資深測試專家陳永康談物聯網下的測試挑戰

陳永康：謝謝大家，我先做個自我介紹，我是陳永康，做了15年的測試，今天很榮幸受Testin邀請，來到北京給大家分享一下物聯網測試的一些理解，也歡迎大家一起來交流。希望通過今天半個小時的分享，讓大家知道物聯網測試是什麼。

以往的工作經驗中我面試很多人，很多人說是做WEB測試的，也有很多是做APP測試的，大家對這些是比較熟悉的。最近面試的時候，開始有人告訴我之前是做物聯網測試的，其實對整個行業而言，物聯網測試到底是什麼，我希望今天從巨集觀到微觀給大家做一個分析，讓大家對什麼是物聯網，包括物聯網涵蓋哪些部分，每個部分究竟要做哪些測試有一個清晰的瞭解。因為很多同學還沒有接觸過物聯網，所以我今天更多的是用講故事的方式，和大家分享這個行業怎麼走到今天的，面對未來我們我們需要做什麼樣的知識儲備和能力提升。

我演講的內容會分三部分，第一個是物聯網發展史，主要是介紹物聯網什麼時間發展出來的，現在是什麼狀態。第二部分，物聯網到底是什麼，包含哪些內容。第三部分，在物聯網測試各個環節中，我們測試團隊有哪些挑戰。

我們先看一下，很多行業大咖對未來的趨勢發表過很多觀點，李彥巨集說移動網際網路的時代已經結束了，周鴻禕說網際網路下半場就要開啟了，谷歌的前董事長施密特說網際網路即將消失，一個高度個性化、互動化的有趣世界即將誕生。大咖們說的什麼呢，就是物聯網。我們現在是移動網際網路的時代，微信和淘寶是當下這個時代的巨頭。物聯網則代表著下一個時代。物聯網這個詞並不是一個新的詞，大家有沒有誰知道，什麼時候提出了物聯網的概念。

現場嘉賓：2005年。

陳永康：其實更早，物聯網概念在全球提出的時候是1999年，到現在大概有19年的時間，這19年的時間，並沒有發生驚天動地的事情，也就是最近一兩年時間大家感覺物聯網特別火，是什麼樣的契機它火了呢，甚至最近中國通訊工業協會，也設立了一個物聯網日。

在2016年，物聯網領域發生兩件驚天動地的大事。

一是在2016年6月，3GPP組織（行動通訊標準化團體）將NB-IoT標準協議（即“窄帶蜂窩物聯網”）確定為物聯網通訊的全球統一標準。

二是在2016年11月，“經過艱苦卓絕的努力和萬分殘酷的競爭”，3GPP組織將華為的極化碼方案確定為5G短碼的最終方案。這成為中國在通訊領域擁有重大話語權的標誌性事件。

今天上午王軍老師也在講有幾個趨勢，物聯網是一個趨勢，5G也是一個趨勢，從巨集觀來看，大的趨勢都是一樣的。

網際網路始於1969年的美國,初衷是用於軍事連線,因其普適性很快就被用於學校、科研機構,共享大型主機的資源。第一個階段就是傳統的PC網際網路時代。這個時代，網際網路最重要的一個價值就是改變了原有的資訊傳播方式，顛覆了傳統媒體，成為“資訊高速公路”，成為“新媒體”。

第二個階段就是移動網際網路時代，或者叫手機網際網路時代，因為手機真正把人與人連線起來。這個階段，網際網路對整個世界的改變非常大，我們有了微信和微博，以及今天被移動網際網路改變了的世界。

而未來，移動網際網路也會繼續向前，進入一個新的發展階段。在這個發展階段，就是萬物互聯時代，很多東西都會變成智慧硬體，網際網路連線的東西會比手機、PC多幾十倍甚至上百倍，會產生真正的大資料，因為所有的裝置、智慧感測器都在不間斷地每天24 小時工作。

那很多人說，物聯網火了，大資料也很火，2B，2G的業務也是一個方向，為什麼說物聯網代表著下一個時代呢。是大家沒有把這個關係理順，行業有一個說法叫 “大智雲物移”，大資料，人工智慧，雲端計算，物聯網，移動網際網路，其實按照目前的一個發展規模，包括雲端計算，包括我們的AI，其實核心是什麼，核心是資料。未來百億量級的智慧裝置連線起來，產生的資料量將大大超越網際網路時代，令當前的大資料和雲端計算相形見絀。這些超海量資料將成為商業價值的無盡源泉，人工智慧通過對物聯網的資料探勘，也將使現有的生活、生產方式被徹底改變。

接下來會分享物聯網中會用到的幾個技術。5G和NB-IoT分別是寬頻和窄帶的代表，為物聯網提供了良好的通訊條件，為物聯網的發展提供了強大的驅動力。

NB-IoT技術究竟解決了物聯網的什麼難題？超遠覆蓋，可覆蓋10km，超低能耗，可維持10年。這極好的運用在遠端抄表，偏遠地區的物聯網要求。NB-IoT它用於移動性不強、傳輸資料量小、延時不敏感的應用場景，比如智慧抄水錶；它比GSM網覆蓋範圍高10倍，地下管道也能訊號全覆蓋；一個基站接入裝置量高達10萬；電池不充電能讓通訊模組死扛10年；成本僅需5美元。

5G技術解決了低時延（1ms），高頻寬（GB/s通訊），以及高接入量，100w接入/km2.低時延高可靠解決了無人駕駛的苛刻要求，增強頻寬解決了3D高清視訊難題，高密度接入，解決了智慧城市的高密度接入問題。5G技術被認為是物聯網的標配，能提供低成本、低能耗、低延遲、高速度、高可靠性的通訊，以支援物聯網長時間、大規模的連線應用。比如智慧汽車，時速跑上200公里，5G還要保證車與車、車與路的訊號延時僅1毫秒。這好比站在兩輛飛奔的跑車上打乒乓球，一眨眼（0.6秒），雙方要打300個回合還不丟球。這讓5G的物聯網應用無比廣闊，唯一的限制就是人們的想象。

認定了大方向之後，所有廠商都決定放手大幹一場。面對物聯網這塊巨大的“大蛋糕”，無論是謀求轉型的傳統制造企業、網際網路科技巨頭，還是大眾創業者，都紛紛積極佈局，試圖從中分一杯羹。我們看一下物聯網領域全景圖和典型企業，我們才能更好理解巨頭們在現實中的玩法。

大家看到第一組圖，從下到上，第一是終端核心的器件和傳輸工具，包括晶片的設計，晶片的製造，包括晶片的分裝測試，我們還有很多感應裝置，無人汽車很多用視覺感測器，紅外感測器，還有很多是做物聯網標籤的企業。上面一層可能有很多公司是做模組的，做模組的，有閘道器的，也有很多是做無線和有線連線的，無線還分蜂窩和非蜂窩等小類。

第三個是橫向能力平臺，除了剛才講過的晶片模組之外，其實還有云服務的提供商，物聯網作業系統供應商，還有通用交付能力，還有影像識別，生物識別，包括VR、AI。第四個是我們講到物聯網的應用級發展，經過前面的幾層，物聯網最終是要落地的。比如說現在常見的智慧家居，智慧城市，智慧交通，智慧工業，智慧醫療，包括每個人戴的智慧手環這類消費級物聯網產品。

今天為什麼給大家講物聯網呢，其實物聯網目前應該是在國內爆發的一個前夜，雖然還沒有爆發，但是一定會爆發的，其實有一套比較詳細的推理邏輯。

大家知道，我們生活已經逐步的移動網際網路化，其實變化更多的是發生在2014、2015年，雖然微信很早出來了，2011年微信就出來了，但是在座的同學估計都不是微信的第一批使用者，都是發展幾年之後才用的。我很早時候也安裝了微信，但在那個時候其實是很低頻的一個應用，也沒有幾個好友，當時其他的APP也差不多，不像今天這樣這樣動不動就有幾億的月活資料。

同樣在物聯網的發展道路上也可以借鑑下移動物聯網的發展。移動物聯網的發展經歷了啟蒙到發展到爆發三個階段，每個階段的轉換都得易於一下幾點支援：使用者數的增加；先進技術的商業；豐富的應用；一定的硬體設施條件。2009年的移動網際網路跟現在的物聯網機器相似：連線數的增加對應使用者數的增加，NB-IoT商用對應3G商用，物聯網應用如共享單車、智慧手環、智慧音響對應新浪微博、iphone4。

大家知道，移動網際網路時代，為什麼可以快速的發展起來，2G的時候是不行的，我們很多都是經歷過2G時代的，大家刷抖音是不行的。只是說我在3G，4G的時候，我很多移動網際網路應用才慢慢的有這個可能性爆發了，所以在這個方式上是一個非常大的挑戰。我們現在是什麼情況了，我們5G在全球已經標準化了，而且在國內已經小範圍的實驗了，推廣是有預期的，會快速發展起來的。

我剛才講，如果移動網際網路發展起來，我剛才講除了4G還得是智慧手機，你如果是非智慧手機還是不行的，你要換成智慧手機。其實對物聯網來說也是一個時間點，我們家裡的裝置或多或少，無論京東的裝置，還是小米的裝置，還是其他廠商的裝置，都逐步智慧化了。以家電為例，國內主流品牌電視、空調帶無線模組的比例已經超過50%，我們在七八年前不會想到會有這麼智慧，現在很多廠家已經做到了，而且我們在選購的時候，也越來越傾向於採購智慧裝置。

第三點，擁有手機之後，也有了3G之後，如果沒有APP，大家覺得還是少一點什麼，還是沒法交流，需要海量的APP出來。包括微信、滴滴、映客等等，很多是在2013、2014年逐步研發出來，經過兩三年的擴張期逐步佔領了我們的手機。從應用層面來講我們是這樣的，現在有很多物聯網相關的裝置，也慢慢的開始佔領了我們相關的方面。比如共享單車，加入了物聯網模組，我們智慧音響，比如我們的智慧手環，都已經被大家所接受了。

顯然，物聯網的一切正處於爆發前夜。它的技術標準剛剛確定，商業模式則一片模糊，網路安全更無從談起，但人們無比篤定，一個網際網路新物種將破土而出，並引發一場技術與商業的革命。這股超級產業浪潮註定席捲一切，有人將就此開闢新的產業邊疆，有人仍會坐視它一掠而過。但不管怎樣，每個國家、行業乃至個人，都將被徹底改變。

接下來給大家講，物聯網到底是什麼？比如說我是個合格的物聯網測試，我到底會什麼。如果我是一個合格的物聯網測試的話，我大概需要了解哪些層面，其實有八個方向，八個方向是從低位到高位不斷提升的。

建立大腦的晶片提供商,塑造五官的感測器供應商,實現功能定位的無線模組廠商,掌控神經通路的網路運營商,負責肌體活動的平臺服務商,打造心肌能力的系統及軟體開發商,以及提供抓手的智慧硬體廠商,實施作業的系統整合及應用服務提供商。

第一個層面是晶片層，晶片其實是現在很多人毫無感知的，你做物聯網對晶片毫無感知的話就會有問題的，這裡邊包括系統晶片，感測晶片等等。第二個物聯網，裝置一定是有感知系統的，像虹膜識別，指紋識別，各種各樣的感測器，傳輸資料之後送到後端計算。如果拿不到資料的話就算不上智慧了。這是第二個大的方向。第三個方向是無線模組，我剛才講如果晶片和感測器，更多的在應用層，模組是負責通訊，裝置要上網，一定要有一個東西，無論通過藍芽，還是通過5G模組方式資料傳輸出去。第四個是通訊網路，比如2、3、4G，還有大量的非蜂窩通訊方式。第五個是平臺層，我舉個例子，我有一百萬臺裝置連到網上怎麼管理，我要做連線管理，線上升級的策略等等。第六層是作業系統，最近很多廠商都發布了自己物聯網作業系統，第七層是大量的智慧終端，第八個是整合應用，是做裝置應用，比如我做一個智慧的系統，雖然有前面的那些技術，但是一定是應用在具體的領域。大家想象一下，你所在的公司，回顧一下前面的圖，它是處在哪個階段，它的核心是什麼，它的技術都有什麼，它有哪些競爭對手等等，要多思考。

有的同學說，如果我真的去了物聯網公司，物聯網的測試和我以往接觸的網際網路測試有什麼區別呢？接下來我就針對這8個方向，給大家做一個粗略的分享。

第一個是晶片測試，晶片是物聯網的“大腦”，相信瞭解晶片的同學應該不多，這個是晶片全流程的一個縮圖，這個真沒有那麼簡單。大家看到左邊的矽原料不斷的拉晶，清洗這樣的操作過程，晶片用的電子級高純矽純度要求99.999999999%(一共11個9)，否則你做了之後也沒有什麼用，也用不起來。隨著晶片越來越複雜，設計與製造就分開了，有些公司只設計，成了純粹的晶片設計公司。如，美國的高通、博通、AMD，台灣的聯發科，大陸的華為海思、展訊等。還有一類只製造、不設計的晶圓代工廠，這必須得先說臺灣的臺積電。正是臺積電的出現，才把晶片的設計和製造分開了。2017年臺積電包下了全世界晶圓代工業務的56%，規模和技術均列全球第一，市值甚至超過了英特爾，成為全球第一半導體企業。經過漫長的流程，從設計到製造，終於獲得一顆IC晶片了。然而一顆晶片相當小且薄，如果不在外施加保護，會被輕易的刮傷損壞。此外，因為晶片的尺寸微小，如果不用一個較大尺寸的外殼，將不易以人工安置在電路板上。晶片做好後，從晶圓上切下來，接上導線，裝上外殼，順便還得測試，這就叫封測。

在晶片測試裡邊有三個重要的測試型別。大家不做晶片測試沒有關係，但是裡邊的思路是需要學習的，第一個思路是DFT的過程，我在設計晶片功能的時候，就已經加入了測試邏輯。就像我們現在很多人所倡導的TDD（測試驅動開發）一樣，在晶片研發的時候，加了大量的測試邏輯，質量先行是非常重要的。

高度電晶體整合同時也意味著高度的功能性整合數以十億計的邏輯閘任何一點生產的缺陷就能導致功能障礙。用功能性測試去覆蓋這些錯誤無疑是高成本，高時間，高複雜性的。很多大公司的晶片測試成本已經接近研發成本。

同時大家需要了解WAT，CP，FT等相關的概念。

WAT: Wafer Acceptance Test，對專門的測試圖形（test key）的測試，通過電引數來監控各步工藝是否正常和穩定。

CP: chip probing，晶圓切割後進行晶圓級別測試，對基本器件引數測試，如vt（閾值電壓），Rdson（導通電阻），BVdss（源漏擊穿電壓），Igss（柵源漏電流），Idss（漏源漏電流）等

FT: Final test，封裝完成後的測試，會測試比CP更多的專案，處理器的不同頻率也是在這裡區分出來的，打比方說GPU壞了的 就被當做無顯示核心的"賽揚"系列處理器.+比如CPU壞了2個的 就當"酷睿i3"系列處理器.晶片工作正常 但是工作頻率不高的 就當"酷睿i5"系列處理器.一點問題都沒有的 就當"酷睿i7"處理器。

第二是感測器測試，感測器是物聯網的“五官”。主要測試（檢測）感測器的基礎引數指標（如靈敏度，精準度，穩定性等），效能引數（響應時間，衰減時間，頻率特性等），環境指標（溫度，抗衝振，抗干擾等），可靠性（壽命，可靠度，平均無故障時間，疲勞等），其它如功耗，包裝，外觀等等

第三是無線模組測試，無線模組是物聯網的“聯網器件”，包含蜂窩內通訊模組（2/3/4/5G/NB-IoT等）和非蜂窩內通訊模組（WiFi/藍芽/LoRa）等，一般測試時延，連線數，覆蓋範圍，使用者數、吞吐量，功率，干擾等。具有挑戰性的測試：覆蓋度測試，難以檢查到盲區；終端效能：靈敏，時延，功耗；可靠性：連線可靠不丟包，長時間連線不斷開或 ，斷開重連有保障，測試時間長，測試繁瑣

第四個是通訊網路測試，通訊網路是物聯網的“通道”，其中無線通訊網路測試主要分為DT測試（檢測連通率，覆蓋率，掉話率，通訊質量）和CQT測試（小區覆蓋率，掉話率，干擾能力，上下鏈路匹配）。 網路質量（業務模擬測試，部分業務難以模擬），網路效能（時延，抖動和丟包率，需大量反覆測試） ，網路拓撲測量 （物聯網通訊類別多，網路拓撲測試工作量大），網路流量（協議、使用者數量，使用者行為、 上下行測試）。

第五是雲平臺測試，平臺是物聯網的“基礎”。物聯網平臺作為裝置匯聚、終端管理、應用開發、資料分析，提供承上啟下的巨大作用，其複雜度不言而喻。常用的軟體測試技術都需要，如功能，效能，安全，可靠，體驗，相容，國際化（如果有），UI介面等。

其中：高併發，由於網際網路接入量大，併發量級別可能在百億甚至千億級別，併發客戶端難以實現，需要強大的開發架構能力；系統複雜度高，效能問題難以定位和調優

海量資料儲存分析：每天需要儲存分析處理PB甚至EB量級資料，對伺服器的儲存、分析能力要求高

人工智慧：人工智慧技術集大資料、物聯網、雲端計算等多種技術為一體，綜合度高，測試難度大

安全和隱私：系統複雜度高，安全防範範圍寬，全面的系統安全漏洞難以檢測，安全和隱私難以得到保障

第六是作業系統測試，作業系統是物聯網的“動脈”，是管理和控制物聯網硬體和軟體資源的程式，是最基本的系統軟體 其它軟體都需要執行在作業系統上。

功能測試：快速定位問題難

效能測試：執行緒、任務、子系統，併發等雜在一起，效能瓶頸難以定位

可靠：可靠性測試難以通過編碼實現

安全：許可權、機密性、隔離保護、共享保護、完整性等測試內容繁多

第七是智慧硬體的測試，智慧硬體是物聯網的“承載”。 傳統裝置廠商不具備智慧品控能力，智慧硬體需要關注的測試內容有：射頻和無線資源管理一致性測試、協議一致性測試、模組介面一致性測試、智慧終端業務和功能測試、使用者體驗測試、電磁相容測試、電磁輻射測試、天線測試、資訊保安測試、安規、升級測試，其它如音訊，視訊或者UI測試等

最後是整合應用的測試， 整合應用是物聯網的“落地”。

業務/功能測試：業務多樣性，功能需求多，不遺漏困難

安全、隱私：網路安全、資料加密，許可權保護 、隱私保護等 難以全面測量

場景測試：裝置多，裝置與裝置之間的聯動測試複雜

智慧性：難以達到自學習性、適應性和容錯能力

效能：整合應用的組網複雜，網路效能難以測試和定位

使用者體驗：使用者體驗難以琢磨

接下來給大家分享的是物聯網的測試地圖，通過有效利用這個地圖，它可以列出所有潛在的測試場景，由於時間原因這裡不展開，有興趣的同學可以在網路上查閱相關資料。

從最後一張圖我們可以看出，中國物聯網產業市場規模在2020年可達10000億，2025年可達35000億。2020年全球終端使用者可達500億，中國使用者可達100億，由此可見未來物聯網潛力無窮，是具有劃時代的意義。希望每一位對物聯網感興趣的同學都可以提早的規劃，面對即將到來的物聯網的風口，認真學習，早做準備，早日走上人生巔峰。我今天的分享到此結束，謝謝大家。

本文來自：2018中國首屆雲測試峰會，舉辦方：Testin 雲測

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