡(luò)擁塞和電磁干擾等干擾指標(biāo)下的傳輸性能，并且還進(jìn)行數(shù)據(jù)恢復(fù)的性能測(cè)試，以此來檢驗(yàn)數(shù)據(jù)在發(fā)生了上述碰撞并影響其傳輸性能時(shí)，數(shù)據(jù)傳輸恢復(fù)其良好性能所需的條件及恢復(fù)速度，以此保障數(shù)據(jù)傳輸?shù)臋z測(cè)與分析的準(zhǔn)確性；并且上述網(wǎng)絡(luò)干擾模擬模塊還能夠有效地模擬實(shí)際車輛中可能遇到的復(fù)雜環(huán)境，提前發(fā)現(xiàn)和解決u盤在車載環(huán)境下的數(shù)據(jù)傳輸問題，確保并提高了車載u盤在碰撞情況下進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)馁|(zhì)量以及運(yùn)行時(shí)的安全性、穩(wěn)定性及可靠性；另一方面，通過描述信道容量、誤碼率、丟包率、響應(yīng)延遲率、網(wǎng)絡(luò)擁塞以及電磁干擾對(duì)數(shù)據(jù)傳輸?shù)淖兓闆r及影響，也提高了在碰撞環(huán)境下對(duì)車載u盤數(shù)據(jù)傳輸性能進(jìn)行測(cè)試的準(zhǔn)確性和可靠性。