原创 基于CANoe的HTTP节点仿真与测试实践

1. 背景

在汽车电子系统测试中，CANoe作为主流的仿真测试工具，常需与云端服务器、第三方软件或物联网设备进行交互。随着CANoe与外部软件、服务器或设备交互越来越多，直接使用Socket进行通信往往不能满足使用需求，依托于CANoe 的连接功能集（Connectivity Feature Set），以及Distributed Object（DO）功能，可以仿真HTTP节点，实现设备与服务器等之间的通信，保证数据处理的可靠性和便捷性。本文详细解析如何利用CANoe搭建HTTP测试环境，并提供典型应用场景示例。

2. HTTP通信模型

HTTP全称为HyperText Transfer Protocol（超文本传输协议），用于客户端和服务器之间的通信，传输文本、图片、视频等资源。HTTP是在应用层上的协议，基于TCP/IP通信协议来传输数据。HTTP协议为无状态协议，即服务器不保存客户端的历史请求信息，它的请求响应模型为客户端发起请求 → 服务端返回响应。

图1 HTTP通信模型

 

HTTP 的请求-响应模型通常由以下几个步骤组成：

建立连接：客户端与服务器之间建立连接。在传统的 HTTP 中，这是基于 TCP/IP 协议的。最近的 HTTP/2 和 HTTP/3 则使用了更先进的传输层协议，例如基于 TCP 的二进制协议（HTTP/2）或基于 UDP 的 QUIC 协议（HTTP/3）。

发送请求：客户端向服务器发送请求，请求中包含要访问的资源的 URL、请求方法（GET、POST、PUT、DELETE 等）、请求头（例如，Accept、User-Agent）以及可选的请求体（对于 POST 或 PUT 请求）。

处理请求：服务器接收到请求后，根据请求中的信息找到相应的资源，执行相应的处理操作。这可能涉及从数据库中检索数据、生成动态内容或者简单地返回静态文件。

发送响应：服务器将处理后的结果封装在响应中，并将其发送回客户端。响应包含状态码（用于指示请求的成功或失败）、响应头（例如，Content-Type、Content-Length）以及可选的响应体（例如，HTML 页面、图像数据）。

关闭连接：在完成请求-响应周期后，客户端和服务器之间的连接可以被关闭，除非使用了持久连接（如 HTTP/1.1 中的 keep-alive）。

 

HTTP常用的方法：

 

 

3. CANoe HTTP环境配置

CANoe中HTTP功能配置如下：进入Options→Extensions→Connectivity设置项，然后勾选HTTP Active选项框。注意：此配置需要连接CANoe license才可选择。

图2 CANoe HTTP功能配置

 

在使用HTTP进行数据交互之前，需要创建HTTP的vCDL数据库文件，定义相关的IP、端口和方法，以及payload的数据结构。

创建vCDL数据库流程如下：

1) 在Communicating Setup窗口中单击“Open vCDL Editor”；

2) 参考Vector的help文档，根据vCDL的语法（类C#），创建HTTP的接口、对象和数据；

3) 根据HTTP的属性值（communication setup中Objects 窗口），定义HTTP的属性值；

4) 在communication setup窗口中，选择import Data Source导入创建好的vCDL文件；

 

图3 HTTP vCDL数据库开发界面

如图3所示，HTTP vCDL数据库部分参数说明如下：

1） [HTTPBinding::Host="http://127.0.0.1:9091"]：该行定义了第三方软件的服务器地址与端口号，将接口方法的HTTP请求发送到该地址。

2) interface IClient5：定义了一个接口名称为IClient5。

3） [HTTPBinding::Method=POST]：该行代码是指HTTP的请求方法为POST，这里需注意，HTTP常用的请求方法还有GET,GET方法用于从服务器获取资源，POST 方法用于向服务器提交数据，通常会导致服务器状态的改变，在测试的过程中，通常情况下使用CANoe进行测试，然后再由CANoe去调用第三方软件运行，所以在这里使用POST方法。

4） [HTTPBinding::path="getExecuteResult"]：该行代码定义了HTTP的绑定路径，在这个例子中，路径被设置为"getExecuteResult"。这意味着当客户端想要调用这个服务方法时，它需要在HTTP请求的URL中包含这个路径。完整URL为 http://127.0.0.1:9091/getExecuteResult。

5) [Binding="SerializationService"]：绑定名为 SerializationService 的服务，用于处理数据序列化。

6） [Serialization="JSON"]：这部分指定了序列化和反序列化应该使用的具体格式。JSON是一种轻量级的数据交换格式，易于人阅读和编写，同时也易于机器解析和生成。它基于JavaScript的一个子集，但是JSON是独立于语言的，很多编程语言都支持JSON格式。

7）[SerializationService::Method=Serialize]：指定序列化服务使用的方法名为Serialize。

8) consumed method Datatypes::Result_Response GetExecuteResult(gInput_Testend Input)：该行定义了一个由客户端调用名为getExecuteResult的方法，形参类型为gInput_getExecuteResult（该形参类型为用户自定义）。方法的返回值为Datatypes::Result_Response类型。

 

4. 使用场景介绍

通过上面的配置，即完成了一个HTTP Client节点的仿真。要完成双向通信，还需要一个Server节点。下面以python程序仿真的Server和后台服务器的网页显示界面为例，举例说明通信过程：

场景一：CANoe与Python服务端交互

图4 CANoe和Python接口交互示例

步骤：

(1) Python服务端：使用requests/FaskAPI搭建HTTP Server，并封装了/RunCase和/getExecuteResult接口；

(2) CANoe启动测试：调用RunCase和getExecuteResult方法发送JSON请求体；

(3) 服务端响应：执行封装好的接口，返回状态码和结果数据；

(4) 结果解析：CANoe Trace窗口自动解析HTTP的报文（如图5）。

 

 

 

图5 CANoe Trace窗口HTTP数据解析

 

场景二：TBox自动化测试

真实服务器一般会有一个网页显示界面，方便测试人员手动的查询后台云端数据。所以可通过HTTP的接口访问后台数据，很好应用于TBox的自动化测试。

图6 基于HTTP接口的TBox自动化测试

步骤：

(1) TBox与云端通信：通过4G/5G网络上传车辆状态、接收远控请求等指令；

(2) CANoe仿真客户端：模拟手动下发网页请求，读取网页数据等操作；

(3) 自动化校验：结合CAPL脚本自动判断云端数据（如整车电源模式、门锁状态、车速等）是否符合预期；

 

 

5. 总结

本方案利用HTTP协议的技术特点，可以解决CANoe与其他软件或者服务器直接交互问题。结合第三方测试工具封装的测试接口，实现 HTTP 通信的自动化测试，提高测试效率和覆盖度。通过本文方案，可显著提升CANoe在车联网、座舱自动化等场景下的测试效率，构建高可靠性的分布式测试系统。

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