學點新技術： 智慧穿戴外設——手環測試

智慧穿戴裝置是目前已經漸漸融入到日常生活中的一種隨身裝置了，適用人群和本身功能在不斷提升，而且也是目前市場上比較流行的產品需要。各種智慧穿戴裝置如雨後春筍一般層出不窮。加我VX：atstudy-js 回覆“測試”，進入軟體測試學習交流裙~~

智慧手環作為一種輕量級穿戴裝置，外觀時尚運動，這種設計風格對於習慣佩戴首飾的使用者而言，頗具誘惑力。並同時具備了手表、運動監測和健康監測等諸多功能的智慧裝置，越來越受到廣大使用者的青睞，同時在市場上也進入了競爭的白熱化階段，逐漸形成了自己的升級更新路徑。

智慧手環因為不具備安裝應用等功能，嚴格來說是不能稱之為智慧裝置的，但是因為業界對於同樣特質的智慧手錶給予了“智慧”的名號，所以智慧手環也就搭了順車，被冠以智慧裝置的名號。因為可以在全天候任意場景下使用，比智慧手機/智慧手錶有了更多的應用場景，所以智慧手環的發展速度，遠遠超過了其他智慧裝置。

目前常見的手環，根據價位和定位不同，除了最基本的時間日曆外，一般都是內建了計步、心率、音樂、移動支付、聊天、郵件提醒等等功能，更高階的還內建了血壓、睡眠監控、氣壓、海拔、經緯度、軌跡記錄等高階功能。

作為一個新興的智慧外設，智慧手環的使用比智慧手錶更為方便，使用場景也遠遠多於智慧手錶，因此對於智慧手環的測試，也日益成為智慧外設生產廠家和很多測試工程師需要面對的問題。

一、手環測試分類

智慧裝置的測試，屬於典型的軟硬體測試。按照慣例一般，分為硬體和軟體測試兩部分，部分功能需要結合硬體進行測試。具體的內容和分類如下表所示：

軟體功能測試主要包括內建功能、裝置連線功能和應用擴充套件功能。

內建功能一般是指作為智慧裝置單獨使用時具有的功能，不需要透過和其他裝置連線就可以使用的。例如時間、日曆、生理指標監控等等。

裝置連線功能則是在不同的載臺(手機、平板、PC等)和手環之間的連線，這樣的穩定性和資料傳輸能力是決定智慧手環和載臺之間連線的先決條件，也是應用擴充套件功能的基礎。

應用擴充套件功能是當手環和手機、平板或者其他載臺，例如車載系統連線時，成為載臺功能擴充套件或者載臺成為手環功能擴充套件的平臺。

硬體測試則主要包括內建的各個硬體本身的功能以及整合在手環內，各部分裝置的相容性以及穩定性等測試。由於是硬體整合，其中各個元件本身的效能則是由生產商決定的。測試工程師需要測試的是在使用過程中的功能。

二、手環內建功能測試內容

智慧手環軟體的主要測試內容，特別是內建軟體功能，和之前測試系列文章中APP的測試類似，囿於手環本身續航能力和處理能力，手環上的軟體需要具備無需連線載臺而獨立執行的能力。

1、計步功能

利用重力感應器，檢測移動時所造成的縱向橫向位移來計算步數，再根據內建的運動演算法排除錯誤計數而得到最終結果。計步的資料是計算熱量、距離的主要依據，也是與心率資料互動分析的主要資料。最好的參照標準就是實際行走步數。

測試用例：分別在室外做標準步伐、大小混合步伐，以及室內步伐測試，統計出實際步伐和計步資料。每項測試至少做3組，測量結果以誤差/誤差率的形式展現出來，平均誤差越小，準確度越高。用例表格可按照測試策略自行設計。

2、心率監測

使用光電感測器，採集光電訊號來監測計算脈搏血容量的變化，然後根據血液內物質的吸光度與濃度成正比的關係，計算反應出人體心率的基本引數。光電感測器受皮膚膚色的影響，故測試時應同時檢測靜態和動態心率，這裡的監測結果應取所有測試結果的平均值。

測試用例：可以使用經過計量校準的心率計，和手環進行測試結果對比，也可以使用多個手環一起進行計數，求平均值後以誤差值對監測結果進行評估，然後透過統計學公式計算方差，超過4δ的為不合格，誤差越小效能越好。

3、體溫監測

原理是利用熱敏電阻把溫度的變化轉換為阻值的變化，再用相應的測量電路把阻值轉換成電壓，然後把電壓值轉換為數字訊號，再對數字訊號進行相應的處理可得到溫度值。

測試用例：這個功能的測試可以透過標定溫度的恆溫室或精密溫度計進行，將測試結果同計量校準過的溫標進行對比。也可以用多個手環測試相同的目標，然後求平均值來進行估算，利用統計學公式計算方差，超過4δ的為不合格。誤差越小效能越好。

4、睡眠監測

感測器透過接觸手腕，監測人的動作、心率狀況和體動頻率，計算獲知受測者的睡眠狀況與能量消耗，不同的產品的演算法並不一致。這個功能的監測，主要配合手機APP進行資料讀取，資料更接近定性參考。

5、內建時間/日曆以及鬧鐘提醒功能

該功能屬於最基本的手環功能，只需要驗證基本功能是否正常即可。值得一提的是在測試日曆功能的時候，需要注意平閏年的設定規則。

測試用例：與真實的計時鐘表進行比較，是否在規定時間鬧響，以及是否能夠區分12/24小時計時法;日曆則是要進行平閏年的設定，看是否符合曆法規則，即整百年份是否可以被400整除，年份是否可以被4整除;日期事件提醒則是檢驗提醒是否符合設定條件，以及是否支援事件/時間編輯。

6、定位導航等相關服務功能

透過內建的GPS或北斗定位聯結器，可以獲知手環所在的海拔高度、經緯度等，結合內建地圖等，可以完成基本的導航功能。

測試用例：這一類導航等功能的測試，可以參照APP測試要領進行(具體見《APP軟體測試》)。

7、同步功能

智慧手環仍然無法擺脫對末端硬體和軟體的依賴，畢竟在收集大量資料之後，還需要與手環相應的APP 進行資料同步，才能夠實現永久的記錄和分析功能。所以，智慧手環與手機或者電腦的同步方式是否足夠方便，也是影響使用者使用體驗的一大因素。主要的功能測試則依然依賴於和載臺的傳輸連線，需要驗證的則是手環和手機APP之間資料記錄的正確性和同步時效等功能。一般手環的同步功能會透過藍芽或WiFi來實現連線，這兩部分也是需要進行專門測試的。

測試用例：主要檢驗手環和載臺之間傳輸的資料是否一致，連線速度是否符合標稱數值。同時還要檢驗連線後的功能是否正常。

8、社交及網路功能

智慧手環透過與載臺連線，可以隨時隨地設定身高、體重、步幅等資訊和上傳運動資料。另外，智慧手環還具備社交網路分享功能，比如使用者可以將睡眠質量、飲食情況和鍛鍊情況以及心情記錄等透過繫結微博等社交網路端進行分享。

另外透過和載臺的連線，藉助手環內建的軟體，還可以完成線上聊天，郵件提醒等擴充套件功能。透過連線，手環還可以控制播放手機或者平板中的音樂影片檔案。

這一部分的測試用例是需要參照APP的測試方式來設計，具體可以參考《APP軟體測試》一文。加我VX：atstudy-js 回覆“測試”，進入軟體測試學習交流裙~~

三、手環硬體測試內容

手環硬體測試的相關內容屬於生產測試，測試內容與硬體元件高度相關。

1、基本測試

螢幕測試：手環的螢幕一般都為OLED/AMOLED屏，這一步檢查顯示是否正常，是否出現螢幕亮度較暗，缺畫等現象。

藍芽測試：在安卓系統上安裝“BLE除錯助手”，iOS系統上安裝“lightblue”，開啟後，將手機和手環放置，檢視藍芽的RSSI值是否在-50dB內。

馬達測試：將手環成品，與預先安裝好的震動功能同步後，開啟防丟設定，同步後斷開藍芽，檢視手環是否在震動。

電池測試：將手環按照預置條件進行充滿電後放電操作，記錄時間，與產品標準和標稱指標進行對比，看是否符合要求。

充放電測試：檢視充電時，螢幕是否顯示充電圖示和電池電量標誌

2、外觀檢視

腕帶是否完整及牢固

充電套裝是否完整

本身是否有異味或刺激性氣味

按鍵手感是否平滑，按鈕或機身是否存在凹陷

外殼是否有破損

零件裝配是否緊固合規

3、使用者友好度

佩戴舒適度，材料與皮膚接觸是否會產生刺激性

是否具備抬腕亮屏功能，是否響應靈敏

觸屏靈敏度，是否對於指尖操作敏感，而對於其他物體點劃不敏感

4、安規測試

氣候環境：高/低溫交變，快速溫度變化，溫度衝擊，鹽霧/氣體/陽光腐蝕，老化，耐溼，隔熱防塵防水(IP等級)，阻燃，機械衝擊，跌落，斜面衝擊等等

機械環境：溫溼度+振動，綜合機械碰撞HALT & HASS，插拔力，保持力，插拔壽命，接觸電阻電氣效能，絕緣，電阻，耐壓等等

失效分析專案：X射線檢查、掃描電鏡觀察、金相切片能譜分析、離子色譜、傅立葉紅外分析、質譜分析等等。

隨著智慧裝置中配置的各種感測器和硬體元器件與高運算能力成為常態，穿戴式個人裝備正在快速成長，手環作為其中不可忽視的佼佼者一路高歌猛進，整合的功能越來越精密，提供的資料也越來越準確，其本身也在不斷擴充套件自己的功能，已經衍生出了壓力監測、醫療保健功能等方向的新型產品，需要測試的方面和細節越來越多，作為測試工程師，必須要按照使用者習慣來驅動測試(BDD)。

在這樣的情況下，只有採用合適的測試思路，才能夠設計出具有有效性和良好覆蓋度的測試用例，同時可以確保測試工作的順利進行。