洗衣机智能控制器自动化测试系统

　　【摘要】洗衣机智能控制器是洗衣机的最重要的部件，其质量在竞争中至关重要，因此，对新研制的控制器必须在确认其逻辑功能正确性以后，才能投入生产。本文提出了一种基于虚拟仪器技术的自动化测试系统。洗衣机控制器计算机辅助测试系统由PC机完成测试命令输入，经自动化测试系统软件处理后发送控制命令，由信号采集板驱动控制器运行；同时，由信号采集板采集控制器输出的对外设的控制信息，上传至PC机，经软件系统处理后由PC机进行显示、分析。
　　【关键词】洗衣机控制器；自动测试；虚拟仪器
　　随着洗衣机制造产业的发展，制造企业为了应付激烈的竞争，不断推出新产品，控制器作为其功能控制中心，它的功能设计变得越来越复杂，同时，它的功能控制逻辑是否正确，其嵌入式系统运行是否正常，成为了判断产品的质量好坏至关重要的标准。制造厂商在推出新产品前，为保障其产品质量，必须对智能家电产品进行全面、严格的性能测试已避免造成巨大损失，其中控制器测试是最主要的部分。智能控制器辅助测试技术应运而生。
　　洗衣机控制器辅助测试系统要实现自动化、多功能、可扩展性强、灵活、易用、维护成本低、价格便宜等优点，在设计时应该采用虚拟仪器技术的设计思想进行开发。洗衣机控制器辅助测试系统由PC机和信号采集板构成其硬件平台，不再使用其它测试仪器。
　　一、洗衣机智能控制器测试系统需求分析
　　考虑到洗衣机控制器的高频控制信号并不多，而且测试系统要求使用和维护简单，选用Windows作为本嵌入式仿真测试系统的操作系统平台便于测试者学习和使用。因为Windows并不是一个实时操作系统，因此不可能对测试数据进行实时采样分析，分析过程只能放到测试结束后。对于低频系统（KHz以下），系统可以设计测试脚本，然后测试时根据被测控制器的输出信号实时生成测试用例；同时记录测试结果，以供测试结束后分析。对于高频系统，系统将不可能实时生成测试用例，只能将预先设计的波形灌入被测控制器的输入端。家电控制器的控制信号属于低频信号，因此足以满足要求。系统要对洗衣机控制器进行自动、实时的黑盒测试，要实现测试的实用性、灵活性和人性化，在测试模式设计上需要采用以下两种测试模式：随机测试和大纲测试。
　　随机测试定义为：系统软件模拟洗衣机控制设备的界面和按键操作（即对洗衣机控制面板的仿真），向目标控制器（控制板）输入电平控制信号和环境输入信号或脉冲控制信号和环境输入信号，驱动控制器运行；在控制器运行过程中，采集控制器输出端电平信号、脉冲信号、模拟信号以及少量非电量模拟信号等状态信号，对其进行显示、记录，以便于分析查错。
　　大纲测试定义为：采用测试大纲输入模块编辑的控制器测试大纲，经解释后自动生成连续的控制器测试控制信号，结合传感器输入信号，用于驱动控制器执行；在控制器运行过程中，采集控制器输出端电平信号、脉冲信号、模拟信号等状态信号并进行连续的测试全过程的显示、纪录，以便于分析查错。
　　两种测试模式的的区别在于：前者是单步测试，后者是自动、连续测试；测试命令输入方式前者采用设备仿真按键输入方式，后者采用脚本语言编辑输入方式或测试方案文件输入方式；前者测试任务只能按时间序列顺序执行，后者测试任务既可以采用顺序执行，又可以判断执行和循环执行。大纲测试可视作自动的连续执行多项随机测试。大纲测试是洗衣机控制器辅助测试系统自动化测试的标志。
　　跟据这两种测试方式，洗衣机控制器辅助测试系统因具有以下功能：
　　a.测试工程管理
　　b.测试环境设置
　　c.测试方案录入
　　d.测试执行控制
　　e.外部设备仿真
　　f.测试数据显示保存
　　g.测试结果分析输出
　　二、洗衣机控制器辅助测试系统体系结构设计
　　洗衣机控制器辅助测试系统由硬件系统和软件系统两部分组成，硬件系统包括PC机和信号采集板两大部分，软件系统包括基于PC机的软件系统和基于信号采集板的软件系统。PC机和基于PC机的软件系统合称上位机，信号采集板和基于信号采集板的软件系统合称下位机。上位机程序完成测试控制，控制器状态显示、存储和分析；而下位机程序主要完成被测目标控制器的驱动和状态信息的采集。
　　1.洗衣机控制器辅助测试软件系统体系结构设计
　　辅助测试软件系统采用虚拟仪器的层次体系结构，并针对智能家电行业的具体应用，进行了更加详细、有针对性的设计。其体系结构如图1所示。
　　根据层次化体系结构，辅助测试软件系统工作流程可简单描述为两个过程：
　　①自上而下的控制过程
　　测试人员明确测试任务和项目后，选择已有的测试用例或输入新测试用例。测试用例由数据库保存和组织，程序调用测试用例，生成洗衣机控制器的命令，通过采集卡控制控制洗衣机控制器状态改变。
　　②自下而上的控制器状态采集过程
　　采集卡采集到的控制器状态信息，转换成符合控制器规定格式的状态信息编码数据，将其实时显示并保存在数据库中。程序从数据库中读取采样数据，经过分析处理后，以文字、图形化方式显示目标控制器的状态信息。
　　辅助测试软件系统各功能层之间是相对独立的，对信息的处理过程相互间是完全透明的，上层只调用直接下层功能，下层只对直接上层提供服务，交互只有通过层间接口实现。这种结构便于功能的扩展，且易于维护和设计标准化，使得辅助测试系统具有良好的通用性。
　　2.测试系统平台设计
　　洗衣机控制器的输入信号为：按键输入信号（视控制器型号的不同由1个到10多个不等）；门开关控制信号；安全开关控制信号；水位开关控制信号等，一般为电平信号和或脉冲信号，电压范围0～5VDC。
　　洗衣机控制器的输出主要是交流电，测试系统以检测控制器主芯片或驱动电路的输出为主，即检测加在继电器线圈或开关器件控制端上的电压，电压范围为0～5VDC。采集控制器的输出信号：洗涤电机驱动信号；进水阀驱动信号；排水阀驱动信号等。