智能坐便器整機(jī)自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)設(shè)計(jì)

鄭孝怡

【摘 要】本文基于智能坐便器產(chǎn)品質(zhì)量問(wèn)題日益嚴(yán)重這一問(wèn)題出發(fā)，設(shè)計(jì)智能坐便器整機(jī)自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)。首先，介紹了系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)，接著，詳述了系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)方案，包括上位機(jī)軟件開(kāi)發(fā)、控制器開(kāi)發(fā)和測(cè)試程序開(kāi)發(fā)，最后，對(duì)設(shè)計(jì)出來(lái)的系統(tǒng)進(jìn)行車(chē)間試運(yùn)行，并給出測(cè)試結(jié)果。

【關(guān)鍵詞】智能坐便器；自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)；質(zhì)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(lái)逐漸流行的智能衛(wèi)浴產(chǎn)品，特別是2015年國(guó)人在日本的搶購(gòu)潮，引發(fā)了社會(huì)的廣泛關(guān)注和討論，其行業(yè)規(guī)模呈現(xiàn)爆炸式增長(zhǎng)[1]。

隨著智能坐便器行業(yè)的快速發(fā)展，相關(guān)企業(yè)迎來(lái)了黃金發(fā)展期，但是一些國(guó)產(chǎn)品牌的產(chǎn)品質(zhì)量存在較為嚴(yán)重的問(wèn)題[2]。據(jù)《2016年中國(guó)智能坐便器行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及問(wèn)題對(duì)策分析》，目前國(guó)內(nèi)智能坐便器返修率平均在3%以上，部分企業(yè)甚至高達(dá)10%。這對(duì)使用者的生命財(cái)產(chǎn)安全構(gòu)成了威脅，也打擊了消費(fèi)者的積極性。因此，研發(fā)用于智能坐便器質(zhì)量檢測(cè)的整機(jī)自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)，嚴(yán)把產(chǎn)品質(zhì)量關(guān)，顯得刻不容緩。

與當(dāng)前國(guó)內(nèi)智能坐便器企業(yè)廣泛采用的手動(dòng)測(cè)試方式相比[3]，本文設(shè)計(jì)的整機(jī)自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)在有效提高產(chǎn)品檢測(cè)準(zhǔn)確率的同時(shí)，也能夠提升產(chǎn)品生產(chǎn)效率，提高生產(chǎn)車(chē)間自動(dòng)化水平，并降低企業(yè)的生產(chǎn)成本。

1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

本文設(shè)計(jì)一套智能坐便器整機(jī)自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。具體設(shè)計(jì)內(nèi)容如下所述：

1.1 上位機(jī)軟件設(shè)計(jì)

上位機(jī)主要實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互、與控制器通信、整機(jī)自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)點(diǎn)動(dòng)調(diào)試以及不同系列智能坐便器標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)設(shè)置等功能，并引入權(quán)限管理機(jī)制，對(duì)不同等級(jí)的使用者分配不同的操作權(quán)限。擬基于Visual Studio 2010開(kāi)發(fā)平臺(tái)，利用C#編程語(yǔ)言，完成上位機(jī)軟件開(kāi)發(fā)。

1.2 控制器設(shè)計(jì)

控制器主要實(shí)現(xiàn)與上位機(jī)通信、控制智能坐便器工作、控制傳感器分時(shí)檢測(cè)工作參數(shù)等功能?？刂破鞯脑O(shè)計(jì)包括控制器硬件設(shè)計(jì)和軟件開(kāi)發(fā)兩個(gè)方面，硬件部分?jǐn)M基于ARM Cortex M4芯片設(shè)計(jì)，軟件部分?jǐn)M使用C語(yǔ)言開(kāi)發(fā)。

1.3 智能坐便器測(cè)試程序設(shè)計(jì)

智能坐便器測(cè)試程序用于測(cè)試環(huán)節(jié)，通過(guò)與控制器之間的通信，控制智能坐便器的工作流程，模擬實(shí)際使用環(huán)境，使測(cè)試數(shù)據(jù)更真實(shí)、實(shí)時(shí)和可靠。測(cè)試程式擬基于智能坐便器硬件結(jié)構(gòu)，使用C語(yǔ)言開(kāi)發(fā)。

圖1 智能坐便器整機(jī)自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)框圖

2 系統(tǒng)詳細(xì)開(kāi)發(fā)方案

本系統(tǒng)基于模塊化設(shè)計(jì)理念，按照智能坐便器上位機(jī)軟件開(kāi)發(fā)、控制器設(shè)計(jì)、測(cè)試程序開(kāi)發(fā)路線進(jìn)行設(shè)計(jì)，具體開(kāi)發(fā)方案如圖2所示。

圖2 智能坐便器整機(jī)自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

2.1 上位機(jī)軟件開(kāi)發(fā)

上位機(jī)軟件由控制器通信模塊、云平臺(tái)通信模塊、點(diǎn)動(dòng)調(diào)試模塊、人機(jī)交互模塊和權(quán)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(wù)，包括控制指令下發(fā)、測(cè)試數(shù)據(jù)接收、控制器狀態(tài)接收等，考慮到測(cè)試車(chē)間復(fù)雜電磁環(huán)境，為提高通信穩(wěn)定性，擬采用 RS-485 總線通信；

2）點(diǎn)動(dòng)調(diào)試模塊實(shí)現(xiàn)整機(jī)自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)的點(diǎn)動(dòng)調(diào)試功能，只有點(diǎn)動(dòng)調(diào)試通過(guò)，系統(tǒng)才能投入試運(yùn)行，包括工位進(jìn)水閥開(kāi)關(guān)調(diào)試、工位電源調(diào)試、當(dāng)前水流量測(cè)試、當(dāng)前水溫測(cè)試等；

3）人機(jī)交互模塊實(shí)現(xiàn)測(cè)試工人與測(cè)試系統(tǒng)之間的信息交互，包括測(cè)試系統(tǒng)的啟停控制、不同系列智能坐便器標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)配置等，擬采用 MicroSoft SQL Server 2008數(shù)據(jù)庫(kù)保存配置的標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)；

4）權(quán)限管理模塊實(shí)現(xiàn)測(cè)試系統(tǒng)的權(quán)限分配功能，擬引入超級(jí)管理員、一般管理員和作業(yè)員的三級(jí)權(quán)限管理模式，其中超級(jí)管理員針對(duì)技術(shù)員調(diào)試設(shè)備使用，具有最高權(quán)限，一般管理員針對(duì)產(chǎn)線管理員更改產(chǎn)品換線時(shí)使用，作業(yè)員針對(duì)普通操作者生產(chǎn)測(cè)試時(shí)使用， 僅能對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行啟動(dòng)和停止操作，不可進(jìn)行其他操作。

2.2 控制器開(kāi)發(fā)

控制器部分由上位機(jī)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(jī)通信模塊完成與上位機(jī)的通信任務(wù)，包括控制指令接收、 測(cè)試數(shù)據(jù)上傳、控制器狀態(tài)上傳等，擬采用 RS-485 總線通信；

2）坐便器控制模塊通過(guò)與坐便器測(cè)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(guò)下發(fā)控制指令，實(shí)現(xiàn)傳感器的分時(shí)控制功能，擬采用 RS-232 串口通信。

2.3 測(cè)試程序開(kāi)發(fā)

測(cè)試程序使智能坐便器工作在測(cè)試模式下，通過(guò)接收控制器下發(fā)的流程控制指令，并模擬實(shí)際使用環(huán)境，控制坐便器處于相應(yīng)的工作狀態(tài)，以供傳感器采集參數(shù)。

3 系統(tǒng)測(cè)試結(jié)果

目前該系統(tǒng)正在進(jìn)行車(chē)間試運(yùn)行，測(cè)試結(jié)果如下：

3.1 生產(chǎn)效率提升

原先測(cè)試崗位檢測(cè)效率為10臺(tái)/人/小時(shí)，使用整機(jī)自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)后可達(dá)到25臺(tái)/人/小時(shí)，效率提升明顯。

3.2 檢測(cè)準(zhǔn)確率提升

原先測(cè)試方式主要靠人工進(jìn)行判斷，存在判斷失誤現(xiàn)象，時(shí)有漏檢項(xiàng)目；整機(jī)自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)投用后，完全由計(jì)算機(jī)進(jìn)行自動(dòng)判斷，能夠完全杜絕漏檢、錯(cuò)檢現(xiàn)象。

3.3 車(chē)間生產(chǎn)自動(dòng)化水平提升

采用整機(jī)自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)后，車(chē)間生產(chǎn)由1人同時(shí)操作4臺(tái)測(cè)試設(shè)備，實(shí)現(xiàn)高度自動(dòng)化，中間過(guò)程無(wú)需人工干預(yù)，完全由計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制，自動(dòng)判斷，并且所有測(cè)試數(shù)據(jù)自動(dòng)上傳至企業(yè)云平臺(tái)，方便后續(xù)質(zhì)量追溯。

3.4 企業(yè)生產(chǎn)成本下降

原先每小時(shí)檢測(cè)100臺(tái)坐便器需10人同時(shí)進(jìn)行，采用整機(jī)自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)后，僅需1人操作4臺(tái)自動(dòng)測(cè)試設(shè)備即可完成，僅就員工工資部分，每年預(yù)期節(jié)約60 多萬(wàn)元。

4 總結(jié)

中國(guó)智能衛(wèi)浴市場(chǎng)前景廣闊，特別是智能坐便器替代普通坐便器的趨勢(shì)將越來(lái)越明顯，未來(lái)中國(guó)智能坐便器的市場(chǎng)規(guī)模將不低于1000萬(wàn)臺(tái)[4]。

通過(guò)技術(shù)查新及專利信息檢索發(fā)現(xiàn)，目前市場(chǎng)上還未有一款應(yīng)用于智能坐便器質(zhì)量檢測(cè)的自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)，基于這個(gè)事實(shí)，本系統(tǒng)具有廣闊的應(yīng)用前景。

【參考文獻(xiàn)】

[1]李新伍，段先湖，張桂連.智能坐便器產(chǎn)品與標(biāo)準(zhǔn)化現(xiàn)狀[J].陶瓷，2014（2）.

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[3]朱一軍.我國(guó)智能坐便器行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀與質(zhì)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(shù)和.智能坐便器淺析[J].科技視界，2015（10）.

[責(zé)任編輯：田吉捷]