车路协同系统装调与测试 课件 任务 3.2：云平台接口测试

主讲老师：李茂沛云平台接口测试项目3：云平台测试与数据处理任务3.2《车联网技术与应用》目录任务导入Assignment

INTRO学习目标Learning

ObjectivesCONTENTS0102任务实施Assignmentimplement04课堂总结Summary05知识准备Background

knowledge03PART01任务导入Assignment

INTRO任务导入随着整个汽车出行领域新四化（电气化、智能化、网联化和共享化）的推进，各个汽车制造厂商正逐步构建以智能驾驶和智能网联为核心的车联网系统。新一代的车联网系统对于底层消息采集、传输和处理的平台架构提出了更高的要求。为了你们公司新开发的云平台能够更顺利的交付，你作为车路协同解决方案供应商的运维工程师，你需要对云平台进行功能测试，你应该如何完成任务呢?

PART02学习目标Learning

Objectives学习目标素质目标激发学生面对挑战时的坚持精神；培养学生的意志力和精益求精的品质；培养学生的合作精神。能力目标能完成云平台监控管理功能与数据管理功测试[A21]；能完成云平台信息发布功能测试[A22]。知识目标能说出云平台交互协议的类型[K35]；能说出HTTP和HTTPS的区别[K36]；解析说明MQTT协议通信模型和应用优势[K37]；说出HTTP/HTTPS与MQTT协议的区别[K38]。能简单阐述云平台测试内容[K39]。PART03知识准备Background

knowledge一、云平台交互协议1.云平台交互协议云平台一般可使用开放协议（HTTP、HTTPS、MQTT）自主接入路侧设备、车端设备以及其他交通参与者携带的智能终端设备等端侧设备。 HTTP：超文本传输协议（HyperTextTransferProtocol）

HTTPS：超文本传输安全协议（HyperTextTransferProtocolSecure）

MQTT：消息队列遥测传输协议（MessageQueuingTelemetryTransport）RSU和OBU与云平台之间业务类信息交互通信协议宜支持MQTT，运维管理类业务的通信协议宜支持MQTT

或HTTP/HTTPS。一、云平台交互协议2.HTTP与HTTPS协议HTTP是基于TCP/IP协议的一种传输协议，它是当今互联网上应用最为广泛的一种网络协议。HTTP和TCP/IP协议簇中的众多协议一样，用于客户端和服务器端之间的通信。所谓“超文本”，指的是超越了普通文本的文本，它是文字、图片、视频等的混合体。最关键有“超链接”，能从一个超文本跳转到另外一个超文本。（1）HTTP协议一、云平台交互协议2.HTTP与HTTPS协议HTTP协议规定，在两台计算机之间使用HTTP协议进行通信时，在一条通信线路上必定有一端是客户端，另一端则是服务端。肯定是先从客户端开始建立通信的，服务器端在没有接收到请求之前不会发送响应。（1）HTTP协议一、云平台交互协议2.HTTP与HTTPS协议HTTP传递信息是以明文的形式发送内容，这并不安全。而HTTPS出现正是为了解决HTTP不安全的特性。为了保证这些隐私数据能加密传输，让HTTP运行安全的SSL（安全套接字层）/TLS（传输层安全）协议上，即HTTPS=HTTP+SSL/TLS，通过SSL证书来验证服务器的身份，并为浏览器和服务器之间的通信进行加密。（2）HTTPS协议一、云平台交互协议2.HTTP与HTTPS协议（2）HTTPS协议一、云平台交互协议2.HTTP与HTTPS协议HTTP和HTTPS都是用于Web上通信的协议，两者间区别：HTTPS协议需要到CA申请证书。HTTP是超文本传输协议，信息以明文方式传输，而HTTPS则具有安全性的SSL/TLS加密传输协议。HTTP和HTTPS使用完全不同的连接方式，端口也不一样，HTTP是80，HTTPS是443。HTTP的连接很简单，是无状态的。HTTPS协议是由SSL/TLS+HTTP协议构建的可进行加密传输、身份认证的网络协议，比HTTP协议安全。（3）HTTP和HTTPS的区别无状态：数据包的发送、传输和接收都是相互独立的区别在于安全性方面。一、云平台交互协议3.MQTT协议MQTT协议是物联网领域的主流协议，其凭借轻巧高效、可靠安全及双向通讯的特性在诸多行业物联网平台搭建中广泛应用。MQTT协议是目前最适合车联网场景数据平台搭建的通信协议。MQTT协议已经成为主要的车云间、路云间交互协议，包含了：（1）MQTT协议的定义RSU上报信息和确认信息RSU业务配置下发信息和确认信息MAP数据下发和上报的信息和确认信息BSM上报数据RSM上报和下发的数据RSI上报和下发的数据和确认数据SPAT上报和下发的数据一、云平台交互协议3.MQTT协议MQTT是基于发布/订阅模式的物联网通信协议，它是物联网常用的应用层协议，运行在TCP/IP中的应用层中，依赖TCP协议，因此它具有非常高的可靠性，同时它是基于TCP协议的<客户端-服务器>模型发布/订阅主题消息的轻量级协议，MQTT发布/订阅模式有4个主要组成部分：（2）MQTT协议通信模型发布者主题0102订阅者03代理04一、云平台交互协议3.MQTT协议（2）MQTT协议通信模型代理（Broker）负责接收发布者的消息，并将消息转发至符合条件的订阅者。另外，需要负责处理客户端发起的连接、断开连接、订阅、取消订阅等请求。主题是附加在消息上的一个标签，该标签与服务器中的所有订阅相匹配，服务器会将消息转发给与标签相匹配的每个客户端（订阅者）。发布者（Publisher）负责将消息发布到主题上，发布者一次只能向一个主题发送数据，发布者发布消息时无需关心订阅者是否在线。订阅者（Subscriber）订阅者通过订阅主题接收消息，且可一次订阅多个主题。01020304主题（Topic）一、云平台交互协议3.MQTT协议一个主题可以有多个订阅者，代理会将该主题下的消息转发给所有订阅者；一个主题也可以有多个发布者，代理将按照消息到达的顺序转发。（2）MQTT协议通信模型一、云平台交互协议3.MQTT协议发布/订阅模式区别于传统的客户端-服务器模式，它使发送消息的客户端（发布者）与接收消息的客户端（订阅者）分离，发布者与订阅者不需要建立直接联系。多个发布者可以向一个订阅者发布消息，多个订阅者也可以同时接收一个发布者的消息。（2）MQTT协议通信模型一、云平台交互协议3.MQTT协议（1）建立连接client（发布者/订阅者）会向broker发送CONNECT连接消息；broker（代理）接受连接后会响应CONNACK连接确认消息。（2）持久连接还是非持久连接由CleanSession标志决定（当CleanSession=0时表示持久连接）（3）断开连接client发送DISCONNECT断开连接消息或连接异常中断（2）MQTT协议通信模型一、云平台交互协议3.MQTT协议MQTT具有简单易实现、支持QoS（服务质量）、报文小等特点。在车联网场景中，MQTT依然能胜任海量车机系统灵活、快速、安全接入，并保证复杂网络环境下消息实时性、可靠性，主要应用优势如下：（3）MQTT协议的应用优势开放消息协议，简单易实现三个可选的QoS等级Payload格式灵活，报文结构紧凑灵活的发布订阅和主题设计在线状态感知与会话保持能力QoS值描述0最多发送一次消息（不保证消息交付）1最少发送一次消息（保证消息交付，但可能出现重复）2最高等级的服务质量，有且只有一次（保证没有重复的消息交付）一、云平台交互协议4.HTTP/HTTPS协议与MQTT协议的区别参数MQTTHTTP/HTTPS架构MQTT适用于发布/订阅模型HTTP/HTTPS适用于请求/响应模型分发关系1对0/1/N1对1复杂性MQTT的复杂性较低HTTP/HTTPS更复杂运行MQTT运行在传输控制协议（TCP）上HTTP/HTTPS运行在传输控制协议（TCP）上，也可以适应用户数据报协议（UDP）协议设计MQTT协议的设计是以数据为中心的HTTP/HTTPS协议的设计是以文档为中心的消息大小MQTT生成的消息大小较小，因为它使用二进制格式HTTP/HTTPS生成的消息大小更大，因为它使用ASCII格式端口号MQTT适用于1883端口HTTP适用于80或8080端口HTTPS适用于443端口数据安全MQTT通过SSL/TLS提供数据安全 HTTP不提供安全性，但HTTPS具有安全性二、云平台的测试目的与测试内容1.云平台测试目的车联网业务对于云平台和数据处理系统的需求已从原始的车云扩展为人-车-路-网-云的整体架构建设，对整个云平台的建设提出了更高的要求。因此，我们需要对云平台进行测试，建设一个海量连接、高并发吞吐、低时延的消息通信和传输系统架构，以保证整个车联网系统的泛在性、便利性、高可用性、可靠性、安全性和高并发性。实现人、车、路、云的智能连接。二、云平台的测试目的与测试内容2.云平台测试指标类型云平台测试指标应包括基础类指标（即功能测试指标）和效果类指标（即性能测试指标）两类。基础类指标功能完备度Bug修复率稳定性效果类指标准确率时效性合理性完整性流畅性二、云平台的测试目的与测试内容2.云平台测试指标类型序号测试内容测试项目1功能测试监控管理功能测试设备故障2交通分析3车辆监控4设备数据5RSCU（路侧计算单元）管理6数据管理功能测试RSU报文7路侧视频数据8车辆数据9边缘计算单元数据10交通数据研判分析11运维管理功能测试基础数据管理12路侧设备管理13系统管理14计算管理功能测试车辆急转弯统计15信号灯数据来源统计16信号灯周期统计17车辆急减速、急刹车行为18信息发布功能测试数据概览19人工发布20自动发布21信息发布22系统配置23数据中台功能测试数据接入能力24数据预处理能力25数据存储26数据查询27数据分析28大数据管理二、云平台的测试目的与测试内容3.云平台测试内容（2）信息发布功能测试云平台可以正常下发RSI消息，且与RSU接收到的消息内容一致。（1）监控管理功能与数据管理功测试云平台可以正常查看车辆数据（VIN号、OBUESN号、车辆速度等），且与OBU上报消息内容一致；云平台可以正常查看感知事件，且与RSU上报的RSI消息内容一致。思政专栏2024年5月25日，浙江德清“车路云一体化数据要素流通平台”斩获第七届数字中国建设峰会创新大赛·数据要素赛道一等奖。该项目由阿里云联合莫干山国有资本控股集团等打造。作为德清“车路云一体化”体系的建设主体，阿里云按照国家车路云一体化系统架构标准，通过云平台、车路云一体化数据底座、交通汽车行业引擎和车联网数据要素流通平台构建行业领先的云控基础平台，支撑车企智能驾驶测试服务、跨行业数据价值挖掘和数据要素流通以及城市精细化治理等云控应用，推动行业数据要素市场规范化建设。第七届数字中国建设峰会创新大赛·数据要素赛道一等奖阿里云参建车联网项目获2024数字中国创新大赛·数据要素赛道一等奖思政专栏早在2018年，阿里云便与德清县开展深入合作。2022年9月湖州莫干山高新区联合阿里云、毫末智行发布了国内首个基于车路协同云服务的大规模自动驾驶场景库。2023年4月，阿里云联合德清县共同制定的首个车联网先导区自动驾驶路侧数据应用地方标准正式实施。同年11月，德清数据产品正式上架杭州数据交易所和浙江省大数据交易中心，紧接着全国首笔车联网行业数据产品场内交易完成。目前车联网行业数据资产入表等一系列数据要素资产化工作正在陆续推进。德清县-全球范围内规模最大的车联网先导区阿里云参建车联网项目获2024数字中国创新大赛·数据要素赛道一等奖思政专栏阿里云智能副总裁、行业解决方案研发总经理曾震宇表示：“作为《车路云一体化系统白皮书》的核心贡献单位，这个奖项意味着阿里云在‘车路云一体化’、‘数据要素x’上的多年投入，得到了权威专家们的认可和鼓励。阿里云将继续聚焦云计算、大数据和行业智能引擎等底层技术，与多方共同合作推进数据协同和要素流通，推动数据价值产业链的完善。”。通过分享阿里云在车联网中坚持不懈的案例，让学生在学习专业知识的同时，也能感受到坚持的力量，激发学生面对挑战时的坚持精神，培养他们的意志力和精益求精的品质。2024数字中国创新大赛阿里云参建车联网项目获2024数字中国创新大赛·数据要素赛道一等奖三、BSMBSM为车辆基本安全消息。是使用最广泛的一个应用层消息，用来在车辆之间交换安全状态数据。车辆通过该消息的广播，将自身的实时状态告知周围车辆，以此支持一系列协同安全等应用。BSM消息主体结构三、BSM消息消息结构名称数据类型说明应用层确认消息结构speedInteger对应车辆被检测到超速或者慢行时的速度，单位：km/hheadingInteger车辆或交通参与者的航向角。为运动方向与正北方向的顺时针夹角。单位为0.0125°brakesobject定义车辆的刹车系统状态。包括7种不同类型的状态vehicleIdString车辆临时IDtimeStampInteger采集数据的毫秒时间戳transmissionInteger参数说明：车辆档位状态。取值范围：0：空档1：停止档2：前进档3：倒档7：不可用4~6：预留accelSet数据帧verticalAccelInteger车辆纵向加速度latAccelInteger车辆横向加速度vertAccelIntegerZ轴方向的加速度大小，Z轴方向竖直向下，沿着Z轴方向为正。分辨率为0.02G，G为重力加速度值9.80665m/s2yawRateInteger车辆横摆角速度vehicleClass数据帧basicVehicleClassInteger车辆基本类型size数据帧widthInteger车辆车身宽度lengthInteger车辆车身长度heightInteger车辆车身高度posConfidence数据帧eleConfidenceInteger95%置信水平的车辆高程精度positionConfidenceInteger95%置信水平的车辆位置精度pos数据帧eledouble车辆海拔高程，单位为分米latdouble纬度longdouble经度BSM消息主体名词对照表四、RSI消息1"交叉路口"2"急转弯"3"反向弯路"4"连续弯路"5"陡坡"6"连续下坡"7"窄路"8"0"9"双向交通"10"注意行人"11"注意儿童"12"注意牲畜"13"注意野生动物"14"注意信号灯"15"注意落石"16"注意横风"17"易滑"18"傍山险路"19"堤坝路"20"村庄"21"隧道"22"渡口"23"驼峰桥"24"路面不平"25"路面高突"26"路面低洼"27"过水路面"28"有人看守铁路道口"29"无人看守铁路道口"30"叉形符号"31"斜杠符号"32"注意非机动车"33"注意残疾人"34"事故易发路段"35"慢行"36"注意障碍物"37"注意危险"38"施工"39"建议速度"40"隧道开车灯"41"注意潮汐车道"42"注意保持车距"43"注意分离式电路"44"注意合流"45"避险车道"46"注意不利气象条件"47"注意前方车辆排队"48"停车让行"49"减速让行"50"会车让行"51"禁止通行"52"禁止驶入"53"禁止机动车驶入"54"禁止载货汽车驶入"55"禁止电动三轮车驶入"56"禁止大型客车驶入"57"禁止小型客车驶入"58"禁止挂车、半挂车驶入"59"禁止拖拉机驶入"60"禁止三轮汽车、低速货车驶入"61"禁止摩托车驶入"62"禁止某两种车驶入"63"禁止非机动车进入"64"禁止畜力车进入"65"禁止人力客运三轮车进入"66"禁止人力货运三轮车进入"67"禁止人力车进入"68"禁止行人进入"69"禁止向左转弯"70"禁止向右转弯"全部信息请查看学生手册交通标志信息表（部分）四、RSI消息事件编号事件名称事件编号事件名称事件编号事件名称101"车辆故障"305"大雾"499"其他道路状况"102"人车事故"306"高温"501"占道施工"103"车车事故"307"干旱"502"断路施工"104"设施相关事故"308"暴雪"599"其他施工"199"其他事故"309"寒潮"601"文体商业活动"201"车辆火灾"310"霜冻"602"外交政务活动"202"路面火灾"311"霾"699"其他活动"203"路边火灾"399"其他天气"701"燃气事故"204"隧道火灾"401"散乱物体"702"化学污染"205"道路设施火灾"402"液体"703"核事件"206"地质灾害"403"机油泄露"704"爆炸"207"水灾"404"道路障碍"705"电力事故"299"其他灾害"405"人"706"公共暴力"301"暴雨"406"动物"707"交通阻塞"302"冰雹"407"积水"799"其他道路事件"303"雷电"408"湿滑"801"其他事件"304"大风"409"道路结冰"

交通事件信息表课堂小测选择题（不定项）1.MQTT提供的QoS服务质量等级为（

）。01232.下列属于MQTT发布/订阅模式的主要组成部分的有（

）。发布者订阅者代理主题ABCABCD课堂小测选择题（不定项）3.下列属于云平台功能测试内容的是（

）。监控管理功能测试数据管理功能测试计算管理功能测试信息发布功能测试4.MQTT实现持久连接时，CleanSession的值为（

）。0123ABDA课堂小测判断题1.HTTP是明文传输的。（）2.HTTPS协议通常使用445端口。（

）3.MQTT是基于发布/订阅模式的物联网通信协议。（）4.HTTP和HTTPS之间的区别在于安全性方面。（

）5.云平台测试指标应包括基础类指标和效果类指标两类。（）√√√√×PART04任务实施Assignmentimplement一、实施准备1.工具设备清单安全帽工作手套工作服笔记本电脑（含鼠标和充电线）（1）设备清单无纺布OBU设备（含全套线束）路杆设备网线一、实施准备2.准备工作（1）场地准备1）放置安全警示牌。2）检查路杆设备是否锁止、稳定。3）使用网线连接路杆设备和笔记本电脑。（2）启动路杆设备打开路杆设备电源开关如图3-2-7所示（注意：路杆设备蓄电池电量充足的情况下，可以不连接充电线）。一、实施准备2.准备工作（3）启动OBU设备将OBU电源插接口插入OBU的电源接口，另一端的电源插头插入电源插座或连接到电源供应器上。一、实施准备2.准备工作二、云平台通信功能测试1.检查OBU和RSU与云平台的通信状态（1）登录车路协同云控平台在电脑浏览器中登录车路协同云控平台（40:9873/），输入账号（admin-academy）和密码（pyzyxy@admin123）云平台界面二、云平台通信功能测试1.检查OBU和RSU与云平台的通信状态（2）查看OBU与云平台的通信状态OBU与云平台的通信状态二、云平台通信功能测试1.检查OBU和RSU与云平台的通信状态（3）查看RSU与云平台的通信状态RSU与云平台的通信状态二、云平台通信功能测试（1）在云平台查看OBU信息是否与OBU实际上发的消息一致1）创建MQTT连接并添加OBU话题①打开MQTTExplorer软件创建连接2.监控管理功能与数据管理功能测试创建MQTT连接二、云平台通信功能测试（1）在云平台查看OBU信息是否与OBU实际上发的消息一致1）创建MQTT连接并添加OBU话题②添加OBU话题，OBU订阅主题：obu/#。添加OBU话题2.监控管理功能与数据管理功能测试二、云平台通信功能测试（1）在云平台查看OBU信息是否与OBU实际上发的消息一致2）查看OBU上报的vehicle_info消息①查看OBU上发的vehicle_info消息（供应商自定义消息名称为vehicle_info，下文统一为vehicle_info）2.监控管理功能与数据管理测试OBU上报的vehicle_info消息2.监控管理功能与数据管理功能测试二、云平台通信功能测试（1）在云平台查看OBU信息是否与OBU实际上发的消息一致2）查看OBU上报的vehicle_info消息②将OBU上报的vehicle_info消息复制到json文件OBU上报的BSM消息2.监控管理功能与数据管理功能测试二、云平台通信功能测试3）在云平台查看OBU信息在云平台上单击“车辆管理”，再单击“车辆信息”即可查看OBU的信息（OBUESN号、速度等）（1）在云平台查看OBU信息是否与OBU实际上发的消息一致车辆信息对比云平台显示的车辆状态信息是否与OBU上报的vehicle_info消息内容相同2.监控管理功能与数据管理功能测试二、云平台通信功能测试（2）在云平台查看路侧交通信息是否与RSU实际上发的消息一致1）添加RSU话题添加RSU话题2.监控管理功能与数据管理功能测试二、云平台通信功能测试2）查看RSU上报的消息，步骤如下：①依次展开RSU上报的rsi消息（2）在云平台查看路侧交通信息是否与RSU实际上发的消息一致RSU上报的消息2.监控管理功能与数据管理功能测试二、云平台通信功能测试2）查看RSU上报的消息，步骤如下：②将上报的RSI消息复制到json文件中（2）在云平台查看路侧交通信息是否与RSU实际上发的消息一致RSU上报的RSI消息