[发明专利]基于物联网平台的设备故障检测分析方法和系统

权利要求书

1.基于物联网平台的设备故障检测分析方法，其特征在于，其包括如下步骤：

步骤S1，对接入到物联网平台的所有终端设备进行故障检测，以此得到相应的故障检测信息；将所有故障检测信息进行终端设备属性信息的标注后上传至物联网平台；

步骤S2，对所有故障检测信息进行聚类分析，并根据聚类分析结果，将所述故障检测信息划分为若干故障检测信息子集合；从每个故障检测信息子集合中提取得到子集合包含的所有故障检测信息的共同故障表现特征信息；

步骤S3，根据所述共同故障表现特征信息，确定每个故障检测信息子集合对应的所有终端设备的共同故障原因；并确定存在共同故障原因的所有终端设备的故障发生范围，从而向维修人员终端发送相应的维修通知消息；

其中，在所述步骤S1中，对接入到物联网平台的所有终端设备进行故障检测，以此得到相应的故障检测信息；将所有故障检测信息进行终端设备属性信息的标注后上传至物联网平台具体包括：

步骤S101，对接入到物联网平台的所有终端设备分别进行工作电压检测、数据传输速率检测和工作温度检测，从而获得每个终端设备各自的工作电压值检测信息、数据传输速率检测信息和工作温度值检测信息；

步骤S102，获取每个终端设备在物联网平台中的IP地址信息和地理位置信息，以此作为所述终端设备属性信息；将所述工作电压值检测信息、所述数据传输速率检测信息和所述工作温度值检测信息打包形成检测信息数据包后，以所述终端设备属性信息作为所述检测信息数据包的索引标注信息，再将所述检测信息数据包上传至物联网平台；其中，在所述步骤S2中，对所有故障检测信息进行聚类分析，并根据聚类分析结果，将所述故障检测信息划分为若干故障检测信息子集合；从每个故障检测信息子集合中提取得到子集合包含的所有故障检测信息的共同故障表现特征信息具体包括：

步骤S201，对所有检测信息数据包中的工作电压值检测信息、数据传输速率检测信息和工作温度值检测信息进行聚类分析，从而得到所有终端设备在工作电压、数据传输速率和工作温度三个层面上的聚类分析结果；根据所述聚类分析结果，将所有检测信息数据包划分若干故障检测信息子集合；

步骤S202，从每个故障检测信息子集合中提取得到子集合包含的所有检测信息数据包在工作电压值、数据传输速率和工作温度值中各自的共同故障表现特征信息；其中，所述共同故障表现特征信息包括供电电压起伏变化值、数据传输速率实际值和工作温度起伏变化值中的任意一者；其中，在所述步骤S201中，对所有检测信息数据包中的工作电压值检测信息、数据传输速率检测信息和工作温度值检测信息进行聚类分析，从而得到所有终端设备在工作电压、数据传输速率和工作温度三个层面上的聚类分析结果；根据所述聚类分析结果，将所有检测信息数据包划分若干故障检测信息子集合具体包括：

所有检测信息数据包中包含的检测信息均为二进制形式，在二进制形式的检测信息中分别包含检测信息的帧头、检测数据和帧尾三部分，其中帧头的位数为5位，帧尾的位数为5位，帧尾用于表示检测信息的结束，帧头用于表示检测信息的开始，在帧头中不同层面的帧头数据是不相同的，并且在帧头最后两位上还包含终端设备的编号信息，所述编号信息为转换为十进制后终端设备对应的安装排列顺序号，从而将所有检测信息数据包进行聚类分析，其具体过程为：

步骤S2011，利用下面公式(1)，对所有检测信息数据包中的工作电压值检测信息、数据传输速率检测信息和工作温度值检测信息进行聚类，

在上述公式(1)，所述聚类为按照每个终端设备聚类成每一列且按照每个终端设备的工作电压、数据传输速率和工作温度三个层面聚类成每一行，从而形成一个3行n列的聚类矩阵，其中n表示所有终端设备的总数量；[i(a),j(a)]表示所有检测信息数据包中的第a个检测信息在聚类矩阵中的行列位置；i(a)表示行位置；j(a)表示列位置；B(a)表示所有检测信息数据包中的第a个检测信息的帧头；表示右移运算符号；U₀表示工作电压值检测信息的标准帧头，并且U₀＝10100；V₀表示数据传输速率检测信息的标准帧头，并且V₀＝11000；Q₀表示工作温度值检测信息的标准帧头，并且Q₀＝11100；表示按位与运算；{}₁₀表示将括号内的数据转换为十进制形式数据；

步骤S2012，利用下面公式(2)，根据聚类后的聚类矩阵得到所有终端设备的聚类分析结果，

在上述公式(2)中，K(i,j)表示从三个层面进行聚类分析得到的聚类分析结果矩阵中第i行第j列的分析结果值；M(i,j)表示聚类矩阵中第i行第j列的二进制形式检测信息；L表示所有检测信息数据包中包含的单个检测信息的二进制位数；表示二进制数中前5位数值为0后L-10位数值为1；[u_min,u_max]表示所述终端设备的正常工作电压范围；[v_min,v_max]表示所述终端设备的数据传输速率范围；[q_min,q_max]表示所述终端设备的正常工作温度范围；D{}表示if判断函数，若括号内的不等式判断为真，则函数值为1，反之函数值为0；

步骤S2013，利用下面公式(3)，根据所有终端设备的聚类分析结果，将所有检测信息数据包划分为若干故障检测信息子集合，

在上述公式(3)中，A(j)表示对所有检测信息数据包进行划分后得到的划分矩阵；所述划分矩阵总共具有8种形式，分别为将j的值从1取到n过程中，把A(j)值相同的同种形式的j值所对应的聚类矩阵中的第j列进行提取后，将提取得到所有信息进行组合形成集合，再将所有检测信息数据包划分为若干故障检测信息子集合。