宋佳力，任繼棟，周寧科

（寧波賽寶信息產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院有限公司，浙江 寧波 315040）

0 引言

智能產(chǎn)品在近幾年已經(jīng)發(fā)展得如火如荼，但是，對于智能產(chǎn)品的檢測儀器和檢測方法而言，由于其技術(shù)準(zhǔn)入門檻高、開發(fā)相對閉環(huán)等原因，其發(fā)展是不盡如人意的。現(xiàn)有的檢測設(shè)備對自己的開發(fā)人員比較友好，通常可以在程序內(nèi)開設(shè)串口打印接口，或者使用Wireshark、Ominipeek等軟件通過無線網(wǎng)卡進(jìn)行抓包分析。以上方式均需要檢測產(chǎn)品的開發(fā)人員協(xié)助，由于可能會涉及到增加代碼、增加內(nèi)存占用等問題，這自然而然將會延長檢測周期；并且正常使用通常不會打開串口功能，或者打開串口后上報下傳就會有時延影響，這樣就導(dǎo)致測試和實際使用不一致，從而使得檢測內(nèi)容缺乏一致性和嚴(yán)謹(jǐn)性。

為了解決上述檢測方法存在的問題和不足，從外部直接檢測IoT終端產(chǎn)品的需求就比較迫切。因此，本文提供了一種IoT終端的檢測方法和測試儀器制作方案。

1 測試需求分析

IoT終端基本由外圍感知（傳感）接口、中央處理模塊和外部通訊接口3個部分組成，通過外圍感知接口與傳感設(shè)備連接，如RFID讀卡器、紅外感應(yīng)器和環(huán)境傳感器等，將這些傳感設(shè)備的數(shù)據(jù)進(jìn)行讀取并通過中央處理模塊處理后，按照網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，通過外部通訊接口[1]，如：GPRS模塊、以太網(wǎng)接口和WiFi等方式發(fā)送到以太網(wǎng)的指定中心處理平臺。

目前IoT終端接入平臺主要有百度的小度、小米的小愛同學(xué)、華為的小藝和阿里的天貓精靈等，大平臺需要接入市場上各種各樣的IoT終端產(chǎn)品不能只靠自己公司開發(fā)，需要動用整個市場的力量來豐富產(chǎn)品，所以平臺就會推出自己的開源SDK接口方案[2]，在廠商開發(fā)完成后就會交由平臺及第三方機構(gòu)審核是否符合要求。IoT終端產(chǎn)品（例如智能插座）通常是為了代替人手而實現(xiàn)自動控制的一個開關(guān)量，這個開關(guān)量信號為了直觀地為用戶所知曉都會配備一個指示燈來做指示用。以智能插座為例，智能插座的開關(guān)量為控制插座接通斷開的繼電器，用來作為指示的燈為狀態(tài)指示燈，燈亮即代表插座接通，燈滅代表插座斷開。該IoT終端產(chǎn)品是否正常接收平臺指令并完成相應(yīng)的功能，須對該產(chǎn)品進(jìn)行接收指令與終端主機發(fā)送指令數(shù)一一匹配值是否相等、執(zhí)行相應(yīng)的指令所花費的時間、幾個終端產(chǎn)品執(zhí)行同一個指令的時間差等內(nèi)容進(jìn)行檢測，傳統(tǒng)的指令匹配檢測是由人工肉眼觀看并將終端模塊接收指令數(shù)和終端主機發(fā)送指令數(shù)進(jìn)行匹配檢測，這將給檢測帶來比較大的不確定性，尤其是當(dāng)IoT終端產(chǎn)品需要長時間檢測時，人工勞動強度大，人容易疲累，差錯率高；如果增加人數(shù)又將提高成本。為此，針對IoT終端產(chǎn)品的檢測，引入自動化檢測設(shè)備是非常有必要的。

2 IoT終端產(chǎn)品檢測裝置的檢測原理

本裝置通過光敏采集模塊來采集終端模塊上的指示燈（如沒有指示燈可以在開關(guān)量信號上外接LED燈）所產(chǎn)生的光信號并轉(zhuǎn)換為數(shù)字量信號，采集到的信號通過線纜傳輸?shù)街靼宓膯纹瑱C芯片中，處理后將計數(shù)信號輸出到計數(shù)顯示屏上；將時間差、信號采集到的時間點和計算數(shù)據(jù)輸出到測試結(jié)果統(tǒng)計顯示屏上。通過這些數(shù)值分析來判斷其是否符合標(biāo)準(zhǔn)要求。

3 IoT終端產(chǎn)品檢測裝置的檢測裝置設(shè)計

本檢測裝置由單片機STM32F103ZET6最小系統(tǒng)電路（復(fù)位電路、晶振電路和啟動模式設(shè)置電路）+電源電路+通訊電路+DC12C887實時時鐘電路+19264顯示屏接口+USB供電輸出接口+光信號傳感器接口+計數(shù)復(fù)位電路組成[3]。其系統(tǒng)框圖如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)框圖

3.1 STM32F103ZET6最小系統(tǒng)電路

該最小系統(tǒng)電路由復(fù)位電路、晶振電路、啟動模式設(shè)置電路和主板電池供電電路組成，如圖2所示。

圖2 STM32F103ZET6最小系統(tǒng)電路

3.2 電源模塊

電源模塊如圖3所示。本裝置由兩種電源供電，分別為輸出DC16 V的適配器供電和鋰電池包供電。鋰電池包采用4串2并14.8 V鋰電池進(jìn)行供電，保證了在戶外或者移動測試時的檢測設(shè)備的長時間穩(wěn)定供電。外部電源輸入后由LM7812芯片將電壓穩(wěn)定到12 V，穩(wěn)壓后的電壓可以給無線路由器或者智能音箱進(jìn)行供電。同理，由LM1117-5.0獲得5 V電壓，該電源將提供給IoT終端進(jìn)行供電；由LM1117-3.3獲得3.3 V的電壓，該電源將提供給芯片和相關(guān)電路進(jìn)行供電。

圖3 電源模塊

3.3 通訊電路

通訊電路如圖4所示。本電路采用CH340G芯片及其外圍電路組成，可以實現(xiàn)USB轉(zhuǎn)串口功能[4]。通過串口通訊電路可以使本裝置具有和PC端通訊的能力。測試程序需要變更時就可以通過該模塊進(jìn)行通訊連接。

圖4 通訊電路

3.4 DC12C887實時時鐘電路

DC12C887實時時鐘電路如圖5所示。由于本裝置需要采集信號接收到的時間，對時間的精度要求較高，因此選型DS12C887時鐘日歷芯片。該芯片是由美國DALLAS公司生產(chǎn)的新型時鐘日歷芯片，采用CMOS技術(shù)制成；采用24引腳雙列直插式封裝，內(nèi)部集成晶振、振蕩電路、充電電路和可充電鋰電池；所組成的集成電路模塊，在沒有外部電源的情況下可工作10年；具有良好的微機接口、精度高、外圍接口簡單和工作穩(wěn)定可靠等優(yōu)點，可以廣泛地使用于各種需要較高精度的場合[5]。

圖5 DC12C887實時時鐘電路

3.5 19264顯示屏接口電路

本電路是19264的接口電路，測試的結(jié)果將顯示到19264顯示屏上。19264點陣液晶有5 V供電，可以顯示192（列）×64（行）個黃綠底藍(lán)字的點，如圖6所示。

圖6 19264顯示屏接口電路

3.6 USB供電輸出接口電路

該電路提供了IoT終端USB供電線的供電口，便于測試時的樣品供電，如圖7所示。

圖7 USB供電輸出接口電路

3.7 光信號傳感器接口電路

該接口電路與光信號傳感器相連接，可以通過程序采集和復(fù)位光信號傳感器發(fā)出的數(shù)據(jù)，如圖8所示。

圖8 光信號傳感器接口電路

3.8 計數(shù)復(fù)位電路

該接口電路是手動復(fù)位計數(shù)結(jié)果顯示屏的電路，當(dāng)需要手動復(fù)位某個通路中的計數(shù)值時，按下對應(yīng)的按鈕就可以復(fù)位，如圖9所示。

圖9 計數(shù)復(fù)位電路

3.9 結(jié)果顯示屏顯示界面

區(qū)別于計數(shù)結(jié)果顯示屏，計數(shù)顯示屏只用于顯示計數(shù)結(jié)果。結(jié)果顯示屏顯示統(tǒng)計后的數(shù)據(jù)結(jié)果，如圖10所示。

圖10 結(jié)果顯示屏顯示界面

4 結(jié)束語

本文提供了一種IoT終端的檢測方法和測試儀器制作方案，通過此方法可以對IoT終端是否準(zhǔn)確地執(zhí)行了智能平臺的指令的動作進(jìn)行捕捉和分析，降低了人力成本投入，減少了人為因素引入的不確定性和誤差，提高了測試效率。