智能坐便器整機自動測試系統設計

丁哲宇

（安徽省產品質量監督檢驗研究院，安徽 合肥 230601）

1 智能坐便器整機自動測試系統的設計思路

圖1是智能坐便器整機自動測試系統的總體設計框圖。在針對智能坐便器整機自動化測試系統的過程中，其主要包括2個設計內容。1）上位機軟件的設計流程，在針對上位機軟件設計的過程中，引入了權限管理機制，利用權限管理機制可以保障不同等級的上位機軟件使用者能夠具有不同的操作權限，從而確保在上位機軟件操作的過程中更加具備保密性和安全性，現階段基于Visual Studio 2010的開發平臺，并且使用C語言進行相應的編輯，從而完成了整個上位機軟件的設計和開發流程。2）對控制器進行相應的設計，控制器的主要作用是能夠確保與上位機進行信息的溝通，同時還可以控制智能坐便器的具體工作流程以及對傳感器進行相應的控制，完成合理的檢測，進行參數設置等工作，主包括對控制器硬件的設計和對控制器軟件開發2個流程，在硬件設計的過程中，針對智能坐便器采用了ARM Cortex M4的芯片進行相應的設計，而在軟件部分主要采用了C語言進行編程和軟件開發。控制器的性能能夠在一定程度上決定了其自動化的程度，如果控制器的設計流程出現問題，會導致智能性下降，從而失去智能坐便器的相關優勢。

第3個部分是對測試程序進行相應的設計，為了保證智能坐便器在投入市場之前，能夠擁有一套完整的自動化測試系統，并且針對每一臺坐便器進行智能化的測試，必須要編制相應的測試程序，智能坐便器在進行測試程序的過程中主要應用于相應的測試環節，通過和控制器進行信息的交換，可以保證控制坐便器的具體工作流程，同時通過測試程序的設計，還可以模擬智能坐便器在實際應用過程中的具體環境，從而可以確保測試出來的數據更加真實有效。在測試程序設計過程中，主要包括軟件結構設計和硬件結構設計，軟件結構設計，使用C語言進行編程和開發，硬件結構則使用了相應的芯片。

在實際工作過程中，其工作流程是首先檢測工人對上位機進行人機界面的操作，并且利用RS-485總線和控制器相連接，然后控制器可以控制所有的傳感器及測試儀利用RS-232總線進行控制器和傳感器及測試儀之間的連接。智能坐便器所安裝的傳感器包括溫度傳感器、電流傳感器、風速傳感器和流量傳感器，同時還安裝了測試儀。

2 智能坐便器整機自動測試系統的開發方案

在整機自動測試系統的建設過程中，其使用的是基于模塊的設計理念，并且按照智能坐便器中的上位機軟件開發，控制器設計以及測試程序開發等相關思路進行合理的設計，其具體的開發方案如圖2所示。

根據圖2可以表明，在上位機的設計過程主要包括4個模塊，第1個模塊的作用是對權限進行相應的管理，由于上位機在進行管理的過程中，根據不同的等級設計不同的權限能夠明確控制器自動測試系統的具體操作流程，并且使整個測試系統的工作任務更加清晰，所以設置權限管理模塊，有利于在后期分工的過程中能夠提高相應的管理效率，在權限管理模塊設計的過程中引入了超級管理員、一般管理員和作業員等三級不同的權限管理模式，通過這種分級權限管理模塊，可以使整個工作流程分工更加明確[1]。

圖1 智能坐便器整機自動測試系統總體設計框圖

第2個模塊是人機交互模塊，人機交互模塊的主要作用是能夠確保負責測試的工作人員和測試系統之間能夠進行信息的交流和互換，在人機交互模塊運行的過程中，工作任務主要包含了對測試系統進行啟動和停止的控制，同時也可以對不同系列不同型號的智能坐便器進行參數的配置以及標準的設置。在該次設計模塊的過程中，主要使用了MicroSoft SQL Server 2008數據庫進行相關參數的配置以及標準規范的保存。

第3個模塊是點動調試模塊，聯動調試模塊的具體操作功能是能夠確保整機自動測試系統，在實際測試過程中可以實現點動調試的功能，其主要工作流程是通過點動調試，可以判斷是否能夠使整機自動測試系統應用到試運行中，只有點動調試的相關性能良好才能夠使自動測試系統進行試運行操作，其中主要包括對水溫、水流量、電源工位以及進水閥開關的測試等。

對控制器通信模塊的設計，控制系統信模塊的主要任務是完成控制器的通信任務，其中包括了對控制器狀態的接收，對測試數據的相關控制以及對控制指令的下發等，在控制系統性模塊建設過程中要充分考慮測試車間中電磁環境的復雜性，從而提高整個通信流程的穩定性，這個過程主要是使用RS-485總線進行相應的通信操作。

在上位機軟件開發方案確定以后，需要對控制器的開發方案進行相應的確定，控制器部分主要包括坐便器控制模塊、上位機通信模塊和傳感器控制模塊。上位機通信模塊的任務是為了使控制器和上位機之間的信息傳輸任務能夠得到完善的保障，并且，其中包括對控制指令的接收、 測試數據的上傳以及控制器狀態的上傳等，主要使用了RS-485總線進行了通信模塊的設計。在坐便器控制模塊中，為了能夠保證與坐便器測試程序進行信息交換，需要完成坐便器相關流程的控制功能。最后是在傳感器控制模塊中起主要的作用是能夠下發相應的控制指令，并且保證傳感器能夠分時間段采取相應的控制功能。控制器的開發方案須保證在上位機和傳感器運行過程中的工作效率，所以在控制器的相關開發方案確定的過程中，必須要根據上位機的不同模塊、功能以及傳感器的不同類型采取合理的控制系統設計方案。

3 智能坐便器整機自動測試系統測試結果分析

圖2 智能坐便器整機自動測試系統設計方案

當前在智能坐便器整機測試系統運行的過程中，一般會在車間中進行相應的試運行操作,測試的結果主要體現在以下幾個方面。1）使生產效率得到了有效的提高，通過整機測試系統的應用能夠使使檢測效率從每人10臺/h，提高至每人25臺/h，其效率明顯提升，并且節省了大量的人力物力[2]。2)提升檢測的準確率。原來的測試方式主要通過人工經驗和人工觀察進行相應的判斷，在判斷的過程中經常會出現較大的誤差，從而導致整個檢測結果的準確率下降，而通過整機自動測試系統，利用計算機對其測試結果進行自動化分析和判斷，能夠避免出現漏檢和錯檢現象的發生。在自動化水平方面，通過整機自動測試系統的應用也提高了相應的水平，在車間生產的過程中，一個人會同時操作4臺相應的自動化測試設備，實現了整個車間檢測的高度自動化，并且在中間檢測過程中，因為沒有其他人工的干預，也提高了相應的自動判斷能力。最后是通過自動化測試系統的應用，也使企業的生產成本有所下降，通過相關數據分析可以發現，每年節約的成本大概在60萬元左右。

4 結語

綜上所述，隨著我國社會的不斷發展，智能化產品在生產生活中的應用越來越廣泛，而智能坐便器作為現階段經濟發展和科學技術發展的產物之一，在現階段我國人民的生產生活中逐漸得到了廣泛的應用。智能化坐便器具有良好的發展前景，因此，保證智能坐便器的使用質量和功能性，是今后我們研究的重點。