歌尔在SIP（System in Package，系统级封装）模块的测试中，需要验证每个模块的序列号（SN）和Wi-Fi MAC地址等唯一标识符的准确性和可读写性。这类测试通常涉及与测试治具（如烧录器、通信板）的交互，通过串口、USB或GPIO等接口发送特定指令并解析返回数据。以下是一个基于Python的脚本范例，模拟了这一测试流程。 ### 1. 测试流程与脚本设计思路 该脚本模拟了一个典型的自动化测试站点的核心环节，其逻辑流程如下图所示： ```mermaid flowchart TD A[开始测试] --> B[初始化测试环境<br>连接设备与日志]; B --> C{设备连接成功?}; C -- 是 --> D[执行SN读取与验证]; C -- 否 --> E[记录连接失败<br>测试失败]; D --> F{SN格式与校验和正确?}; F -- 是 --> G[执行Wi-Fi MAC地址读取与验证]; F -- 否 --> H[记录SN错误<br>测试失败]; G --> I{MAC地址格式与唯一性正确?}; I -- 是 --> J[记录所有数据<br>测试通过]; I -- 否 --> K[记录MAC地址错误<br>测试失败]; J --> L[生成测试报告]; H --> L; E --> L; K --> L; ``` 整个流程遵循了生产线测试的“连接-验证-记录”核心逻辑，确保每个环节的失败都能被准确捕获和记录。 ### 2. 完整的Python脚本范例 以下脚本使用 `pyserial` 库通过串口与SIP测试治具通信，并集成了基本的日志记录和报告生成功能。 ```python #!/usr/bin/env python3 # -*- coding: utf-8 -*- """ 歌尔SIP模块SN与Wi-Fi MAC地址自动化测试脚本 假设通过UART串口与测试治具通信，治具支持特定指令集。 """ import serial import re import time import logging from datetime import datetime import csv import sys class SIPModuleTester: def __init__(self, port='COM3', baudrate=115200, timeout=2): """ 初始化测试器 :param port: 串口号，如 COM3 (Windows) 或 /dev/ttyUSB0 (Linux) :param baudrate: 波特率 :param timeout: 读写超时时间 """ self.port = port self.baudrate = baudrate self.timeout = timeout self.ser = None self.test_results = { 'sn': '', 'mac': '', 'sn_valid': False, 'mac_valid': False, 'connection_status': False, 'error_message': '' } # 配置日志 logging.basicConfig( level=logging.INFO, format='%(asctime)s - %(levelname)s - %(message)s', handlers=[ logging.FileHandler(f'sip_test_{datetime.now().strftime("%Y%m%d_%H%M%S")}.log'), logging.StreamHandler(sys.stdout) ] ) self.logger = logging.getLogger(__name__) def connect(self): """建立与测试治具的串口连接""" try: self.ser = serial.Serial( port=self.port, baudrate=self.baudrate, bytesize=serial.EIGHTBITS, parity=serial.PARITY_NONE, stopbits=serial.STOPBITS_ONE, timeout=self.timeout ) if self.ser.is_open: self.logger.info(f"成功连接到串口 {self.port}") self.test_results['connection_status'] = True # 可选：发送一个初始化指令或空指令清空缓冲区 time.sleep(0.5) self.ser.reset_input_buffer() return True except serial.SerialException as e: self.logger.error(f"连接串口 {self.port} 失败: {e}") self.test_results['error_message'] = f"连接失败: {e}" return False def send_command_and_read_response(self, command, expected_terminator='\n', max_retries=2): """ 向治具发送指令并读取响应 :param command: 字符串指令（会自动添加换行符） :param expected_terminator: 预期的响应结束符 :param max_retries: 最大重试次数 :return: 成功则返回响应的字符串，失败返回None """ if not self.ser or not self.ser.is_open: self.logger.error("串口未连接") return None full_command = command.strip() + '\n' # 假设治具以换行符作为命令结束 for attempt in range(max_retries): try: self.logger.debug(f"发送指令: {command.strip()}") self.ser.write(full_command.encode('ascii')) self.ser.flush() # 读取响应（示例：读取直到遇到换行符或超时） response = b'' start_time = time.time() while time.time() - start_time < self.timeout: if self.ser.in_waiting > 0: byte = self.ser.read(1) response += byte if byte.decode('ascii', errors='ignore') == expected_terminator: break time.sleep(0.01) decoded_response = response.decode('ascii', errors='ignore').strip() self.logger.debug(f"收到响应: {decoded_response}") return decoded_response except serial.SerialTimeoutException: self.logger.warning(f"指令 '{command}' 响应超时，尝试 {attempt + 1}/{max_retries}") except Exception as e: self.logger.error(f"指令 '{command}' 通信出错: {e}") break time.sleep(0.1) # 重试前短暂等待 self.logger.error(f"指令 '{command}' 重试 {max_retries} 次后失败") return None def read_and_validate_sn(self): """ 步骤1: 读取并验证SN（序列号） 假设指令为 `GET_SN`，响应格式为 `SN=GOER1234567890A` 验证规则：以“GOER”开头，后跟12位数字字母组合，最后一位为校验码（示例） """ self.logger.info("开始测试SN...") response = self.send_command_and_read_response('GET_SN') if not response: self.test_results['error_message'] = '读取SN无响应' return False # 解析响应，提取SN sn_match = re.search(r'SN=(\w+)', response) if not sn_match: self.logger.error(f"SN响应格式错误: {response}") self.test_results['error_message'] = f'SN响应格式错误: {response}' return False raw_sn = sn_match.group(1) self.test_results['sn'] = raw_sn self.logger.info(f"读取到原始SN: {raw_sn}") # 示例验证规则（需根据实际规范调整） # 规则1: 长度检查 if len(raw_sn) != 16: self.logger.error(f"SN长度错误: {len(raw_sn)} (期望16)") self.test_results['error_message'] = f'SN长度错误: {len(raw_sn)}' return False # 规则2: 固定前缀 if not raw_sn.startswith('GOER'): self.logger.error(f"SN前缀错误: {raw_sn}") self.test_results['error_message'] = f'SN前缀错误: {raw_sn}' return False # 规则3: 校验和验证（示例：最后一位是前15位的简单和校验） try: checksum_char = raw_sn[-1] data_part = raw_sn[:-1] # 示例校验算法：将前15位字符的ASCII码值求和，取模36后映射为字符（0-9，A-Z） calculated_sum = sum(ord(c) for c in data_part) % 36 calculated_char = str(calculated_sum) if calculated_sum < 10 else chr(ord('A') + calculated_sum - 10) if checksum_char != calculated_char: self.logger.error(f"SN校验和失败: 计算值={calculated_char}, 实际值={checksum_char}") self.test_results['error_message'] = f'SN校验和失败' return False except Exception as e: self.logger.error(f"SN校验和计算异常: {e}") self.test_results['error_message'] = f'SN校验和计算异常: {e}' return False self.logger.info("SN验证通过") self.test_results['sn_valid'] = True return True def read_and_validate_mac(self): """ 步骤2: 读取并验证Wi-Fi MAC地址 假设指令为 `GET_WIFI_MAC`，响应格式为 `MAC=AA:BB:CC:DD:EE:FF` 验证规则：符合标准MAC地址格式（6组十六进制数，分隔符为冒号） """ self.logger.info("开始测试Wi-Fi MAC地址...") response = self.send_command_and_read_response('GET_WIFI_MAC') if not response: self.test_results['error_message'] = '读取MAC无响应' return False # 解析响应，提取MAC mac_match = re.search(r'MAC=([0-9A-Fa-f:]+)', response) if not mac_match: self.logger.error(f"MAC响应格式错误: {response}") self.test_results['error_message'] = f'MAC响应格式错误: {response}' return False raw_mac = mac_match.group(1).upper() # 统一转为大写 self.test_results['mac'] = raw_mac self.logger.info(f"读取到原始MAC: {raw_mac}") # 验证标准MAC地址格式 (xx:xx:xx:xx:xx:xx) mac_pattern = re.compile(r'^([0-9A-F]{2}:){5}[0-9A-F]{2}$') if not mac_pattern.match(raw_mac): self.logger.error(f"MAC地址格式错误: {raw_mac}") self.test_results['error_message'] = f'MAC地址格式错误: {raw_mac}' return False # 附加验证：检查是否为常见的无效地址（如全零、全F、广播地址等） invalid_macs = ['00:00:00:00:00:00', 'FF:FF:FF:FF:FF:FF'] if raw_mac in invalid_macs: self.logger.error(f"MAC地址为无效地址: {raw_mac}") self.test_results['error_message'] = f'MAC地址为无效地址: {raw_mac}' return False # （可选）在此处可以添加与数据库中已测MAC地址的比对，防止重复 self.logger.info("MAC地址验证通过") self.test_results['mac_valid'] = True return True def run_full_test(self): """执行完整的SN和MAC测试流程""" self.logger.info("="*50) self.logger.info("开始执行SIP模块SN与MAC测试") if not self.connect(): self.logger.error("测试中止：设备连接失败") return self.test_results # 测试序列 test_passed = True if not self.read_and_validate_sn(): test_passed = False if not self.read_and_validate_mac(): test_passed = False # 最终判定 overall_result = "PASS" if (test_passed and self.test_results['sn_valid'] and self.test_results['mac_valid']) else "FAIL" self.test_results['overall_result'] = overall_result self.logger.info(f"测试完成，最终结果: {overall_result}") self.logger.info(f"SN: {self.test_results['sn']} (Valid: {self.test_results['sn_valid']})") self.logger.info(f"MAC: {self.test_results['mac']} (Valid: {self.test_results['mac_valid']})") # 保存结果到CSV报告 self.save_to_csv() return self.test_results def save_to_csv(self, filename='sip_test_report.csv'): """将测试结果追加保存到CSV文件""" file_exists = False try: with open(filename, 'r') as f: file_exists = True except FileNotFoundError: pass with open(filename, 'a', newline='', encoding='utf-8') as csvfile: fieldnames = ['timestamp', 'sn', 'mac', 'sn_valid', 'mac_valid', 'overall_result', 'error_message'] writer = csv.DictWriter(csvfile, fieldnames=fieldnames) if not file_exists: writer.writeheader() writer.writerow({ 'timestamp': datetime.now().strftime('%Y-%m-%d %H:%M:%S'), 'sn': self.test_results['sn'], 'mac': self.test_results['mac'], 'sn_valid': self.test_results['sn_valid'], 'mac_valid': self.test_results['mac_valid'], 'overall_result': self.test_results.get('overall_result', 'N/A'), 'error_message': self.test_results.get('error_message', '') }) self.logger.info(f"测试结果已保存至 {filename}") def disconnect(self): """断开连接""" if self.ser and self.ser.is_open: self.ser.close() self.logger.info("串口连接已关闭") if __name__ == "__main__": # 使用示例 # 请根据实际环境修改串口号 tester = SIPModuleTester(port='COM3', baudrate=115200, timeout=3) try: results = tester.run_full_test() print("\n=== 测试结果摘要 ===") for key, value in results.items(): print(f"{key}: {value}") except KeyboardInterrupt: print("\n测试被用户中断") finally: tester.disconnect() ``` ### 3. 脚本关键功能解析 | 模块/方法 | 核心功能 | 关键实现细节 | | :--- | :--- | :--- | | **`SIPModuleTester` 类** | 测试流程的封装与组织。 | 集中管理串口连接、测试状态、日志和结果。 | | **`connect()`** | 建立与SIP测试治具的物理连接。 | 使用 `pyserial` 库，配置正确的波特率、数据位、停止位和奇偶校验。 | | **`send_command_and_read_response()`** | 指令发送与响应接收的核心通信方法。 | 实现带重试机制的可靠通信，并处理超时和异常。 | | **`read_and_validate_sn()`** | 执行SN的读取与验证。 | 1. 发送 `GET_SN` 指令。<br>2. 使用正则表达式 `r'SN=(\w+)'` 解析响应。<br>3. 实施三重验证：**长度检查**、**前缀匹配**（如“GOER”）、**校验和验证**。 | | **`read_and_validate_mac()`** | 执行Wi-Fi MAC地址的读取与验证。 | 1. 发送 `GET_WIFI_MAC` 指令。<br>2. 使用正则表达式 `r'MAC=([0-9A-Fa-f:]+)'` 解析响应。<br>3. 使用严格的正则 `r'^([0-9A-F]{2}:){5}[0-9A-F]{2}$'` 验证格式。<br>4. 过滤常见无效地址（如全0、全F）。 | | **`run_full_test()`** | 控制完整的测试流程。 | 按顺序执行连接、SN测试、MAC测试，并汇总最终结果。 | | **`save_to_csv()`** | 持久化测试结果。 | 将每条测试记录（时间戳、SN、MAC、结果）追加到CSV文件，便于追溯和统计分析。 | | **日志系统** | 记录测试全过程。 | 同时输出到控制台和按时间戳命名的日志文件，便于调试和审计。 | ### 4. 实际应用中的扩展与调整建议 1. **通信协议适配**：脚本中的 `GET_SN` 和 `GET_WIFI_MAC` 指令是示例。**实际必须替换为歌尔测试治具或SIP模块芯片（如博通、高通、乐鑫等方案）规定的确切AT指令、HCI命令或私有协议指令**。通信接口也可能是USB HID、I2C或SPI。 2. **验证规则强化**：示例中的SN校验算法是示意性的。**实际需要根据歌尔或客户提供的SN编码规范实现**，可能包含更复杂的校验位算法（如Luhn算法、CRC）、生产批号、日期码等信息解析。MAC地址的验证可能需要检查OUI（组织唯一标识符）是否属于指定厂商范围。 3. **集成到测试系统**：此类脚本通常作为 **“测试站”** 的一部分运行。需要将其集成到更高级的测试执行管理器（如基于 `pytest`/`unittest` 的测试框架）或生产MES（制造执行系统）中。主控程序会调用该脚本，并传入治具端口、产品型号等参数。 4. **错误恢复与重试**：生产线环境复杂，脚本应具备更强的鲁棒性。例如，在验证失败后，可以尝试重新上电模块、发送复位指令，再进行有限次数的重试。 5. **数据上传**：测试通过的SN和MAC地址通常需要**实时上传至MES或数据库**，与生产工单绑定，实现全流程追溯。脚本中的 `save_to_csv` 函数可扩展为调用REST API或写入共享数据库。 6. **治具控制**：完整的测试流程可能还包括控制继电板上电、下电，或通过GPIO触发测试开始信号。这可能需要集成额外的库（如 `python-periphery` 控制GPIO）或与PLC通信。 **总结**：本脚本提供了一个歌尔SIP测试中验证SN和Wi-Fi MAC地址的**完整、可运行的Python范例框架**。它涵盖了**串口通信、指令解析、数据验证、日志记录和结果保存**等核心环节。在实际部署前，开发工程师必须根据**具体的治具通信协议、SIP模块的数据手册以及公司的编码规范**，修改指令集、响应解析逻辑和验证算法。该脚本是构建自动化测试站点的坚实基础，通过扩展可以满足更复杂的生产测试需求。