一种设备的故障诊断方法、装置、存储介质及电子装置与流程

本发明涉及智能交通检测领域，具体涉及一种设备的故障诊断方法、装置、存储介质及电子装置。

背景技术：

相关技术中，汽车电子标识随着国标gb/t35786的正式颁布，已经在全国各地开始逐渐铺开，目前已经在多个地市得到应用。汽车电子标识读写器一般安装于距地面6米左右的横杆上，电子标签安装于汽车挡风玻璃处，车辆一般以较高的速度通过检测断面，这种应用场景下若设备出现故障，传统的检修方式是通过封路取下读写器设备，离线进行故障分析。这样侵入式的检修方式成本较高，且因为不是实时检测，故障定位较难。

另外，对于大部分信号分析设备的基带信号的处理电路，都采用无源lc滤波的处理方式，电路的阶数较高，结构复杂，且效果一般。而标准测量仪器如示波器、频谱仪等体积较大也不便于带到现场，不利于维修人员在第一时间定位故障。现有技术中的专利号为cn106919880a的发明专利“射频信号监听设备”提出了一种小体积的射频信号监听设备，通过捕获空间中rfid射频信号来检测设备运行状况，但该设备仅仅作为监听工具，不能进行故障分析，无法在现场定位问题。

针对现有技术中存在的上述问题，目前未提出有效的解决方案。

技术实现要素：

本发明实施例提供了一种设备的故障诊断方法、装置、存储介质及电子装置，以至少解决相关技术中在设备出现故障的情况下，需要离线进行故障分析从而导致检修设备方式成本较高，且无法快速定位现场设备故障的问题。

根据本发明的一个实施例，提供了一种设备的故障诊断方法，包括：在设备处于运行的状态时，检测设备中读写设备发送的射频信号交互帧及射频信号的发射功率值；对射频信号进行解调处理，得到射频信号对应的基带信号；获取基带信号的特征信息，其中，特征信息用于表示基带信号的信号特征；根据发射功率值与第一阈值范围之间的关系、特征信息与第二阈值范围之间的关系及射频信号的交互帧的异常情况，确定设备是否处于故障状态。

可选地，根据发射功率值与第一阈值范围之间的关系、特征信息与第二阈值范围之间的关系及射频信号的交互帧的异常情况，确定设备是否处于故障状态，包括：检测发射功率值是否位于第一阈值范围之内，特征信息是否位于第二阈值范围之内；若检测结果为发射功率值位于第一阈值范围之内，且特征信息位于第二阈值范围之内，则确定设备处于正常运行状态；否则，确定设备处于故障状态。

可选地，根据发射功率值与第一阈值范围之间的关系、特征信息与第二阈值范围之间的关系及射频信号的交互帧的异常情况，确定设备是否处于故障状态，还包括：检测射频信号的交互帧是否异常；依据交互帧的异常情况确定交互帧的通信流程是否异常，其中，通信流程异常包括以下至少之一：query指令交互异常、ack指令交互异常、读写分区指令交互异常。

可选地，在确定设备处于故障状态的情况下，判断设备的故障类型，其中，故障类型包括：发射功率异常，基带波形异常，通信流程异常。

可选地，将故障类型及基带信号的波形进行显示。

可选地，依据检测结果判断设备处于故障状态时的故障类型包括：若检测结果为发射功率值不位于第一阈值范围之内，则故障类型为发射功率异常；若检测结果为特征信息不位于第二阈值范围之内，则故障类型为基带波形异常，其中，特征信息包括以下至少之一：基带信号的幅值，基带信号的过冲，基带信号的欠冲，基带信号的深度调制。

可选地，特征信息还包括：基带信号的前导码长度、基带信号的数据编码、基带信号的邻信道泄露比。

可选地，获取基带信号的特征信息之前，方法还包括：将基带信号进行放大、滤波及比较处理，以获取基带信号对应的基带数字信号。

可选地，基带信号包括：发射的基带信号和接收的基带信号。

根据本发明的一个实施例，还提供了一种设备的故障诊断装置，包括：检测模块，用于在设备处于运行的状态时，检测设备中读写设备发送的射频信号交互帧及射频信号的发射功率值；解调模块，用于对射频信号进行解调处理，得到射频信号对应的基带信号；获取模块，用于获取基带信号的特征信息，其中，特征信息用于表示基带信号的信号特征；确定模块，用于根据发射功率值与第一阈值范围之间的关系、特征信息与第二阈值范围之间的关系及射频信号的交互帧的异常情况，确定设备是否处于故障状态。

根据本发明的又一个实施例，还提供了一种存储介质，所述存储介质中存储有计算机程序，其中，所述计算机程序被设置为运行时执行上述任一项方法实施例中的步骤。

根据本发明的又一个实施例，还提供了一种电子装置，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器被设置为运行所述计算机程序以执行上述任一项方法实施例中的步骤。

通过上述步骤，在设备运行的状态时，通过检测设备的发射功率、射频信号对应的特征信息及射频信号交互帧的异常情况，检测出设备的故障状态以及设备的故障类型。因此，可以解决相关技术中在设备出现故障的情况下，需要离线进行故障分析从而导致设备维护成本高，且无法快速定位现场设备故障的问题，从而能够达到实时监测设备运行，在现场进行问题定位，及时排除故障的有益效果。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例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是根据本发明实施例的一种终端的控制方法的硬件结构图；

图2是根据本发明实施例的另一种终端的控制方法的流程图；

图3是根据本发明具体实施例提供的一种手持式汽车电子标识故障诊断的结构图；

图4是根据本发明具体实施例提供的另一种手持式汽车电子标识故障诊断的结构图；

图5是根据本发明具体实施例提供的一种手持式汽车电子标识故障诊断的流程图；

图6是根据本发明具体实施例提供的一种手持式汽车电子标识故障诊断装置的系统结构图；

图7是根据本发明实施例一种设备的诊断装置的结构框图。

具体实施方式

下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。

本申请实施例一所提供的方法实施例可以在移动终端、计算机终端或者类似的运算装置中执行。以运行在移动终端上为例，图1是根据本发明实施例的一种设备的故障诊断方法的硬件结构图。如图1所示，嵌入式设备可以包括一个或多个(图1中仅示出一个)处理器102(处理器102可以包括但不限于微处理器mcu或可编程逻辑器件fpga等的处理装置)和用于存储数据的存储器104，可选地，上述计算机终端还可以包括用于通信功能的传输设备106以及输入输出设备108。本领域普通技术人员可以理解，图1所示的结构仅为示意，其并不对上述移动终端的结构造成限定。例如，计算机终端还可包括比图1中所示更多或者更少的组件，或者具有与图1所示不同的配置。

存储器104可用于存储计算机程序，例如，应用软件的软件程序以及模块，如本发明实施例中的一种设备的故障诊断方法对应的计算机程序，处理器102通过运行存储在存储器104内的计算机程序，从而执行各种功能应用以及数据处理，即实现上述的方法。存储器104可包括高速随机存储器，还可包括非易失性存储器，如一个或者多个磁性存储装置、闪存、或者其他非易失性固态存储器。在一些实例中，存储器104可进一步包括相对于处理器102远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至嵌入式设备。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。

传输设备106用于经由一个网络接收或者发送数据。上述的网络具体实例可包括嵌入式设备的通信供应商提供的无线网络。在一个实例中，传输设备106包括一个网络适配器(networkinterfacecontroller，简称为nic)，其可通过基站与其他网络设备相连从而可与互联网进行通讯。在一个实例中，传输设备106可以为射频(radiofrequency，简称为rf)模块，其用于通过无线方式与互联网进行通讯。

实施例2

为了解决现有技术存在的问题，本发明提供一种设备的故障诊断方法，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。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。

图2是根据本发明实施例的一种设备的故障诊断方法的流程图，如图2所示，该流程包括如下步骤：

步骤s202，在设备处于运行的状态时，检测设备中读写设备发送的射频信号交互帧及射频信号的发射功率值；

步骤s204，对射频信号进行解调处理，得到射频信号对应的基带信号；

步骤s206，获取基带信号的特征信息，其中，特征信息用于表示基带信号的信号特征；

步骤s208，根据发射功率值与第一阈值范围之间的关系、特征信息与第二阈值范围之间的关系及射频信号的交互帧的异常情况，确定设备是否处于故障状态。

可选地，上述步骤的执行主体可以为上述计算机终端，但不限于此。

通过上述步骤，在设备运行的状态时，通过检测设备的发射功率、射频信号对应的特征信息及射频信号的交互帧的异常情况，检测出设备的故障状态以及设备的故障类型。因此，可以解决相关技术中在设备出现故障的情况下，需要离线进行故障分析从而导致设备维护成本高，且无法快速定位现场设备故障的问题，从而能够达到实时监测设备运行，在现场进行问题定位，及时排除故障的有益效果。

在一个可选的实施例中，根据发射功率值与第一阈值范围之间的关系、特征信息与第二阈值范围之间的关系及射频信号的交互帧的异常情况，确定设备是否处于故障状态，包括：检测发射功率值是否位于第一阈值范围之内，特征信息是否位于第二阈值范围之内；若检测结果为发射功率值位于第一阈值范围之内，且特征信息位于第二阈值范围之内，则确定设备处于正常运行状态；否则，确定设备处于故障状态。在本实施例中，设备处于运行状态时，设备内部的读写设备会发送射频信号，检测该射频信号，例如可以通过调节射频馈线调节天线去获取射频信号以及射频信号的发射功率，通过本发明的上述步骤，可以达到了不用暂停设备的运行，进而不会影响用户使用的情况下，获取设备的射频信号来检测设备的运行状态的情况时正常的还是异常的，从而可以解决相关技术中需要暂停设备的使用，离线检修设备的问题，从而提高了设备维护效率。

在一个可选的实施例中，根据发射功率值与第一阈值范围之间的关系、特征信息与第二阈值范围之间的关系及射频信号的交互帧的异常情况，确定设备是否处于故障状态，还包括：检测射频信号的交互帧是否异常；依据交互帧的异常情况确定交互帧的通信流程是否异常，其中，通信流程异常包括以下至少之一：query指令交互异常、ack指令交互异常、读写分区指令交互异常。在本实施例中，通过检测射频信号的交互帧是否异常，进而判断设备正在使用中时的通信流程是否异常，依据设备的通信流程的异常情况来检测设备的运行状态是正常的还是异常的，可以达到了不用暂停设备的运行，进而不会影响用户使用的情况下，获取设备的射频信号来检测设备的运行状态的情况时正常的还是异常的，从而可以解决相关技术中需要暂停设备的使用，离线检修设备的问题，从而提高了设备维护效率。

在一个可选的实施例中，在确定设备处于故障状态的情况下，判断设备的故障类型，其中，故障类型包括：发射功率异常，基带波形异常，通信流程异常。在本实施例中，设备的故障类型有三种，即发射功率异常，基带波形异常，通信流程异常。进一步地，在检测到射频信号的发射功率不在预先设定的阈值范围内，则判断设备发送的射频信号是异常的，属于设备故障的发射功率异常的故障类型；另外，本发明还通过将获取到的射频信号调制为基带信号，若检测基带信号的幅值，过冲，欠冲，深度调制任一项取值不在预先设定的阈值范围之内，则判断设备发送的射频信号是异常的，属于设备故障的基带波形异常的故障类型；此外，将检测到的射频信号的交互帧异常的情况称为设备的通信流程异常的故障类型。

在一个可选的实施例中，将故障类型及基带信号的波形进行显示。在本实施例中，将设备的运行时的检测结果，故障类型及射频信号的波形显示在目标终端的显示屏上显示，真实反映设备运行情况，极大方便了工作人员对设备的检测，从而提高了设备的维护效率。

在一个可选的实施例中，依据检测结果判断设备处于故障状态时的故障类型包括：若检测结果为发射功率值不位于第一阈值范围之内，则故障类型为发射功率异常；若检测结果为特征信息不位于第二阈值范围之内，则故障类型为基带波形异常，其中，特征信息包括以下至少之一：基带信号的幅值，基带信号的过冲，基带信号的欠冲，基带信号的深度调制。在本实施例中，获取的发射功率值是平均值，通过不停的调节天线的位置以便监测到发射功率的最大值为止，并求其平均值作为最终的发射功率值。另外，将获取到的射频信号经过解调、滤波、比较等处理，获取到最精确的基带数字信号，将基带数字信号的幅值、过冲、欠冲、调制深度四种参数值作为待检测的射频信号的特征信息，其中，过冲和欠冲主要是计算高电平的波形，上述参数均是按照去掉其中的最大值和最小值，然后取平均值作为最终的参数取值。通过检测射频信号的发射功率值及基带信号的幅值、过冲、欠冲、深度调制是否在预先设定的阈值范围内，进而判断出是哪个特征出现了问题，其中，预先设定的阈值(即上述第二阈值范围)包含四种阈值参数，是针对基带信号的幅值、过冲、欠冲和深度调制预先设定的阈值。

在一个可选的实施例中，上述特征信息还包括：基带信号的前导码长度、基带信号的数据编码、基带信号的邻信道泄露比。

在一个可选的实施例中，获取基带信号的特征信息之前，上述方法还包括：将基带信号进行放大、滤波及比较处理，以获取基带信号对应的基带数字信号。在本实施例中，获取基带信号的特征信息之前，将获取的基带信号经过放大(例如经过放大电路)滤波(例如采用数字可编程滤波器)处理，再进行比较处理(例如采用比较器电路)，将滤波后的基带信号阈值比较，从而输出最终的且精确度较高的基带数字信号，有效降低基带信号解码复杂度的目的。

在一个可选的实施例中，基带信号包括：发射的基带信号和接收的基带信号。

下面结合具体实施例对本发明进一步的说明。

针对现有技术存在的不足，本发明提供了一种手持式汽车电子标识故障诊断方法，以解决汽车电子标识系统存在的维护成本高，故障定位不便的问题。通过采用一种手持式的故障诊断装置(相当于本发明的设备的故障诊断装置)，提取功率值(即上述发射功率值)、相关波形指标(即上述特征信息)等特征进行故障诊断，能方便地在现场进行问题定位，及时排除故障。

图3是根据本发明具体实施例提供的一种手持式汽车电子标识故障诊断的结构图，如图3所示，该结构由天线模块302、功率检测模块304、射频前端模块306、基带处理模块308、数据处理模块310及显示模块312组成。天线模块302可以为棒状全向天线，连接射频馈线长3～5米，能灵活改变天线接收方向，有效探测信号；功率检测模块304与天线模块302相连，用于检测汽车电子标识的发射功率；射频前端模块306接收到天线传来的射频信号，将其解调为基带信号；基带处理模块308将基带信号进行滤波放大处理，包括放大电路、有源滤波电路、比较器电路，滤波器采用数字可编程有源滤波器an232，比较器采用max942，这样能最大的程度的简化电路，缩减电路尺寸；数据处理模块310计算出基带被波形的幅值、过冲、欠冲、调制深度，结合检测到的功率值诊断出故障类型；显示模块312显示接收到诊断结果(即上述故障类型及检测值结果)和波形。

图4是根据本发明具体实施例提供的另一种手持式汽车电子标识故障诊断的结构图。如图4所示，射频前端模块306也可以包含基带处理功能，在接收到天线模块302的射频信号后，经过功率检测模块304检测汽车电子标识的发射功率，射频信号经过解调滤波放大后，直接传给数据处理模块310，最终结果在显示模块312上显示。该实施例中，射频前端模块306将解调和滤波放大功能集成在一起，可以优化电路结构，提升调试的灵活性。

实际应用中，本发明实施例中的基带处理模块可以由集成运算放大电路和lc无源滤波电路构成，完成基带信号的预处理，本领域的技术人员可以根据具体应用，设置不同的电路，同样也落入了本发明的保护范围。

图5是根据本发明具体实施例提供的一种手持式汽车电子标识故障诊断的流程图，如图5所示，包括：

步骤s502、获得功率检测模块304测得的发射功率值，作为第1特征值。

在本实施例中，天线模块302在离读写器天线水平距离4米的地方开始监测，不停调整天线方位，直接监测到的发射功率最大为止，数据处理模块310将连续采集10秒的发射功率平均值作为第1特征值。

步骤s504、根据基带信号波形计算出信号的幅值、过冲、欠冲、调制深度(即上述特征信息)，分别作为第2～5特征值。

在具体实施例中，基带波形包括发射基带和接收基带波形，数据处理模块310连续计算10组基带波形的幅值、过冲、欠冲、调制深度，其中过冲和欠冲主要是计算高电平的波形，去掉其中的最大值和最小值，剩余值取平均作为第2～5特征值。

步骤s506、统计空中帧交互情况，判断通信流程是否正常。

在本实施例中，一个正常的识读流程，电子标签和汽车电子标识读写器会交互4次，通过天线模块302可以完整的捕捉到整个通信过程，若设备出现故障，数据模块根据通信帧(即上述交互帧)的回复情况判断是哪一步流程出了问题。

步骤s508、判断第1～5特征值是否在正常特征阈值范围内。

在本实施例中，数据处理模块310会存有正常情况下的功率值、波形幅值、过冲、欠冲、调制深度数据，从而可以得出一个正常特征阈值范围，判断第1～5特征值是否在该阈值范围内，进而得出那个特征出现了问题。

步骤s510、输出对应的故障类型。

在本实施例中，第1特征值对应的故障类型是发射功率异常，2～5特征值分别对应的故障类型是基带波形异常，通信流程异常可以分为query指令交互异常、ack指令交互异常、读/写分区指令交互异常，此时再根据具体的故障类型进行问题排查。通信流程异常与发射功率异常，以及基带波形异常可能同时存在。

图6是根据本发明具体实施例提供的一种手持式汽车电子标识故障诊断装置的系统结构图。如图6所示，电子标签602安装在车辆的前挡风玻璃上，车辆高速通过汽车电子标识读写器604(相当于上述读写设备)的过程中，汽车电子标识读写器读取电子标签中的存储信息，一个识读流程两者会有4次交互过程。此时，将手持式汽车电子标识故障诊断装置606(相当于本发明的设备的故障诊断装置)的棒状天线靠近读写器天线水平距离4米的地方开始监测，调整天线方位，直到能较好监测到空中的帧数据。

通过上述步骤，本发明实施例可以有效解决汽车电子标识故障诊断的问题，具有便携易于操作的特点。本发明相对于现有技术中的监听设备，本发明能在现场诊断出系统故障，极大方便了工作人员对设备的检修，提高了设备维护效率。而且具有现场波形存储功能，便于做离线分析，更加精准的定位故障。

实施例3

在本实施例中还提供了一种设备的故障诊断装置，该装置用于实现上述实施例及优选实施方式，已经进行过说明的不再赘述。如以下所使用的，术语“模块”可以实现预定功能的软件和/或硬件的组合。尽管以下实施例所描述的装置较佳地以软件来实现，但是硬件，或者软件和硬件的组合的实现也是可能并被构想的。

图7是根据本发明实施例一种设备的诊断装置的结构框图，如图7所示，该装置包括检测模块702，用于在设备处于运行的状态时，检测设备中读写设备发送的射频信号交互帧及射频信号的发射功率值；解调模块704，连接至上述检测模块702，用于对射频信号进行解调处理，得到射频信号对应的基带信号；获取模块706，连接至上述解调模块704，用于获取基带信号的特征信息，其中，特征信息用于表示基带信号的信号特征；确定模块708，连接至上述获取模块706，用于根据发射功率值与第一阈值范围之间的关系、特征信息与第二阈值范围之间的关系及射频信号的交互帧的异常情况，确定设备是否处于故障状态。

可选地，上述确定模块708通过以下方式确定设备是否处于故障状态：检测发射功率值是否位于第一阈值范围之内，特征信息是否位于第二阈值范围之内；若检测结果为发射功率值位于第一阈值范围之内，且特征信息位于第二阈值范围之内，则确定设备处于正常运行状态；否则，确定设备处于故障状态。

可选地，上述确定模块708通过以下方式确定设备是否处于故障状态：检测射频信号的交互帧是否异常；依据交互帧的异常情况确定交互帧的通信流程是否异常，其中，通信流程异常包括以下至少之一：query指令交互异常、ack指令交互异常、读写分区指令交互异常。

可选地，上述装置还用于在确定设备处于故障状态的情况下，判断设备的故障类型，其中，故障类型包括：发射功率异常，基带波形异常，通信流程异常。

可选地，上述装置还用于将故障类型及基带信号的波形进行显示。

可选地，上述装置通过以下方式判断设备处于故障状态时的故障类型：若检测结果为发射功率值不位于第一阈值范围之内，则故障类型为发射功率异常；若检测结果为特征信息不位于第二阈值范围之内，则故障类型为基带波形异常，其中，特征信息包括以下至少之一：基带信号的幅值，基带信号的过冲，基带信号的欠冲，基带信号的深度调制。

可选地，上述特征信息还包括：基带信号的前导码长度、基带信号的数据编码、基带信号的邻信道泄露比。

可选地，上述装置还用于在获取基带信号的特征信息之前，将基带信号进行放大、滤波及比较处理，以获取基带信号对应的基带数字信号。

可选地，基带信号包括：发射的基带信号和接收的基带信号。

需要说明的是，上述各个模块是可以通过软件或硬件来实现的，对于后者，可以通过以下方式实现，但不限于此：上述模块均位于同一处理器中；或者，上述各个模块以任意组合的形式分别位于不同的处理器中。

实施例4

本发明的实施例还提供了一种存储介质，该存储介质中存储有计算机程序，其中，该计算机程序被设置为运行时执行上述任一项方法实施例中的步骤。

可选地，在本实施例中，上述存储介质可以包括但不限于：u盘、只读存储器(read-onlymemory，简称为rom)、随机存取存储器(randomaccessmemory，简称为ram)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储计算机程序的介质。

本发明的实施例还提供了一种电子装置，包括存储器和处理器，该存储器中存储有计算机程序，该处理器被设置为运行计算机程序以执行上述任一项方法实施例中的步骤。

可选地，上述电子装置还可以包括传输设备以及输入输出设备，其中，该传输设备和上述处理器连接，该输入输出设备和上述处理器连接。

显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，并且在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。

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，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的原则之内，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。