CN117880058A - 一种通信设备自动故障检测与修复方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种通信设备自动故障检测与修复方法，包括数据采集模块、故障检测模块和设备修复模块，其特征在于：所述数据采集模块用于收集设备的实时运行状态数据和设备基本信息，所述故障检测模块用于实时检测设备硬件和软件模块功能是否发生故障并分析故障原因，所述设备修复模块用于自动修复设备的软件模块并引导硬件维修人员找到设备硬件故障位置，所述数据采集模块、故障检测模块和设备修复模块相互电连接，所述数据采集模块包括设备运行状态收集模块、故障特征收集模块和设备信息录入模块，本发明，具有能够检测设备具体故障点和保护数据完整的特点。

Description

一种通信设备自动故障检测与修复方法

技术领域

本发明涉及自动故障检测技术领域，具体为一种通信设备自动故障检测与修复方法。

背景技术

随着工业互联网的不断发展，越来越多的企业开始关注工业数据的采集和分析，以提高生产效率和降低成本。而在工业数据采集中，工业网关作为一种重要的设备，起到了至关重要的作用。

现有技术是利用外部监控软件与工业网关设备相连接，通过收集通信设备的系统日志信息来检测设备是否发生故障，然而，这种检测方式过于依赖设备系统日志信息，仅能检测简单的设备故障并做出告警，无法确定具体的故障类型，并且，这种方法无法对设备功能的运行状态进行监测，因而不能确定设备的故障点，维修人员还需要浪费大量来时间检测设备故障点，而且，通过系统日志对设备软件运行进行监听，但这种方式导致数据不能收集完整，无法在设备故障时将正在处理的数据进行备份保存，因此，设计能够检测设备具体故障点和保护数据完整的一种通信设备自动故障检测与修复方法是很有必要的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种通信设备自动故障检测与修复方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种通信设备自动故障检测与修复方法，包括数据采集模块、故障检测模块和设备修复模块，其特征在于：所述数据采集模块用于收集设备的实时运行状态数据和设备基本信息，所述故障检测模块用于实时检测设备硬件和软件模块功能是否发生故障并分析故障原因，所述设备修复模块用于自动修复设备的软件模块并引导硬件维修人员找到设备硬件故障位置，所述数据采集模块、故障检测模块和设备修复模块相互电连接。

根据上述技术方案，所述数据采集模块包括设备运行状态收集模块、故障特征收集模块和设备信息录入模块，所述设备运行状态收集模块用于实时采集设备在运行过程中的状态数据，所述传感器模块用于采集设备在运行过程中的设备参数数据，所述设备信息录入模块用将设备的详细参数录入系统。

根据上述技术方案，所述故障检测模块包括常见故障数据库、故障分析模块、故障位置分析模块和故障存储模块，所述常见故障数据库用于记录和调取设备的常见故障特征，所述故障分析模块用于检测设备状态数据对设备的具体故障类型进行分析，所述故障位置分析模块用于分析设备故障所在，所述故障存储模块用于将正在处理的数据进行转存，并对设备历史故障及修复方法进行记录存储。

根据上述技术方案，所述设备修复模块包括故障修复模块、告警模块、引导模块和通信模块，故障修复模块用于对设备的软件模块进行限制并进行故障修复，所述引导模块用于在用户端上调取标记有故障位置的设备模型，并在设备模型上引导用户对设备进行修复，所述通信模块用于系统与用户端建立通信连接进行数据传输。

根据上述技术方案，所述故障分析模块包括硬件检测子模块、软件检测子模块和辅助检测子模块，所述硬件检测子模块用于对设备的电路板模块进行检测，所述软件检测子模块用于对设备的软件功能模块进行检测，所述辅助检测子模块用于对具有关联性的功能模块进行检测，所述故障修复模块包括硬件修复子模块和软件修复子模块，所述硬件修复子模块用于修复设备硬件故障，所述软件修复子模块用于修复设备的软件故障。

根据上述技术方案，所述自动故障检测和修复方法的运行步骤：

步骤S1：通过设备状态收集模块，实时收集通信设备的运行状态数据，记录并存储到数据库，通过布设在通信设备端的传感器，收集设备运行过程中的电流值、电压值等数据，通过设备信息录入模块，将设备的设备型号、设备组成以及历史故障数据录入系统；

步骤S2：调取采集的设备运行状态数据，同电信号触发启动故障分析模块，对设备的异常状态进行分析，检测设备发生的故障；

步骤S3：进一步调取数据库中的常见故障数据，根据常见故障模型对设备故障进行分析，确定故障发生的原因及具体位置，将故障记录存储到数据库中，并将故障设备的数据进行转存；

步骤S4：在确定设备具体故障后，通过通信模块向管理员发送设备故障告警，并将故障位置及故障原因发送到管理员手持终端上，管理员根据手持终端的引导对设备进行维修。

根据上述技术方案，所述步骤S2进一步包括以下步骤：

步骤S21：建立常见故障数据库，根据被检测设备的设备型号、使用时长，调取数据库中与被检测设备对应的设备故障数据，获取常见的设备故障类型及故障原因；

步骤S22：当检测到设备的运行状态出现异常时，根据设备的异常状态提取故障特征，根据故障特征调取常见故障数据库中与当前故障特征相对应的故障原因，根据故障原因初步判断故障类型。

根据上述技术方案，所述步骤S22进一步包括以下步骤：

步骤S221：根据故障特征分析出设备硬件上可能发生该故障第一区域，进一步对设备硬件上第一区域进行检测，获取每个模块的电压值和电流值，对比数据库中设备数据，若电压值和电流值中的任意一个与系统设定阈值不相符，系统判定该硬件模块存在故障，并进行标记，反之则系统判定设备硬件无故障；

步骤S222：当设备硬件未检测出故障时，根据故障特征锁定故障特征功能的直属功能模块，对直属功能模块进行封装处理；

步骤S223：在封装盒中对直属功能模块进行测试，若直属功能模块能正常运行，则解除封装状态，若直属功能模块运行结果不符合系统预设结果，则标记直属功能模块；

步骤S224：当第一区域和直属功能模块均未检测出故障时，调取当前操作在软件模组中的流程，并对参与流程的模块分别进行封装处理，分别对被封装的模块进行测试，将测试结果不符合其功能设定的模块分别进行标记。

根据上述技术方案，所述步骤S3进一步包括以下步骤：

步骤S31：调取检测出的故障软件模块，在封装盒中将软件模块进行二次分割，分别对功能块进行测试，将测试结果不符合系统设定效果的数据块进行标记；

步骤S32：调取设备型号，根据设备型号调取数据库中当前设备型号的设备三维模型，调取系统标记的故障硬件模块，在设备三维模型中标记故障模块；

步骤S33：在检测到设备运行状态异常后，立即中断数据处理，将数据进行备份，通过通信模块连接邻近的设备将备份数据传输到邻近的设备在分析出设备故障原因后，故障存储模块将设备故障特征及故障原因进行记录并存储。

根据上述技术方案，所述步骤S4进一步包括以下步骤：

步骤S41：调取数据库中的设备信息数据，识别其中的设备结构，识别设备三维模型中的连接节点，锁定设备故障位置，根据设备说明书制定设备维修步骤；

步骤S42：在维修人员对设备硬件进行维修时，系统通过通信模块将设备三维模型发送到维修人员手持终端上，根据制定的维修步骤在终端上引导维修人员逐步拆解设备并进行维修；

步骤S43：在进行软件模块修复时，系统锁定故障模块，将故障模块进行封装，在封装盒内将模块进行重启，模块重启后在封装盒内测试其功能，若模块功能完整，则说明故障已修复，解除封装盒的封锁，若模块功能仍存在功能错误，则说明故障仍存在，在封装盒内将故障模块替换为新的模块。

与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：本发明，通过对比数据库中的故障特征，能够判断出故障出现的大致区域，减少确定设备故障类型的时间，极大地提高了故障检测效率，通过分析设备故障特征，能够模糊确定在设备硬件上可能发生故障的区域，节约维护人员寻找硬件故障位置的时间，通过封装处理消除与其他软件模块之间的联系，能够减少软件模块之间的相互影响，提高故障检测的准确性，通过对参与模块进行封装检测，能够通过功能模块之间的联系，准确找出影响设备运行的故障模块，通过将故障点标记在三维模型中，能够使维修人员能够精准的确定设备故障点，节约寻找设备故障点的时间，提高维修效率，通过在设备出现异常时将数据备份发送到邻近设备进行处理，能够避免在设备故障时数据丢失，保护数据安全，通过制定设备的拆解步骤引导维修人员进行维修，能够避免维修人员不熟悉设备在拆解设备的过程中浪费时间，保护设备安全。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明的系统模块组成示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动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。

请参阅图1，本发明提供技术方案：一种通信设备自动故障检测与修复方法，包括数据采集模块、故障检测模块和设备修复模块，其特征在于：数据采集模块用于收集设备的实时运行状态数据和设备基本信息，故障检测模块用于实时检测设备硬件和软件模块功能是否发生故障并分析故障原因，设备修复模块用于自动修复设备的软件模块并引导硬件维修人员找到设备硬件故障位置，数据采集模块、故障检测模块和设备修复模块相互电连接。

数据采集模块包括设备运行状态收集模块、故障特征收集模块和设备信息录入模块，设备运行状态收集模块用于实时采集设备在运行过程中的状态数据，传感器模块用于采集设备在运行过程中的设备参数数据，设备信息录入模块用将设备的详细参数录入系统。

故障检测模块包括常见故障数据库、故障分析模块、故障位置分析模块和故障存储模块，常见故障数据库用于记录和调取设备的常见故障特征，故障分析模块用于检测设备状态数据对设备的具体故障类型进行分析，故障位置分析模块用于分析设备故障所在，故障存储模块用于将正在处理的数据进行转存，并对设备历史故障及修复方法进行记录存储。

设备修复模块包括故障修复模块、告警模块、引导模块和通信模块，故障修复模块用于对设备的软件模块进行限制并进行故障修复，引导模块用于在用户端上调取标记有故障位置的设备模型，并在设备模型上引导用户对设备进行修复，通信模块用于系统与用户端建立通信连接进行数据传输。

故障分析模块包括硬件检测子模块、软件检测子模块和辅助检测子模块，所述硬件检测子模块用于对设备的电路板模块进行检测，软件检测子模块用于对设备的软件功能模块进行检测，辅助检测子模块用于对具有关联性的功能模块进行检测，故障修复模块包括硬件修复子模块和软件修复子模块，硬件修复子模块用于修复设备硬件故障，软件修复子模块用于修复设备的软件故障。

自动故障检测和修复方法的运行步骤：

步骤S1：通过设备状态收集模块，实时收集通信设备的运行状态数据，记录并存储到数据库，通过布设在通信设备端的传感器，收集设备运行过程中的电流值、电压值等数据，通过设备信息录入模块，将设备的设备型号、设备组成以及历史故障数据录入系统；

步骤S2：调取采集的设备运行状态数据，同电信号触发启动故障分析模块，对设备的异常状态进行分析，检测设备发生的故障；

步骤S3：进一步调取数据库中的常见故障数据，根据常见故障模型对设备故障进行分析，确定故障发生的原因及具体位置，将故障记录存储到数据库中，并将故障设备的数据进行转存；

步骤S4：在确定设备具体故障后，通过通信模块向管理员发送设备故障告警，并将故障位置及故障原因发送到管理员手持终端上，管理员根据手持终端的引导对设备进行维修。

步骤S2进一步包括以下步骤：

步骤S21：建立常见故障数据库，根据被检测设备的设备型号、使用时长，调取数据库中与被检测设备对应的设备故障数据，获取常见的设备故障类型及故障原因，该故障类型和故障原因为根据设备的历史故障及故障原因给出的可能导致当前设备故障的原因；

步骤S22：当检测到设备的运行状态出现异常时，根据设备的异常状态提取故障特征，根据故障特征调取常见故障数据库中与当前故障特征相对应的故障原因，根据故障原因初步判断故障类型，该故障类型包括硬件故障、软件故障和综合故障，通过对比数据库中的故障特征，能够判断出故障出现的大致区域，减少确定设备故障类型的时间，极大地提高了故障检测。

步骤S22进一步包括以下步骤：

步骤S221：根据故障特征分析出设备硬件上可能发生该故障第一区域,该第一区域内的模块功能为出现故障的功能，进一步对设备硬件上第一区域进行检测，获取每个模块的电压值和电流值，对比数据库中设备数据，若电压值和电流值中的任意一个与系统设定阈值不相符，系统判定该硬件模块存在故障，并进行标记，反之则系统判定设备硬件无故障，通过分析设备故障特征，能够模糊确定在设备硬件上可能发生故障的区域，节约维护人员寻找硬件故障位置的时间；

步骤S222：当设备硬件未检测出故障时，根据故障特征锁定故障特征功能的直属功能模块，对直属功能模块进行封装处理，通过封装处理消除与其他软件模块之间的联系，能够减少软件模块之间的相互影响，提高故障检测的准确性；

步骤S223：在封装盒中对直属功能模块进行测试，若直属功能模块能正常运行，则证明直属功能模块无故障，解除封装状态，若直属功能模块运行结果不符合系统预设结果，则证明直属功能模块故障，标记直属功能模块；

步骤S224：当第一区域和直属功能模块均未检测出故障时，调取当前操作在软件模组中的流程，并对参与流程的模块分别进行封装处理，分别对被封装的模块进行测试，将测试结果不符合其功能设定的模块分别进行标记，通过对参与模块进行封装检测，能够通过功能模块之间的联系，准确找出影响设备运行的故障模块。

步骤S3进一步包括以下步骤：

步骤S31：调取检测出的故障软件模块，在封装盒中将软件模块进行二次分割，分别对功能块进行测试，将测试结果不符合系统设定效果的数据块进行标记，通过将故障软件模块再次进行分割，能够更加精准的确定设备的故障点；

步骤S32：调取设备型号，根据设备型号调取数据库中当前设备型号的设备三维模型，调取系统标记的故障硬件模块，在设备三维模型中标记故障模块，通过将故障点标记在三维模型中，能够使维修人员能够精准的确定设备故障点，节约寻找设备故障点的时间，提高维修效率，具有极大地实用价值；

步骤S33：在检测到设备运行状态异常后，立即中断数据处理，将数据进行备份，通过通信模块连接邻近的设备将备份数据传输到邻近的设备，通过在设备出现异常时将数据备份发送到邻近设备进行处理，能够避免在设备故障时数据丢失，保护数据安全，在分析出设备故障原因后，故障存储模块将设备故障特征及故障原因进行记录并存储。

步骤S4进一步包括以下步骤：

步骤S41：调取数据库中的设备信息数据，识别其中的设备结构，识别设备三维模型中的连接节点，锁定设备故障位置，根据设备说明书制定设备维修步骤；

步骤S42：在维修人员对设备硬件进行维修时，系统通过通信模块将设备三维模型发送到维修人员手持终端上，根据制定的维修步骤在终端上引导维修人员逐步拆解设备并进行维修，通过制定设备的拆解步骤引导维修人员进行维修，能够避免维修人员不熟悉设备在拆解设备的过程中浪费时间，甚至损坏设备；

步骤S43：在进行软件模块修复时，系统锁定故障模块，将故障模块进行封装，使其与其他模块断开联系，避免因其发生故障损坏造成影响，在封装盒内将模块进行重启，模块重启后在封装盒内测试其功能，若模块功能完整，则说明故障已修复，解除封装盒的封锁，若模块功能仍存在功能错误，则说明故障仍存在，在封装盒内将故障模块替换为新的模块，通过对软件模块进行自动修复，能够减轻维修人员维护设备的压力，提高实用性。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。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)

1.一种通信设备自动故障检测与修复方法，包括数据采集模块、故障检测模块和设备修复模块，其特征在于：所述数据采集模块用于收集设备的实时运行状态数据和设备基本信息，所述故障检测模块用于实时检测设备硬件和软件模块功能是否发生故障并分析故障原因，所述设备修复模块用于自动修复设备的软件模块并引导硬件维修人员找到设备硬件故障位置，所述数据采集模块、故障检测模块和设备修复模块相互电连接；

所述故障检测模块包括常见故障数据库、故障分析模块、故障位置分析模块和故障存储模块，所述常见故障数据库用于记录和调取设备的常见故障特征，所述故障分析模块用于检测设备状态数据对设备的具体故障类型进行分析，所述故障位置分析模块用于分析设备故障所在，所述故障存储模块用于将正在处理的数据进行转存，并对设备历史故障及修复方法进行记录存储；

所述故障分析模块包括硬件检测子模块、软件检测子模块和辅助检测子模块，所述硬件检测子模块用于对设备的电路板模块进行检测，所述软件检测子模块用于对设备的软件功能模块进行检测，所述辅助检测子模块用于对具有关联性的功能模块进行检测。

2.根据权利要求1所述的一种通信设备自动故障检测与修复方法，其特征在于：所述数据采集模块包括设备运行状态收集模块、故障特征收集模块和设备信息录入模块，所述设备运行状态收集模块用于实时采集设备在运行过程中的状态数据，所述传感器模块用于采集设备在运行过程中的设备参数数据，所述设备信息录入模块用将设备的详细参数录入系统。

3.根据权利要求2所述的一种通信设备自动故障检测与修复方法，其特征在于：所述设备修复模块包括故障修复模块和通信模块，所述故障修复模块用于对设备的软件模块进行限制并进行故障修复，所述通信模块用于系统与用户端建立通信连接进行数据传输。

4.根据权利要求3所述的一种通信设备自动故障检测与修复方法，其特征在于：所述设备修复模块还包括引导模块，所述引导模块用于在用户端上调取标记有故障位置的设备模型，并在设备模型上引导用户对设备进行修复。

5.根据权利要求4所述的一种通信设备自动故障检测与修复方法，其特征在于：所述故障修复模块包括硬件修复子模块和软件修复子模块，所述硬件修复子模块用于修复设备硬件故障，所述软件修复子模块用于修复设备的软件故障。

6.根据权利要求5所述的一种通信设备自动故障检测与修复方法，其特征在于：所述自动故障检测和修复方法的运行步骤：

步骤S1：通过设备状态收集模块，实时收集通信设备的运行状态数据，记录并存储到数据库，通过布设在通信设备端的传感器，收集设备运行过程中的电流值、电压值数据，通过设备信息录入模块，将设备的设备型号、设备组成以及历史故障数据录入系统；

步骤S2：调取采集的设备运行状态数据，同电信号触发启动故障分析模块，对设备的异常状态进行分析，检测设备发生的故障；

步骤S3：进一步调取数据库中的常见故障数据，根据常见故障模型对设备故障进行分析，确定故障发生的原因及具体位置，将故障记录存储到数据库中，并将故障设备的数据进行转存；

步骤S4：在确定设备具体故障后，通过通信模块向管理员发送设备故障告警，并将故障位置及故障原因发送到管理员手持终端上，管理员根据手持终端的引导对设备进行维修。

7.根据权利要求6所述的一种通信设备自动故障检测与修复方法，其特征在于：所述步骤S2进一步包括以下步骤：

步骤S21：建立常见故障数据库，根据被检测设备的设备型号、使用时长，调取数据库中与被检测设备对应的设备故障数据，获取常见的设备故障类型及故障原因；

步骤S22：当检测到设备的运行状态出现异常时，根据设备的异常状态提取故障特征，根据故障特征调取常见故障数据库中与当前故障特征相对应的故障原因，根据故障原因初步判断故障类型。

8.根据权利要求7所述的一种通信设备自动故障检测与修复方法，其特征在于：所述步骤S22进一步包括以下步骤：

步骤S221：根据故障特征分析出设备硬件上可能发生该故障第一区域,进一步对设备硬件上第一区域进行检测，获取每个模块的电压值和电流值，对比数据库中设备数据，若电压值和电流值中的任意一个与系统设定阈值不相符，系统判定该设备硬件存在故障，并进行标记，反之则系统判定设备硬件无故障；

步骤S222：当设备硬件未检测出故障时，根据故障特征锁定故障特征功能的直属功能模块，对直属功能模块进行封装处理；

步骤S223：在封装盒中对直属功能模块进行测试，若直属功能模块能正常运行，则解除封装状态，若直属功能模块运行结果不符合系统预设结果，则标记直属功能模块；

步骤S224：当第一区域和直属功能模块均未检测出故障时，调取当前操作在软件模组中的流程，并对参与流程的模块分别进行封装处理，分别对被封装的模块进行测试，将测试结果不符合其功能设定的模块分别进行标记。

9.根据权利要求8所述的一种通信设备自动故障检测与修复方法，其特征在于：所述步骤S3进一步包括以下步骤：

步骤S31：调取检测出的故障软件模块，在封装盒中将软件模块进行二次分割，分别对功能块进行测试，将测试结果不符合系统设定效果的数据块进行标记；

步骤S32：调取设备型号，根据设备型号调取数据库中当前设备型号的设备三维模型，调取系统标记的故障硬件模块，在设备三维模型中标记故障模块；

步骤S33：在检测到设备运行状态异常后，立即中断数据处理，将数据进行备份，通过通信模块连接邻近的设备将备份数据传输到邻近的设备，在分析出设备故障原因后，故障存储模块将设备故障特征及故障原因进行记录并存储。

10.根据权利要求9所述的一种通信设备自动故障检测与修复方法，其特征在于：所述步骤S4进一步包括以下步骤：

步骤S41：调取数据库中的设备信息数据，识别其中的设备结构，识别设备三维模型中的连接节点，锁定设备故障位置，根据设备说明书制定设备维修步骤；

步骤S42：在维修人员对设备硬件进行维修时，系统通过通信模块将设备三维模型发送到维修人员手持终端上，根据制定的维修步骤在终端上引导维修人员逐步拆解设备并进行维修；

步骤S43：在进行软件模块修复时，系统锁定故障模块，将故障模块进行封装，在封装盒内将模块进行重启，模块重启后在封装盒内测试其功能，若模块功能完整，则说明故障已修复，解除封装盒的封锁，若模块功能仍存在功能错误，则说明故障仍存在，在封装盒内将故障模块替换为新的模块。