ハードウェアをE2Eテストできないなんて誰が言った？ - IoTのテストを自動化するメソッド 〜HW編〜

builderscon 2018 day 2

https://builderscon.io/tokyo/2018/session/58b03ed2-91a5-4f94-84fd-363e799efa38

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1. ハードウェアをE2Eテストできないなんて誰が
   言った？
   - IoTのテストを自動化するメソッド 〜HW編〜
   @ksksue
   

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2. 自己紹介
   す〜
   twitter : @ksksue
   所属：（株）Photosynth (Akerun) 回路設計、Node.js
   

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3. HWテスト
   １．機能テスト
   ２．耐久テスト
   　・優秀なエンジニアが作った100 回テストされたHW
   　・平凡なエンジニアが作った100万回テストされたHW
   

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4. ・HWは不確実性が多い
   

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5. 効率よくテストする
   time
   100万回 テスト
   100万回 テスト
   100万回 テスト
   テストA
   テストB
   テストC
   環境構築
   環境構築
   環境構築
   

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6. 環境構築とテスト
   環境構築
   環境構築 環境構築
   100万回 テスト
   100万回 テスト
   100万回 テスト
   

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7. 環境構築とテスト
   環境構築
   環境構築 環境構築
   100万回 テスト
   100万回 テスト
   100万回 テスト
   価値
   

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8. 環境構築とテスト
   環境構築
   環境構築 環境構築
   100万回 テスト
   100万回 テスト
   100万回 テスト
   価値
   がんばらない
   

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9. HWテスト自動化ポイント
   ・いかに時間をかけずにテスト環境構築するか
   ・並行してSWチームメンバにテスト環境を作ってもらう
   　・使いやすいHWインタフェースを用意する
   　
   

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10. HWテスト環境
    〜弊社の場合〜
    

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11. テスト環境 基本構成
    USB
    シリアル通
    信
    センサ
    アクチュ
    エータ
    センサ
    アクチュ
    エータ
    Wifi
    / Eth
    テスト
    対象
    RPi
    Arduino
    

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12. 効率よくテスト環境構築するためのツール
    Raspberry Pi 3 model B+
    10,000円弱（電源、SDカード込）
    Debian linux (ARM)
    Wifi/Ethernet : クラウド連携
    Bluetooth v4.2
    Arduino(Seeeduino v4.2)
    約1000円
    センサ、アクチュエータ系のドライバ豊富
    Groveシリーズ
    

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13. RPi + Arduinoは相性が良い
    Raspberry Pi 3
    model B+
    Arduino
    (Seeeduino)
    両方
    ネットワーク環境 ◯
    　5GHz/2.4GHzWifi/Eth
    △
    　ネットワーク環境なし
    　（別モジュール追加）
    開発環境 ◯
    　複数プログラミング言語環境
    △
    　基本C/C++言語
    UI ◯
    　リッチなUI
    △
    　簡単なUI
    HW連携 △
    　センサ/アクチュエータ系
    　ドライバ 少数
    ◯
    　センサ/アクチュエータ系
    　ドライバ 多数
    

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14. サクッと環境構築（RPi）
    1. PCでmicroSDカードにイメージ書込
    $ sudo dd bs=4m if=2018-06-27-raspbian-stretch.img \
    of=/dev/rdisk2
    2. RPiにmicroSD挿し電源投入
    3. 最初だけネット接続とsshd起動
    4. RPiにnodejs環境インストール
    $ curl -sL https://deb.nodesource.com/setup_8.x | sudo -E bash -
    $ sudo apt-get install -y nodejs
    

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15. サクッと環境構築（Arduino）
    1. PC上にArduino IDEをインストール
    2. プログラミング
    3. PCとArduinoをUSBで接続
    4. スケッチ（コード）を流し込む
    

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16. キーワード検索
    Arduino IDE
    

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17. シンプルなHWインタフェースを心がける
    var aio = require('./lib/aio');
    // Lock/Unlock イベントによるデータ取得
    aio.on('lockEvent', (data) => {
    console.log(data);
    });
    // getによるデータ取得
    aio.get((err, data) => {
    console.log(data);
    });
    // ドアセンサをClose状態にする
    aio.doorSensorClose(() => {
    console.log('closed.');
    });
    // ドアセンサをOpen状態にする
    aio.doorSensorOpen(() => {
    console.log('open.');
    });
    RPi
    sample.js
    

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18. HWテスト環境 実装編
    

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20. Arduino
    Arduino
    RPi
    アクチュエータ
    （モーター）
    センサ
    

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21. Arduino
    RPi
    アクチュエータ
    （モーター）
    センサ
    Arduino
    

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22. テストシナリオ例
    for( i=0; i < TEST_LOOP_NUM; i++) {
    ・クラウド経由で解錠する
    ・ドア閉まったら施錠する
    }
    ・施解錠の回数を確認
    ・エラー率を確認
    

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23. ドアセンサ
    

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26. サーボモーター（角度制御モーター）
    SG-5010
    850円 #include
    #define SERVO_PIN 3
    Servo servo;
    void setup() {
    servo.attach(SERVO_PIN);
    }
    void loop() {
    servo.write(90);
    delay(1000);
    servo.write(0);
    delay(1000);
    }
    Arduino
    http://akizukidenshi.com/catalog/g/gM-08913/
    

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32. 赤外線レーザー型 距離センサ
    VL53L0X Time-of-Flight
    距離センサモジュール
    https://www.switch-science.com/catalog/2894/
    #include
    #include
    VL53L0X dist_sensor;
    bool lockState = false;
    void setup() {
    dist_sensor.init();
    dist_sensor.setTimeout(VL53L0X_TIMEOUT);
    dist_sensor.startContinuous();
    }
    void loop() {
    int dist =
    dist_sensor.readRangeContinuousMillimeters();
    if(dist => THRESH_HI) {
    lockState = false;
    } else if(dist < THRESH_LO) {
    lockState = true;
    }
    delay(1000);
    }
    Arduino
    

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33. シリアル通信内容？
    USB
    シリアル通
    信
    センサ
    アクチュ
    エータ
    センサ
    アクチュ
    エータ
    Wifi
    / Eth
    テスト
    対象
    RPi
    Arduino
    

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34. シリアル通信内容？
    USB
    シリアル通
    信
    センサ
    アクチュ
    エータ
    センサ
    アクチュ
    エータ
    Wifi
    / Eth
    テスト
    対象
    RPi
    Arduino
    json
    nodejs
    

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35. ArduinoからRPiへjsonをシリアル通信
    { eventName: 'lockEvent',isLocked:
    true,lockCount:1,powerVolt:[3.292765,3.
    300197,3.299182]}
    /* pretty
    { eventName: 'lockEvent',
    isLocked: true,
    lockCount: 1,
    powerVolt: [3.292765,
    3.300197,
    3.299182]
    }
    */
    #include
    StaticJsonBuffer<512> jsonBuffer;
    JsonObject& root = jsonBuffer.createObject();
    root["eventName"] = "lockEvent";
    if(lock_unlock_get_status() == 0) {
    root["isLocked"] = true;
    } else {
    root["isLocked"] = false;
    }
    root["lockCount"] = lock_unlock_get_count();
    JsonArray& p_volt = root.createNestedArray("powerVolt");
    p_volt.add(adc_get_power_v(0));
    p_volt.add(adc_get_power_v(1));
    p_volt.add(adc_get_power_v(2));
    root.printTo(Serial);
    Arduino Serial通信
    char
    boolean
    int
    float[]
    

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36. RPi内で処理
    var aio = require('./lib/aio');
    // Lock/Unlock イベントによるデータ取得
    aio.on('lockEvent', (data) => {
    console.log(data);
    });
    /*
    { eventName: 'lockEvent',
    isLocked: true,
    lockCount: 1,
    powerVolt: [3.292765,
    3.300197,
    3.299182]
    } */
    var SerialPort = require('serialport');
    var port = new SerialPort(portName);
    var parser = new SerialPort.parsers.Readline();
    port.pipe(this.parser);
    parser.on('data', (data) => {
    var res;
    try {
    res = JSON.parse(data.toString('utf-8'));
    } catch(e) {
    return;
    }
    if(res.eventName) {
    this.emit(res.eventName, res);
    }
    });
    RPi
    lib/aio.js
    RPi
    testapp.js
    改行をデリミタにしてパース
    JSONパース
    event emitter
    

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37. 結果予測
    施解錠回数
    時間
    障害
    

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38. リチウム電池の放電特性
    電池電圧
    使用期間
    

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39. 放電特性と施解錠回数の実測値
    電池電圧
    施解錠回数
    

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40. まとめ
    ・HWテスト耐久テスト大事
    ・ただしテスト環境構築がんばらない
    ・RPi / Arduinoでサクッと作ろう
    ・HWインタフェースはSW開発者に合わせると幸せ
    

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