王怀迪 徐宝东 张佳峥 解海瑞
中标能效科技（青岛）有限公司 山东青岛 266101
摘要：随着人工智能浪潮的兴起，智能产品迅速发展，如：智能家居，自动驾驶，无人机等，智能产品同时也无时无刻不在方便着我们的生活，其中智能家电是最贴近人们的日常，其产品的性能的好坏可以直接对我们的生活产生较大的影响。所以本文主要探讨无线网络信号的好坏以及网络信道干扰对智能家电产品的体验感影响。
在真实家庭中由于路由器摆放位置差别以及智能家电摆放位置的不确定性，智能家电能接收到的无线网络信号强度都会有所衰减。而另一方面现在几乎每个家庭中都配备一个或多个路由器，包括邻里之间的路由器，它们之间都会产生信道干扰，这对智能家电的控制也会产生影响。本文主要采用网络模拟方法，针对无线网络信号强度，将无线网络信号强度控制在一定的范围内并进行网络信号衰减，检测智能家电在不同无线网络信号强度下无线通信的可靠性；针对网络信道干扰，则是在不同无线网络下，通过配置同信道的干扰机产生TCP流，在通讯过程中模拟网络干扰，检测智能家电的无线通讯可靠性。通过此两种测试，找到设备通讯可靠性的干扰因素，以提升用户体验感受。
关键词：智能家电、人工智能、网络衰减、检测、用户体验、信号强度、网络干扰。
1引言
随着生活水平不断的提高，为了适应快节奏的社会发展，人们对于家电的要求不再仅限于基本功能需求，而是更加注重服务与体验感。笔者之前浏览过小米的智能家居体验馆，小米音箱对全屋的设备拥有控制权，针对每一个场景，每一个时间段，每一个家电需要做的事情都可以通过智能音箱、App操作或APP语音助手完成。
尽管智能产品给我吗的生活带来了便利，但是如果因为网络原因或者App自身原因导致智能家居的控制出现问题，不仅会降低用户的耐心，也是降低了用户对智能家具的期待，智能家居产品会被认为还不太成熟，严重影响其销量和口碑。
本文测试基于中标能效科技（青岛）有限公司的物联网智能评测实验室的测试软件及测试环境，检测无线网络信号衰减以及无线网络干扰状态下智能家电的物联网功能通讯可靠性。
2测试架构
测试架构，主要包括运行测试软件的电脑、测试用智能手机、网络干扰用智能手机若干台、屏蔽箱、可编程衰减器，无线路由器等，被测智能家电为市场上销售的主流智能空调。通过编制全自动测试脚本实现全自动化测试、记录相关数据并得出结论。
3测试配置
实验室有线网络配置为上行传输速率大于10Mbit/s，下行传输速率大于10Mbit/s。
3.1 无线网络衰减配置
实验室正常的无线网络信号强度是-45±5dBm，本次测试是在此基础上将无线网络信号强度分别调节到70±5 dBm、80±5 dBm、90±5 dBm、100±5，每个无线网络信号强度条件下测试20分钟及以上。
配置的参数，分别衰减0dBm，持续1800s，衰减25dBm，持续1800s，衰减35dBm，持续1800s，衰减45dBm，持续1800s，衰减,55dBm，持续1800s，测试是每个条件下单独进行并分别持续1800s。
3.2 无线网络干扰配置
考虑到不同的Wi-Fi在同一个信道会出现干扰，本次干扰测试将测试Wi-Fi和干扰Wi-Fi设置在同一个信道，创建一个固定大小的数据流并发送到干扰手机，在发送数据流的时间段中，持续发送数据流的时间比例分三个档位，依次逐步增大。
4测试结果
4.1无线网络信号强度衰减测试结果
本测试用例主要是测试不同无线网络信号强度下通过手机APP控制智能空调执行动作命令并记录命令执行的时间。系统设置的总测试时间是9000s，其中每种无线网络信号强度分别持续1800s，单条测试用例自动运行的时间在120s左右，即测试用例在每种无线网络信号强度下运行15次，测试结果是15次运行改变风速模式的动作执行时间平均值。
测试结果如下：
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4.2 无线网络干扰测试结果
本测试用例主要是测试无线网络在相同信道干扰的情况下，通过手机APP控制智能空调执行动作命令并记录命令执行的时间。系统设置的总测试时间是5400s，其中每种数据流分别持续1800s，在此时间内数据发送流量，单条测试用例自动运行的时间在120s左右，即测试用例在每种无线网络干扰状态下运行15次，测试结果是15次运行改变风速模式的动作执行时间平均值。
测试结果如下：
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5结论
通过上述测试结果可以看出，随着无线网络信号强度的降低，智能空调命令执行时间增长，当无线网络信号强度降低到-90dBm的情况下（较差的无线网络信号），智能空调可以实现控制命令成功率也开始降低，在本次测试示例中，执行命令成功率为87%；当无线网络信号强度降低到-100dBm时，开始出现搜不到无线网络信号的情况，设备开始出现断网，智能空调操作成功率极低，接近于0。
根据上述测试结果验证了智能空调执行手机APP控制命令的时间随着无线网络信号强度的降低而增加，并且当无线网络信号强度降低到一定程度时，智能空调的控制命令几乎不响应。无线网络信号强度降低到-90dBm时，通讯质量勉强可接受。
而对于无线网络干扰这一部分，在本次测试方案中，通过测试结果可以看出，随着相同信道路由器发送数据流量的增加，智能空调执行手机APP控制命令的成功率暂未受到影响，但是智能空调执行手机APP控制命令的时间却随着相同信道路由器发送的干扰数据流量增加而增长（本次测试未继续增加干扰数据流量，智能空调执行手机APP控制命令的成功率受其影响程度本次测试未进行验证）。
更高效地使用无线路由器可以让工作和生活效率更高一筹，尽量把无线路由器放置在较高的位置，避免被遮挡以及其他电子设备的干扰等都可以获得更佳的无线网络信号强度；无线路由器放置在整个房间的中间位置可以保证整个房间无线网络信号均匀的覆盖；借助软件分析无线路由器的拥堵信道并修改使用其空闲信道，这些方法都可以提高无线路由器信号强度。
参考文献
[1] 颜林.试论智能家用电器通信可靠性研究与应用.《科学与技术》2019年第07期