CN113686550A - 一种基于发光耦合和差值判断的故障探测方法、装置及电子显示设备系统 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种基于发光耦合和差值判断的故障探测方法、装置及电子显示设备系统，涉及电子显示设备系统的技术领域。该方法及装置通过在电子显示屏的隐蔽位置显示一组亮度对比强烈的交替色块作为信号光源，并在对应位置安装一套耦合感应光强度变化的光敏传感器模块，再设置一个微处理器系统采集并处理光敏传感器输入的光强度信号，对输入的光强度信号进行差值判断，从而判定设备是否发生故障，后续处理模块可执行一定的设备自检故障消除程序或通过通信模块向后台发送设备的故障信息。

Description

一种基于发光耦合和差值判断的故障探测方法、装置及电子 显示设备系统

技术领域

本发明涉及一种电子显示设备系统的技术领域，特别是涉及一种具有高可靠性运行要求、同时又具有高复杂性的电子显示设备的故障探测方法、探测装置及带有这种故障探测装置的电子显示设备系统的技术领域。

背景技术

当前，具有电子显示屏的电子显示设备及应用系统随处可见，如机场、铁路、公交站点的信息显示牌，高速公路的电子显示牌，智能广告牌等，又如医院、市政公共服务中心的交互系统和告示系统设备等，这些系统一般都具有软件和硬件构成主机系统，通过电子显示屏发布信息或进行一些交互操作；这些系统本身都具有很高的复杂性，其硬件和软件本身都具有较高的故障率，而且这些设备一般都分布在户外的无人值守场合，环境状况复杂，这些情况也大大增加了其发生故障的概率，同时也加大了维护和管理的难度。

这些设备的故障情况和故障原因纷繁复杂，包括硬件的元器件老化、线路松动、供电中断等，软件的通讯数据中断、程序陷入死循环、未知错误异常等等，出现故障后如要根据不同的故障部位和原因直接感知到故障的发生将会非常的复杂和困难，所以这些设备发生故障后，大多需要等到人为发现并报告，才能获知并赶到现场处置，从而很大程度上降低了这些设备的服务水平。

然而，虽然这些系统的故障原因纷繁复杂、难以穷举判定，但基本可以归结为两类故障，即硬件故障和软件故障，本案经过实验后发现，上述这类电子显示设备系统一旦发生故障，包括硬件故障和软件故障，基本上都会表现出系统资源出错、陷入死循环、系统卡顿、卡死、程序异常退出及设备停机等，电子显示屏都将出现黑屏、花屏、卡顿或卡死非正常显示行为，而电子显示屏的非正常显示又等同于电子显示屏的自发光异常，同时电子显示屏的自发光异常又可以通过发光耦合和差值判断的方法被及时准确地感知，本发明正是从这一特性出发提出了一种新的基于发光耦合和差值判断的电子显示系统故障探测方法、并由此推出一种新的故障探测装置及带有这种故障探测装置的电子显示屏设备系统 。

发明内容

为使具有电子显示屏的设备系统能够更加快捷高效地感知故障信息，本发明提供了一种新的基于发光耦合和差值判断的电子显示设备故障探测方法、故障探测装置及带有这种故障探测装置的电子显示屏设备系统。

第一方面，本发明提供了一种电子显示设备故障探测方法，应用于带有电子显示屏的电子显示设备系统，所述的带有电子显示屏的电子显示设备系统包括硬件和软件，所述的电子显示屏即屏幕，所述的故障探测方法其特征在于通过软件模块在屏幕上设置产生一个标准的信号光源，再利用当电子显示设备的硬件或软件出现故障后其电子显示屏将会大概率出现自发光异常的现象的特性、通过发光耦合和的差值判断的方法来感知这个屏幕标准信号光源的自发光异常现象，从而判断带有电子显示屏的设备系统是否发生故障，具体步骤包括：

在电子显示设备的主体应用系统软件中增加一个和主体应用系统软件一起启动并持续运行的独立软件模块，它的功能是在电子显示屏的一个或多个恰当位置设置一组或多组持续显示的、亮度对比强烈的交替色块作为屏幕标准信号光源，这个独立软件模块将依附于主体应用系统软件的运行而运行，一旦主体应用系统软件的运行状态出现异常，如出现包括但不限于资源出错、陷入死循环、系统卡顿、卡死、程序异常退出及设备停机的状况，这个独立软件模块也将随之出现运行异常，不能正常地持续显示交替色块，也就失去了标准的信号光源；

在屏幕上每组交替色块的显示区域上方、紧贴屏幕表面安装一组感应光强度变化的光敏传感器，用于耦合感应由屏幕标准信号光源产生的持续光强度变化状况也即用于耦合感应由交替色块产生的持续光强度变化状况；

设置一个微处理器模块采集并处理光敏传感器输入的屏幕自发光亮度对应的光强度信号，正常情况下该区域的屏幕自发光亮度将一直由亮度对比强烈的交替色块维持周期变化，微处理器模块将一直能获得一个较大的、稳定的光强度变化差值，一旦发生故障，无论是硬件故障还是软件故障，电子显示屏将大概率出现显示异常，如黑屏、花屏、程序异常退出、屏幕卡顿或卡死，设置的交替色块也将大概率停止显示、停止切换或者分辨率下降，无法以原有的对比度清晰地显示，光敏传感器将只能获得一个固定的没有变化的光强度值，或者只能获得一些变化值幅度偏小的光强度值，也就是说和正常稳定的交替色块带来的光强度变化幅度相比，故障死机、黑屏、花屏、程序异常退出、屏幕卡顿或卡死时传感器获得的光强度变化幅度将会发生特异改变，突然停止变动或变化幅度突然变小，微处理器模块通过适当的采集和计算方法，将获得一个较小的差值，设定一个差值下限的阈值，即可以大概率判定该电子显示设备系统是否发生故障；

设置一个后续处理模块当微处理器模块判断出设备发生故障后启动后续处理模块执行相应的后续处理程序；

所述的自发光异常现象其特征在于当电子显示设备系统出现故障时，软件方面大概率都会表现为系统资源出错、陷入死循环、系统变慢、卡顿、卡死、停机、程序的异常退出及其他异常情况，硬件方面大概率都会表现为异常掉电、黑屏、花屏及其他异常情况，所有这些异常情况都将大概率地表现为电子显示屏的黑屏、花屏、卡顿或卡死的非正常显示行为，这些非正常显示行为都将引起电子显示屏的自发光异常。

所述的电子显示屏的一个或多个恰当位置其特征于是位于屏幕不影响主体功能和外观显示的一个或多个相对较为隐蔽的部位，所谓的不影响主体功能和外观显示的隐蔽部位应该和该电子显示设备的主体应用特点有关，可以根据该电子显示设备的主体应用的显示及交互特点、故障发生后电子显示屏的表现特点、故障探测的具体精度要求而具体确定这个恰当位置的方位及数量，包括但不限于电子显示屏的一个或多个角部位置。

所述的设置一组或多组持续显示的、亮度对比强烈的交替色块其特征在于是在电子显示屏的一个或多个恰当位置持续显示一组或多组亮度对比强烈的交替色块，具体来说，可以在一个位置循环显示一组交替色块，也可以根据判断精度的要求和具体电子显示设备系统出现故障后屏幕发光异常的表现特性在多个位置循环显示多组交替色块，只要其中的任意一组或几组交替色块出现显示异常即可判断故障，交替色块的大小、形状、颜色及变动频率没有严格限制，只要保证能保障后述的光敏传感器和微处理器模块能够及时准确采集并感知其亮度变化即可，包括但不限于正方形、圆形的，黑色和白色的交替色块，为便于以后的描述，设交替色块为低亮度黑色色块和高亮度白色色块的交替色块、周期为t秒、频率为1/t赫兹，即在每个周期中黑色色块和白色色块的显示持续时间均为t/2秒，供光敏传感器采集每种色块的自发光亮度值。

所述的光敏传感器其特征在于是一种可以感应光线强度变化的元器件，如包括但不限于光敏电阻、光电二极管、光电三极管及其他光照传感器件。

所述的耦合感应由交替色块产生的持续光强度变化状况其特征在于是光敏传感器定时采样、获得由交替色块产生的光强度信号，为准确获得交替色块中每种色块的亮度值，光敏传感器的采样频率应大于2/t赫兹，采样周期应小于t/2，正常情况下，一段时间内光敏传感器获得的光强度信号值的变化规律应和交替色块预设的分布及变化规律是一致的，由于设计的交替色块对比度强烈，如黑色色块和白色色块，所以光敏传感器将在一个周期内采集到一部分由高亮度的白色色块产生的大数值和一部分由低亮度的黑色色块产生的小数值，这两部分数值将维持着一个较大的差值，在考虑到显示屏的个体因素及环境因素的误差之后，这个偏差值的统计量，包括但不限于极值差和标准差，也将是一个较大的稳定数值，设其下限为X，再设定一个隔离差a，再将( X – a)作为标准阈值，正常情况下交替色块产生的光强度持续变化，获得的偏差值统计量将不会低于标准阈值( X – a)。

所述的光强度变化幅度将会发生特异改变其特征在于当电子显示设备发生故障后交替色块将不能按照预设的形状及规律保持变动，光敏传感器采集到的光强度信号变化偏差值统计量也将显著变小，微处理器模块将获得一个低于标准阈值( X – a)的、异常偏差值统计量。

所述的适当的采集和计算方法其特征在于是指：(1)对采样的频率大于2/t赫兹和周期小于t/2的前提下进行适当的调节，(2) 计算偏差值时可以k*t秒（k为大于等于1）为一个统计周期，在一个统计周期内先对全部低亮度色块产生的小数值和高亮度色块产生的大数值进行统计后求出对应的偏差值统计量，包括但不限于取其最大值和最小值后再求二者之间的差值（极值差）和全部采样值的标准差，然后将求出的偏差值统计量和对应的标准阈值( X – a)进行比较，(3) 为了提高判断的准确性、较小由于环境干扰而引起的误判率，在判断设备故障时可以以涵盖m个统计周期的一段时间内（m*k*t秒）出现低于标准阈值( X –a)的异常偏差值的次数大于某一额定值n（n << m）为标准。

需要指出的是上述参数X可以针对指定的设备型号或个体、在相应的设备运行环境条件下、选定一种偏差值统计量后、通过实验测试来标定，参数a、t、k、m和n可以结合用户对设备故障判断响应时间、可靠性及灵敏度的具体要求进行调试确定。

所述的微处理器模块其特征在于采集和处理光敏传感器传入的光强度信号，通过周期循环执行上述计算方法，从而判定设备是否发生故障，其处理的过程简单，功能单一，通常仅需要单片机模块即可，性能稳定，不容易出错。

所述的大概率判定其特征在于是本发明所述的判定方法虽然不能证明其能够探测出全部的设备故障情况，然而，一方面由于产生交替色块的独立软件模块是依附于主体应用系统软件的运行而运行的，所以一旦主体应用系统软件的运行状态出现异常，如出现包括但不限于资源出错、陷入死循环、系统卡顿、卡死、程序异常退出及设备停机的状况，这个独立软件模块也将随之出现异常，不能正常地持续显示交替色块，也就失去了标准的信号光源，另一方面，如果支持电子显示屏正常显示的电气及设备发生了故障，电子显示屏本身将不能正常发光，交替色块的发光特性也将随之改变，同样也失去了标准的信号光源，所以通过上述方法大多数软故障和硬件故障都能被快速准确地探测出来，因此，作为一种设备和软件系统的故障探测方法它是有效的。

所述的后续处理模块其特征在于它包括相应的故障信息传递或处理过程，这个过程包括但不限于执行一定的设备自检故障消除程序、记录设备的故障信息或通过通信模块向后台发送设备的故障信息。

需要指出的是上述光敏传感器、微处理器模块及后续处理模块，相对于电子显示设备的主体系统来说功率都比较小，可以设置独立供电，这样主体系统如果发生供电故障，屏幕黑屏,也可以通过本发明的方法检测到。

最后，这种探测方法只需要在主系统中附加简单的色块循环交替显示程序、光强度传感器和相应的单片机微处理器模块，与主应用系统所需要的软硬件复杂度及故障概率相比，这种附加探测方法结构简单，其自身发生故障的概率相对较低，因此，本方案作为一种电子显示设备系统的故障探测方法具有实际应用价值。

第二方面，本发明基于上述方法提供了一种电子显示设备的故障探测装置，应用于带有电子显示屏的电子显示设备系统，所述的带有电子显示屏的电子显示设备系统包括硬件、软件及故障探测装置，所述的故障探测装置包括：

样本发生单元，用于产生亮度对比强烈的交替色块作为标准信号光源，其特征在于它是一段程序，随着电子显示设备的主应用程序的启动而启动，并持续运行，这段程序的功能是在屏幕的一个或多个相对隐蔽的位置，在不影响主体应用系统的显示和交互操作的前提下，以合适的大小、颜色和形状，以固定的切换频率（以下设为1/t赫兹）和周期(以下设为t秒)持续循环显示一组或几组亮度对比强烈的交替色块，如包括但不限于低亮度色块黑色色块和高亮度色块白色色块的交替显示，每个色块的显示持续时间为t/2秒，供样本采集单元采集交替色块的不同发光亮度值，如图1、图2和图3，样本发生单元的这段程序依附于主应用程序的运行而运行，一旦主应用程序的运行状态出现异常，如出现包括但不限于资源出错、陷入死循环、系统卡顿、卡死、程序异常退出及设备停机的状况，这段程序也将随之出现异常，不能正常地持续显示交替色块，样本采集单元也就不能耦合到持续的标准信号光源；

样本采集单元，用于采集电子显示屏上交替色块产生的自发光信号即采集标准信号光源，其特征在是一组用于感应光线强度变化的传感元件及模块，所述的感应光线强度变化的传感元件及模块包括但不限于光敏电阻、光电二极管、光电三极管及其他光照传感元件，样本采集单元安装在屏幕上每组交替色块显示区域的正上方、紧贴屏幕表面，精确感应样本交替色块的不同亮度值，也可以在样本采集单元的周围设置适当的遮光部件,使样本采集单元获得的光照强度信号尽可能只来源于样本发生单元，减少周围光源的干扰，样本采集单元通过引线将获取的采样信号接入样本比较单元, 如图4交替色块和样本采集单元；

样本比较单元，其特征在于是一套具有信号采集和处理功能的单片机处理器系统，用于对样本采集单元的光照传感元件执行定时采样、获得由交替色块产生的光强度信号，采样频率在大于2/t的范围内调节，采样周期在小于t/2的范围内调节，正常情况下，光敏传感器将在一个t周期内采集到一部分由高亮度色块产生的大数值和一部分由低亮度色块产生的小数值，这两部分数值将维持着一个较大的偏差值，在考虑到显示屏的个体因素及环境因素的误差之后，这个偏差值的统计量，包括但不限于极值差和标准差，也将是一个较大的稳定数值，设其下限为X，再根据环境的敏感性要求设定一个隔离差a，再将( X – a)作为标准阈值，若电子显示设备正常工作，交替色块产生的光强度将保持持续变化，获得的统计量将不会低于标准阈值( X – a)，而当电子显示设备发生异常，交替色块将不能按照预设的规律维持持续变动，光敏传感器采集到的光强度信号变化偏差值统计量也将显著变小，处理器将获得一个低于标准阈值( X – a)的偏差值统计量，这样，样本比较单元即可判定该电子显示设备或系统异常，并将判定结果发送给后续处理单元, 如图5和图6；

后续处理单元，其特征在于是将故障信息传递和处理的过程，这个过程包括但不限于执行设备自检和故障消除程序、记录设备的故障信息或通过通信模块向后台发送设备故障信息的过程。

需要指出的是：（1）样本比较单元计算偏差值时可以k*t秒（k大于等于1）为一个统计周期，在一个统计周期内先对全部低亮度色块产生的小数值和高亮度色块产生的大数值进行统计后求差，包括但不限于取其最大值和最小值后再求出二者之间的差值（极值差）和全部采样值的标准差，然后将求出的偏差值统计量和对应的标准阈值( X – a)进行比较，(2) 为了提高判断的准确性、较小由于环境干扰而引起的误判率，样本比较单元在判断设备故障时可以以涵盖m个统计周期的一段时间内（m*k*t秒）出现低于标准阈值( X – a)的异常偏差值的次数大于某一额定值n（n << m）为标准，(3) 在样本比较单元的采集和计算方法中参数X可以针对指定的设备型号或个体、在相应的设备运行环境条件下、选定一种偏差值统计量后、通过实验测试来标定，参数a、t、k、m和n可以结合用户对设备故障判断响应时间、可靠性及灵敏度的具体要求进行调试确定。

第三方面，本发明提供了还一种电子显示设备系统,所述的电子显示设备系统包括了上述故障探测装置。

相对于现有技术，本发明所述的基于发光耦合的故障探测方法、探测装置及带有这种故障探测装置的电子显示设备系统具有以下优势：

通过与主体应用程序捆绑在一起的样本发生程序产生亮度对比强烈的交替色块作为屏幕自发光光源，再通过光敏传感器来耦合感应获取这种屏幕自发光的变化幅度，如果这种变化幅度如果突然变小则可判断系统故障，这种故障探测方法、探测装置及带有这种故障探测装置的电子显示设备系统，第一，如果发生硬件或电气故障，系统不能正常工作，屏幕将发生黑屏、花屏等可以探测的自发光异常现象，第二，由于样本发生程序设计捆绑于主体应用程序一起运行，即使当主体应用程序发生软件故障，如系统资源溢出、崩溃等， 样本发生程序也将发生异常，突然变慢、卡顿、花屏或者崩溃，屏幕的交替色块信号显示也将发生自发光异常，所以无论软硬件故障都可以用这种方案方便地探测，第三，由于使用亮度对比强烈的交替色块作为屏幕自发光光源，所以正常情况下这种屏幕自发光的亮度变化幅度即差值非常大，异常时这种变化幅度将突然变小，具有很大的测量空间，便于快速、精准识别，第四，本方案中参数X可通过实验测试来标定，参数a、t、k、m和n可以根据用户对设备故障判断响应时间、可靠性及灵敏度等具体要求灵活调节以适应不同的应用场景要求。

附图说明

构成本发明的一部分附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例、示意性程序结构及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1 样本发生单元的程序结构及其与主应用程序的捆绑关系示意图；

图2样本发生单元运行后的屏幕表现；

图3设置多个交替色块的样本发生单元；

图4样本发生单元运行后的屏幕交替色块和样本采集单元；

图5样本采集单元、样本比较单元及后续处理单元；

图6样本比较单元程序流程图。

具体实施方式

以上描述及附图，对本发明的技术方案及基本实施方法进行了清晰、完整地描述，显然，以上描述的实施方式仅仅是本发明的一部分实施方式，而不是全部的实施方式。通常以上描述及附图中示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，描述及附图中提供的本发明的实施方式并非旨在要求限制本发明的保护范围，而是仅仅是为了描述本发明的选定实施例。对于本发明的实施方式，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围，如包括但不限于对样本发生单元产生交替色块的位置、数量、形状、颜色、交替频率及开发语言、存储方式、与主体应用程序的融合方式的适当变化，包括但不限于对样本采集单元的器件类别、型号、安装方式、连接方式和大小、形状、辅助保护装置的适当变化，包括但不限于对样本比较单元的标准阈值测定、参数选择、差值统计量的选择、统计方法、处理器的类别、型号的适当变化，包括但不限于对后续处理单元的连接方法、处理流程的适当变化。

综上所述，本发明所述的故障探测方法、故障探测装置、及带有这种故障探测装置的电子显示屏设备系统，将样本发生单元的程序与主体应用程序捆绑在一起，产生亮度对比强烈的交替色块作为屏幕自发光标准光源，再设置一套样本采集和样本比较的单元模块，监测屏幕自发光标准光源的亮度差值，一旦该差值的统计量低于或多次低于上述的标准阈值（X-a），则表明电子显示屏设备系统已发生故障，可调用后续处理处理程序或通知后台进行相应处理。

在本申请所提供技术方案及基本实施方法中，应该理解到，所揭露的装置和方法，也可以通过其他的方式实现。以上所描述的装置实施方法仅仅是示意性的，例如，附图中流程图和框图显示了根据本发明的基本实施方式的装置和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所表明的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按不同的顺序执行，这依据所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

另外，在本发明各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。

所述的功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等）执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器（ROM，Read-Only Memory）、随机存储器（RAM，Random Access Memory）、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述仅为本发明的较佳实施方案而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于发光耦合和差值判断的电子显示设备故障探测方法，应用于带有电子显示屏的电子显示设备系统，所述的带有电子显示屏的电子显示设备系统包括硬件和软件，所述的故障探测方法其特征在于通过软件模块在屏幕上设置产生一个标准的信号光源，再利用当电子显示设备的硬件或软件出现故障后电子显示屏将会大概率出现自发光异常的特性，然后通过发光耦合和的差值判断的方法来感知这个屏幕标准信号光源的自发光异常现象，从而判断带有电子显示屏的设备系统是否发生故障，具体方法包括：

S1 在电子显示设备的主体应用系统软件中增加一个和主体应用系统软件一起启动并持续运行的独立软件模块，它的功能是在电子显示屏的一个或多个恰当位置设置一组或多组持续显示的、亮度对比强烈的交替色块作为屏幕标准信号光源，这个独立软件模块将依附于主体应用系统软件的运行而运行，一旦主体应用系统软件的运行状态出现异常，如出现包括但不限于资源出错、陷入死循环、系统卡顿、卡死、程序异常退出及设备停机的状况，这个独立软件模块也将随之出现运行异常，不能正常地持续显示交替色块，也就失去了标准的信号光源；

S2 在屏幕上每组交替色块的显示区域上方、紧贴屏幕表面安装一组感应光强度变化的光敏传感器，用于耦合感应屏幕标准信号光源产生的持续光强度变化状况也即用于耦合感应由交替色块产生的持续光强度变化状况；

S3 设置一个微处理器模块采集并处理光敏传感器输入的屏幕自发光亮度对应的光强度信号，正常情况下该区域的屏幕自发光亮度将一直由亮度对比强烈的交替色块维持周期变化，微处理器模块将一直能获得一个较大的、稳定的光强度变化差值，一旦发生故障，无论是硬件故障还是软件故障，电子显示屏将大概率出现显示异常，如黑屏、花屏、程序异常退出、屏幕卡顿或卡死，设置的交替色块也将大概率停止显示、停止切换或者分辨率下降，无法以原有的对比度清晰地显示，光敏传感器将只能获得一个固定的没有变化的光强度值，或者只能获得一些变化值幅度偏小的光强度值，也就是说和正常稳定的交替色块带来的光强度变化幅度相比，故障死机、黑屏、花屏、程序异常退出、屏幕卡顿或卡死时传感器获得的光强度变化幅度将会发生特异改变，突然停止变动或变化幅度突然变小，微处理器模块通过适当的采集和计算方法，将获得一个较小的差值，设定一个差值下限的阈值，即可以大概率判定该电子显示设备系统是否发生故障；

S4 设置一个后续处理模块当微处理器模块判断出设备发生故障后启动后续处理模块执行相应的后续处理程序。

2.如权利要求1中所述的故障探测方法，其特征在于：所述的自发光异常现象是指当电子显示设备系统出现故障时，软件方面大概率都会表现为系统资源出错、陷入死循环、系统变慢、卡顿、卡死、停机、程序的异常退出及其他异常情况，硬件方面大概率都会表现为异常掉电、黑屏、花屏及其他异常情况，所有这些异常情况都将大概率地表现为电子显示屏的黑屏、花屏、卡顿或卡死的非正常显示行为，这些非正常显示行为都将引起电子显示屏的自发光异常。

3.如权利要求1中所述的故障探测方法，其特征在于：所述的电子显示屏的一个或多个恰当位置是指在屏幕不影响主体功能和外观显示的一个或多个相对较为隐蔽的部位，所谓的不影响主体功能和外观显示的隐蔽部位应该和该电子显示设备的主体应用特点有关，可以根据该电子显示设备的主体应用的显示及交互特点、故障发生后电子显示屏的表现特点、故障探测的具体精度要求而具体确定这个恰当位置的方位及数量，包括但不限于电子显示屏的一个或多个角部位置；所述的设置一组或多组持续显示的、亮度对比强烈的交替色块是指在电子显示屏的一个或多个恰当位置持续显示一组或多组亮度对比强烈的交替色块，具体来说，可以在一个位置循环显示一组交替色块，也可以根据判断精度的要求和具体电子显示设备系统出现故障后屏幕发光异常的表现特性在多个位置循环显示多组交替色块，只要其中的任意一组或几组交替色块出现显示异常即可判断故障，交替色块的大小、形状、颜色及变动频率没有严格限制，只要保证能保障后述的光敏传感器和微处理器模块能够及时准确采集并感知其亮度变化即可，包括但不限于正方形、圆形的，黑色和白色的交替色块，为便于以后的描述，设交替色块为低亮度黑色色块和高亮度白色色块的交替色块、周期为t秒、频率为1/t赫兹，即在每个周期中黑色色块和白色色块的显示持续时间均为t/2秒，供光敏传感器采集每种色块的自发光亮度值。

4.如权利要求1中所述的故障探测方法，其特征在于：所述的光敏传感器是一种可以感应光线强度变化的元器件，如包括但不限于光敏电阻、光电二极管、光电三极管及其他光照传感器件。

5.如权利要求1中所述的故障探测方法，其特征在于：所述的耦合感应由交替色块产生的持续光强度变化状况是指光敏传感器定时采样、获得由交替色块产生的光强度信号，为准确获得交替色块中每种色块的亮度值，光敏传感器的采样频率应大于2/t赫兹，采样周期应小于t/2，正常情况下，一段时间内光敏传感器获得的光强度信号值的变化规律应和交替色块预设的分布及变化规律是一致的，由于设计的交替色块对比度强烈，如黑色色块和白色色块，所以光敏传感器将在一个周期内采集到一部分由高亮度的白色色块产生的大数值和一部分由低亮度的黑色色块产生的小数值，这两部分数值将维持着一个较大的差值，在考虑到显示屏的个体因素及环境因素的误差之后，这个偏差值的统计量，包括但不限于极值差和标准差，也将是一个较大的稳定数值，设其下限为X，再设定一个隔离差a，再将( X –a)作为标准阈值，正常情况下交替色块产生的光强度持续变化，获得的偏差值统计量将不会低于标准阈值( X – a)；所述的光强度变化幅度将会发生特异改变是指当电子显示设备发生故障后交替色块将不能按照预设的形状及规律保持变动，光敏传感器采集到的光强度信号变化偏差值统计量也将显著变小，微处理器模块将获得一个低于标准阈值( X – a)的、异常偏差值统计量。

6.如权利要求1中所述的故障探测方法，其特征在于：所述的适当的采集和计算方法是指：(1)对采样的频率大于2/t赫兹和周期小于t/2的前提下进行适当的调节，(2) 计算偏差值时可以k*t秒（k为大于等于1）为一个统计周期，在一个统计周期内先对全部低亮度色块产生的小数值和高亮度色块产生的大数值进行统计后求出对应的偏差值统计量，包括但不限于取其最大值和最小值后再求二者之间的差值（极值差）和全部采样值的标准差，然后将求出的偏差值统计量和对应的标准阈值( X – a)进行比较，(3) 为了提高判断的准确性、较小由于环境干扰而引起的误判率，在判断设备故障时可以以涵盖m个统计周期的一段时间内（m*k*t秒）出现低于标准阈值( X – a)的异常偏差值的次数大于某一额定值n（n <<m）为标准。

7.如权利要求1中所述的故障探测方法，其特征在于：所述的参数X可以针对指定的设备型号或个体、在相应的设备运行环境条件下、选定一种偏差值统计量后、通过实验测试来标定，所述的参数a、t、k、m和n可以结合用户对设备故障判断响应时间、可靠性及灵敏度的具体要求进行调试确定。

8.一种电子显示设备的故障探测装置，其特征在于：应用于带有电子显示屏的电子显示设备系统，所述的带有电子显示屏的电子显示设备系统包括硬件、软件及故障探测装置，所述的故障探测装置包括：

样本发生单元，用于产生亮度对比强烈的交替色块作为标准信号光源，其特征在于它是一段程序，随着电子显示设备的主应用程序的启动而启动，并持续运行，这段程序的功能是在屏幕的一个或多个相对隐蔽的位置，在不影响主体应用系统的显示和交互操作的前提下，以合适的大小、颜色和形状，以固定的切换频率（以下设为1/t赫兹）和周期(以下设为t秒)持续循环显示一组或几组亮度对比强烈的交替色块，如包括但不限于低亮度色块黑色色块和高亮度色块白色色块的交替显示，每个色块的显示持续时间为t/2秒，供样本采集单元采集交替色块的不同发光亮度值，样本发生单元的这段程序依附于主应用程序的运行而运行，一旦主应用程序的运行状态出现异常，如出现包括但不限于资源出错、陷入死循环、系统卡顿、卡死、程序异常退出及设备停机的状况，这段程序也将随之出现异常，不能正常地持续显示交替色块，样本采集单元也就不能耦合到持续的标准信号光源；

样本采集单元，用于采集电子显示屏上交替色块产生的自发光信号即采集标准信号光源，其特征在是一组用于感应光线强度变化的传感元件及模块，所述的感应光线强度变化的传感元件及模块包括但不限于光敏电阻、光电二极管、光电三极管及其他光照传感元件，样本采集单元安装在屏幕上每组交替色块显示区域的正上方、紧贴屏幕表面，精确感应样本交替色块的不同亮度值，也可以在样本采集单元的周围设置适当的遮光部件,使样本采集单元获得的光照强度信号尽可能只来源于样本发生单元，减少周围光源的干扰，样本采集单元通过引线将获取的采样信号接入样本比较单元；

样本比较单元，其特征在于是一套具有信号采集和处理功能的单片机处理器系统，用于对样本采集单元的光照传感元件执行定时采样、获得由交替色块产生的光强度信号，采样频率在大于2/t的范围内调节，采样周期在小于t/2的范围内调节，正常情况下，光敏传感器将在一个t周期内采集到一部分由高亮度色块产生的大数值和一部分由低亮度色块产生的小数值，这两部分数值将维持着一个较大的偏差值，在考虑到显示屏的个体因素及环境因素的误差之后，这个偏差值的统计量，包括但不限于极值差和标准差，也将是一个较大的稳定数值，设其下限为X，再根据环境的敏感性要求设定一个隔离差a，再将( X – a)作为标准阈值，若电子显示设备正常工作，交替色块产生的光强度将保持持续变化，获得的统计量将不会低于标准阈值( X – a)，而当电子显示设备发生异常，交替色块将不能按照预设的规律维持持续变动，光敏传感器采集到的光强度信号变化偏差值统计量也将显著变小，处理器将获得一个低于标准阈值( X – a)的偏差值统计量，这样，样本比较单元即可判定该电子显示设备或系统异常，并将判定结果发送给后续处理单元；

后续处理单元，其特征在于是将故障信息传递和处理的过程，这个过程包括但不限于执行设备自检和故障消除程序、记录设备的故障信息或通过通信模块向后台发送设备故障信息的过程。

9.如权利要求5中所述的电子显示设备的故障探测装置，其特征在于：（1）样本比较单元计算偏差值时可以k*t秒（k大于等于1）为一个统计周期，在一个统计周期内先对全部低亮度色块产生的小数值和高亮度色块产生的大数值进行统计后求差，包括但不限于取其最大值和最小值后再求出二者之间的差值（极值差）和全部采样值的标准差，然后将求出的偏差值统计量和对应的标准阈值( X – a)进行比较，(2) 为了提高判断的准确性、较小由于环境干扰而引起的误判率，样本比较单元在判断设备故障时可以以涵盖m个统计周期的一段时间内（m*k*t秒）出现低于标准阈值( X – a)的异常偏差值的次数大于某一额定值n（n<< m）为标准，(3) 在样本比较单元的采集和计算方法中参数X可以针对指定的设备型号或个体、在相应的设备运行环境条件下、选定一种偏差值统计量后、通过实验测试来标定，参数a、t、k、m和n可以结合用户对设备故障判断响应时间、可靠性及灵敏度的具体要求进行调试确定。

10.一种电子显示设备系统，其特征在于：所述的电子显示设备系统包括如权利要求5所述的故障探测装置。

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