第 19 篇：集成测试（serial + protocol + macro）
现在是时候从单元测试逐步过渡到集成测试阶段了。
我们已经完成了核心纯逻辑模块（协议构建/解析、宏语法、模板渲染、日志发射、规则引擎、模拟器状态机等）的单元测试，覆盖率已经相当不错。接下来需要验证这些模块组合在一起时是否能正确协作，尤其是涉及串口 → 协议解析 → 命令分发 → 宏执行 → 协议构建 → 串口输出的完整链路。
以下是针对这个项目的集成测试规划建议（重点放在 serial + protocol + macro 链路），以及逐步实施路线。
集成测试目标（优先级排序）
| 优先级 | 测试目标 | 涉及模块链路 | 建议测试类型 | 难度 |
|---|---|---|---|---|
| ★★★★★ | 1. 串口收发 → 协议解析 → 虚拟设备状态变化 | serial.worker + protocol + virtual_device | 模拟器集成 | 中 |
| ★★★★☆ | 2. 宏命令 → 协议构建 → 串口发送 | macro.commands + protocol + serial.manager/worker | Mock串口发送 | 中 |
| ★★★★☆ | 3. 完整宏脚本执行（包含循环/条件/延时） | macro.engine + parser + commands + protocol | 模拟器 + Mock | 高 |
| ★★★☆☆ | 4. 报警规则触发 → 执行宏/动作 | alarm.rules + macro.engine + commands | 模拟器触发 | 中 |
| ★★★☆☆ | 5. 键盘面板 → 宏/PTZ命令 → 协议 → 发送 | ui.keyboard.panel + serial + protocol | UI + Mock串口 | 高 |
| ★★☆☆☆ | 6. 真实串口收发（可选，后期） | 全链路 + 真实设备或两台电脑互连 | 端到端 | 很高 |
推荐的集成测试技术栈与工具
| 目的 | 推荐工具/方式 | 理由 / 优点 |
|---|---|---|
| 模拟串口 | pytest-mock+unittest.mock或pyfake-serial | 无需真实硬件，最快、最干净、可控 |
| 协议层 Mock | 直接 mockserial.Serial.write/read | 验证协议构建与解析是否匹配 |
| 虚拟设备注入 | 使用已有的VirtualDevice | 天然适合作为“下游”被测对象 |
| 宏执行环境 Mock | mockMacroCommands的硬件方法（如ptz_control） | 隔离真实串口，专注宏逻辑 |
| 测试异步/线程 | pytest-asyncio或pytest-qt+QTimer | 处理SerialWorker的定时读取、宏引擎的QThread |
| UI 集成测试（可选后期） | pytest-qt+qtbot | 可模拟按钮点击、摇杆拖动等，但前期可先跳过 |
逐步实施路线（大概 4~6 周完成核心部分）
第 1 周：搭建集成测试基础框架 + 模拟器闭环测试
目标：验证串口收到数据 → 解析 → VirtualDevice 状态变化 → 返回响应的完整链路
# tests/integration/test_simulator_loop.pyimportpytestfromunittest.mockimportMagicMock,patchfromcore.serial.workerimportSerialWorkerfromcore.simulator.virtual_deviceimportVirtualDevicefromcore.protocolimportget_protocol@pytest.fixturedefvirtual_device():returnVirtualDevice(cam_id=1)@pytest.fixturedefmock_serial():withpatch("serial.Serial")asmock_ser:mock_ser_instance=mock_ser.return_value mock_ser_instance.is_open=Truemock_ser_instance.read.side_effect=lambdasize:b""# 默认空yieldmock_ser_instancedeftest_receive_ptz_command_updates_virtual_device(qtbot,mock_serial,virtual_device):# 准备 Pelco-D 绝对移动命令（示例）cmd=bytes([0xFF,0x01,0x00,0x04,0x20,0x20,0x45])# pan 32, tilt 32# 模拟收到数据worker=SerialWorker(port="COM3",baud=9600,protocol="D")worker._ser=mock_serial worker._buffer=bytearray(cmd)# 注入虚拟设备处理逻辑（实际项目中可通过 dependency injection）protocol=get_protocol(worker,"D")protocol._virtual_device=virtual_device# 假设支持注入# 触发一次读取处理worker._process_buffer()status=virtual_device.get_status_dict()assert"pan"instatusassertabs(float(status["pan"][:-1])-32.0*some_scale_factor)<1.0# 根据实际比例断言第 2~3 周：宏命令 → 协议构建 → 串口发送 集成
目标：运行简单宏 → 验证是否正确调用serial_mgr.write()并发出正确协议字节
# tests/integration/test_macro_to_serial.pyfromcore.macro.engineimportMacroEnginefromcore.macro.commandsimportMacroCommandsfromunittest.mockimportMagicMock@pytest.fixturedefmock_serial_manager():mgr=MagicMock()mgr.write=MagicMock()mgr.protocol="D"returnmgrdeftest_macro_ptz_move_generates_correct_packet(mock_serial_manager):engine=MacroEngine(mock_serial_manager)commands=MacroCommands(mock_serial_manager)script=""" ptz(1, 50, 30) # 摄像机1，pan 50, tilt 30 delay(100) stop_ptz(1) """engine.set_script(script)engine.run()# 验证是否调用了 write 两次（move + stop）assertmock_serial_manager.write.call_count>=2# 进一步断言发出的字节（Pelco-D 格式）first_call=mock_serial_manager.write.call_args_list[0]packet=first_call[0][0]assertpacket.startswith(b'\xFF')assertlen(packet)==7# ... 校验 checksum、cmd1/cmd2 等第 4 周：完整宏脚本 + 虚拟设备闭环
目标：运行带循环/延时的宏脚本，验证虚拟设备状态最终是否符合预期
deftest_pattern_run_macro_updates_virtual_state():# 准备带 pattern_run 的脚本script=""" pattern_run(1, 2) delay(5000) pattern_stop(1, 2) """device=VirtualDevice(1)engine=MacroEngine(mock_serial_manager_with_virtual_device)# 注入虚拟设备engine.commands._virtual_device=device engine.set_script(script)engine.run()# 等待宏执行完成（可使用 qtbot.wait + 信号）# 断言 device.pattern_running == False 等状态第 5 周：报警规则 + 宏联动集成
# tests/integration/test_alarm_macro_linkage.pydeftest_alarm_triggers_macro():rules=load_alarm_rules()# 模拟收到报警码 1002execute_alarm_action(app_window_mock,1002,rules)# 验证是否调用了 MacroEngine.run("emergency_shutdown.macro")总结建议
- 优先级最高：先把模拟器闭环（收 → 解析 → 虚拟设备状态 → 响应）做通，这是最有价值的集成验证点。
- 第二优先：宏 → 协议构建 → Mock 串口发送（验证协议正确性）。
- 第三阶段：完整宏脚本 + 虚拟设备状态断言（最接近真实使用场景）。
- 工具推荐：
pytest+pytest-mock+pytest-qt（如果涉及 UI） +pytest-timeout（防止死循环）。 - 测试数据：准备一套标准化的 Pelco-D/P 命令字节样本（至少 20~30 种常见命令）作为 fixture。
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