CN106597160B - 一种电子设备故障检测方法和装置 - Google Patents

一种电子设备故障检测方法和装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种电子设备故障检测方法和装置。该方法：在电子设备运行时，获取电子设备的环境数据；从环境数据中抽取运行特征，运行特征为电压波形的相位和振幅，电流波形的相位和振幅，温度波形的相位和振幅，湿度波形的相位和振幅；将运行特征与预先存储的比对特征进行对比；根据对比结果对电子设备进行故障检测。本发明在电子设备运行时，从环境数据中抽取运行特征，运行特征为电压波形的相位和振幅，电流波形的相位和振幅，温度波形的相位和振幅，湿度波形的相位和振幅；将运行特征与预先存储的比对特征进行对比；根据对比结果对电子设备进行故障检测，使得故障发生前对其进行检测，避免现有技术中故障发生后再检测方法中故障发生造成的影响。

Description

一种电子设备故障检测方法和装置
技术领域
本发明涉及故障检测应用领域，尤其涉及一种电子设备故障检测方法和装置。
背景技术
质量水平的高低，反映一个国家的综合经济实力，质量问题是影响国民经济和社会发展的重要因素。在我国经济发展到了一个新阶段的今天，无论是经济运行的总体质量，还是产品质量、工程质量和服务质量，都比以往任何时候更需要人们的关注和重视。电子设备广泛应用于工业、农业、交通、冶金、电力等国民经济各个部门各个行业，以及国防和人民日常生活。电子设备故障检测方法收到人们广泛关注。
传统的电子设备故障检测主要依赖于电子设备本身的故障检测手段或者某些传感器的检测，这种检测往往是事后的报警，造成影响。
发明内容
(一)要解决的技术问题
为了故障发生后监测方法中发生的故障造成的影响，本发明提供一种电子设备故障检测方法和装置，在电子设备运行时，从环境数据中抽取运行特征，运行特征为电压波形的相位和振幅，电流波形的相位和振幅，温度波形的相位和振幅，湿度波形的相位和振幅；将运行特征与预先存储的比对特征进行对比；根据对比结果对电子设备进行故障检测，使得故障发生前对其进行检测，避免现有技术中故障发生后检测方法中发生的故障所造成的影响。
(二)技术方案
为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：
一种电子设备故障检测方法，该方法包括：
101，在电子设备运行时，获取所述电子设备的环境数据；
102，从所述环境数据中抽取运行特征，所述运行特征为电压波形的相位和振幅，电流波形的相位和振幅，温度波形的相位和振幅，湿度波形的相位和振幅；
103，将所述运行特征与预先存储的比对特征进行对比；
104，根据对比结果对所述电子设备进行故障检测。
可选地，步骤101具体包括：
在电子设备运行时，从与所述电子设备连接的电压采集器、电流采集器、温度采集器、湿度采集中获取所述电子设备的环境数据。
可选地，步骤101执行之后，还包括：
105-1，每隔预设时间，对所述预设时间内的环境数据进行分析，形成所述电子设备正常运行时的特征和异常运行时的特征；
105-2，将所述电子设备正常运行时的特征和异常运行时的特征作为比对特征；
105-3，存储所述比对特征。
可选地，所述比对特征为特征异常区间，所述步骤104具体包括：
若所述运行特征位于所述特征异常区间的1.58倍内，则对所述电子设备进行故障检测。
可选地，所述比对特征为特征异常临界值，所述步骤104具体包括：
根据所述运行特征与所述特征异常临界值的1.29倍的关系对所述电子设备进行故障检测。
除此之外，本发明采用的主要技术方案还包括：
一种电子设备故障检测装置，该装置包括：
获取模块，用于在电子设备运行时，获取所述电子设备的环境数据；
抽取模块，用于从所述环境数据中抽取运行特征，所述运行特征为电压波形的相位和振幅，电流波形的相位和振幅，温度波形的相位和振幅，湿度波形的相位和振幅；
比对模块，用于将所述运行特征与预先存储的比对特征进行对比；
检测模块，用于根据对比结果对所述电子设备进行故障检测。
可选地，所述获取模块，用于在电子设备运行时，从与所述电子设备连接的电压采集器、电流采集器、温度采集器、湿度采集中获取所述电子设备的环境数据。
可选地，所述装置，还包括：
分析模块，用于每隔预设时间，对所述预设时间内的环境数据进行分析，形成所述电子设备正常运行时的特征和异常运行时的特征；
确定模块，用于将所述电子设备正常运行时的特征和异常运行时的特征作为比对特征；
存储模块，用于存储所述比对特征。
可选地，所述比对特征为特征异常区间，所述检测模块，用于当所述运行特征位于所述特征异常区间的1.58倍内时，则对所述电子设备进行故障检测。
可选地，所述比对特征为特征异常临界值，所述检测模块，用于根据所述运行特征与所述特征异常临界值的1.29倍的关系对所述电子设备进行故障检测。
(三)有益效果
本发明的有益效果是：在电子设备运行时，从环境数据中抽取运行特征，运行特征为电压波形的相位和振幅，电流波形的相位和振幅，温度波形的相位和振幅，湿度波形的相位和振幅；将运行特征与预先存储的比对特征进行对比；根据对比结果对电子设备进行故障检测，使得故障发生前对其进行检测，避免现有技术中故障发生后检测方法中发生的故障所造成的影响。
附图说明
图1为本发明一个实施例提供的一种电子设备故障检测方法流程图；
图2为本发明一个实施例提供的一种电子设备故障检测方法应用结构图；
图3为本发明一个实施例提供的另一种电子设备故障检测方法流程图；
图4为本发明一个实施例提供的一种终端打印机故障检测示意图；
图5为本发明一个实施例提供的一种电子设备故障检测装置结构示意图；
图6为本发明一个实施例提供的另一种电子设备故障检测装置结构示意图。
具体实施方式
为了更好的解释本发明，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本发明作详细描述。
传统的电子设备故障检测主要依赖于电子设备本身的故障检测手段或者某些传感器的检测，这种检测往往是事后的报警，很难做到故障的预警。
本发明是通过大数据分析的手段，对电子设备状态和环境进行故障检测的一种方法。
参见图1，本实施例提供了一种电子设备故障检测方法，该方法包括：
101，在电子设备运行时，获取电子设备的环境数据。
可选地，步骤101具体包括：
在电子设备运行时，从与电子设备连接的电压采集器、电流采集器、温度采集器、湿度采集中获取电子设备的环境数据。
102，从环境数据中抽取运行特征，运行特征为电压波形的相位和振幅，电流波形的相位和振幅，温度波形的相位和振幅，湿度波形的相位和振幅。
103，将运行特征与预先存储的比对特征进行对比。
104，根据对比结果对电子设备进行故障检测。
可选地，比对特征为特征异常区间，步骤104具体包括：
若运行特征位于特征异常区间的1.58倍内，则对电子设备进行故障检测。
可选地，比对特征为特征异常临界值，步骤104具体包括：
根据运行特征与特征异常临界值的1.29倍的关系对电子设备进行故障检测。
可选地，步骤101执行之后，还包括：
105-1，每隔预设时间，对预设时间内的环境数据进行分析，形成电子设备正常运行时的特征和异常运行时的特征。
105-2，将电子设备正常运行时的特征和异常运行时的特征作为比对特征。
105-3，存储比对特征。
本发明的有益效果是：在电子设备运行时，从环境数据中抽取运行特征，运行特征为电压波形的相位和振幅，电流波形的相位和振幅，温度波形的相位和振幅，湿度波形的相位和振幅；将运行特征与预先存储的比对特征进行对比；根据对比结果对电子设备进行故障检测，使得故障发生前对其进行检测，避免现有技术中故障发生后检测方法中发生的故障所造成的影响。
本发明提供的一种电子设备故障检测方法应用于一种电子设备故障检测方法装置中，该电子设备故障检测方法装置应用于数据分析检测系统中，该数据分析检测系统与电压采集器、电流采集器、温度采集器和湿度采集器相连接，电压采集器、电流采集器、温度采集器和湿度采集器均与待检测的电子设备连接，如图2所示。
该电子设备故障检测方法执行的具体流程，参见图3。
301，在电子设备运行时，获取电子设备的环境数据。
具体的，在电子设备运行时，从与电子设备连接的电压采集器、电流采集器、温度采集器、湿度采集中获取电子设备的环境数据。
获取到电子设备的环境数据之后，还可以每隔预设时间，对预设时间内的环境数据进行分析，形成电子设备正常运行时的特征和异常运行时的特征。将电子设备正常运行时的特征和异常运行时的特征作为比对特征，进行存储。
302，从环境数据中抽取运行特征，运行特征为电压波形的相位和振幅，电流波形的相位和振幅，温度波形的相位和振幅，湿度波形的相位和振幅。
303，将运行特征与预先存储的比对特征进行对比。
304，根据对比结果对电子设备进行故障检测。
其中，比对特征的数据可以有两种，一种是特征异常区间，例如，电流波形的振幅为1500±40。另一种是特征异常临界值，例如，温度波形的相位少于5。
对于比对特征为特征异常区间情况，考虑到测量仪器的误差，以及预警的提前量，步骤304的执行过程为：若运行特征位于特征异常区间的1.58倍内，则对电子设备进行故障检测。
运行特征包括电压波形的相位和振幅、电流波形的相位和振幅、温度波形的相位和振幅和湿度波形的相位和振幅，每个运行特性对应一个比对特征。本步骤中各运行特征均位于特征异常区间的1.58倍内，才对电子设备进行故障检测。
其中，特征异常区间的1.58倍为异常区间的区间长度的1.58倍。
以运行特征为电流波形的振幅为例，若异常区间为1500±40，则其区间长度为80，其长度的1.58倍为126.4，若电流波形的振幅位于1500±63.2内，其他运行特征也位于对应特征异常区间的1.58倍内，则对电子设备进行故障检测。
通过对特征异常区间进行1.58倍的处理，将特征异常区间进行合理的扩大，可以在电子设备未发生故障前及时处理。
对于比对特征为特征异常临界值的情况，考虑到测量仪器的误差，以及预警的提前量，步骤304的执行过程为：根据运行特征与特征异常临界值的1.29倍的关系对电子设备进行故障检测。
以运行特征为温度波形的相位，对应的比对特征为温度波形的相位少于5为例，异常临界值为5，异常临界值的1.29倍为6.45，若温度波形的相位少于6.45，其他运行特征也满足特征异常临界值的1.29倍的关系，则对电子设备进行故障检测。
在实际应用中，可能出现部分异常特征对应的比对特征为特征异常区间，部分异常特征对应的比对特征为特征异常临界值。此种情况下，对应比对特征为特征异常区间的异常特征按是否位于特征异常区间的1.58倍内进行判断，对应比对特征为特征异常临界值的异常特征按是否满足特征异常临界值的1.29倍的关系进行判断。
本实施例提供的方法所在的图2所示的数据分析检测系统，连接了各种环境数据采集器：电压采集器、电流采集器、温度采集器、湿度采集器。电子设备正常运行时数据分析检测系统连续不断的从各种环境数据采集器采集各种环境数据并进行大数据分析，可以产生一种稳定的数据模型，这种模型中包含了电子设备正常运行时的各种环境数据的特征：这些特征包括，电压、电流、温度、湿度波形的相位、振幅。电子设备投入运行后，数据分析检测系统持续采集环境数据并抽取相应的特征后与电子设备正常运行时进行对比，如果发现与正常的环境特征对比不一致，则判断有可能是异常发生。持续采集这些环境特征并经过后续的分析，可以形成异常特征库或者为正常特征库中增加特征，从而导致特征库的持续增加，这样就使系统有了自学习功能。
基于此，本实施例提供的方法可以1)连续的综合采集电压、电流、温度、湿度等各种电子设备运行时的环境数据。2)对环境数据综合分析形成正常和异常时的环境特征。3)运行时采集环境数据并形成特征又增加到特征库中，形成自学习功能。
在以电子设备为终端打印机(型号DS1870)为例，图4(a)中是终端打印机正常运行的状况，图4(b)是终端打印机异常的状况。
对电流的分析可以看出，在正常情况下，设备总电流是一个固定频率为50Hz的稳定波形，其特征可以根据波峰的振幅和相位来确定(傅里叶变换后可获取相关特征)。在异常时，设备总电流仍然是一个固定频率为50Hz的稳定波形，但波峰的振幅和相位发生了变化，并且这种变化可以通过某些波峰的特征区分开来，这样就识别了可能的异常。将新识别的特征保留起来，就形成了一种新的知识模型，从而等于完成了自学习的过程。
若在数据采集分析后发现，在终端打印机正常打印过程中，在0.475PI的位置出现一个峰值在800mv+-100mv之间的一个电流波峰，同时测得打印头附近的环境温度与机柜内环境温度的差值在10摄氏度左右。比对特征为当打印机卡纸时，电流波峰升高至1500mv+-40mv，打印头附近的环境温差降低到5摄氏度。如果数据采集时发现此类情况出现，则可认为打印机有可能出现卡纸状况。
本实施例提供的方法在电子设备运行时，从环境数据中抽取运行特征，运行特征为电压波形的相位和振幅，电流波形的相位和振幅，温度波形的相位和振幅，湿度波形的相位和振幅；将运行特征与预先存储的比对特征进行对比；根据对比结果对电子设备进行故障检测，使得故障发生前对其进行检测，避免现有技术中故障发生后检测方法中发生的故障所造成的影响。
基于同一发明构思，本发明还提供一种电子设备故障检测装置，该电子设备故障检测装置解决问题的原理与一种电子设备故障检测方法相似，因此该电子设备故障检测装置的实施可以参见一种电子设备故障检测方法的实施，重复之处不再赘述。
参见图5，该电子设备故障检测装置包括：
获取模块501，用于在电子设备运行时，获取电子设备的环境数据；
抽取模块502，用于从环境数据中抽取运行特征，运行特征为电压波形的相位和振幅，电流波形的相位和振幅，温度波形的相位和振幅，湿度波形的相位和振幅；
比对模块503，用于将运行特征与预先存储的比对特征进行对比；
检测模块504，用于根据对比结果对电子设备进行故障检测。
可选地，获取模块501，用于在电子设备运行时，从与电子设备连接的电压采集器、电流采集器、温度采集器、湿度采集中获取电子设备的环境数据。
参见图6，该装置，还包括：
分析模块505，用于每隔预设时间，对预设时间内的环境数据进行分析，形成电子设备正常运行时的特征和异常运行时的特征；
确定模块506，用于将电子设备正常运行时的特征和异常运行时的特征作为比对特征；
存储模块507，用于存储比对特征。
可选地，比对特征为特征异常区间，检测模块504，用于当运行特征位于特征异常区间的1.58倍内时，则对电子设备进行故障检测。
可选地，比对特征为特征异常临界值，检测模块504，用于根据运行特征与特征异常临界值的1.29倍的关系对电子设备进行故障检测。
本实施例提供的装置在电子设备运行时，从环境数据中抽取运行特征，运行特征为电压波形的相位和振幅，电流波形的相位和振幅，温度波形的相位和振幅，湿度波形的相位和振幅；将运行特征与预先存储的比对特征进行对比；根据对比结果对电子设备进行故障检测，使得故障发生前对其进行检测，避免现有技术中故障发生后检测方法中发生的故障所造成的影响。

Claims (8)

1.一种电子设备故障检测方法，其特征在于，所述方法包括：
101，在电子设备运行时，获取所述电子设备连续的环境数据；
102，从所述环境数据中抽取运行特征，所述运行特征为电压波形的相位和振幅，电流波形的相位和振幅，温度波形的相位和振幅，湿度波形的相位和振幅；
103，将所述运行特征与预先存储的比对特征进行对比；
104，根据对比结果对所述电子设备进行故障检测；
步骤101执行之后，还包括：
105-1，每隔预设时间，对所述预设时间内的环境数据进行分析，形成所述电子设备正常运行时的特征和异常运行时的特征；
105-2，将所述电子设备正常运行时的特征和异常运行时的特征作为比对特征；
105-3，存储所述比对特征到特征库中，其中所述特征库包括异常特征库和正常特征库，所述正常特征库中包括正常运行时的特征和比对后增加到所述正常特征库中的特征，所述异常特征库为异常运行时的特征，每个运行特性对应一个比对特征，所述比对特征包括特征异常区间或特征异常临界值，所述特征异常区间为电压波形、电流波形、温度波形或湿度波形的振幅，所述特征异常临界值为电压波形、电流波形、温度波形或湿度波形的相位。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤101具体包括：
在电子设备运行时，从与所述电子设备连接的电压采集器、电流采集器、温度采集器、湿度采集中获取所述电子设备的环境数据。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述比对特征为特征异常区间时，所述步骤104具体包括：
若所述运行特征位于所述特征异常区间的1.58倍内，则对所述电子设备进行故障检测。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述比对特征为特征异常临界值时，所述步骤104具体包括：
根据所述运行特征与所述特征异常临界值的1.29倍的关系对所述电子设备进行故障检测。
5.一种电子设备故障检测装置，其特征在于，所述装置包括：
获取模块，用于在电子设备运行时，获取所述电子设备连续的环境数据；
抽取模块，用于从所述环境数据中抽取运行特征，所述运行特征为电压波形的相位和振幅，电流波形的相位和振幅，温度波形的相位和振幅，湿度波形的相位和振幅；
比对模块，用于将所述运行特征与预先存储的比对特征进行对比；
检测模块，用于根据对比结果对所述电子设备进行故障检测；
所述装置，还包括：
分析模块，用于每隔预设时间，对所述预设时间内的环境数据进行分析，形成所述电子设备正常运行时的特征和异常运行时的特征；
确定模块，用于将所述电子设备正常运行时的特征和异常运行时的特征作为比对特征；
存储模块，用于存储所述比对特征到特征库中，其中所述特征库包括异常特征库和正常特征库，所述正常特征库中包括正常运行时的特征和比对后增加到所述正常特征库中的特征，所述异常特征库为异常运行时的特征，每个运行特性对应一个比对特征，所述比对特征为特征异常区间或特征异常临界值，所述特征异常区间为电压波形、电流波形、温度波形或湿度波形的振幅，所述特征异常临界值为电压波形、电流波形、温度波形或湿度波形的相位。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述获取模块，用于在电子设备运行时，从与所述电子设备连接的电压采集器、电流采集器、温度采集器、湿度采集中获取所述电子设备的环境数据。
7.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述比对特征为特征异常区间时，所述检测模块，用于当所述运行特征位于所述特征异常区间的1.58倍内时，则对所述电子设备进行故障检测。
8.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述比对特征为特征异常临界值时，所述检测模块，用于根据所述运行特征与所述特征异常临界值的1.29倍的关系对所述电子设备进行故障检测。
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