一种设备故障识别方法及系统与流程

本申请涉及智能检测技术领域，尤其涉及一种设备故障识别方法及系统。

背景技术：

随着物联网和人工智能技术的成熟，智能家居快速发展，越来越多的智能设置连接上了云端，同时设备产生故障的原因也变得越来越多。硬件异常，软件异常或者网络异常都有可能造成设备无法正常运行，而普通用户对多元化的异常原因无从下手，往往采取的方式只能通过客服反馈或者保修来解决异常。

在客服反馈过程中，用户往往不能够准确说明故障产生的异常特征，仅是描述故障如“我的设备用不了”，然而上述反馈并无法辅助客服排查问题，造成沟通成本非常高，哪怕是一个简单的小问题都难以解决。对于保修渠道，将设备寄回厂商维修或者让维修上门解决，有时一个小问题都需要较长的周期时间进行处理，会造成用户使用体验差。

针对相关技术中存在的诸多技术问题，目前尚未提供有效的解决方案。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题或者至少部分地解决上述技术问题，本申请提供了一种设备故障识别方法及系统。

第一方面，本申请实施例提供了一种设备故障识别方法，包括：

获取目标装置的异常声音信号；

确定所述异常声音信号对应的目标声音信号；

确定所述目标声音信号对应的目标语义信息；

根据所述目标语义信息确定所述目标装置的故障信息。

可选的，如前述的方法，所述确定所述异常声音信号对应的目标声音信号，包括：

将所述异常声音信号在各个候选声音信号中进行匹配，得到所述异常声音信号与所述候选声音信号之间的拟合程度；

在最高的拟合程度大于或等于预设的下限阈值时，根据所述最高的拟合程度对应的候选声音信号得到所述目标声音信号。

可选的，如前述的方法，所述将所述异常声音信号在各个候选声音信号中进行匹配，包括：

获取所述目标装置的设备信息；

查询得到与所述设备信息对应的候选声音信号库；

将所述异常声音信号在所述候选声音信号库中的各个候选声音信号中进行匹配。

可选的，如前述的方法，所述确定所述异常声音信号对应的目标声音信号，包括：

对所述异常声音信号的音频质量进行分析，得到质量分析结果；

在所述质量分析结果满足预设音频质量要求时，确定所述异常声音信号对应的目标声音信号；

在所述质量分析结果不满足所述预设音频质量要求时，生成反馈信息，以使终端根据反馈信息重新采集所述目标装置的异常声音信号。

可选的，如前述的方法，还包括：

根据所述故障信息获取与所述目标装置对应的故障排除方案信息；

将所述故障信息以及所述故障排除方案信息发送至与所述目标装置对应的信息接收终端。

可选的，如前述的方法，还包括：

在所述故障排除方案信息满足第一预设要求时，获取所述目标装置对应的位置信息以及联系人信息，并将所述位置信息以及联系人信息发送至设备维修人员；

在所述故障排除方案信息满足第二预设要求时，获取与所述故障排除方案信息对应的故障排除步骤信息，并将所述故障排除步骤信息发送至所述信息接收终端，以使终端用户根据所述故障排除步骤信息对所述故障装置进行故障排除。

可选的，如前述的方法，所述将所述异常声音信号在各个候选声音信号中进行匹配，包括：

对所述异常声音信号的声音属性信息进行分析，得到异常声音分析结果；其中，所述声音属性信息包括以下至少一项：音调、音强以及音色；

确定所述候选声音信号对应的候选声音分析结果；

将所述异常声音分析结果在各个所述候选声音分析结果中进行匹配。

第二方面，本申请实施例提供了一种设备故障识别装置，包括：

获取模块，用于获取目标装置的异常声音信号；

查询模块，用于确定所述异常声音信号对应的目标声音信号；

语义确定模块，用于确定所述目标声音信号对应的目标语义信息；

故障确定模块，用于根据所述目标语义信息确定所述目标装置的故障信息。

可选的，如前述的装置，所述查询模块，包括：

匹配子模块，用于将所述异常声音信号在各个候选声音信号中进行匹配，得到所述异常声音信号与所述候选声音信号之间的拟合程度；

目标声音信号子模块，用于在最高的拟合程度大于或等于预设的下限阈值时，根据所述最高的拟合程度对应的候选声音信号得到所述目标声音信号。

可选的，如前述的装置，所述匹配子模块，包括：

设备信息获取单元，用于获取所述目标装置的设备信息；

信号库查询单元，用于查询得到与所述设备信息对应的候选声音信号库；

信号匹配单元，用于将所述异常声音信号在所述候选声音信号库中的各个候选声音信号中进行匹配。

可选的，如前述的装置，所述查询模块，包括：

质量分析单元，用于对所述异常声音信号的音频质量进行分析，得到质量分析结果；

第一处理单元，用于在所述质量分析结果满足预设音频质量要求时，确定所述异常声音信号对应的目标声音信号；

第二处理单元，用于在所述质量分析结果不满足所述预设音频质量要求时，生成反馈信息，以使终端根据反馈信息重新采集所述目标装置的异常声音信号。

可选的，如前述的装置，还包括：信息发送模块；所述信息发送模块包括：

方案信息获取单元，用于根据所述故障信息获取与所述目标装置对应的故障排除方案信息；

发送单元，用于将所述故障信息以及所述故障排除方案信息发送至与所述目标装置对应的信息接收终端。

可选的，如前述的装置，还包括：处理策略模块；所述处理策略模块包括：

第一策略单元，用于在所述故障排除方案信息满足第一预设要求时，获取所述目标装置对应的位置信息以及联系人信息，并将所述位置信息以及联系人信息发送至设备维修人员；

第二策略单元，用于在所述故障排除方案信息满足第二预设要求时，获取与所述故障排除方案信息对应的故障排除步骤信息，并将所述故障排除步骤信息发送至所述信息接收终端，以使终端用户根据所述故障排除步骤信息对所述故障装置进行故障排除。

可选的，如前述的装置，所述匹配子模块，包括：

属性信息分析单元，用于对所述异常声音信号的声音属性信息进行分析，得到异常声音分析结果；其中，所述声音属性信息包括以下至少一项：音调、音强以及音色；

候选声音分析结果单元，用于确定所述候选声音信号对应的候选声音分析结果；

结果匹配单元，用于将所述异常声音分析结果在各个所述候选声音分析结果中进行匹配。

第三方面，本申请实施例提供了一种设备故障识别系统，包括：拾音装置、数据处理装置以及数据反馈装置；

通过所述拾音装置，采集得到目标装置的异常音频，将所述异常音频由模拟信号转换为数字信号，得到异常声音信号；

通过所述数据处理装置，获取所述拾音装置上传的所述异常声音信号，根据所述异常声音信号分析得到满足预设要求的目标声音信号，确定所述目标声音信号的目标语义信息，根据所述目标语义信息确定所述目标装置的故障信息；

通过所述数据反馈装置，将所述故障信息发送至信息接收终端。

第四方面，本申请实施例提供了一种电子设备，包括：处理器、通信接口、存储器和通信总线，其中，所述处理器、通信接口和存储器通过通信总线完成相互间的通信；

所述存储器，用于存放计算机程序；

所述处理器，用于执行所述计算机程序时，实现如前述任一项所述的处理方法。

第五方面，本申请实施例提供了一种存储介质，所述存储介质包括存储的程序，其中，所述程序运行时执行如前任一项所述的方法步骤。

本申请实施例提供了一种设备故障识别方法及系统，其中方法包括：获取目标装置的异常声音信号；确定所述异常声音信号对应的目标声音信号；确定所述目标声音信号对应的目标语义信息；根据所述目标语义信息确定所述目标装置的故障信息。通过本实施例中的方法，在各个位置的目标装置发生故障的时候，无需维修人员到现场进行故障的诊断即可判断得到故障信息；相比于现有技术中的故障排除方法，可以免于报修人员进行的专业性不强的故障情况描述，导致维修人员无法准确获知故障信息的情况；通过对异常声音信号进行分析后获得地准确的故障信息，可以提高后期维修的效率，降低维修周期，提升用户使用体验。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的一种设备故障识别方法的流程示意图；

图2为本申请另一实施例提供的一种设备故障识别方法的流程示意图；

图3为本申请另一实施例提供的一种设备故障识别方法的流程示意图；

图4为本申请另一实施例提供的一种设备故障识别方法的流程示意图；

图5为本申请实施例提供的一种设备故障识别装置的框图；

图6为本申请实施例提供的一种设备故障识别系统的框图；

图7为本申请实施例提供的一种电子设备的结构示意图。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通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，都属于本申请保护的范围。

图1为本申请实施例提供的一种设备故障识别方法，包括如下所述步骤s1至s4：

步骤s1.获取目标装置的异常声音信号。

具体的，异常声音信号可以由终端对设备关键部位进行拾音后上传得到，可选的，终端可以是放置于目标装置上，并且按照预设周期，自动进行拾音，并转换为数字信号后得到。

步骤s2.确定异常声音信号对应的目标声音信号。

具体的，目标声音信号可以是预先存在的，并且对故障装置进行音频采集后得到的声音信号。

在一般情况下，会存在多个候选声音信号，以通过异常声音信号匹配得到相似度最高的目标声音信号。

步骤s3.确定目标声音信号对应的目标语义信息。

具体的，目标语义信息是与目标声音信号对应的语义信息。可选的，可以通过知识图谱的方式检录目标声音信号与语义信息之间的对应关系。

在进行目标声音信号的采集时，会预先确定各个故障装置对应的故障信息(可以包括但不限于：故障的类型或者故障的部件)，并且，故障的类型或者故障的部件可以通过语义信息的方式进行表征；因此，可以预先确定目标声音信号与目标语义信息之间的对应关系。

步骤s4.根据目标语义信息确定目标装置的故障信息。

具体的，由于故障信息是通过目标语义信息进行表征的，因此在得到目标语义信息之后，即可确定目标装置的故障信息。

通过本实施例中的方法，在各个位置的目标装置发生故障的时候，无需维修人员到现场进行故障的诊断即可判断得到故障信息；相比于现有技术中的故障排除方法，可以免于报修人员进行的专业性不强的故障情况描述，导致维修人员无法准确获知故障信息的情况；通过对异常声音信号进行分析后获得地准确的故障信息，可以提高后期维修的效率，降低维修周期，提升用户使用体验。

如图2所示，在一些实施例中，如前述的方法，所述步骤s2确定异常声音信号对应的目标声音信号，包括如下所述步骤s21和s22：

步骤s21.将异常声音信号在各个候选声音信号中进行匹配，得到异常声音信号与候选声音信号之间的拟合程度。

具体的，候选声音信号可以由企业进行对大量的异常设备进行异常声音的收集整理后得到；可选的，在得到候选声音信号时，可以使每个候选声音信号都对应于一种故障，也可以使其中的某些候选声音信号同时对应于多种故障，进一步的，还可以设有对应于同一种故障的多个候选声音信号，以通过不同的候选声音信号对应于同一中故障的不同的故障级别(可以包括但不限于：轻微故障、较严重故障、严重故障等等)。

在处理时，异常声音信号一般是通过二进制转换后的数字信号，因而可以使得声音信号在幅值等方面能够数字化展现。

进而，可以通过数字化展现后的异常声音信号以及候选声音信号之间进行匹配，并得到异常声音信号与各个候选声音信号之间的拟合程度；其中，可选的，可以采用和方差、均方差以及均方根等等方法计算得到拟合程度，以确定异常声音信号与各个候选声音信号之间的相似度。

步骤s22.在最高的拟合程度大于或等于预设的下限阈值时，根据最高的拟合程度对应的候选声音信号得到目标声音信号。

也就是说，先在所有拟合程度中确定最高的拟合程度，然后判断最高拟合程度与下限阈值之间的关系；其中下限阈值的大小可以根据判断的精度进行调整。

在最高的拟合程度大于或等于预设的下限阈值时，并将最高的拟合程度对应的候选声音信号作为目标声音信号。

通过本实施例中的方法，可以准确匹配到相似度最高且满足相似度要求的目标声音信号，进而可以有效保障故障识别的准确性。

在一些实施例中，如前述的方法，所述步骤s21将异常声音信号在各个候选声音信号中进行匹配，包括如下所述步骤s211至s213：

步骤s211.获取目标装置的设备信息。

具体的，设备信息可以由上传异常声音信号的终端上传得到，进一步的，在终端进行上传时，可以使终端用户在候选选项中选择得到设备信息，以便于后期可以通过统一的描述进行准确快速的查询。

步骤s212.查询得到与设备信息对应的候选声音信号库。

具体的，不同的设备可以对应有不同的候选声音信号库；以在进行声音信号匹配的时候，每种设备都可以进行准确有针对性的进行。

其中，每个候选声音信号库都可以关联有对应的设备信息字段，以便于按照设备信息进行检索。

进而，在得到设备信息之后，按照设备信息进行查询，得到对应的候选声音信号库。

步骤s213.将异常声音信号在候选声音信号库中的各个候选声音信号中进行匹配。

具体的，在确定候选声音信号库之后，变量将异常声音信号在各个候选声音信号中进行匹配。

通过本实施例中的方法，可以快速缩小进行匹配的数据量，一方面可以有效提高匹配的效率，另一方面也可以提升匹配的准确性；避免因为不同设备的不同故障但是声音信号却相似的情况，导致故障诊断出现错误，进而影响后期的检修，降低用户体验。

如图3所示，在一些实施例中，如前述的方法，所述步骤s2确定异常声音信号对应的目标声音信号，包括如下所述步骤s23至s25：

步骤s23.对异常声音信号的音频质量进行分析，得到质量分析结果；

步骤s24.在质量分析结果满足预设音频质量要求时，确定异常声音信号对应的目标声音信号；

步骤s25.在质量分析结果不满足预设音频质量要求时，生成反馈信息，以使终端根据反馈信息重新采集目标装置的异常声音信号。

具体的，在对异常声音信号进行分析之前，先确定该异常声音信号的音频质量，当音频质量过低(举例的：噪声太大，时长过短等等)时，由于会严重影响声音信号的匹配，因此判定其不满足预设音频质量要求。

生成反馈信息(例如：音频质量不合格，请重新采集并上传)，并发送至终端，以使终端操作人员或者自动采集装置重新采集目标装置的异常声音信号，并上传至实现本实施例方法的装置。

通过本实施例中的方法，可以保障进行匹配的异常声音信号的音频质量，进而可以避免因为音频质量问题导致的匹配结果不准确，以及故障诊断不准确的情况发生，进而可以有效提高故障诊断的精度。

如图4所示，在一些实施例中，如前述的方法，还包括如下所述步骤s5和s6：

步骤s5.根据故障信息获取与目标装置对应的故障排除方案信息；

步骤s6.将故障信息以及故障排除方案信息发送至与目标装置对应的信息接收终端。

具体的，在得到故障信息之后，可以根据预先设置的对应关系，确定与该故障信息对应的故障排除方案信息，其中故障排除方案信息是用于提供进行故障排除的可选的实现方案。

可选的，故障信息以及故障排除方案信息可以通过手机app或者语音反馈到目标装置对应的信息接收终端。

在一些实施例中，如前述的方法，还包括如下所述步骤s7和s8：

步骤s7.在故障排除方案信息满足第一预设要求时，获取目标装置对应的位置信息以及联系人信息，并将位置信息以及联系人信息发送至设备维修人员；

具体的，第一预设要求可以是故障排除方案信息表征该故障只能由专业人员进行维修；因此将该目标装置对应的位置信息以及联系人信息，并将位置信息以及联系人信息发送至设备维修人员；以使设备维修人员按照联系人信息与机主联系维修时间，并按照位置信息上门维修。

步骤s8.在故障排除方案信息满足第二预设要求时，获取与故障排除方案信息对应的故障排除步骤信息，并将故障排除步骤信息发送至信息接收终端，以使终端用户根据故障排除步骤信息对故障装置进行故障排除。

具体的，第二预设要求可以是故障排除方案信息表征该故障可以由非专业人员进行维修；故障排除步骤信息可以是引导非专业人员自主进行故障排除的步骤，且，当故障排除方案信息满足第二预设要求时，每个故障排除方案信息都存在对应的故障排除步骤信息。

在获取故障排除步骤信息之后，将其发送至信息接收终端，以使终端用户可以自主根据故障排除步骤信息对故障装置进行故障排除，以使故障装置恢复正常。

采用本实施例中的方法，可以对故障排除方案进行分类，并按照分类结果确定发送的对象以及信息，进而可以得到更快的故障排除效率，可以有效提升用户体验。

在一些实施例中，如前述的方法，所述步骤s21将异常声音信号在各个候选声音信号中进行匹配，包括如下所述步骤s214至s216：

步骤s214.对异常声音信号的声音属性信息进行分析，得到异常声音分析结果；其中，声音属性信息包括以下至少一项：音调、音强以及音色；

步骤s215.确定候选声音信号对应的候选声音分析结果；

步骤s216.将异常声音分析结果在各个候选声音分析结果中进行匹配。

具体的，音强又称音量，即音的强弱(响亮)程度。音的基本特性的一种。音的强弱是由发音时发音体振动幅度(简称振幅)的大小决定的，两者成正比关系，振幅越大则音越"强"，反之则越"弱"。

声音的高低叫做音调。声音的三个主要的主观属性(即音量、音调、音色)之一。表示一个声音的调子高低的程度，音调又称音的高度。音调主要由声音的频率决定，同时也与声音强度有关。对一定强度的纯音，音调随频率的升降而升降；对一定频率的纯音、低频纯音的音调随声强增加而下降，高频纯音的音调却随强度增加而上升。

音色指音的感觉特性，是指音频的包络线。频率的高低决定声音的音调，振幅的大小决定声音的响度但不同的物体发出的声音还是可以通过音色分辨不同发生体的材料、结构不同，发出声音的音色也就不同。音色是声音的特色，根据不同的音色，即使在同一音高和同一声音强度的情况下，也能区分出是不同部件发出的。

因此，鉴于上述原因，在其中一种可选的实现方式中，可以通过音色判断以及音调判断故障的部件或者类型；通过音强得到故障的严重程度。并且可以将上述信息进行参数化，以得到参数化的异常声音分析结果和候选声音分析结果，便于更快的进行数据匹配以及故障诊断。

如图5所示，根据本申请另一方面的一个实施例，还提供了一种设备故障识别装置，包括：

获取模块11，用于获取目标装置的异常声音信号；

查询模块12，用于确定异常声音信号对应的目标声音信号；

语义确定模块13，用于确定目标声音信号对应的目标语义信息；

故障确定模块14，用于根据目标语义信息确定目标装置的故障信息。

具体的，本发明实施例的装置中各模块实现其功能的具体过程可参见方法实施例中的相关描述，此处不再赘述。

如图6所示，根据本申请另一方面的一个实施例，还提供了一种设备故障识别系统，包括：拾音装置21、数据处理装置22以及数据反馈装置23；

通过拾音装置21，采集得到目标装置的异常音频，将异常音频由模拟信号转换为数字信号，得到异常声音信号；

通过数据处理装置22，获取拾音装置上传的异常声音信号，根据异常声音信号分析得到满足预设要求的目标声音信号，确定目标声音信号的目标语义信息，根据目标语义信息确定目标装置的故障信息；

通过数据反馈装置23，将故障信息发送至信息接收终端。

可选的，拾音装置21可以放置于设备硬件端，在设备关键的异常声音产生部位放置麦克风拾音，麦克风设置声音识别模组，当声音产生到达设定的振幅以及音频时，麦克风开启拾音，对声音进行拾取，拾取的音频通过wi-fi上传数据处理装置22(例如：云服务器)。

数据反馈装置23，可以将异常的结果以及解决方法通过手机app或者语音等方式反馈到用户端。

具体的，本发明实施例的装置中各模块实现其功能的具体过程可参见方法实施例中的相关描述，此处不再赘述。

根据本申请的另一个实施例，还提供一种电子设备，包括：如图7所示，电子设备可以包括：处理器1501、通信接口1502、存储器1503和通信总线1504，其中，处理器1501，通信接口1502，存储器1503通过通信总线1504完成相互间的通信。

存储器1503，用于存放计算机程序；

处理器1501，用于执行存储器1503上所存放的程序时，实现上述方法实施例的步骤。

上述电子设备提到的总线可以是外设部件互连标准(peripheralcomponentinterconnect，pci)总线或扩展工业标准结构(extendedindustrystandardarchitecture，eisa)总线等。该总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。

通信接口用于上述电子设备与其他设备之间的通信。

存储器可以包括随机存取存储器(randomaccessmemory，ram)，也可以包括非易失性存储器(non-volatilememory，nvm)，例如至少一个磁盘存储器。可选的，存储器还可以是至少一个位于远离前述处理器的存储装置。

上述的处理器可以是通用处理器，包括中央处理器(centralprocessingunit，cpu)、网络处理器(networkprocessor，np)等；还可以是数字信号处理器(digitalsignalprocessing，dsp)、专用集成电路(applicationspecificintegratedcircuit，asic)、现场可编程门阵列(field-programmablegatearray，fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。

本申请实施例还提供一种存储介质，存储介质包括存储的程序，其中，程序运行时执行上述方法实施例的方法步骤。

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。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本发明的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

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