CN105049575A - 手机温度和功耗检测实验系统及其检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供手机温度和功耗检测实验系统及其检测方法，机器人手操作模块用于模拟用户手指在手机屏幕上的操作并通过图形识别控制机器人手操作模块完成一整套操作过程；操作箱用于设置机器人手操作模块、手机支架、高清高速摄像仪和检测模块；手机支架用于将被测手机固定于操作箱中；红外成像仪组能够准确的捕捉被测手机温度的细微变化，用于分析和处理；检测模块用于对机器人手操作模块进行控制以及对被测手机的升温舒适度给出手机升温舒适度评价报告。检测在不同环境温度下，手机各个面在多种操作实例下的升温情况，并给出手机温度稳定时间，最高温度，最高温时的温度分布图和温舒适度评价报告。

Description

手机温度和功耗检测实验系统及其检测方法

技术领域

本发明涉及手机功耗检测技术领域，更具体地说涉及一种手机温度和功耗检测实验系统及其检测方法。

背景技术

目前手机具有了越来越多的新功能，方便了我们的生活，但在使用过程中出现了许多新的问题。例如，手机在使用过程升温的问题，使得用户觉得手机烫手，产生不舒适的感觉。同时手机发热也会加速手机内部配件的老化，造成自动重启或者卡机。甚至有报道称手机在使用过程中因过热而引起爆炸和火灾，引发了人们对手机在使用过程中发热问题的关注。

有很多的原因可造成手机发热，从物理构造方面看：手机为了保证其便携性和轻便性往往内部结构紧密，大部分组件都集成在一起，导致手机内部空间狭小，散热功能差。另外，大部分手机都采用了高性能的CPU，甚至出现了双核、四核CPU。随着CPU性能的提升，其功耗也随之提高，从而加快了手机电池的放电速度，造成电池发热。在运行计算量较大的程序时，容易导致手机CPU、电池及其他部件的温度较高。最后，手机的使用环境对手机的温度也有很大的影响，在炎热的地区，由于环境温度很高，造成散热困难，从而温度较高。

由此可见不仅手机自身的原因可以造成手机发热，环境因素也对手机温度有一定的影响。所以，需要研究出一套行之有效地系统来检测手机在常用操作模式下的发热情况。该系统须具有温度恒定系统，以模拟各个季节的温度特征，并能够从各个角度观测记录手机温度的变化情况并结合手机外壳材质对传热的影响，不同握持手机方式下，人体对手机温度的接受程度等因素给出手机升温舒适度评价报告。

发明内容

本发明克服了现有技术中的不足，提供了一种手机温度和功耗检测实验系统及其检测方法。

本发明的目的通过下述技术方案予以实现。

手机温度和功耗检测实验系统，包括机器人手操作模块、手机支架、操作箱、红外温度成像仪组和检测模块；

所述机器人手操作模块，用于模拟用户手指在手机屏幕上的操作并通过图形识别控制所述机器人手操作模块完成一整套操作过程；

所述操作箱，用于设置所述机器人手操作模块、所述手机支架、所述高清高速摄像仪以及所述检测模块；

所述手机支架，用于将被测手机固定于所述操作箱中；

所述红外成像仪组具备红外图像和可见光图像合成功能，并能通过视频线将获取图像实时传输到电脑上，所述红外成像仪组能够准确的捕捉被测手机温度的细微变化，用于分析和处理；

所述检测模块，用于对所述机器人手操作模块进行控制以及对被测手机的升温舒适度给出手机升温舒适度评价报告。

所述机器人手操作模块包括仿真触摸笔、智能驱动系统、高清摄像头以及降温风扇：

所述仿真触摸笔，用于模拟用户手指在手机屏幕上的操作；

所述智能驱动系统，用于将所述仿真触摸笔输送到将被测手机屏幕的指定位置；

所述高清摄像头，用于捕捉被测手机屏幕画面，通过图形识别，帮助所述智能驱动系统定位并通过所述仿真触摸笔实现被测手机操作；

所述降温风扇，用于为被测手机降温。

所述操作箱采用恒温恒湿箱，所述恒温恒湿箱具有升温，降温和保温保湿的功能能够控制实验环境的温度并在整个实验过程中保持环境温度稳定，以研究在不同环境温度环境中手机升温的效果。

所述红外成像仪组包括顶端红外温度成像仪、底端红外温度成像仪、左侧红外温度成像仪以及右侧红外温度成像仪中的一个或者是多个。

所述顶端红外温度成像仪、所述底端红外温度成像仪、所述左侧红外温度成像仪以及所述右侧红外温度成像仪中摄像头的探测器探测器分辨率为320×240像素，温度分辨率优于0.1℃。

所述检测软件包括机器人手控制模块和温度检测模块：

所述机器人手控制模块；用于识别被测手机屏幕上的图标和手机运行状态以及控制所述机器人手操作模块做出相应的操作；

所述温度检测模块，用于对红外热成像仪拍摄的图像进行分析，通过比较一段时间间隔内两幅图像温度值的变化，判断被测手机的温度是否稳定，被测手机温度稳定则记录稳定时间和最高温度，对稳定时的图像进行处理，显示温度变化曲线。

所述机器人手控制模块包括图像识别模块以及硬件控制模块：

所述图像识别模块，用于识别被测手机屏幕上的图标和手机运行状态；

所述硬件控制模块，包含多种手机特定运行方式，根据不同的手机特定运行方式，控制所述机器人手操作模块做出相应的操作。

在所述操作箱内两侧分别设置有所述手机支架，在所述操作箱一侧的所述手机支架上设置有所述智能驱动系统，在所述智能驱动系统上设置有所述仿真触摸笔，在所述操作箱顶部与待测手机相对应的位置上设置有所述高清摄像头，在所述高清摄像头一侧设置有所述顶端红外温度成像仪，在所述操作箱底端设置有所述降温风扇。

在所述操作箱底部与所述待测手机相对应的位置上还设置有所述底端红外温度成像仪，所述降温风扇设置在所述底端红外温度成像仪一侧。

在所述操作箱内左右两侧还设置有所述左侧红外温度成像仪以及所述右侧红外温度成像仪。

所述智能驱动系统包括机器人手底座、第一旋转轴、第二旋转轴、第三旋转轴、第四旋转轴、第五旋转轴、第六旋转轴、水平移动滑轨以及仿真触摸笔，所述第一旋转轴设置在所述机器人底座上，所述第一旋转轴与所述第二旋转轴通过连接装置活动相连，所述第三旋转轴通过旋转轴安装座设置在所述第二旋转轴上，所述第四旋转轴通过第一连接部件与所述第三旋转轴相连，所述第四旋转轴通过第二连接部件与所述第五旋转轴相连，所述第三旋转轴、所述第一安装部件以及所述第四旋转轴所形成的直线与所述第四旋转轴、所述第二连接部件以及所述第五旋转轴所形成的直线之间的夹角为10-180°，在所述第五旋转轴上设置有所述第六旋转轴，所述第六旋转轴下端设置有所述水平移动滑轨，在所述水平移动滑轨上活动的设置有所述仿真触摸笔。

在所述水平移动滑轨下端设置有移动轨道，所述仿真触摸笔分别活动设置在不同的所述移动轨道内。

所述第三旋转轴、所述第一安装部件以及所述第四旋转轴所形成的直线与所述第四旋转轴、所述第二连接部件以及所述第五旋转轴所形成的直线之间的夹角为30-120°。

手机温度和功耗检测检测方法，按照下述步骤进行：

步骤1，打开操作箱；

步骤2，将被测手机固定在手机支架上，通过调节旋钮将手机夹紧，将仿真触摸笔放置在被测手机屏幕上，将高清摄像头与智能驱动系统相连，打开高清摄像头；

步骤3，打开红外热成像仪组，调节成像仪镜头焦距，使得被测手机在成像仪中清晰可见；

步骤4，打开检测软件中的机器人手控制模块，定位智能驱动系统和仿真触摸笔到初始位置，选择手机特定运行方式，图像识别模块识别待操作的图标作为触控的目标；

步骤5，机器人手控制模块控制机器人手操作模块对被测手机进行手机特定运行方式，按照预设好的手机特定运行方式控制智能驱动系统和仿真触摸笔对被测手机进行操作；

步骤6，在对被测手机进行操作的同时，打开检测软件中的温度检测模块，待温度稳定后查看稳定时间及最高温度，记录数据后，启动降温风扇帮助被测手机降温；

步骤7，待被测手机温度降至开始测试的温度时，调整另一手机特定运行方式，重复上述步骤4至步骤6的操作；

步骤8，根据上述所得数据，综合计算手机舒适度水平，给出手机升温舒适度评价报告。

所述步骤1，所述操作箱采用恒温恒湿箱，打开恒温恒湿箱，设定所需温度值，待恒温箱温度稳定至所需温度值，恒温恒湿箱的温度设定为室温到50℃的任意温度。

所述步骤4中，手机特定运行方式包括开机、关机、划屏、放大、缩小、通过触控图标完成的功能，如通话，录像，照相，玩游戏以及观看视频等。

本发明的有益效果为：本发明红外温度成像仪组可分别配置一台，两台，四台，三种情况，其中，一台热像仪可置于手机正下方，主要记录手机背面的温度变化，并通过滑轨移动位置，记录其他面的温度变化，两台热像仪可分别至于被测手机的左上方记录被测手机正面和左面的温度，右下方，记录被测手机背面和右面的温度，四台热像仪可分别置于被测手机的上下左右四个方向，同时记录被测手机四个面的温度，手机支架的夹具通过手机顶面和底面将手机固定，被测手机正面，背面，左面，右面可完全暴露于红外成像仪中；利用机器人手操作模块的高清摄像头捕捉手机屏幕，人工定位被测手机位置和设定被测手机软件图标，运行操作实例，通过机器人手六个旋转轴和一个水平滑轨的配合可完成六维旋转操作，将仿真触摸笔输送到指定位点，完成触摸等操作，仿真触摸笔由两根可合并的触摸笔组成，通过水平滑轨可任意加大，缩小两个触摸笔之间的距离，完成放大缩小被测手机图像的功能，第六旋转轴可驱动触摸笔完成在被测手机上画圈等功能，机器人手可完成日常生活中各种手机操作实例：通话，录像，照相，玩游戏，观看视频等，不同运行模式下，人手握持手机的方式也不同，对温度的敏感度也不相同，另外，环境温度，手机外壳的材质也是影响温度传导性的重要因素，针对不同被测手机在不同条件下的升温情况给出手机升温舒适度评价报告，以供日后研究参考。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明中智能驱动系统的结构示意图。

图中：1为机器人手底座，2为第一旋转轴，3为第二旋转轴，4为第三旋转轴，5为第四旋转轴，6为第五旋转轴，7为第六旋转轴，8为水平移动滑轨，9为仿真触摸笔，10为连接装置，11为第一连接部件，12为第二连接部件，13为旋转轴安装座，14为操作箱，15为高清摄像头，16为顶端红外温度成像仪，17为智能驱动系统，18为手机支架，19为待测手机，20为底端红外温度成像仪，21为降温风扇。

具体实施方式

下面通过具体的实施例对本发明的技术方案作进一步的说明。

如图1和图2所示，其中，1为机器人手底座，2为第一旋转轴，3为第二旋转轴，4为第三旋转轴，5为第四旋转轴，6为第五旋转轴，7为第六旋转轴，8为水平移动滑轨，9为仿真触摸笔，10为连接装置，11为第一连接部件，12为第二连接部件，13为旋转轴安装座，14为操作箱，15为高清摄像头，16为顶端红外温度成像仪，17为智能驱动系统，18为手机支架，19为待测手机，20为底端红外温度成像仪，21为降温风扇。

手机温度和功耗检测实验系统，包括机器人手操作模块、手机支架18、操作箱14、红外温度成像仪组和检测模块；

机器人手操作模块能够完成划屏、触屏、放大和拖拉屏幕图标等动作，能够模拟使用者对手机的常见操作，其中包括仿真触摸笔9、智能驱动系统、高清摄像头15以及降温风扇21，仿真触摸笔9用于实现触摸屏上的各种操作，智能驱动系统用于将机器人手以及仿真触摸笔输送到指定位置，并完成划屏，触摸，放大和拖拉屏幕等功能，高清摄像头15用于捕捉被测手机屏幕画面，通过图形识别，帮助智能驱动系统定位并实现手机操作，降温风扇21用于帮助手机降温；

手机支架18用于将被测手机固定于机器人手操作模块中；

操作箱14内设置有各种实验仪器，操作箱14的箱体门上设有观察窗，观察窗能够随时观察机器人手操作模块工作情况；

红外成像仪组具备红外图像和可见光图像合成功能，并能通过视频线将获取图像实时传输到电脑上，所述红外成像仪组能够准确的捕捉手机温度的细微变化，用于分析和处理；

检测软件包括机器人手控制模块和温度检测模块，机器人手控制模块包括图像识别模块用于识别手机屏幕上的图标和手机运行状态，硬件控制模块包含了多种手机特定运行方式，根据不同的手机特定运行方式，驱动机器人手做出相应的操作，温度检测模块能够对红外热成像仪拍摄的图像进行分析，通过比较一段时间间隔的两幅图像温度值的变化，推断手机温度是否稳定，若手机温度稳定则记录稳定时间和最高温度，对稳定时的图像进行处理，显示温度变化曲线，并根据不同环境温度，不同的手机特定运行方式给出手机升温舒适度评价报告，手机特定运行方式包括开机、关机、划屏、放大、缩小、通过触控图标完成的功能，如通话，录像，照相，玩游戏以及观看视频等。

红外成像仪组包括顶端红外温度成像仪16、底端红外温度成像仪20、左侧红外温度成像仪以及右侧红外温度成像仪中的一个或者是多个。

顶端红外温度成像仪16、底端红外温度成像仪20、左侧红外温度成像仪以及右侧红外温度成像仪中摄像头的探测器探测器分辨率为320×240像素，温度分辨率优于0.1℃。

操作箱14采用恒温恒湿箱，恒温恒湿箱具有升温，降温和保温保湿的功能能够控制实验环境的温度并在整个实验过程中保持环境温度稳定，以研究在不同环境温度环境中手机升温的效果。

在操作箱14内两侧分别设置有手机支架18，在操作箱14一侧的手机支架18上设置有智能驱动系统，在智能驱动系统上设置有仿真触摸笔9，在操作箱14顶部与待测手机相对应的位置上设置有高清摄像头15，在高清摄像头15一侧设置有顶端红外温度成像仪16，在操作箱14底端设置有降温风扇21。

在操作箱14底部与待测手机相对应的位置上还设置有底端红外温度成像仪20，降温风扇21设置在底端红外温度成像仪20一侧。

在操作箱14内左右两侧还设置有左侧红外温度成像仪以及右侧红外温度成像仪。

智能驱动系统包括机器人手底座1、第一旋转轴2、第二旋转轴3、第三旋转轴4、第四旋转轴5、第五旋转轴6、第六旋转轴7、水平移动滑轨8以及仿真触摸笔9，第一旋转轴2设置在机器人底座1上，第一旋转轴2与第二旋转轴3通过连接装置10活动相连，第三旋转轴4通过旋转轴安装座13设置在第二旋转轴3上，第四旋转轴5通过第一连接部件11与第三旋转轴4相连，第四旋转轴5通过第二连接部件12与第五旋转轴6相连，第三旋转轴4、第一安装部件11以及第四旋转轴5所形成的直线与第四旋转轴5、第二连接部件12以及第五旋转轴6所形成的直线之间的夹角为10-180°，在第五旋转轴6上设置有第六旋转轴7，第六旋转轴7下端设置有水平移动滑轨8，在水平移动滑轨8上活动的设置有仿真触摸笔9。

第三旋转轴4、第一安装部件11以及第四旋转轴5所形成的直线与第四旋转轴5、第二连接部件12以及第五旋转轴6所形成的直线之间的夹角为30-120°。

手机温度和功耗检测检测方法，按照下述步骤进行：

步骤1，打开操作箱；

步骤2，将被测手机固定在手机支架上，通过调节旋钮将手机夹紧，将仿真触摸笔放置在被测手机屏幕上，将高清摄像头与智能驱动系统相连，打开高清摄像头；

步骤3，打开红外热成像仪组，调节成像仪镜头焦距，使得被测手机在成像仪中清晰可见；

步骤4，打开检测软件中的机器人手控制模块，定位智能驱动系统和仿真触摸笔到初始位置，选择手机特定运行方式，图像识别模块识别待操作的图标作为触控的目标；

步骤5，机器人手控制模块控制机器人手操作模块对被测手机进行手机特定运行方式，按照预设好的手机特定运行方式控制智能驱动系统和仿真触摸笔对被测手机进行操作；

步骤6，在对被测手机进行操作的同时，打开检测软件中的温度检测模块，待温度稳定后查看稳定时间及最高温度，记录数据后，启动降温风扇帮助被测手机降温；

步骤7，待被测手机温度降至开始测试的温度时，调整另一手机特定运行方式，重复上述步骤4至步骤6的操作；

步骤8，根据上述所得数据，综合计算手机舒适度水平，给出手机升温舒适度评价报告。

步骤1中，操作箱采用恒温恒湿箱，打开恒温恒湿箱，设定所需温度值，待恒温箱温度稳定至所需温度值，恒温恒湿箱的温度能够设定为室温到50℃的任意温度。

步骤4中，手机特定运行方式包括开机、关机、划屏、放大、缩小、通过触控图标完成的功能，如通话，录像，照相，玩游戏以及观看视频等。

本发明红外温度成像仪组可分别配置一台，两台，四台，三种情况，其中，一台热像仪可置于手机正下方，主要记录手机背面的温度变化，并通过滑轨移动位置，记录其他面的温度变化，两台热像仪可分别至于被测手机的左上方记录被测手机正面和左面的温度，右下方，记录被测手机背面和右面的温度，四台热像仪可分别置于被测手机的上下左右四个方向，同时记录被测手机四个面的温度，手机支架的夹具通过手机顶面和底面将手机固定，被测手机正面，背面，左面，右面可完全暴露于红外成像仪中；利用机器人手操作模块的高清摄像头捕捉手机屏幕，人工定位被测手机位置和设定被测手机软件图标，运行操作实例，通过机器人手六个旋转轴和一个水平滑轨的配合可完成六维旋转操作，将仿真触摸笔输送到指定位点，完成触摸等操作，仿真触摸笔由两根可合并的触摸笔组成，通过水平滑轨可任意加大，缩小两个触摸笔之间的距离，完成放大缩小被测手机图像的功能，第六旋转轴可驱动触摸笔完成在被测手机上画圈等功能，机器人手可完成日常生活中各种手机操作实例：通话，录像，照相，玩游戏，观看视频等，不同运行模式下，人手握持手机的方式也不同，对温度的敏感度也不相同，另外，环境温度，手机外壳的材质也是影响温度传导性的重要因素，针对不同被测手机在不同条件下的升温情况给出手机升温舒适度评价报告，以供日后研究参考。

以上对本发明做了示例性的描述，应该说明的是，在不脱离本发明的核心的情况下，任何简单的变形、修改或者其他本领域技术人员能够不花费创造性劳动的等同替换均落入本发明的保护范围。

Claims (8)

1.手机温度和功耗检测实验系统，其特征在于：包括机器人手操作模块、手机支架、操作箱、红外温度成像仪组和检测模块；

所述机器人手操作模块，用于模拟用户手指在手机屏幕上的操作并通过图形识别控制所述机器人手操作模块完成一整套操作过程；

所述操作箱，用于设置所述机器人手操作模块、所述手机支架、所述高清高速摄像仪以及所述检测模块；

所述手机支架，用于将被测手机固定于所述操作箱中；

所述红外成像仪组具备红外图像和可见光图像合成功能，并能通过视频线将获取图像实时传输到电脑上，所述红外成像仪组能够准确的捕捉被测手机温度的细微变化，用于分析和处理；

所述检测模块，用于对所述机器人手操作模块进行控制以及对被测手机的升温舒适度给出手机升温舒适度评价报告。

2.根据权利要求1所述的手机温度和功耗检测实验系统，其特征在于：所述机器人手操作模块包括仿真触摸笔、智能驱动系统、高清摄像头以及降温风扇：

所述仿真触摸笔，用于模拟用户手指在手机屏幕上的操作；

所述智能驱动系统，用于将所述仿真触摸笔输送到将被测手机屏幕的指定位置；

所述高清摄像头，用于捕捉被测手机屏幕画面，通过图形识别，帮助所述智能驱动系统定位并通过所述仿真触摸笔实现被测手机操作；

所述降温风扇，用于为被测手机降温。

3.根据权利要求1所述的手机温度和功耗检测实验系统，其特征在于：所述操作箱采用恒温恒湿箱，所述恒温恒湿箱具有升温，降温和保温保湿的功能能够控制实验环境的温度，保持环境温度稳定。

4.根据权利要求1所述的手机温度和功耗检测实验系统，其特征在于：所述红外成像仪组包括顶端红外温度成像仪、底端红外温度成像仪、左侧红外温度成像仪以及右侧红外温度成像仪中的一个或者是多个；

所述顶端红外温度成像仪、所述底端红外温度成像仪、所述左侧红外温度成像仪以及所述右侧红外温度成像仪中摄像头的探测器探测器分辨率均为320×240像素，温度分辨率均优于0.1℃。

5.根据权利要求1所述的手机温度和功耗检测实验系统，其特征在于：所述检测软件包括机器人手控制模块和温度检测模块：

所述机器人手控制模块；用于识别被测手机屏幕上的图标和手机运行状态以及控制所述机器人手操作模块做出相应的操作；

所述温度检测模块，用于对红外热成像仪拍摄的图像进行分析，通过比较一段时间间隔内两幅图像温度值的变化，判断被测手机的温度是否稳定，被测手机温度稳定则记录稳定时间和最高温度，对稳定时的图像进行处理，显示温度变化曲线。

6.根据权利要求5所述的手机温度和功耗检测实验系统，其特征在于：所述机器人手控制模块包括图像识别模块以及硬件控制模块：

所述图像识别模块，用于识别被测手机屏幕上的图标和手机运行状态；

所述硬件控制模块，包含多种手机特定运行方式，根据不同的手机特定运行方式，控制所述机器人手操作模块做出相应的操作。

7.利用如权利要求1至6任一所述的手机温度和功耗检测实验系统进行检测的方法，其特征在于：按照下述步骤进行：

步骤1，打开操作箱；

步骤2，将被测手机固定在手机支架上，通过调节旋钮将手机夹紧，将仿真触摸笔放置在被测手机屏幕上，将高清摄像头与智能驱动系统相连，打开高清摄像头；

步骤3，打开红外热成像仪组，调节成像仪镜头焦距，使得被测手机在成像仪中清晰可见；

步骤4，打开检测软件中的机器人手控制模块，定位智能驱动系统和仿真触摸笔到初始位置，选择手机特定运行方式，图像识别模块识别待操作的图标作为触控的目标；

步骤5，机器人手控制模块控制机器人手操作模块对被测手机进行手机特定运行方式，按照预设好的手机特定运行方式控制智能驱动系统和仿真触摸笔对被测手机进行操作；

步骤6，在对被测手机进行操作的同时，打开检测软件中的温度检测模块，待温度稳定后查看稳定时间及最高温度，记录数据后，启动降温风扇帮助被测手机降温；

步骤7，待被测手机温度降至开始测试的温度时，调整另一手机特定运行方式，重复上述步骤4至步骤6的操作；

步骤8，根据上述所得数据，综合计算手机舒适度水平，给出手机升温舒适度评价报告。

8.根据权利要求7所述的手机温度和功耗检测检测方法，其特征在于：所述步骤1中，操作箱采用恒温恒湿箱，打开恒温恒湿箱，设定所需温度值，待恒温箱温度稳定至所需温度值，恒温恒湿箱的温度设定为室温到50℃的任意温度。