CN104916120B - 一种智能红外发射设备的自动化生产测试系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明适用于自动化生产技术领域，提供一种智能红外发射设备的自动化生产测试系统及方法，所述系统包括评估套件、供电电源、顶针治具、测试计算机、红外夜视摄像机、暗箱和显示器。本系统中，红外发射管可以长亮，实现了固件升级和灯位检测以及红外发射管检测一次性完成，进而适合批量的自动化生产，减少人力和装备方面的投入。

Description

一种智能红外发射设备的自动化生产测试系统及方法

技术领域

本发明属于自动化生产技术领域，尤其涉及一种智能红外发射设备的自动化生产测试系统及方法。

背景技术

随着自动化生产技术高速发展，在很多领域，产品生产的各个流程自动化生产已经成为现实。但是随着智能化家居设备以及可穿戴设备的开发和拓展，需要将传统芯片、PCB板要与大量的传感器元器件以及各种物理信号发射元器件进行集成，目前传统制造自动化技术已经不适应与新兴智能设备的生产和检测。

当前产线针对发光设备的检测主要有两种，一种是通过人眼对灯位长亮、长灭和次频(≤20Hz)闪烁做判断；另一种是通过自动化视觉装置对各个灯位的特定波段的光辐射功率进行检测，根据光辐射功率变化是否在规定时间内吻合预设阈值(或者换算为光通量的指定数值大小是否在规定时间内吻合预设阈值)来判断灯位功能。

以上两种测量方法各有优缺点，人工检测能够快速地适应各种不同的多单小批量检测，几乎不需要针对检测工具加以软硬件上的开发和改动，缺点也显而易见，检测时间较长，工人会有疏漏，而且增加了人力成本；自动化视觉检测装置方案的优点是高速可靠，可以方便地对大批量统一型号的产品进行检测，缺点是开发周期长，装备投入大，不适合多种小批量、不同型号的产线，特别是在开发产品阶段，在生成小批量产品后，可能会进行临时改动产品，这样又需要开发新的自动化视觉装置，使得检测成本过高。

特别是对于当前智能家居蓝牙传感器相关产品，遇到了一些新问题：

首先，目前智能红外设备的蓝牙方案芯片方案(比如TI德州仪器公司)在软硬件上不支持持续长时间红外发射，只能用发射信号的方式点亮红外发射；

其次，产品所用红外发射管在物理基本性能上不支持长时间正常功率发射；

第三，产品的各个灯位发出的红外光不可见，无法通过肉眼观察，而且排列成星状而非传统的“一”字排列，灯位检测不易观察；

第四，在产品开发阶段产品批量小，红外信号发射甚至灯位都没有最终确定，有可能出现改动。

因此，综上各种类型的智能红外设备无法使用传统的人工检测或者自动化视觉解决方案。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种智能红外发射设备的自动化生产测试系统及方法，旨在解决现有智能红外发射设备无法自动化生产和检测，需要大量人力物力的技术问题。

一方面，所述智能红外发射设备的自动化生产测试系统中，所述智能红外发射设备内置有集成电路板，所述集成电路板上设有射频红外管以及工作芯片电路和供电电路，所述系统包括：

评估套件，用作无线电性能测试和软件开发的工具；

供电电源，用于为集成电路板补充供电；

顶针治具，用于将所述集成电路板分别与所述评估套件连接和供电电源连接，以实现所述评估套件对集成电路板供电以及相关芯片固件烧录，以及实现所述供电电源为集成电路板补充供电；

测试计算机，与所述评估套件连接，用于完成系统配置以及写值和固件烧录工作，同时实现抓图对比保存；

红外夜视摄像机，用于摄像所述集成电路，并将图像数据输出至所述测试计算机和显示器；

暗箱，用于放置所述集成电路板和红外夜视摄像机；

显示器，用于接收所述红外夜视摄像机输出的图像数据并显示出图像。

进一步的，所述供电电源与所述顶针治具之间还设有一个限流分压设备。

进一步的，所述集成电路板的供电电路正负极两端对应增设一个正极触点和一个负极触点，所述正负极触点分别连接至所述顶针治具，同时所述供电电源的正负极连接至所述顶针治具的对应两根顶针，使得所述供电电源的正极与所述正极触点接通，所述供电电源的负极与所述负极触点接通，所述限流分压设备位于所述供电电源的正极与顶针治具之间。

进一步的，所述顶针治具与所述评估套件、供电电源通过电线拖链连接，所述电线拖链包括6根电线，其中四根为电源线、接地线、数据线、时钟线，这四根电线一端通过跳线帽插接在所述评估套件对应的接线柱上，另一端焊接在所述顶针治具指定的顶针上；另外剩余的两根电线为正负供电线，其中正供电线一端焊接在所述顶针治具的对应顶针上，另一端连接至所述限流分压设备，负供电线一端焊接在所述顶针治具的对应顶针上，另一端连接至所述供电电源的负极。

进一步的，所述供电电源为输出电压为3V、输出电流为1A的直流恒压电源适配器。

进一步的，所述限流分压设备为低压恒流电源驱动器或碳膜电阻。

进一步的，所述测试计算机与所述评估套件采用USB线连接。

另一方面，所述智能红外发射设备的自动化生产测试方法，包括下述步骤：

将红外夜视摄像机和集成电路板放于暗箱中，并且将所述红外夜视摄像机对准所述集成电路板；

对测试计算机进行系统配置；

通过操作测试计算机，按照测试需求对被测试的集成电路板进行写值和烧录，同时观察显示器，观察集成电路板上所有射频红外管的灯位是否长亮，以及集成电路板上的电源灯是否闪烁；

根据需要，通过测试计算机抓图进行对比保存，用作生产记录存档。

本发明的有益效果是：由于现有智能红外发射设备的芯片组只能以闪烁的方式驱动红外发射管，特别的，当发射频率与红外摄像机的扫描频率或者显示器的显示帧数频率发生耦合时，在设备上对人眼显示完全不亮，或者产生发射功率不断变化的错觉，将严重影响测试者对红外发射管的性能判别；本发明改良并融合现有的固件升级方式，通过使用开发的顶针治具，将固件升级和灯位检测以及红外发射管检测一次性完成，进而适合批量的自动化生产，减少人力和装备方面的投入。

附图说明

图1是本发明实施例提供的智能红外发射设备的自动化生产测试系统的结构图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

为了说明本发明所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。

图1示出了本发明实施例提供的智能红外发射设备的自动化生产测试系统的结构，为了便于说明仅示出了与本发明实施例相关的部分。

如图1所示，本实施例提供的智能红外发射设备的自动化生产测试系统中，所述智能红外发射设备内置有集成电路板100，所述集成电路板上设有射频红外管以及工作芯片电路和供电电路(图中均为示出)，所述系统包括：

评估套件1，用作无线电性能测试和软件开发的工具；

供电电源2，用于为集成电路板补充供电；

顶针治具3，用于将所述集成电路板分别与所述评估套件连接和供电电源连接，以实现所述评估套件对集成电路板供电以及相关芯片固件烧录，以及实现所述供电电源为集成电路板补充供电；

测试计算机4，与所述评估套件连接，用于完成系统配置以及写值和固件烧录工作，同时实现抓图对比保存；

红外夜视摄像机5，用于摄像所述集成电路，并将图像数据输出至所述测试计算机和显示器；

暗箱(图中未示出)，用于放置所述集成电路板和红外夜视摄像机；

显示器6，用于接收所述红外夜视摄像机输出的图像数据并显示出图像。

本实施例中，所述智能红外发射设备为具有红外发射管的设备，在各个不同领域，可以为不同的设备，比如所述智能红外发射设备可以是蓝牙空调贴设备，或者是其他通信传感器的设备，比如WiFi、ZigBee等等，特别为适用于智能家居的设备。

本实施例中，所述顶针治具3为新开发的连接部件，由于本实施例中所述智能红外发射设备一般应用于智能家居领域，且此类标贴型智能红外发射设备没有通用的标准化接口，测试计算机、评估套件、供电电源不能用传统接口与被测集成电路板连接，如果直接将被测集成电路板与测试计算机、供电电源、评估套件连接，需要独立增加焊点，开发新型接口，对接口的摩擦机械损伤远大于相对静止的触点式顶针，增加了生产成本，线材寿命也会大幅度缩短；同时由于需要对集成电路裸板进行插拔操作，需要经过培训的熟练工人，还要为工人配备全套的防静电设备，进一步增加了生产成本支出。本实施例使用顶针治具可以高速快捷地连接测试设备和被测试集成电路板，顶针治具具有一定的容错性，对集成电路板摆放位置以及集成电路板与测试设备之间的间距要求不严格，在一定范围内出现厘米级误差也能实现完美电路导通，提高了测试速度减少工作量，而且测试工人不需进行培训，人工成本低。

按照图1所示的连接关系将各个部件进行连接，作为一种具体连接方式，所述评估套件1与测试计算机4之间采用USB线连接，然后通过测试计算机4将评估套件1配置成串口COM方式并允许数据通过，与顶针治具3进行连接，另外，所述顶针治具3和所述集成电路板100进行相应连接，使得评估套件1可以以串口方式访问所述集成电路板，以实现相关写值和芯片的固件烧录。另外，将供电电源2与所述顶针治具3连接，通过所述顶针治具3还与所述集成电路板连接，工作时，通过所述供电电源2给所述集成电路补充供电。此外还需将红外夜视摄像机5的输出端连接至所述测试计算机4和显示器6。

现有智能红外发射设备中，其供电电路由统一的并联电路供电，在检测时，红外发射管只能闪烁发光。本实施例对集成电路板的结构进行改动，在所述集成电路板的供电电路正极增设一个正极触点，负极增设一个负极触点，所述正负极触点分别连接至所述顶针治具，并且独立设置一个供电电源，所述供电电源的正负极连接至所述顶针治具的对应两根顶针，使得所述供电电源的正极与所述正极触点接通，所述供电电源的负极与所述负极触点接通。为了保证持续通电过程中不会损坏集成电路板上相关电路以及红发发射管，进一步优选的，所述供电电源2与所述顶针治具3之间还设有一个限流分压设备7，所述限流分压设备7可有效起到限流分压的作用，具体的，在所述供电电源2的正极串联限流分压设备7，然后连接至所述顶针治具3。这里所述供电电源采用输出电压为3V、输出电流为1A的直流恒压电源适配器。

所述限流分压设备为低压恒流电源驱动器，考虑到成本问题，也可以使用碳膜电阻替换该低压恒流电源驱动器。例如，在本实施例中，所述限流分压设备7可直接采用2K欧姆的碳膜电阻。

本实施例采用德州仪器公司开发的SmartRF06Evaluation Board评估套件，用于无线电性能测试和软件开发。连接时，将评估套件主板上的指定引脚与顶针治具的特定顶针用导线进行焊接，同时将集成电路板与所述顶针治具进行对应焊接，实现通过评估套件对集成电路板的工作芯片电路(比如德州仪器公司的cc2650芯片组解决方案的智能家居设备)供电以及固件烧录。

作为所述顶针治具与评估套件和供电电源的一种优选连接方式，所述顶针治具与所述评估套件、供电电源通过电线拖链连接，所述电线拖链包括6根电线，其中四根为电源线VCC、接地线GND、数据线TMS、时钟线TCK，这四根电线一端通过跳线帽插接在所述评估套件对应的接线柱上，另一端焊接在所述顶针治具指定的顶针上；另外剩余的两根电线为正负供电线，其中正供电线一端焊接在所述顶针治具的对应顶针上，另一端连接至所述限流分压设备，负供电线一端焊接在所述顶针治具的对应顶针上，另一端连接至所述供电电源的负极。

所述测试计算机中，将评估套件的端口5配置为COM型，并且允许数据通过。在测试计算机中安装TI公司的BTool Source、SmartRF Flash Programmer2、SmartRF PacketSniffer三种软件。将环境变量添加PATH指向D:\Program Files\Texas Instruments\SmartRF Tools\Flash Programmer 2\bin。配置完成后，可进行自动化测试和检测。

具体测试时，将红外夜视摄像机和集成电路板放于暗箱中，并且将所述红外夜视摄像机对准所述集成电路板；然后通过操作测试计算机，对被测试集成电路板进行写值和烧录固件，同时测试人员还可通过固定在产线上的红外夜视摄像头和配套的显示器观察所有射频红外管的灯位是否长亮，以及绿色电源LED灯是否闪烁。并且可以根据需要通过测试计算机抓图进行对比保存，用作生产记录存档。

经过实践验证，本发明系统可有效地保证红外发射管在芯片固件烧录过程中持续长亮，而且是在半功率的模式下长亮。经过实验，这种方案能够有效地将红外发射管从全功率不大于1秒的发射状态，转换为1/3功率发射状态，且发射时间能共持续十分钟以上。对红外发射管功能检测的采取人工检查的方式，在暗箱内通过红外夜视摄像机对被测集成电路板加以摄像，图像直接用黑白视频的形式输出到显示器上，测试者只需要关注显示器上是否有7个白色亮点成星形排列即可。整个自动化产测平台对被测试集成电路板固件烧录和红外发射管基本性能检测的全过程所需要时间不大于300秒，所以本系统可以高效高质地一次性解决解决该产品在产线上遇到的固件烧录、灯位检测和红发发射检测等问题，并且实现了全程自动化产测一体完成。

另外，本实施例还提供了一种智能红外发射设备的自动化生产测试方法，包括下述步骤：

步骤S101、将红外夜视摄像机和集成电路板放于暗箱中，并且将所述红外夜视摄像机对准所述集成电路板；

步骤S102、对测试计算机进行系统配置；

步骤S103、通过操作测试计算机，按照测试需求对被测试的集成电路板进行写值和烧录，同时观察显示器，观察集成电路板上所有射频红外管的灯位是否长亮，以及集成电路板上的电源灯是否闪烁；

步骤S104、根据需要，通过测试计算机抓图进行对比保存，用作生产记录存档。

上述步骤S1021和S102不分先后。

综上，本发明实施例中，红外发射管可以长亮，实现了固件升级和灯位检测以及红外发射管检测一次性完成。通过顶针治具实现自动升级固件，绕开了WEB升级和HTTP升级，升级时无需考虑IP，无需通过IP转换，直接使用测试计算机与产品一一对应升级，解决了批量升级的主要技术瓶颈。另外，本发明通用型很强，一切通过Flash Programmer 2的报文，都可实现批量自动化升级。本发明技术方案还有很大的扩展性，不但可以应用在德州仪器CC2650、CC2540等芯片组解决方案的智能家居设备检测中，还验证并通过了CSR8650和博通BCM4325等多种产品成品测试验证应用。值得注意的是，上述实施例中，所包括的各个单元只是按照功能逻辑进行划分的，但并不局限于上述的划分，只要能够实现相应的功能即可；另外，各功能单元的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本发明的保护范围。

另外，本领域普通技术人员可以理解实现上述各实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，相应的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，所述的存储介质，如ROM/RAM、磁盘或光盘等。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了较详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改、或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种智能红外发射设备的自动化生产测试系统，所述智能红外发射设备内置有集成电路板，所述集成电路板上设有射频红外管以及工作芯片电路和供电电路，其特征在于，所述系统包括：

评估套件，用作无线电性能测试和软件开发的工具；

供电电源，用于为集成电路板补充供电；

顶针治具，用于将所述集成电路板分别与所述评估套件连接和供电电源连接，以实现所述评估套件对集成电路板供电以及相关芯片固件烧录，以及实现所述供电电源为集成电路板补充供电；

测试计算机，与所述评估套件连接，用于完成系统配置以及写值和固件烧录工作，同时实现抓图对比保存；

红外夜视摄像机，用于摄像所述集成电路，并将图像数据输出至所述测试计算机和显示器；

暗箱，用于放置所述集成电路板和红外夜视摄像机；

显示器，用于接收所述红外夜视摄像机输出的图像数据并显示出图像；

所述集成电路板的供电电路正负极两端对应增设一个正极触点和一个负极触点，所述正负极触点分别连接至所述顶针治具，同时所述供电电源的正负极连接至所述顶针治具的对应两根顶针，使得所述供电电源的正极与所述正极触点接通，所述供电电源的负极与所述负极触点接通。

2.如权利要求1所述系统，其特征在于，所述供电电源与所述顶针治具之间还设有一个限流分压设备。

3.如权利要求2所述系统，其特征在于，所述限流分压设备位于所述供电电源的正极与顶针治具之间。

4.如权利要求3所述系统，其特征在于，所述顶针治具与所述评估套件、供电电源通过电线拖链连接，所述电线拖链包括6根电线，其中四根为电源线、接地线、数据线、时钟线，这四根电线一端通过跳线帽插接在所述评估套件对应的接线柱上，另一端焊接在所述顶针治具指定的顶针上；另外剩余的两根电线为正负供电线，其中正供电线一端焊接在所述顶针治具的对应顶针上，另一端连接至所述限流分压设备，负供电线一端焊接在所述顶针治具的对应顶针上，另一端连接至所述供电电源的负极。

5.如权利要求1-4任一项所述系统，其特征在于，所述供电电源为输出电压为3V、输出电流为1A的直流恒压电源适配器。

6.如权利要求2-4任一项所述系统，其特征在于，所述限流分压设备为低压恒流电源驱动器或碳膜电阻。

7.如权利要求1-4任一项所述系统，其特征在于，所述测试计算机与所述评估套件采用USB线连接。

8.一种智能红外发射设备的自动化生产测试方法，其特征在于，所述方法包括下述步骤：

将红外夜视摄像机和集成电路板放于暗箱中，并且将所述红外夜视摄像机对准所述集成电路板；所述集成电路板的供电电路正负极两端对应增设一个正极触点和一个负极触点，所述正极触点和所述负极触点分别连接至顶针治具，供电电源的正负极连接至顶针治具的对应两根顶针，使得供电电源的正极与所述正极触点接通，供电电源的负极与所述负极触点接通；

对测试计算机进行系统配置；

通过操作测试计算机，按照测试需求对被测试的集成电路板进行写值和烧录，同时观察显示器，观察集成电路板上所有射频红外管的灯位是否长亮，以及集成电路板上的电源灯是否闪烁；

根据需要，通过测试计算机抓图进行对比保存，用作生产记录存档。