智能坐便器整機自動測試系統設計

鄭孝怡

【摘 要】本文基于智能坐便器產品質量問題日益嚴重這一問題出發，設計智能坐便器整機自動測試系統。首先，介紹了系統的總體設計，接著，詳述了系統的開發方案，包括上位機軟件開發、控制器開發和測試程序開發，最后，對設計出來的系統進行車間試運行，并給出測試結果。

【關鍵詞】智能坐便器；自動測試系統；質量

Design of Automatic Testing System for Intelligent Toilet

ZHENG Xiao-yi

（Quzhou College of Technology，Quzhou Zhejiang 324000，China）

【Abstract】This paper based on the fact of the quality of intelligent toilet is becoming increasingly serious，and we want to design an automatic testing system to solve this problem.First，the overall design of the system is introduced.Then，the design scheme of the system is described，including software development，controller development and test program development.Finally，the test result is given.

【Key words】Intelligent toilet；Automatic testing system；Quality

0 引言

智能坐便器是近年來逐漸流行的智能衛浴產品，特別是2015年國人在日本的搶購潮，引發了社會的廣泛關注和討論，其行業規模呈現爆炸式增長[1]。

隨著智能坐便器行業的快速發展，相關企業迎來了黃金發展期，但是一些國產品牌的產品質量存在較為嚴重的問題[2]。據《2016年中國智能坐便器行業發展現狀及問題對策分析》，目前國內智能坐便器返修率平均在3%以上，部分企業甚至高達10%。這對使用者的生命財產安全構成了威脅，也打擊了消費者的積極性。因此，研發用于智能坐便器質量檢測的整機自動測試系統，嚴把產品質量關，顯得刻不容緩。

與當前國內智能坐便器企業廣泛采用的手動測試方式相比[3]，本文設計的整機自動測試系統在有效提高產品檢測準確率的同時，也能夠提升產品生產效率，提高生產車間自動化水平，并降低企業的生產成本。

1 系統總體設計

本文設計一套智能坐便器整機自動測試系統，系統結構如圖1所示。具體設計內容如下所述：

1.1 上位機軟件設計

上位機主要實現人機交互、與控制器通信、整機自動測試系統點動調試以及不同系列智能坐便器標準參數設置等功能，并引入權限管理機制，對不同等級的使用者分配不同的操作權限。擬基于Visual Studio 2010開發平臺，利用C#編程語言，完成上位機軟件開發。

1.2 控制器設計

控制器主要實現與上位機通信、控制智能坐便器工作、控制傳感器分時檢測工作參數等功能。控制器的設計包括控制器硬件設計和軟件開發兩個方面，硬件部分擬基于ARM Cortex M4芯片設計，軟件部分擬使用C語言開發。

1.3 智能坐便器測試程序設計

智能坐便器測試程序用于測試環節，通過與控制器之間的通信，控制智能坐便器的工作流程，模擬實際使用環境，使測試數據更真實、實時和可靠。測試程式擬基于智能坐便器硬件結構，使用C語言開發。

圖1 智能坐便器整機自動測試系統總體結構框圖

2 系統詳細開發方案

本系統基于模塊化設計理念，按照智能坐便器上位機軟件開發、控制器設計、測試程序開發路線進行設計，具體開發方案如圖2所示。

圖2 智能坐便器整機自動測試系統設計方案

2.1 上位機軟件開發

上位機軟件由控制器通信模塊、云平臺通信模塊、點動調試模塊、人機交互模塊和權限管理模塊五部分組成，其中：

1）控制器通信模塊完成與控制器的通信任務，包括控制指令下發、測試數據接收、控制器狀態接收等，考慮到測試車間復雜電磁環境，為提高通信穩定性，擬采用 RS-485 總線通信；

2）點動調試模塊實現整機自動測試系統的點動調試功能，只有點動調試通過，系統才能投入試運行，包括工位進水閥開關調試、工位電源調試、當前水流量測試、當前水溫測試等；

3）人機交互模塊實現測試工人與測試系統之間的信息交互，包括測試系統的啟停控制、不同系列智能坐便器標準參數配置等，擬采用 MicroSoft SQL Server 2008數據庫保存配置的標準參數；

4）權限管理模塊實現測試系統的權限分配功能，擬引入超級管理員、一般管理員和作業員的三級權限管理模式，其中超級管理員針對技術員調試設備使用，具有最高權限，一般管理員針對產線管理員更改產品換線時使用，作業員針對普通操作者生產測試時使用， 僅能對系統進行啟動和停止操作，不可進行其他操作。

2.2 控制器開發

控制器部分由上位機通信模塊、坐便器控制模塊、 傳感器控制模塊組成，其中，

1）上位機通信模塊完成與上位機的通信任務，包括控制指令接收、 測試數據上傳、控制器狀態上傳等，擬采用 RS-485 總線通信；

2）坐便器控制模塊通過與坐便器測試程序的交互，完成坐便器的流程控制功能，擬采用 RS-232 串口通信；

3）傳感器控制模塊通過下發控制指令，實現傳感器的分時控制功能，擬采用 RS-232 串口通信。

2.3 測試程序開發

測試程序使智能坐便器工作在測試模式下，通過接收控制器下發的流程控制指令，并模擬實際使用環境，控制坐便器處于相應的工作狀態，以供傳感器采集參數。

3 系統測試結果

目前該系統正在進行車間試運行，測試結果如下：

3.1 生產效率提升

原先測試崗位檢測效率為10臺/人/小時，使用整機自動測試系統后可達到25臺/人/小時，效率提升明顯。

3.2 檢測準確率提升

原先測試方式主要靠人工進行判斷，存在判斷失誤現象，時有漏檢項目；整機自動測試系統投用后，完全由計算機進行自動判斷，能夠完全杜絕漏檢、錯檢現象。

3.3 車間生產自動化水平提升

采用整機自動測試系統后，車間生產由1人同時操作4臺測試設備，實現高度自動化，中間過程無需人工干預，完全由計算機自動控制，自動判斷，并且所有測試數據自動上傳至企業云平臺，方便后續質量追溯。

3.4 企業生產成本下降

原先每小時檢測100臺坐便器需10人同時進行，采用整機自動測試系統后，僅需1人操作4臺自動測試設備即可完成，僅就員工工資部分，每年預期節約60 多萬元。

4 總結

中國智能衛浴市場前景廣闊，特別是智能坐便器替代普通坐便器的趨勢將越來越明顯，未來中國智能坐便器的市場規模將不低于1000萬臺[4]。

通過技術查新及專利信息檢索發現，目前市場上還未有一款應用于智能坐便器質量檢測的自動化測試系統，基于這個事實，本系統具有廣闊的應用前景。

【參考文獻】

[1]李新伍，段先湖，張桂連.智能坐便器產品與標準化現狀[J].陶瓷，2014（2）.

[2]魏立立.智能馬桶蓋企業標準自我聲明現狀分析[J].中國標準化，2016（7）.

[3]朱一軍.我國智能坐便器行業發展現狀與質量分析研究[J].陶瓷，2016（3）.

[4]林少群，汪劉一，房銘鋒，黃恒斌，麥啟慶，阮樹和.智能坐便器淺析[J].科技視界，2015（10）.

[責任編輯：田吉捷]