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電子計價秤軟件自動仿真測試系統(tǒng)的研制

時間:2017-05-25 05:10:47   點擊數(shù):

為檢測市場上電子計價秤的軟件作弊行為該文提出一套電子計價秤軟件自動仿真測試系統(tǒng) 搭建了電子計價秤的軟件仿真測試系統(tǒng)的硬件裝置實現(xiàn)機器識別系統(tǒng)進行電子秤字符識別電壓源進行載荷模擬和采用繼電器進行按鍵模擬并用VC++編寫了軟件自動仿真測試程序對幾種不同類型的電子計價秤軟件進行了黑盒測試試驗 試驗結(jié)果表明該系統(tǒng)可用于電子計價秤的軟件測試可檢測出電子計價秤軟件作弊問題在對不同類型的電子計價秤試驗中均取得了較好的測試結(jié)果表明該測試系統(tǒng)穩(wěn)定可靠且具有一定的通用性

電子計價秤作為人們?nèi)粘I钪凶畛R姷拿裆嬃科骶咧?/span>一直在百姓生活中扮演著非常重要的作用但近些年市場上一些黑心商人利用電子計價秤軟件作弊使出售的貨物缺斤少兩同時關于電子計價秤作弊的投訴也越來越多因此電子計價秤軟件測試的研究顯得非常重要

據(jù)國家質(zhì)檢總局 2012 年的數(shù)據(jù)顯示電子計價秤質(zhì)量抽樣合格率僅為 63.3% 電子計價秤硬件裝置主要由稱重傳感器按鍵主板LED 數(shù)碼管或液晶顯示屏構(gòu)成 在電子秤硬件上的作弊比較容易察覺而軟件上的作弊隱藏較深不易發(fā)現(xiàn)因此目前市場上電子計價秤多是通過修改軟件進行作弊。

2008  國際法制計量組織 OIML正式發(fā)布計量器具軟件通用要求的法制管理文件對計量器具的軟件檢測提出了相應的要求 2007 國家質(zhì)檢總局下達指示制定了計量器具軟件測評指南 中華人民共和國國家計量技術規(guī)范 JJF1182-2007),尤其是對電子計價秤的軟件測評方法提出了新要求接著于 2012 年實施了數(shù)字指示秤軟件可信度測評方法 JJF 1365-2012》。 文獻提出了一種嵌入式計量器具便于欺騙性使用的黑盒檢測方法但前期測試準備過于繁瑣 文獻[6]對嵌入式軟件的計量器具防作弊系統(tǒng)進行了研究將檢測時提取的軟件內(nèi)部信息與審批前標識的軟件特征信息進行比對來檢測計量器具的軟件作弊 由于電子計價秤的軟件標識涉及到生產(chǎn)廠商利潤該方法操作具有一定的難度

為解決電子計價秤軟件測試遇到的難題文中搭建了一套電子計價秤的軟件仿真測試系統(tǒng)基于VC++編寫了電子計價秤仿真測試程序對市場上普遍流通的電子計價秤軟件進行了測試實驗結(jié)果表明該套系統(tǒng)能夠?qū)γ艽a作弊類電子計價秤進行有效檢測同時也驗證了文中仿真測試程序的有效性

1.仿真測試系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)

電子計價秤主要包括稱重模塊顯示模塊以及按鍵模塊 3 部分本軟件仿真測試系統(tǒng)用軟件驅(qū)動的仿真器來代替真實的運行環(huán)境模擬真實運行環(huán)境的各種功能 其硬件結(jié)構(gòu)主要由可編程多路繼電器電壓源及機器視覺系統(tǒng)組成繼電器用來模擬電子計價秤的按鍵功能電壓源用來模擬電子計價秤的稱重傳感器信號輸入機器視覺系統(tǒng)則是用來捕獲電子計價秤的輸出信息 整體電子計價秤的軟件仿真測試系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)如圖 1 所示

重量1.jpg

目前常用電子計價秤的稱重傳感器一般是由彈性體接成傳感橋路的電阻應變片和向橋路供電的直流穩(wěn)壓電源構(gòu)成 當壓力作用在傳感器上時微小的電流變化通過惠斯通電橋轉(zhuǎn)化成微小的電壓變化通過 A/D 轉(zhuǎn)換量化顯示在顯示屏上 針對這一原理本系統(tǒng)將電子計價秤電路板上與電橋壓差輸出端相連的部分斷開并重新連接至外部電壓源上使用電壓源輸出微小壓差模擬稱重

顯示模塊  電子計價秤顯示屏分 LED 數(shù)碼顯示和 LCD 顯示 2 一般可采用讀取顯示屏電路管腳高低電平來獲取數(shù)據(jù)并顯示但是這種方法連線復雜 不易操作 容易出錯 且不同電子計價秤的LED 數(shù)碼管引腳封裝不同連線也會產(chǎn)生一定的變 針對這一現(xiàn)象本系統(tǒng)采用機器視覺系統(tǒng)通過攝像頭讀入電子計價秤的顯示屏信息最后利用圖像識別算法進行字符識別并將結(jié)果發(fā)送到上位機顯示 在恒定光照條件下對字符識別正確率進行了測試字符識別正確率達到 98%以上表明該系統(tǒng)具有良好的實用性和通用型

按鍵模塊  主流電子計價秤使用的是矩陣式鍵盤針對此類鍵盤的特點本系統(tǒng)采用可編程控制的多路繼電器通過串口通信協(xié)議發(fā)出指令控制繼電器通斷實現(xiàn)電子計價秤面板上所有按鍵功能

2.仿真測試系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)

 電子子計價秤的軟件自動仿真測試系統(tǒng)軟件流程如圖 2 所示

重量2.jpg

程序開啟后先根據(jù)試驗人員的設置完成初始化隨后分別開啟稱重信號模擬軟件模塊鍵盤模擬軟件模塊圖像識別軟件模塊試驗人員可進行相應的調(diào)試檢測 調(diào)試完畢后試驗人員可分別選擇進行包括手動測試自動測試綜合作弊查找測試等 系統(tǒng)在自動測試結(jié)束后自動生成測試報告

軟件開發(fā)平臺為 VS2010采用 VC++編寫仿真測試軟件上位機手動測試界面及自動測試界面分別如圖 3 4 所示

重量3.jpg

手動測試模塊 試驗人員可對整套系統(tǒng)對被測電子計價秤進行初步的檢測 包括按鍵控制質(zhì)量控制及數(shù)據(jù)的采集

自動測試模塊 試驗人員先分別對需用到的按鍵每次按鍵個數(shù)用例個數(shù)及允許誤差進行設置 完成設置后試驗人員可選擇單價及質(zhì)量的輸出模式質(zhì)量輸出模式包括固定輸出隨機輸出和間隔輸出其中隨機輸出和間隔輸出均需設置載荷區(qū)間單價輸出模式包括固定輸出和隨機輸出

完成設置后開始測試試驗人員可根據(jù)實際情況分別進行暫停測試停止測試重新測試保存結(jié)果等操作

 重量4.jpg

從表 1 可以看出 5 組連續(xù) 50 次按鍵仿真測試試驗中試驗結(jié)果正確率接近 100%出現(xiàn) 1 次正確率為 98%是由圖像識別系統(tǒng)字符識別錯誤造成的

針對密碼作弊類電子計價秤的測評需在綜合作弊查找模塊中進行綜合作弊查找模塊界面如圖5 所示

重量5.jpg

綜合作弊查找模塊試驗人員先勾選相應的組合預設計的標準稱重按鍵時長及按鍵時間間隔本系統(tǒng)最多可測試 4 位數(shù)字配 3 位功能鍵的密碼組合 點擊開始測試系統(tǒng)將自動控制電子計價秤進行按鍵每次按鍵后系統(tǒng)會控制電壓源輸入標準稱重并附以固定單價

若最后總價顯示誤差在 10%以內(nèi)即為合格若出現(xiàn)不合格情況則將當前按鍵組合保存為可疑項在測試結(jié)果中顯示 試驗人員將在試驗結(jié)束后使用校驗鍵盤進行校驗以檢查作弊碼是否已找到

3.結(jié)語

電子計價秤軟件仿真測試系統(tǒng)基于 VC++編寫軟件測試界面采用機器識別系統(tǒng)對顯示部分進行字符識別系統(tǒng)測試包含三大功能手動測試自動測試綜合作弊查找測試 測試結(jié)果表明該系統(tǒng)可用于不同電子計價秤軟件作弊功能測試具有一定的實用性和通用性 電子計價秤是關于民生計量的一種計量器具 該套系統(tǒng)研制體現(xiàn)了計量的公正性后期將繼續(xù)對電子計價秤軟件可靠性和評價體系進行更深入的研究

 

 


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