基于大数据分析的故障诊断系统及方法与流程
本发明涉及大数据分析领域，具体是基于大数据分析的故障诊断系统及方法。
背景技术：
大数据是指无法在一定时间范围内用常规软件工具进行捕捉、管理和处理的数据集合，是需要新处理模式才能具有更强的决策力、洞察发现力和流程优化能力的海量、高增长率和多样化的信息资产。
大数据必须采用分布式架构。它的特色在于对海量数据进行分布式数据挖掘。但它必须依托云计算的分布式处理、分布式数据库和云存储、虚拟化技术。随着云时代的来临，大数据也吸引了越来越多的关注。分析师团队认为，大数据通常用来形容一个公司创造的大量非结构化数据和半结构化数据，这些数据在下载到关系型数据库用于分析时会花费过多时间和金钱。大数据分析常和云计算联系到一起，因为实时的大型数据集分析需要像mapreduce一样的框架来向数十、数百或甚至数千的电脑分配工作。
大数据需要特殊的技术，以有效地处理大量的容忍经过时间内的数据。适用于大数据的技术，包括大规模并行处理数据库、数据挖掘、分布式文件系统、分布式数据库、云计算平台、互联网和可扩展的存储系统。
对于“大数据”研究机构给出了这样的定义。“大数据”是需要新处理模式才能具有更强的决策力、洞察发现力和流程优化能力来适应海量、高增长率和多样化的信息资产。
故障分析一般包括诊断对象的故障机理，故障模式及影响，故障发生概率和故障发展变化规律等。研究故障机理是研究引起故障的物理，化学过程等内因，以及故障发生和发展的条件等。这是产品设计者更需要关心的问题，故障模式是指产品故障的表现形式。故障模式及影响分析，主要是分析产品故障状态的形式分类，表现特征及影响后果等，并且根据使用经验和试验结果了解故障发生概率和发展变化规律。这些信息是产品诊断设计和实施诊断者更为关心的问题，只有在此基础上才能确定适当的检测方法，诊断判断，从而进行有效的故障诊断。
目前，大多数故障分析系统只对某一软件或者硬件进行故障诊断，本申请旨在对计算机的软件硬件同时进行故障诊断，从而保护计算机的安全。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供基于大数据分析的故障诊断系统及方法，以解决现有技术中的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
基于大数据分析的故障诊断系统，包括计算机，所述计算机内部设有通用软件分析模块、硬件数据采集监测模块、模糊诊断初始单元、专家远程诊断数据终端、故障预处理模块和报警模块，其中，计算机、通用软件分析模块、模糊诊断初始单元、专家远程诊断数据终端和故障预处理模块和报警模块依次通过内网连接，硬件数据采集监测模块与计算机、模糊诊断初始单元电连接，模糊诊断初始单元与报警模块通过内网。
根据采用上述技术方案：所述通用软件分析模块用于对计算机内部的软件程序进行分析，通用软件分析模块包括网络信号检测子模块和软件程序监测子模块，网络信号检测子模块用于对计算机内部的网络网速进行监测，软件程序监测子模块用于监测软件程序内部携带的代码信息安全性。
根据采用上述技术方案：所述硬件数据采集监测模块用于对计算机的主机箱和外部设备进行监测，硬件数据采集监测模块包括硬件接线监测子模块和硬件损坏监测子模块，硬件接线监测子模块用于监测主机箱和外部设备与计算机导线是否接触不良，硬件损坏监测子模块用于监测主机箱和外部设备是否损坏。
根据采用上述技术方案：所述模糊诊断初始单元用于对通用软件分析模块和硬件数据采集监测模块发送的数据进行初步诊断和分析，模糊诊断初始单元包括软件数据分析子模块和硬件数据分析子模块，软件数据分析子模块用于对通用软件分析模块传输的分析数据，软件数据分析子模块输入端与通用软件分析模块通过内网连接，硬件数据分析子模块用于接收硬件数据采集监测模块从而检测硬件使用情况，硬件数据分析子模块输入端和硬件数据采集监测模块电连接。
根据采用上述技术方案：所述专家远程诊断数据终端用于将模糊诊断初始单元诊断的数据发送给远程用户进行远程诊断，用户确定故障问题，将处理方法远程发送给故障预处理模块。
根据采用上述技术方案：所述故障预处理模块用于接收专家远程诊断数据终端的远程控制，故障预处理模块包括软件口和硬件口，软件口用于对使专家远程诊断数据终端的远程控制直接通过软件口对计算机内部的软件程序进行处理，硬件口用于对使专家远程诊断数据终端的远程控制直接通过软件口对计算机内部的硬件进行基础处理。
根据采用上述技术方案：所述报警模块包括报警信息推送子模块和强制关机子模块，报警信息推送子模块用于将诊断的故障以弹窗的形式对用户进行提醒，强制关机子模块用于在报警信息推送子模块推送三次以后仍无法处理，对计算机进行强制关机处理。
基于大数据分析的故障诊断方法，
s1：利用通用软件分析模块对计算机内部的软件程序进行分析，利用网络信号检测子模块对计算机内部的网络网速进行监测，软件程序监测子模块监测软件程序内部携带的代码信息安全性，将监测的数据发送给模糊诊断初始单元；
s2：利用硬件数据采集监测模块对计算机的主机箱和外部设备进行监测，利用硬件接线监测子模块监测主机箱和外部设备与计算机导线是否接触不良，硬件损坏监测子模块监测主机箱和外部设备是否损坏，将监测的数据发送给模糊诊断初始单元；
s3：利用模糊诊断初始单元用于对通用软件分析模块和硬件数据采集监测模块发送的数据进行初步诊断和分析；
s4：利用专家远程诊断数据终端将模糊诊断初始单元诊断的数据发送给远程操作人员进行远程诊断，操作人员确定故障问题，将处理方法远程发送给故障预处理模块；
s5：利用故障预处理模块接收专家远程诊断数据终端的远程控制，软件口对使专家远程诊断数据终端的远程控制直接通过软件口对计算机内部的软件程序进行处理，硬件口对使专家远程诊断数据终端的远程控制直接通过软件口对计算机内部的硬件进行基础处理；
s6：利用报警模块内部的报警信息推送子模块将诊断的故障以弹窗的形式对用户进行提醒，强制关机子模块在报警信息推送子模块推送三次以后仍无法处理，对计算机进行强制关机处理。
根据采用上述技术方案：所述步骤s3，利用模糊诊断初始单元用于对通用软件分析模块和硬件数据采集监测模块发送的数据进行初步诊断和分析中，还包括以下步骤：
a1：利用软件数据分析子模块接收通用软件分析模块传输的分析数据；
a2：利用硬件数据分析子模块用于接收硬件数据采集监测模块从而检测硬件使用情况；
a3:利用软件数据分析子模块和硬件数据分析子模块对接收的数据进行分析，对数据进行初步诊断。
根据采用上述技术方案：所述步骤a3，利用软件数据分析子模块和硬件数据分析子模块对接收的数据进行分析，对数据进行初步诊断中，还包括以下步骤：
软件数据分析子模块接收通用软件分析模块传输的分析数据ra、rb、rc、…、rx、ry、rz,其中对数据的安全性进行检测，其中，检测的数据为r1、r2、r3、r4、…、rn-1、rn；检测单一数据的安全性，将单一数据的安全性与设定阈值一相对比，当某一数据的安全性低于设定阈值，软件数据分析子模块对该段数据直接判别安全性较低，直接将数据发送给专家远程诊断数据终端进行二次诊断，当检测的全部数据的安全性高于设定阈值一，根据公式：
硬件数据分析子模块对接收的数据进行分析的时间设为t1、t2、t3、…、tn-1、tn,当记录时间内部硬件数据传输数量为x1、x2、x3、…、xn-1、xn,设定某一时刻的传输速率为z1、z2、z3、…、zn-1、zn,根据公式：
当某一时刻的zn为0，硬件数据分析子模块诊断该连接的硬件损坏，将数据发送给专家远程诊断数据终端进行二次诊断。与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1.利用通用软件分析模块对计算机内部的软件程序进行分析，利用网络信号检测子模块对计算机内部的网络网速进行监测，软件程序监测子模块监测软件程序内部携带的代码信息安全性，将监测的数据发送给模糊诊断初始单元；
2.利用硬件数据采集监测模块对计算机的主机箱和外部设备进行监测，利用硬件接线监测子模块监测主机箱和外部设备与计算机导线是否接触不良，硬件损坏监测子模块监测主机箱和外部设备是否损坏，将监测的数据发送给模糊诊断初始单元；
3.利用模糊诊断初始单元用于对通用软件分析模块和硬件数据采集监测模块发送的数据进行初步诊断和分析；利用软件数据分析子模块接收通用软件分析模块传输的分析数据；利用硬件数据分析子模块用于接收硬件数据采集监测模块从而检测硬件使用情况；利用软件数据分析子模块和硬件数据分析子模块对接收的数据进行分析，对数据进行初步诊断。
4.利用专家远程诊断数据终端将模糊诊断初始单元诊断的数据发送给远程操作人员进行远程诊断，操作人员确定故障问题，将处理方法远程发送给故障预处理模块；
5.利用故障预处理模块接收专家远程诊断数据终端的远程控制，软件口对使专家远程诊断数据终端的远程控制直接通过软件口对计算机内部的软件程序进行处理，硬件口对使专家远程诊断数据终端的远程控制直接通过软件口对计算机内部的硬件进行基础处理；
6.利用报警模块内部的报警信息推送子模块将诊断的故障以弹窗的形式对用户进行提醒，强制关机子模块在报警信息推送子模块推送三次以后仍无法处理，对计算机进行强制关机处理。
附图说明
为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明。
图1为本发明基于大数据分析的故障诊断系统的模块结构示意图；
图2为本发明基于大数据分析的故障诊断方法的具体步骤示意图；
图3为本发明基于大数据分析的故障诊断方法的具体步骤s3中步骤示意图；
图4为本发明基于大数据分析的故障诊断方法的实施过程示意图。
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。
本发明实施例中，基于大数据分析的故障诊断系统及方法，该系统包括计算机，所述计算机内部设有通用软件分析模块、硬件数据采集监测模块、模糊诊断初始单元、专家远程诊断数据终端、故障预处理模块和报警模块，其中，计算机、通用软件分析模块、模糊诊断初始单元、专家远程诊断数据终端和故障预处理模块和报警模块依次通过内网连接，硬件数据采集监测模块与计算机、模糊诊断初始单元电连接，模糊诊断初始单元与报警模块通过内网。
根据采用上述技术方案：所述通用软件分析模块用于对计算机内部的软件程序进行分析，通用软件分析模块包括网络信号检测子模块和软件程序监测子模块，网络信号检测子模块用于对计算机内部的网络网速进行监测，软件程序监测子模块用于监测软件程序内部携带的代码信息安全性。
根据采用上述技术方案：所述硬件数据采集监测模块用于对计算机的主机箱和外部设备进行监测，硬件数据采集监测模块包括硬件接线监测子模块和硬件损坏监测子模块，硬件接线监测子模块用于监测主机箱和外部设备与计算机导线是否接触不良，硬件损坏监测子模块用于监测主机箱和外部设备是否损坏。
根据采用上述技术方案：所述模糊诊断初始单元用于对通用软件分析模块和硬件数据采集监测模块发送的数据进行初步诊断和分析，模糊诊断初始单元包括软件数据分析子模块和硬件数据分析子模块，软件数据分析子模块用于对通用软件分析模块传输的分析数据，软件数据分析子模块输入端与通用软件分析模块通过内网连接，硬件数据分析子模块用于接收硬件数据采集监测模块从而检测硬件使用情况，硬件数据分析子模块输入端和硬件数据采集监测模块电连接。
根据采用上述技术方案：所述专家远程诊断数据终端用于将模糊诊断初始单元诊断的数据发送给远程用户进行远程诊断，用户确定故障问题，将处理方法远程发送给故障预处理模块。
根据采用上述技术方案：所述故障预处理模块用于接收专家远程诊断数据终端的远程控制，故障预处理模块包括软件口和硬件口，软件口用于对使专家远程诊断数据终端的远程控制直接通过软件口对计算机内部的软件程序进行处理，硬件口用于对使专家远程诊断数据终端的远程控制直接通过软件口对计算机内部的硬件进行基础处理。
根据采用上述技术方案：所述报警模块包括报警信息推送子模块和强制关机子模块，报警信息推送子模块用于将诊断的故障以弹窗的形式对用户进行提醒，强制关机子模块用于在报警信息推送子模块推送三次以后仍无法处理，对计算机进行强制关机处理。
基于大数据分析的故障诊断方法，
s1：利用通用软件分析模块对计算机内部的软件程序进行分析，利用网络信号检测子模块对计算机内部的网络网速进行监测，软件程序监测子模块监测软件程序内部携带的代码信息安全性，将监测的数据发送给模糊诊断初始单元；
s2：利用硬件数据采集监测模块对计算机的主机箱和外部设备进行监测，利用硬件接线监测子模块监测主机箱和外部设备与计算机导线是否接触不良，硬件损坏监测子模块监测主机箱和外部设备是否损坏，将监测的数据发送给模糊诊断初始单元；
s3：利用模糊诊断初始单元用于对通用软件分析模块和硬件数据采集监测模块发送的数据进行初步诊断和分析；
s4：利用专家远程诊断数据终端将模糊诊断初始单元诊断的数据发送给远程操作人员进行远程诊断，操作人员确定故障问题，将处理方法远程发送给故障预处理模块；
s5：利用故障预处理模块接收专家远程诊断数据终端的远程控制，软件口对使专家远程诊断数据终端的远程控制直接通过软件口对计算机内部的软件程序进行处理，硬件口对使专家远程诊断数据终端的远程控制直接通过软件口对计算机内部的硬件进行基础处理；
s6：利用报警模块内部的报警信息推送子模块将诊断的故障以弹窗的形式对用户进行提醒，强制关机子模块在报警信息推送子模块推送三次以后仍无法处理，对计算机进行强制关机处理。
根据采用上述技术方案：所述步骤s3，利用模糊诊断初始单元用于对通用软件分析模块和硬件数据采集监测模块发送的数据进行初步诊断和分析中，还包括以下步骤：
a1：利用软件数据分析子模块接收通用软件分析模块传输的分析数据；
a2：利用硬件数据分析子模块用于接收硬件数据采集监测模块从而检测硬件使用情况；
a3:利用软件数据分析子模块和硬件数据分析子模块对接收的数据进行分析，对数据进行初步诊断。
根据采用上述技术方案：所述步骤a3，利用软件数据分析子模块和硬件数据分析子模块对接收的数据进行分析，对数据进行初步诊断中，还包括以下步骤：
软件数据分析子模块接收通用软件分析模块传输的分析数据ra、rb、rc、…、rx、ry、rz,其中对数据的安全性进行检测，其中，检测的数据为r1、r2、r3、r4、…、rn-1、rn；检测单一数据的安全性，将单一数据的安全性与设定阈值一相对比，当某一数据的安全性低于设定阈值，软件数据分析子模块对该段数据直接判别安全性较低，直接将数据发送给专家远程诊断数据终端进行二次诊断，当检测的全部数据的安全性高于设定阈值一，根据公式：
硬件数据分析子模块对接收的数据进行分析的时间设为t1、t2、t3、…、tn-1、tn,当记录时间内部硬件数据传输数量为x1、x2、x3、…、xn-1、xn,设定某一时刻的传输速率为z1、z2、z3、…、zn-1、zn,根据公式：
当某一时刻的zn为0，硬件数据分析子模块诊断该连接的硬件损坏，将数据发送给专家远程诊断数据终端进行二次诊断。
实施例1：限定条件：软件数据分析子模块对通用软件分析模块传输的分析数据安全性进行检测，其检测的结果为61％、72％、84％、54％、67％、88％，检测单一数据的安全性，将单一数据的安全性与设定阈值一相对比，设定阈值一为50％，检测的全部数据的安全性高于设定阈值一，根据公式：
实施例2：限定条件：软件数据分析子模块对通用软件分析模块传输的分析数据安全性进行检测，其检测的结果为51％、62％、54％、57％、61％、52％，检测单一数据的安全性，将单一数据的安全性与设定阈值一相对比，设定阈值一为50％，检测的全部数据的安全性高于设定阈值一，根据公式：
实施例3：限定条件，硬件数据分析子模块对接收的数据进行分析的时间设为6s、12s、17s、21s、23s,当记录时间内部硬件数据传输数量为16bit、32bit、37bit、38bit、42bit,根据公式：
实施例4：限定条件，硬件数据分析子模块对接收的数据进行分析的时间设为3s、7.1s、8s、13s、14.2s,当记录时间内部硬件数据传输数量为14bit、16bit、0bit、0bit、0bit,根据公式：
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
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