智能坐便器整机自动测试系统设计

2020-12-24丁哲宇

中国新技术新产品 2020年21期

丁哲宇

（安徽省产品质量监督检验研究院，安徽合肥 230601）

1 智能坐便器整机自动测试系统的设计思路

图1是智能坐便器整机自动测试系统的总体设计框图。在针对智能坐便器整机自动化测试系统的过程中，其主要包括2个设计内容。1）上位机软件的设计流程，在针对上位机软件设计的过程中，引入了权限管理机制，利用权限管理机制可以保障不同等级的上位机软件使用者能够具有不同的操作权限，从而确保在上位机软件操作的过程中更加具备保密性和安全性，现阶段基于Visual Studio 2010的开发平台，并且使用C语言进行相应的编辑，从而完成了整个上位机软件的设计和开发流程。2）对控制器进行相应的设计，控制器的主要作用是能够确保与上位机进行信息的沟通，同时还可以控制智能坐便器的具体工作流程以及对传感器进行相应的控制，完成合理的检测，进行参数设置等工作，主包括对控制器硬件的设计和对控制器软件开发2个流程，在硬件设计的过程中，针对智能坐便器采用了ARM Cortex M4的芯片进行相应的设计，而在软件部分主要采用了C语言进行编程和软件开发。控制器的性能能够在一定程度上决定了其自动化的程度，如果控制器的设计流程出现问题，会导致智能性下降，从而失去智能坐便器的相关优势。

第3个部分是对测试程序进行相应的设计，为了保证智能坐便器在投入市场之前，能够拥有一套完整的自动化测试系统，并且针对每一台坐便器进行智能化的测试，必须要编制相应的测试程序，智能坐便器在进行测试程序的过程中主要应用于相应的测试环节，通过和控制器进行信息的交换，可以保证控制坐便器的具体工作流程，同时通过测试程序的设计，还可以模拟智能坐便器在实际应用过程中的具体环境，从而可以确保测试出来的数据更加真实有效。在测试程序设计过程中，主要包括软件结构设计和硬件结构设计，软件结构设计，使用C语言进行编程和开发，硬件结构则使用了相应的芯片。

在实际工作过程中，其工作流程是首先检测工人对上位机进行人机界面的操作，并且利用RS-485总线和控制器相连接，然后控制器可以控制所有的传感器及测试仪利用RS-232总线进行控制器和传感器及测试仪之间的连接。智能坐便器所安装的传感器包括温度传感器、电流传感器、风速传感器和流量传感器，同时还安装了测试仪。

2 智能坐便器整机自动测试系统的开发方案

在整机自动测试系统的建设过程中，其使用的是基于模块的设计理念，并且按照智能坐便器中的上位机软件开发，控制器设计以及测试程序开发等相关思路进行合理的设计，其具体的开发方案如图2所示。

根据图2可以表明，在上位机的设计过程主要包括4个模块，第1个模块的作用是对权限进行相应的管理，由于上位机在进行管理的过程中，根据不同的等级设计不同的权限能够明确控制器自动测试系统的具体操作流程，并且使整个测试系统的工作任务更加清晰，所以设置权限管理模块，有利于在后期分工的过程中能够提高相应的管理效率，在权限管理模块设计的过程中引入了超级管理员、一般管理员和作业员等三级不同的权限管理模式，通过这种分级权限管理模块，可以使整个工作流程分工更加明确[1]。

图1 智能坐便器整机自动测试系统总体设计框图

第2个模块是人机交互模块，人机交互模块的主要作用是能够确保负责测试的工作人员和测试系统之间能够进行信息的交流和互换，在人机交互模块运行的过程中，工作任务主要包含了对测试系统进行启动和停止的控制，同时也可以对不同系列不同型号的智能坐便器进行参数的配置以及标准的设置。在该次设计模块的过程中，主要使用了MicroSoft SQL Server 2008数据库进行相关参数的配置以及标准规范的保存。

第3个模块是点动调试模块，联动调试模块的具体操作功能是能够确保整机自动测试系统，在实际测试过程中可以实现点动调试的功能，其主要工作流程是通过点动调试，可以判断是否能够使整机自动测试系统应用到试运行中，只有点动调试的相关性能良好才能够使自动测试系统进行试运行操作，其中主要包括对水温、水流量、电源工位以及进水阀开关的测试等。

对控制器通信模块的设计，控制系统信模块的主要任务是完成控制器的通信任务，其中包括了对控制器状态的接收，对测试数据的相关控制以及对控制指令的下发等，在控制系统性模块建设过程中要充分考虑测试车间中电磁环境的复杂性，从而提高整个通信流程的稳定性，这个过程主要是使用RS-485总线进行相应的通信操作。

在上位机软件开发方案确定以后，需要对控制器的开发方案进行相应的确定，控制器部分主要包括坐便器控制模块、上位机通信模块和传感器控制模块。上位机通信模块的任务是为了使控制器和上位机之间的信息传输任务能够得到完善的保障，并且，其中包括对控制指令的接收、测试数据的上传以及控制器状态的上传等，主要使用了RS-485总线进行了通信模块的设计。在坐便器控制模块中，为了能够保证与坐便器测试程序进行信息交换，需要完成坐便器相关流程的控制功能。最后是在传感器控制模块中起主要的作用是能够下发相应的控制指令，并且保证传感器能够分时间段采取相应的控制功能。控制器的开发方案须保证在上位机和传感器运行过程中的工作效率，所以在控制器的相关开发方案确定的过程中，必须要根据上位机的不同模块、功能以及传感器的不同类型采取合理的控制系统设计方案。

3 智能坐便器整机自动测试系统测试结果分析

图2 智能坐便器整机自动测试系统设计方案

当前在智能坐便器整机测试系统运行的过程中，一般会在车间中进行相应的试运行操作,测试的结果主要体现在以下几个方面。1）使生产效率得到了有效的提高，通过整机测试系统的应用能够使使检测效率从每人10台/h，提高至每人25台/h，其效率明显提升，并且节省了大量的人力物力[2]。2)提升检测的准确率。原来的测试方式主要通过人工经验和人工观察进行相应的判断，在判断的过程中经常会出现较大的误差，从而导致整个检测结果的准确率下降，而通过整机自动测试系统，利用计算机对其测试结果进行自动化分析和判断，能够避免出现漏检和错检现象的发生。在自动化水平方面，通过整机自动测试系统的应用也提高了相应的水平，在车间生产的过程中，一个人会同时操作4台相应的自动化测试设备，实现了整个车间检测的高度自动化，并且在中间检测过程中，因为没有其他人工的干预，也提高了相应的自动判断能力。最后是通过自动化测试系统的应用，也使企业的生产成本有所下降，通过相关数据分析可以发现，每年节约的成本大概在60万元左右。