CN111984536A - 一种设备自动化测试系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及设备测试领域，公开了一种设备自动化测试系统，用以让普通的操作人员能以一种简易的配置测试步骤实现设备自动化测试。本发明包括人机交互界面、组件通讯模块和流程控制模块，流程控制模块用于从人机交互界面获取用户输入的测试文本，将测试文本解析成计算机能识别的执行语句，并将执行语句顺序存入语句列表，语句解析完成之后依序遍历语句列表中的执行语句，通过执行语句生成相应的测试指令，将测试指令通过组件通讯模块分发给待测设备。本发明适用于设备自动化测试。

Description

一种设备自动化测试系统

技术领域

本发明涉及设备测试领域，特别涉及一种设备自动化测试系统。

背景技术

机械设备尤其是高精度的机械设备的生产是一个比较漫长的过程，在机械设备在大批量生产前，都需要做非常充分的测试，不仅要对整机所有的部件做联动性测试，还需要对某些重要的部件单独进行可靠性验证。因此，机械类设备的测试是一个比较复杂的且工作量巨大的工作。以当前比较火热的无人零售业务中的鲜榨橙汁机为例，它包括落橙组件、压榨组件、转杯组件、落杯组件、落盖组件、压盖组件等，是一个多组件一体化联动性复杂机械设备。目前，对于鲜榨橙汁机这类设备的测试工作比较繁重，它往往需要测试人员在机器操作屏前反复点击控制按钮来对设备进行测试，但是这种测试不仅测试效率低，而且还如容易出错，例如，做组件联动性测试时对操作顺序和时序都有一定的要求，这个时若单靠依然操作人员根据记忆去操作就很有可能会出错。这类操作造成轻微的影响小则重新测试重来，大则可能损伤机器。

众所周知，与人不同，计算机的程序控制具备高可靠性，因为其指令的执行是既定的，一旦输入之后，它的执行流程也就确定了。计算机具备有高精准的计时器，应用计算机高精准的计时器可以非常好的满足组件联动测试中的严格时序要求。但是如何让普通的操作人员能灵活地运用计算机的优势，以一种简易的配置测试步骤这就是本发明所要解决的技术问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种设备自动化测试系统，用以让普通的操作人员能以一种简易的配置测试步骤实现设备自动化测试。

为解决上述问题，本发明采用的技术方案是：一种设备自动化测试系统，包括人机交互界面、组件通讯模块以及流程控制模块，流程控制模块用于从人机交互界面获取用户输入的测试文本，将测试文本解析成计算机能识别的执行语句，并将执行语句顺序存入语句列表，语句解析完成之后依序遍历语句列表中的执行语句，通过执行语句生成相应的测试指令，将测试指令通过组件通讯模块分发给设备中相应的待测组件。

进一步的，本发明测试文本中仅使用以下词汇：

进一步的，基于以上词汇，流程控制模块解析测试文本所得到的执行语句属于以下语句类型之一：执行方式语句、开始语句、结束语句、操作语句。

进一步的，为了保证语句的准确性，流程控制模块将执行语句存入语句列表之后，还有必要对语句列表中的各个语句进行检查，检查方式如下：

判断列表的第一语句是否为执行方式语句，第二语句是否为开始语句，最后一个语句是否为结束语句，中间的语句是否全为操作语句。

进一步的，流程控制模块可采用状态机技术解析语句，其原理如下：

首先将测试文本中的词汇划分初始、中间、结束三种状态，然后根据当前读入的词汇和当前状态来进行下一个状态的跳转，以此来识别每个语句，依序遍历词汇列表，根据状态跳转规则来识别语句，每识别完成一个语句，又重新将状态机置为初始状态，然后继续遍历词汇列表中剩下的词汇，以此循环即可完成所有语句的解析。

本发明的有益效果是：通过采用本发明的设计方案，可以不再需要测试人员测试一个步骤与机器交互一次，机器会根据之前录入的测试步骤自动进行测试。这样既可以节省了测试的人工，同时又减少了人为误操作的导致的测试错误。因此，无论是从经济效益上，还是在产品质量提升上，都有比较好的有益效果。

另外，本发明使用到的测试文本为基于简式流程控制语言SPL的文本，其具有语法简单的优点，能较好的满足测试人员对设备的测试需求。

附图说明

图1为传统的测试系统架构图。

图2为实施例提供的自动化测试系统架构图。

图3为指令标识符与指令对应图。

图4为SPL语言形式化描述图。

图5为橙汁机组件测试SPL描述流程图。

图6为java语言描述的WordInfo结构体示意图。

图7为java定义的语句语义信息描述类SentenceInfo示意图。

图8为语句解析状态机图。

图9为步骤Step 1的伪代码图。

图10为步骤Step 2的伪代码图。

图11为步骤Step 3的伪代码图。

具体实施方式

实施例通过对现在设备测试中的问题进行分析，总结出了当前设备测试中的不足，给出了一个基于设备简式流程控制语言(Simple Process Language,简称SPL)的自动测试系统。在制定整个自动化测试方案中，一方面以自动化测试系统的开发方(程序员)角度思考问题，以保障该系统简易容易开发，另一方又站在测试人员的角度思考问题，以保障该自动化测试系统简易灵活，容易操作但功能满足测试需求。

如附图1所示的传统的测试系统架构，操作人员在使用该架构的系统时，执行的流程是：操作人员在人机交互界面上点击操作按钮向组件通讯模块发送信息，组件通讯模块收到相应信息生成相应的指令向机器的设备组件进行发送以达到控制设备组件运动的目的。

实施例中对图1所示的传统测试系统架构进行了改进，增加了一个“流程控制模块”。顾名思义，流程控制模块是用于控制整机各个组件的运动流程的。如附图2所示的自动化测试架构所示，操作人员在交互界面上点击操作按钮时，用户操作意图信息首先经过流程控制模块，因此流程控制模块有绝对的控制权来决定如何处理用户操作意图，流程控制模块既可以向用户友好提示不支持当前(如系统当前正忙)，也可以将用户意图信息转化成操作测试指令向组件通讯模块进行传递，组件通讯模块继续执行后续指令的分发工作，控制机器各个设备组件的运作。

系统架构的改进非常明了简单，现在的主要的问题是如何对流程控制模块进行设计。在开始进行流程控制模块前，先对整机设备进行如下认知。

(1)组件通讯模块向各个组件发送控制指令以达到控制组件运作的目的。

(2)整机的各个组件能够向组件通讯模块传递自身的状态信息。

基于以上两点认知，我们知道在某个控制指令由组件通讯模块向组件下发时，组件通讯组件能实时知道该指令是否被正确在执行以及是否已经执行完。并且，在现有的设备生产当中，认知中的两点是非常容易实现的，例如组件通讯模块与各个组件通讯中可采用双工串口通讯，而各个组件状态数据的获取可以采用各类传感器作为原始数据源。

实施例的具体实施如下：

一、简式流程控制语言(Simple Process Language,简称SPL)设计

基于以上分析，流程控制模块的主要功能就是需要以某种比较简单好用的规则向组件通讯模块分发控制指令。假定整机系统共有N个指令，每个指令不同，因此每个指令都对应了一个唯一的标识符，如图3所示。

例如，在交互界面上，可根据各个操作按钮功能的不同为每个按钮命不同的名称，此时，按钮的名称就可以作为上述的标识符。

是实现灵活地向组件通讯模块下发控制指令只需要对每个指令标识符进行排序即可，只要能将这种排序规则让计算机能够识别，则可实现灵活地规则下发。通常情况下，由计算机能识别的语言都是由专业的程序员编写，但是此系统面向的使用对象是普通的操作人员，因此这门语言不仅要能够被计算机解析，同时还需要非常容易地能被普通人员理解和掌握。在人员操作中，有以下测试流程：

(1)严格串行执行某些动作，即上一个动作完成后再执行下一个动作。

(2)并行执行几个动作，即动作之间无关联可同时执行。

基于这种考虑，本发明设计了一种非常容易掌握的流程描述语言“简式流程控制语言(Simple Process Language,简称SPL)”，图4是SPL的形式化描述，图5是使用SPL语言描述一个“橙汁机组件测试SPL描述流程”橙汁机组件测试SPL描述流程的实例。

图5的流程中共有14个语句，描述了了“执行落杯动作”到“停止传送带”共11个测试步骤。

语句1为“执行方式语句”，它指明测试要循环执行，不能停止，除非人为操作终止测试。

语句2为“开始语句”，表示整个测试流程即将开始；从语句3到语句13均“操作语句”，

语句3描述测试流程执行的一个动作为“落杯”。

语句4描述“移动杯架”动作将会等待上一个动作“落杯”完成之后的2秒再执行；

语句5描述执行“旋转杯架”无须等待上一动作“移动杯架”完成就可以执行，因为机器的发送指令的速度远远快于机器组件动作的速度，因此“旋转落橙转盘”和“移动杯架”两个动作是并行在执行。

语句6描述执行“移动传送带”无须等待上一动作“旋转落橙转盘”完成就可以执行，因此“移动传送带”和“旋转落橙转盘”两个动作是并行执行。

语句7描述“点动榨汁电机”必须等待上一个动作“移动传送带”完成才能执行，因此“点动榨汁电机”与上一个动作“移动传送带”是严格的串行执行。

语句8描述“下移探针”无须等待上一个完成就能执行，因此“下移探针”与上一个动作“点动榨汁电机”是并行执行。

语句9描述“上移探针”必须等待上一个完成就能执行，因此“下移探针”与上一个动作“下移探针”是严格的串行执行。

语句11到语句13描述的3个动作都是无须等待上一个动作完成，因此它们是并行执行语句14表示整个测试流程的结束。

从以上测试流程描述的实例分析看，除了语法简单，简式流程控制语言SPL还具有以下优点：

(1)通过“执行方式语句”可以让测试人员设置整个测试流程执行的次数，测试人员既可以让测试流程永远循环执行下去，也可以设定执行的次数。

(2)既支持串行执行动作，又支持并行执行动作，串行动作之间还可以设置等待时间。

因此SPL语言能较好的满足测试人员对设备的测试需求。

二、简式流程控制语言SPL解析

步骤一、用户通过人机交互界面输入SPL描述的测试文本后，流程控制模块将SPL描述的测试文本作为程序输入，解析出其中的词汇，将所有词汇顺序存入词汇列表wordLis中。

SPL是一门极简的语言，词汇量极少共包含两类词汇，分别是字符串和非负整数。如表1所示，描述了SPL语言的所有词汇和每个词汇的标识符。

表1 SPL词汇表

序号	词汇(word)	词汇标识符(word_id)
			1	循环	KEY_WORD_01
2	执行	KEY_WORD_02
			3	非负整数	KEY_WORD_03
4	次	KEY_WORD_04
			5	开始	KEY_WORD_05
6	结束	KEY_WORD_06
			7	等待	KEY_WORD_07
8	操作名称	KEY_WORD_08
			9	【	KEY_WORD_09
10	】	KEY_WORD_10
			11	{	KEY_WORD_11
12	}	KEY_WORD_12
			13	,	KEY_WORD_13
14	不等待	KEY_WORD_14

对于词汇的描述信息，描述一个WordInfo结构体，采用如图6中java语言描述所示。

本步骤通过逐个读取文本文档中的字符，依序识别出其中的词汇，然后将词汇存入词汇列表wordList中去，若所有的字符都能组成表1中的词汇，则词汇分析通过，反之若文档中存在非法字符或者字符不能构成表1中的词汇，则词法分析不通过，这表明用SPL书写的文本文档存在语法错误，需要改写。最后，通过词法分析后依序得到了一个词汇列表wordList。

步骤二、流程控制模块以词汇列表wordList作为输入，采用状态机技术解析语句，将解析出的语句依序存储于语句列表sentenceList中。

SPL语言共包含了执行方式、开始、结束、操作四大类语句，橙汁机组件测试SPL描述流程的实例包含了具体的7类语句，如表2所示，分表描述了语句的类型和各个类型的标识符。

表2 SPL语句类型表

对于语句语义信息的描述，采用如图7所示的java定义SentenceInfo描述，表3同时还给出了SentenceInfo字段描述。

表3 SentenceInfo字段描述表

实施例将通过遍历词汇列表，采用状态机技术解析出词汇中的每个一个语句。图8为语句解析状态机图，语句解析状态机图描述了22个状态和各个状态间的跳转。所有的状态可划分为3类，它们分别是初始状态、中间状态，结束状态。其中结束状态由分类2个小类，它们分别是“正常结束状态”和“异常结束状态”。“初始状态”表示每个语句解析的起始状态，“中间状态”表示当前语句尚在解析中，“异常结束状态”表示当前语句解析失败，“正常结束状态”表示当前语句被成功解析。图中“正常结束状态”共有7个，即SEN_TYPE_01-SEN_TYPE_02，它们分别表示成功识别了表2“SPL语句类型表”中的7类语句，状态名称与7类语句的“语句类型标识符”相对应。例如，状态机跳转到“状态SEN_TYPE_03”，则表示<开始语句>被成功识别。

为了简化图形描述，图8将整个语句解析状态图分为了A和B两个部分进行描述。状态机的“初始状态”和“中间状态”都有期待词汇和非期待词汇，若当前状态下读入的下一个词汇为期待词汇，在根据A部分的状态跳转描述进行相应的状态跳转，若在当前状态下读入的下一个词汇为非期待词汇，则根据B部分的状态跳转描述跳转到“异常结束状态”。以图8中的“状态A”为例，“状态A”下的期待词汇为“开始”，“结束”以及“操作名称”，其它的词汇均为非期待词汇。

综上，状态机的原理就是根据当前读入的词汇和当前状态来进行下一个状态的跳转，以此来识别每个语句。依序遍历词汇wordList列表，根据“语句解析状态机图”中的规则来识别语句，每识别完成一个语句，又重新将状态机置为“初始状态”然后继续遍历词汇列表中剩下的词汇，以此循环即可完成所有语句的解析。

SPL流程描述文件中描述的所有语句中只要有一条未成功解析，则SPL流程描述文件解析失败，需要重新修正SPL流程描述文件，所有成功解析出语句依序存储在语句列表sentenceList中。

步骤三、流程控制模块对语句列表中执行语句sentenceList进行校验检查，检查其正确性。

由于SPL非常简单，sentenceList的正确性检查非常的容易。只需遍历一次sentenceList，判断列表的第一语句是否为执行<执行方式语句>，第二语句是否为<开始语句>，最后一个语句是否为<结束语句>，中间的语句是否全为<操作语句>。

步骤四、流程控制模块根据语句列表中sentenceList向机器发送指令。

通过步骤一到步骤三已经成功解析出了用户描述的测试流程并且对流程进行了校验，步骤四将执行用户的测试流程，执行该流程的思路开启一个线程依序遍历sentenceList列表，根据列表中执行语句执行相应动作，具体执行流程如下所示：

Step 1、读取sentenceList列表的第一条语句，定义变量REPEAT_COUNT设置为第一条语句中描述的循环次数,定义变量COUNT记录已经执行的循环次数，伪代码描述如图9所示。

Step 2、从sentenceList的第二语句开始逐句遍历到最后一句，逐句解析相应地执行动作，根据语句列表执行一轮动作操作后，将已经执行循环的次数COUNT进行加1操作，伪代码描述如如图10所示。

Step 3、若执行的循环次数已达到既定的循环次数，则停止执行，若没有达到既定循环次数，则继续跳转step 2继续执行，伪代码描述如如图11所示。

通过使用一个线程不断地执行步骤step1、step2、step3,就可以实现机器自动化的测试。

Claims (5)

1.一种设备自动化测试系统，包括人机交互界面和组件通讯模块；其特征在于，还包括流程控制模块，流程控制模块用于从人机交互界面获取用户输入的测试文本，将测试文本解析成计算机能识别的执行语句，并将执行语句顺序存入语句列表，语句解析完成之后依序遍历语句列表中的执行语句，通过执行语句生成相应的测试指令，将测试指令通过组件通讯模块分发给设备中相应的待测组件。

2.如权利要求1所述的一种设备自动化测试系统，其特征在于，测试文本中使用的词汇包括：

序号 词汇 1 循环 2 执行 3 非负整数 4 次 5 开始 6 结束 7 等待 8 操作名称 9 【 10 】 11 { 12 } 13 , 14 不等待

。

3.如权利要求2所述的一种设备自动化测试系统，其特征在于，流程控制模块解析测试文本所得到的执行语句属于以下语句类型之一：执行方式语句、开始语句、结束语句、操作语句。

4.如权利要求3所述的一种设备自动化测试系统，其特征在于，流程控制模块将执行语句存入语句列表之后，还将对语句列表中的各个语句进行检查，检查方式如下：

判断列表的第一语句是否为执行方式语句，第二语句是否为开始语句，最后一个语句是否为结束语句，中间的语句是否全为操作语句。

5.如权利要求1所述的一种设备自动化测试系统，其特征在于，流程控制模块采用状态机技术解析语句，其原理如下：

首先将测试文本中的词汇划分初始、中间、结束三种状态，然后根据当前读入的词汇和当前状态来进行下一个状态的跳转，以此来识别每个语句，依序遍历词汇列表，根据状态跳转规则来识别语句，每识别完成一个语句，又重新将状态机置为初始状态，然后继续遍历词汇列表中剩下的词汇，以此循环即可完成所有语句的解析。

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