車載導航多媒體產品整機測試系統設計*

曾昭德 洪曉斌

（1.廣東好幫手電子科技股份有限公司 2.華南理工大學機械與汽車工程學院）

0 引言

車載導航主機產品的功能，已從單一的電臺廣播收音，發展到同時具備DVD、藍牙、IPOD、USB/SD卡讀取、無線上網、一鍵通導航等多種功能[1]。產品功能越來越多，制造工序越來越復雜，工時也越來越長，尤其是出貨品質檢驗（outgoing quality control，OQC）工序。由于檢測步驟繁多，如果純人工手動操作，差錯率大，尤其是疲勞狀態下問題更加突出。設計自動檢測系統，提高測試效率，降低操作人員工作強度，保證產品質量，是與車載主機功能同步發展和持續提高的長期工作。

目前，大多數具有一定規模的車載電子企業都設計了自動化或半自動化測試系統，特別是指標測試，由專業的自動化測試系統公司提供方案，設計音頻、射頻方面的指標自動測試工位，大大提高了指標測試效率，但仍存在如下方面有待改進：1) 沒有實現數據庫保存和管理測試結果等信息，無法追溯產品的生產過程數據，不支持企業信息化管理；2) 藍牙連接、電話、網絡、一鍵通導航等功能手動測試操作復雜，時間過長，操作人員容易疲勞，出現差錯，甚至漏檢；3) 由于工位工時平均分布需要，主要模塊功能分布在不同的工位，如果能在第一個工位就把主要模塊都掃描檢測，盡早發現問題，可在一定程度上減少不良品流到后續工位；4）指標測試人工操作較多，工控機與車載主機之間的互動較少，可根據測試預先設定的流程，通過工控機與車載主機之間的通訊，自動切換到下一個指標的測試。

目前，很多大型企業對產品的生產、銷售和售后服務都進行可溯源管理。本文在OQC工序的測試流程，采集整機產品的訂單號、機器碼、生產過程等信息，將這些信息保存到數據庫中，為企業信息化綜合管理平臺的溯源管理、分類統計分析提供數據。

1 測試系統方案設計

1.1 車載導航多媒體產品整機測試項

主流車載主機的主要功能包括導航、多媒體、網絡信息、安全輔助駕駛、藍牙和游戲娛樂等。多媒體包括 DVD、電影、音樂、圖片等；網絡信息功能包括網絡信息咨詢及一鍵通導航等；安全輔助駕駛功能包括胎壓檢測、軌跡倒車等；藍牙功能包括藍牙電話、電話本通訊錄等。整機測試先進行外觀檢測和功能測試，再進行音頻等指標測試。

1.1.1 外觀測試

外觀測試主要檢查塑膠面板有無刮花、變形、水印、裂痕及顏色是否一致；產品絲印是否與技術要求吻合；顯示屏有無刮花、破損、松動現象；檢查左/右側板有無劃花、生銹，螺釘有無漏打或松脫；卡口（支架）有無漏裝、錯裝現象等。

1.1.2 功能測試

功能測試是操作人員對各種功能進行操作，檢測軟件或硬件是否有問題，包括：1) 播放MP3碟片，讀出MP3碟，聲音無停頓、雜音；讀取USB儲存卡，播放音樂文件，圖像、聲音不失真；2) 播放圖片文件，按技術要求抓圖，圖片抓取應完整、無殘缺；3) VCD入碟、讀碟，圖象清晰，聲音無雜音；4) 放入DVD碟，按進、出倉鍵，查看進碟、出碟、讀碟，聲道平衡圖像不失真，進出碟無卡碟、不順暢、異響等現象；5) 藍牙手機設置藍牙新配置搜索狀態，主機進入藍牙模式，藍牙手機搜到新配置（主機藍牙模塊）后，手機將提示輸入配對密碼，配對成功后進行連接；通過手機或屏幕上的數字鍵直接撥打電話；6) 主機進入WiFi功能，WiFi模塊搜到測試WiFi熱點后，輸入密碼進行網絡連接；7) 在規定時間內接收到衛星信號，且衛星顆數不少于4個，拔打一鍵通服務電話，與服務員通話后從網絡設定目的地，進入導航操作，隨機設定目的地后進行模擬導航；8) 進入瀏覽器狀態，輸入網址進入瀏覽網頁，檢測完成后清空網址；9) 方向盤控制板校準（按機型而定），經校準后，方向盤各功能鍵應能控制主機；10) 按檢測夾具上倒車開關，進入倒車狀態，根據機型輸入對應的鏡頭型號代碼進入軌跡畫面，調節使軌跡線能前后左右移動。其它功能測試還有胎壓監測、電池監測[2]、結構緊密監測[3]、觸摸校準測試等。

1.1.3 指標測試

指標測試包括檢測CD輸出指標、AV輸入指標和收音指標等。音頻方面包括輸出電平、失真、平衡度、通道相位差、頻率響應、分離度、信噪比等指標；射頻方面主要包括音頻參數和噪限靈敏度等指標。

1.2 整機測試系統

手動測試流程是在生產經驗積累的基礎上，合理地將OQC整機檢測劃分為5個工序（工位），流水線進行測試，每個工序的工時基本一致，產品不會在某一工序積壓。因此，在盡量保持原有OQC的測試方法和流程的前提下，通過深入分析各種模塊功能的測試原理和本質，用軟件控制代替人工操作。在OQC工位1上運行模塊功能自動掃描檢測軟件，測試音樂、視頻播放和儲存卡讀寫等多種功能，很大程度上提高了效率，降低了操作人員工作強度；同時，在第1個工位就把大多數不良品轉到了返修區。OQC在工位5進行指標測試，車載主機將自動掃描結果傳輸給工控機；工控機將條碼、機器碼、流水線、測試日期和測試結果等數據統一保存到數據庫，整機測試系統主要流程如圖1所示。

圖1 整機測試系統主要流程

此系統對原有的測試工位進行調整，操作人員在第1個工位檢查一臺車載主機外觀的同時，另一臺車載主機運行自動掃描檢測功能模塊軟件。該軟件預先拷貝和存放在測試的SD卡上，檢測藍牙模塊連接和撥打電話功能，聲音質量、播放音樂、視頻功能，讀寫USB外接儲存卡功能，無線網絡連接功能等；讀取車載主機的機器碼，保存到測試卡的數據文件中；工位2、3、4根據工時進行調整，手動檢測其它功能項；第5個工位在原來指標自動測試的基礎上，掃描錄入條碼，與車載主機通訊，讀取機器碼和功能模塊自動運行檢測程序的結果數據，保存到數據庫中。

2 測試系統關鍵技術及實現

2.1 藍牙連接和車載電話功能

通過發送AT指令[4]實現藍牙模塊的自動連接和撥打電話功能：首先自動掃描檢測功能模塊軟件發送AT#MW 指令給藍牙模塊，藍牙模塊上電，返回OK 信息；然后自動掃描檢測功能模塊軟件發送AT#TB 指令，藍牙模塊返回TB 信息，并進入測試狀態；最后自動掃描檢測功能模塊軟件發送AT#CCX （mac address是 MAC 地址參數，例如00:0E:ED:F5:E1:91）指令，藍牙模塊通過IVT的HSP協議與測試手機建立連接，連接成功后，自動重撥測試手機上一次撥打的電話號碼（測試手機預先撥打語音質量測試電話號碼），操作人員通過語音通話測試判斷藍牙車載電話的聲音質量。

測試完成后，自動掃描檢測功能模塊軟件發送AT#TA指令，藍牙模塊退出測試模式，清除配對記錄，斷開當前連接。

通過軟件編程對藍牙模塊按時序發送控制指令，從藍牙模塊上電到與測試手機連接成功和自動撥打電話，整個過程僅用十幾秒鐘，不需要人工操作。但手動方式需操作車載主機和測試手機，至少需要一分鐘以上，還要手動清除配對記錄。

2.2 網絡連接和一鍵通導航功能

一鍵通導航的手動測試方式與產品實際使用的操作方式相同。點擊一鍵通按鈕，車載主機平臺軟件檢測當前狀態是否連接網絡，如果沒有，則先連接無線網絡；操作員與后臺服務員溝通，后臺服務器通過網絡將設定目的地經緯度數據發送到車載主機平臺；車載主機平臺打開電子地圖軟件，進入導航操作；電子地圖根據后臺服務器發送的目的地經緯度數據進行導航。

手動過程主要檢測藍牙車載電話、無線網絡通訊和電子地圖導航等功能。如果網絡是WiFi連接方式，操作員輸入熱點的密碼后進行連接；通過網絡接收到目的地經緯度數據后，發送窗口消息給電子地圖軟件；電子地圖接收和解析數據，開始導航。

將網絡連接和一鍵通導航功能測試流程簡化。在后臺設計一個測試后臺服務器，與功能模塊自動掃描檢測軟件Socket通訊，組成C/S結構。功能模塊自動掃描檢測軟件發送窗口消息，車載主機平臺軟件啟動WiFi功能，連接預先設置的WiFi熱點，如果連接成功，返回消息給自動掃描檢測功能模塊軟件；自動掃描檢測功能模塊軟件通過 Socket發送請求消息給后臺測試服務器，測試服務器返回測試目的地的經緯度數據；功能模塊自動掃描檢測軟件解析經緯度數據，發送窗口消息給電子地圖，電子地圖根據這個目的地進行導航。測試完成后，功能模塊自動掃描檢測軟件清除WiFi連接等歷史記錄數據。一鍵通導航自動測試簡化流程圖如圖2所示。

圖2 一鍵通導航自動測試簡化流程圖

2.3 指標自動測試

指標自動測試工位主要由各種輔助儀器（主要是RF儀器及電源）、工控電腦、接口連接卡、數據采集卡、程控轉換開關、標準音頻信號光碟及其它輔助電路和軟件組成。操作人員通過測試模板制作軟件預先對各種產品測試參數、測試條件、測試通道和測試項目進行設置，對各種儀器、程控轉換開關、程控遙控器進行控制和對音頻參數分析比對。

例如收音（含 AM、FM）測試由高精度數據采集卡產生標準聲音信號，經程控轉換開關，送入射頻信號發生器調制后發射[5]；被測產品將解調后的音頻信號，經程控轉換開關送入高精度數據采集卡；再由工控電腦中的測試功能軟件包進行分析，得出相應參數，與設定的標準比對，得出單項參數測試結果。

2.4 ID碼采集與數據庫設計

在原來指標自動測試的基礎上，增加掃描錄入條碼，制定通信協議，讀取車載主機的機器碼和功能模塊自動掃描檢測程序的結果數據。條形碼是由寬度不同、反射率不同的黑條（簡稱條）和白條（簡稱空），按照一定的編碼規則編制而成，用以表達一組數字或字母符號的圖形標識符。條形碼是迄今為止最經濟、最實用的一種自動識別技術，具有如下優點：1) 數據輸入速度快，出錯率低；2) 采集信息量大，利用一維條形碼一次能采集幾十位字符的信息；3) 操作簡便，條形碼標識易于制作，對設備和材料無特殊要求。

在工位5的指標自動測試工位通過掃描器采集條形碼數據，錄入產品的銷售訂單號、生產周期、生產流水線號等信息；通過協議和串口通訊，讀取車載主機的機器碼，核對條碼上的機器碼與機身機器碼是否相同。機器碼是車載主機的唯一標識，作為數據記錄的ID碼。設計數據庫服務器，將條碼、機器碼、自動掃描測試結果和指標測試結果保存到數據庫中。系統建立用戶、工藝路線、工序、機型和關系（機型對應工藝路線）、檢測記錄等基礎信息表。檢測記錄表保存產品每道工序的檢測信息，包括檢測操作員的名字和工號，產品的機型代號，工藝路線名和本工序的工藝代號，檢測次數以及檢測結果等。記錄檢測操作員信息的用戶表，記錄產品機型信息的機型表，記錄工藝工序信息的工序表、工藝路線表。這些數據表之間的對照關系如圖3所示。

圖3 邏輯數據流及關系

ActiveX數據對象（ActiveX data object，ADO）基于OLE DB訪問接口，采用面向對象方法，對接口進行封裝，使程序開發得到簡化，屬于數據庫訪問的高層接口。工控機的軟件通過調用ADO連接數據庫、創建記錄集，并將測試結果、條碼信息、測試流水線、操作員工號、測試時間等生產過程數據保存到SQL2005數據庫中。

3 結論

在多年生產經驗積累的基礎上，深入分析車載導航多媒體產品的測試需求，設計車載導航多媒體產品整機測試系統。通過軟件設計實現藍牙、網絡、一鍵通等功能檢測的自動化和指標測試自動化，優化整機測試流程，提高生產效率，降低操作人員工作強度，保障產品質量；同時，實現對生產過程數據管理的信息化，為產品質量追溯和生產管理提供了信息依據。在車載導航產品功能高度集成的發展趨勢下，采用新知識、新技術、新工藝，尤其是自動化和信息化技術，提升原有生產方式和經營管理的模式，是汽車電子企業發展的必然選擇。

[1] 黃莉華.走進汽車影音工廠車載主機是怎樣“煉”成的[J].當代汽車,2008(7):82-85.

[2] 洪曉斌,李年智,尹文偉,等.基于電阻層析成像的汽車動力電池內部溫度監測新方法[J].光學精密工程,2014,22(1):193-203.

[3] Hong Xiaobin, Wang Han, Wang Tao, et al. Dynamic cooperative identification based on Synergetics for structural health monitoring with piezoelectric transducers[J]. Smart Materials and Structures,2013,22(4):1-13.

[4] Flaircomm Technologies Inc. FLC-BTMDC7xx Modules Programming Guide[M].2010.

[5] 劉敬光,吳斯棟,梁小明,等.新型 RFID 系統基準性能測試指標體系設計[J].自動化與信息工程,2011,32(6):41-44.