本发明涉及娃娃机领域，具体涉及一种网上娃娃机测试系统及方法。
背景技术：
娃娃机，又称选物贩卖，台湾地区俗称夹娃娃机，香港称夹公仔机，在大陆也叫抓娃娃机，为一种源于日本的电子游戏。是指将商品陈列在一个透明的箱内，其上有一个可控制抓取物品的机器手臂，使用者要凭自己的技术操控手臂，以取得自己想要的物品。
现有的娃娃机大多是现场控制，在人们时间日益金贵的今天已经不能满足需求。目前也出现了远程控制的娃娃机，但是无法对网上娃娃机进行测试。因此，提供一种网上娃娃机测试系统及方法就很有必要。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题是现有技术中存在的不能进行测试的技术问题。提供一种新的网上娃娃机测试系统，该网上娃娃机测试系统具有使用方便、能够测试网上娃娃机的机械手力度和网上娃娃机的抓取时间参数的特点。
为解决上述技术问题，采用的技术方案如下：
一种网上娃娃机测试系统，所述网上娃娃机测试系统包括包裹在娃娃外表面的测试夹具，测试夹具上设置有压力传感器以及与压力传感器连接的第一计时器，压力传感器和第一计时器还连接有信号发射装置；
网上娃娃机测试系统还包括位于网上娃娃机正前方的高速摄像机，高速摄像机包括与第一计时器同步的第二计时器，以及与高速摄像机连接的信号转换单元，与信号转换单元及第二计时器连接的信号发射装置，与信号发射装置通过无线网络连接的上位机；所述信号发射装置包括加密模块；
所述加密模块包括真随机数生成装置，伪随机数生成装置，以及与所述真随机数生成装置、所述伪随机数生成装置通过字典cd共同连接的流密码的生成装置；所述字典cd为同步的真随机数所构成，所述真随机数同步装置包括同步物理随机源，o/e转换模块，a/d转换模块以及延时异或模块。
上述方案中，为优化，进一步地，所述同步物理随机源包括第三半导体激光器dsl，与第三半导体激光器连接的第一半导体激光器sl1和第二半导体激光器sl2；所述第三半导体激光器dsl设置有外反馈腔qt3，用于给第一半导体激光器sl1和第二半导体激光器sl2提供相同的驱动信号；所述第一半导体激光器sl1与第二半导体激光器sl2均设置有外反馈腔qt1，外反馈腔qt1与外反馈腔qt3的外腔长度及反馈强度不同。
进一步地，所述伪随机数生成装置包括密钥分发模块，与密钥分发模块连接的rc4程序单元；所述密钥分发模块用于给rc4程序单元提供密钥；
所述rc4程序单元用于将密钥分发模块提供的密钥作为种子执行rc4算法获得随机数序列。
本发明还提供一种网上娃娃机测试方法，所述网上娃娃机测试方法基于前述的网上娃娃机测试系统，方法包括：
步骤1，网上娃娃机测试系统启动，将装有测试夹具的娃娃防止在指定位置，启动网上抓娃娃机；
步骤2，高速摄像机记录网上抓娃娃机机械手抓取娃娃的过程，第二计时器对过程进行计时；
步骤3，机械手抓取到测试夹具时，压力传感器工作，触发第一计时器和信号发射装置，第一计时器用于记录机械手抓取到测试夹具时的时间以及机械手离开测试夹具的时间；
步骤4，信号发射装置的加密模块对数据进行加密后传输给上位机，上位机进行参数记录；
步骤5，上位机根据记录的参数进行网上娃娃机参数计算，测试得到机械手力度和网上娃娃机抓取时间参数。
进一步地，所述参数包括压力参数和时间参数。压力参数来自与压力传感器的测试值，时间参数来自于第一计时器与第二计时器，第一计时器与第二计时器使用同步的时钟源，两者之间的时间差值可计算为延迟。
进一步地，对数据进行加密包括：
步骤a，伪随机数生成装置通过执行rc4算法生成随机数序列；
步骤b，真随机数生成装置生成同步的真随机数；
步骤c，将rc4算法所产生的伪随机数与真随机数相结合，包括使用rc4算法的指针jt，指向的字典cd中的元素与伪随机数zt相加，rc4流密码为：
codet=mod(zt+cdt[jt],256)。
进一步地，所述生成同步的真随机数包括：
步骤a：第三半导体激光器dsl在外腔反馈作用下产生初始混沌激光信号；
步骤b：初始混沌激光信号作为驱动信号，分裂成相同的混沌信号sg1与混沌信号sg2，混沌信号sg1注入到第一半导体激光器sl1，混沌信号sg2注入到第二半导体激光器sl2；
步骤c：第一半导体激光器sl1和第二半导体激光器sl2所产生的同步的混沌激光信号通过光电转换模块中的光电探测器完成o/e转换得到电信号se；
步骤d：电信号se通过a/d模块，经过采样、量化、判决之后得到二进制序列c2d；
步骤e：二进制序列c2d依次经过延时异或后的随机数序列为同步的真随机数。
本发明的有益效果：
效果一，本发明实现了网上娃娃机测试的自动化；
效果二，实现了高保密性的参数传输，提高测试保密性；
效果三，使用压力和时间双重参数对于网上娃娃机进行测试，能够全面评估网上抓娃娃机；
效果四，通过在设置密码生成装置生成密码添加到数据首部，构成加密数据用于传输，能够提高通信网络娃娃机的保密性，提高隔离度；
效果五，采用伪随机数与真随机数相结合的方式，基于rc4算法和同步的物理随机数发生器，实现了灵活、高速、高安全性流密码产生。而且，通过伪随机数与真随机数模加所产生的流密码，所具有的误码率相对同步物理随机数误码率放大的有限，不会影响其适用性。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1，网上娃娃机测试系统示意图。
图2，加密装置示意图。
图3，网上娃娃机测试方法流程示意图。
图中：1-娃娃机，2-机械手，3-压力传感器，4-高速摄像机，5-第二计时器，6-信号转换单元，7-信号发射装置，8-上位机，9-第一计时器。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
本实施例提供一种网上娃娃机测试系统，如图1，所述网上娃娃机测试系统包括包裹在娃娃外表面的测试夹具，测试夹具上设置有压力传感器3以及与压力传感器3连接的第一计时器9，压力传感器3和第一计时器9还连接有信号发射装置7；
网上娃娃机测试系统还包括位于网上娃娃机1正前方的高速摄像机4，高速摄像机4包括与第一计时器9同步的第二计时器5，以及与高速摄像机4连接的信号转换单元6，与信号转换单元6及第二计时器5连接的信号发射装置7，与信号发射装置7通过无线网络连接的上位机8；所述信号发射装置7包括加密模块，加密模块用于生成rc4流密码。
压力传感器在侧面和地面各设置若干个。
具体地，如图2，所述密码生成装置包括真随机数生成装置，伪随机数生成装置，以及与所述真随机数生成装置、所述伪随机数生成装置通过字典cd共同连接的流密码的生成装置；所述字典cd为同步的真随机数所构成，所述真随机数同步装置包括同步物理随机源，o/e转换模块，a/d转换模块以及延时异或模块。
具体地，所述同步物理随机源包括第三半导体激光器dsl，与第三半导体激光器连接的第一半导体激光器sl1和第二半导体激光器sl2；所述第三半导体激光器dsl设置有外反馈腔qt3，用于给第一半导体激光器sl1和第二半导体激光器sl2提供相同的驱动信号；所述第一半导体激光器sl1与第二半导体激光器sl2均设置有外反馈腔qt1，外反馈腔qt1与外反馈腔qt3的外腔长度及反馈强度不同。
具体地，所述伪随机数生成装置包括密钥分发模块，与密钥分发模块连接的rc4程序单元；所述密钥分发模块用于给rc4程序单元提供密钥；所述rc4程序单元用于将密钥分发模块提供的密钥作为种子执行rc4算法获得随机数序列。
本实施例还提供一种网上娃娃机测试方法，所述网上娃娃机测试方法基于前述的网上娃娃机测试系统，如图3，方法包括：
步骤1，网上娃娃机测试系统启动，将装有测试夹具的娃娃防止在指定位置，启动网上抓娃娃机1；
步骤2，高速摄像机4记录网上抓娃娃机1机械手2抓取娃娃的过程，第二计时器5对过程进行计时；
步骤3，机械手2抓取到测试夹具时，压力传感器3工作，触发第一计时器9和信号发射装置7，第一计时器9用于记录机械手2抓取到测试夹具时的时间以及机械手2离开测试夹具的时间；
步骤4，信号发射装置7的加密模块对数据进行加密后传输给上位机8，上位机8进行参数记录；
步骤5，上位机8根据记录的参数进行网上娃娃机1参数计算，测试得到机械手2力度和网上娃娃机1抓取时间参数。
将启动网上娃娃机1抓取娃娃时间定义为0，本发明通过压力传感器3检测到机械手2抓取瞬间的时间t1，娃娃离开地面的时间t2，机械手2放开娃娃的时间t3；同时通过高速摄像机4记录机械手2启动的额时间t0，机械手2抓取瞬间的时间t11，娃娃离开地面的时间t22，机械手2放开娃娃的时间t33。上位机8接收到上述参数后，能够计算出从命令发出之时到机械手2动作的时间为娃娃机1延迟时间。t11与t1的平均值与t22与t2的平均值差值值为机械手2下降运动时间，t33与t3的平均值和t22与t2的平均值的差值为上升运动时间。
高速摄像机5与第二计时器5集成为一体，利用现有的高速摄像机4的时间记录功能提供时钟源给第一计时器9用于压力传感器3的计时标准。上位机8通过使用现有的图像检测技术，判断机械手2和娃娃的状态变化。
压力传感器3的压力检测值，能够传输给上位机8记录下机械手2的压力变化，并绘制老化曲线，记录机械手2的性能。
因此，所述参数包括压力参数和时间参数。压力参数来自与压力传感器3的测试值，时间参数来自于第一计时器9与第二计时器5，第一计时器9与第二计时器5使用同步的时钟源，两者之间的时间差值可计算为延迟。
本实施例的rc4流密码生成方法基于前述的rc4流密码生成装置，如图3，方法包括：
伪随机数生成装置通过执行rc4算法生成随机数序列；
真随机数生成装置生成同步的真随机数；
将rc4算法所产生的伪随机数与真随机数相结合，包括使用rc4算法的指针jt，指向的字典cd中的元素与伪随机数zt相加，rc4流密码为：
codet=mod(zt+cdt[jt],256)。
rc4算法的工作详细工作方式如现有的rc4算法，其中n=512，首先对状态s赋初值0,1,2，…512。然后根据密钥的长度，将密钥的值循环赋给t。完成赋值之后，算法马上根据t中的值进行状态s的重新排列组合。此过程即为ksa。完成状态s的重新排列组合之后，算法立即进行prga，同时不断的循环执行随机数的产生过程，生成伪随机序列。
本实施例中生成同步的真随机数过程包括：
步骤a：第三半导体激光器dsl在外腔反馈作用下产生初始混沌激光信号；
步骤b：初始混沌激光信号作为驱动信号，分裂成相同的混沌信号sg1与混沌信号sg2，混沌信号sg1注入到第一半导体激光器sl1，混沌信号sg2注入到第二半导体激光器sl2；
步骤c：第一半导体激光器sl1和第二半导体激光器sl2所产生的同步的混沌激光信号通过光电转换模块中的光电探测器完成o/e转换得到电信号se；
步骤d：电信号se通过a/d模块，经过采样、量化、判决之后得到二进制序列c2d；
步骤e：二进制序列c2d依次经过延时异或后的随机数序列为同步的真随机数。
优选地，所述字典cd根据真随机数以及其产生速率做定期的更新。
以n=8bit为例对发明予以进一步说明。第三半导体激光器dsl工作在以1550nm为中心附近，与第一半导体激光器sl1与第二半导体激光器sl2之间的频率偏差为5.8ghz。具体系统参数为第三半导体激光器dsl与sls的工作电流均为26.46ma。第三半导体激光器dsl的反馈时间和强度分别为3ns和
本实施例的数据加密具备如下特征：密钥的安全性主要依赖于物理随机数的安全性和种子密钥的安全性；同步物理随机数是利用同步混沌激光作为物理随机源，结合后续模块生成的，为物理真随机数；采用已发送的数据获知已经成熟的低速密钥分配技术为rc4算法的种子密钥，算法复杂度低；将rc4算法所产生的伪随机序列和指针j的值所指定的字典cd元素之间进行模加作为流密码，该过程不涉及物理随机数的迭代运算，因而不会引起误码率的急剧放大；将物理随机数与rc4所产生的伪随机数相结合，可以消除rc4因不同种子密钥所造成的伪随机数的分布偏差，有效地抵制状态猜测攻击。在远程操控娃娃机1数据传输方面能够极大的提高保密性。
尽管上面对本发明说明性的具体实施方式进行了描述，以便于本技术领域的技术人员能够理解本发明，但是本发明不仅限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员而言，只要各种变化只要在所附的权利要求限定和确定的本发明精神和范围内，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。