一种基于数据分析的压力开关疲劳测试系统及方法与流程

本发明涉及压力开关，具体为一种基于数据分析的压力开关疲劳测试系统及方法。

背景技术：

1、压力开关包括压力传感器和电气开关。在使用过程中需要对压力开关的进行疲劳测试，确保压力开关的质量，在使用过程中采集多个压力传感器的多个环境数据，然后将数据输送至控制台进行疲劳测试分析。

2、设置多个压力传感器，并将各个压力传感器收集到的数据上传至云平台后，得到判断状态的数据。当某个压力传感器上传了异常的数据后，系统会根据设置，自动发出对应的指令，发出警报信息。但压力传感器所传输的异常数据，可能是因为所监测的环境出现异常而采集到的异常数据，此时该异常数据为正确数据；但是也会出现因为压力传感器自身问题导致的采集数据异常的情况，或者其他原因导致的数据异常的情况，这时的“异常数据”就是不正确的，由于系统并无法对该“异常数据”的真实性进行筛选，因此传输不正确的“异常数据”，就会导致系统发出错误指令，做出错误反应，导致测试系统的准确度降低，大大浪费测试系统的运行资源。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种基于数据分析的压力开关疲劳测试系统及方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种基于数据分析的压力开关疲劳测试方法，其特征在于：所述方法包括以下具体步骤：

3、s1、获取感知层的监测数据，将监测到的异常数据摘取出来；所述感知层包括若干个压力传感器，所述压力传感器将监测到的数据信息上传，对传输异常数据的压力传感器进行标记，提取被标记的压力传感器信息，将传输异常数据的时间节点设为异常时间点；

4、s2、以被标记的压力传感器为参考点，设定覆盖范围，获取覆盖范围内所有压力传感器的信息，计算覆盖范围内各个压力传感器与标记的压力传感器之间的相关性；获取相关性达到设定值的压力传感器信息，并提取在所述异常时间点，相关性达到设定值的压力传感器所传输的数据，将该数据作为实际采集数值；

5、s3、建立训练模型，将被标记压力传感器的历史采集数据和相关性达到设定值的压力传感器的历史采集数据作为训练集，对训练模型进行训练，通过训练模型，计算在异常时间点时，相关性达到设定值的压力传感器的计算采集数据，并将该数据作为输出计算数值；比较实际采集数据与输出计算数值是否相同，得到匹配结果；根据所述匹配结果计算匹配率，根据所述匹配率判断该异常数据的信任结果；

6、s4、若s3输出“可信度高”的信任结果，则系统根据设置，自动发出本次异常数据所对应的系统指令；若s3输出“可信度一般”的信任结果，则设定扩大范围，且所述扩大范围与所述覆盖范围不相同，重复s2；若s3输出“可信度低”的信任结果，则提取被标记压力传感器的历史维修信息，预测被标记压力传感器的维修时间段，判断被标记压力传感器的是否处于维修时间段，发送信息至控制台处；

7、s5、测试分析模块对数据处理模块处理后的数据进行分析，继而对压力开关的测试性能进行评估分析；优化分析模块对被测试的压力开关的工艺优化方向进行分析并得到时间影响系数与压力影响系数，将时间影响系数与压力影响系数进行比较并通过比较结果生成对应的工艺优化信号。

8、s300中所述信任结果包括“可信度高”、“可信度一般”和“可信度低”。

9、所述s1包括：

10、s101、当监测到感知层中出现异常数据时，捕捉该异常数据，并标记传输该异常数据的压力传感器，将传输该异常数据的压力传感器标记为m压力传感器，以被标记的m压力传感器为原点，建立三维坐标系；

11、s102、获取m压力传感器的压力传感器类型，得到m压力传感器所采集的数据类型，并在m压力传感器传输异常数据时，将传输异常数据的时间节点设为异常时间点tx。

12、所述s2包括：

13、s201、提取所有压力传感器形成集合b，集合b＝{压力传感器1、压力传感器2、压力传感器3、、、压力传感器x}；

14、s202、提取压力传感器m和集合b中压力传感器x的名称，设压力传感器m的名称为w1，集合b中的压力传感器x的名称为w2，利用以下公式计算集合b中各个压力传感器与压力传感器m在文本名称上的相似度

15、

16、其中，表示压力传感器m与集合b中压力传感器x在名称上的相似度；m表示w1的字符总数；n表示w2的字符总数；c为w1与w2的匹配字符数；l1(i)与l2(i)分别为匹配字符i在w1与w2中的匹配序；α与β分别为匹配度与匹配序的权重，二者常按黄金分割率，分别取值为0.6与0.4；

17、s203、根据压力传感器m的使用标准，获取压力传感器m的监测范围，提取该监测范围内所有的坐标点，形成集合a，集合a＝{(x1，y1，z1)、(x2，y2，z2)......(xn，yn，zn)}；根据压力传感器x的使用标准，获取压力传感器x的监测范围，提取该监测范围内所有的坐标点，形成集合c，集合c＝{(a1，b1，c1)、(a2，b2，c2)......(an，bn，cn)}，将集合c与集合a之间的重合坐标点提取出来，形成集合d，根据以下公式，计算集合a和集合c的重合率

18、

19、s204、将压力传感器x与压力传感器m之间的相关性设为rx，按照以下公式计算压力传感器m与集合b中压力传感器x之间的相关性rx：

20、

21、将集合b中的压力传感器x按照相关性rx进行降序排列，设定验证值的个数为z个，根据相关性的降序排列提取z个压力传感器x，并将压力传感器x在异常时间点tx时所传输的数据作为实际采集数值。

22、所述s3包括：

23、所述s301、建立历史时间集合t，提取历史时间集合t中时间节点tn所对应的压力传感器m的传输数据，以及在时间节点tn时，所述s204中被提取出来的压力传感器x的传输数据，建立训练模型，以压力传感器m所传输的传输数据作为输入，以压力传感器x所传输的传输数据作为输出，对模型进行训练；

24、所述s302、根据所述s301中的训练模型，计算出在异常时间节点tx时，压力传感器x的计算采集数据，并将该数据作为输出计算数值；

25、s303、设定输出计算数值的误差范围，比较实际采集数值与输出计算数值，是否在误差范围内；若实际采集数值与输出计算数值两者的数据在误差范围内，则输出“匹配”的结果；若实际采集数值与输出计算数值两者的数据不在误差范围内，则输出“不匹配”的结果；

26、s304、根据得到的z个压力传感器x的匹配结果，计算匹配率，根据匹配率输出信任结果，所述信任结果为“可信度高”、“可信度一般”或者“可信度低”；所述匹配率的计算公式如下：

27、

28、其中z表示在s204中所提取的压力传感器x的总个数。

29、所述s4包括：

30、s401、若s304输出“可信度高”的信任结果时，则说明此次传输的异常数据准确性高，则系统自动发出已经设定好的指令；

31、s402、若s304输出“可信度一般”的信任结果时，则再次设定新的扩大范围s2，提取扩大范围内的所有压力传感器，形成集合f，集合f＝{压力传感器1、压力传感器2、压力传感器3、、、压力传感器y}，重复s2，再次输出判断该异常数据的信任结果；

32、s403、若s304输出“可信度低”的信任结果，则提取压力传感器m的历史维修信息，预测压力传感器m的维修时间段，判断异常时间点tx是否在压力传感器m的维修时间段内；若异常时间点tx在压力传感器m的维修时间段内，则输出压力传感器m的自然故障概率大于人为损坏概率；若异常时间点tx不在压力传感器m的维修时间段内，则输出压力传感器m的自然故障概率小于人为损坏概率；将预测信息发送至控制台处。

33、一种基于数据分析的压力开关疲劳测试系统，该系统包括相连接的监测模块、传输模块、数据处理模块、数据提取模块、数据验证模块、测试分析模块和优化分析模块；

34、所述监测模块，用于采集所监测的压力开关中压力传感器的环境数据，并将采集到的环境数据通过传输模块传输到数据处理模块，所述数据处理模块对监测到的数据进行筛选，当出现异常数据时，利用所述数据提取模块对异常数据进行提取，并标记传输该异常数据的压力传感器，再标记该压力传感器对应的压力开关，所述数据验证模块则对该异常数据的可信度进行验证，并根据验证结果，输出对应的指令；

35、所述监测模块包括压力传感器单元，所述压力传感器单元用于对环境中的数据进行实时监测；所述传输模块包括数据传输单元和指令输出单元，所述数据传输单元用于对监测到的数据进行实时输送，所述指令输出单元用于根据系统设定的指令，向压力传感器单元发送监测指令。

36、所述数据处理模块包括数据预处理单元和分类储存单元，所述数据预处理单元用于对监测到的数据进行去噪处理，将冗余数据去除后，利用分类储存单元将监测到的数据分类储存。

37、所述数据提取模块包括提取单元、标记单元和建模单元；所述提取单元用于对传输的异常数据进行提取，并利用标记单元对传输该异常数据的压力传感器进行标记，同时通过所述建模单元，以标记的压力传感器为参考点，建立三维坐标系，设定覆盖范围，将覆盖范围内的压力传感器的位置进行标记。

38、所述数据验证模块包括相关性计算单元、建立模型单元、对比单元、验证信息输出单元，所述相关性计算单元用于对被标记的压力传感器与覆盖范围内的压力传感器之间的相关性进行计算，并根据相关性对覆盖范围内的压力传感器进行降序排列，将相关性达到设定阈值的压力传感器提取出来；所述建立模型单元用于建立训练模块，并将标记的压力传感器的历史采集数据作为输入值，将相关性到达阈值的压力传感器的历史采集数据作为输出值，对模型进行训练，最终计算出，在异常时间点tx时，相关性达到阈值的传感器的输出计算数值；利用所述对比单元将输出计算数值与实际采集数值进行比对，输出匹配结果，并计算匹配率，根据匹配率判断该异常数据的信任结果；所述验证信息输出单元根据输出的信息结果，发出该信任结果所对应的下一步操作。

39、与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：

40、本发明可在系统接收到异常数据时，标记出传输异常数据的压力传感器，并设定一个覆盖范围，提取覆盖范围内相关性达到设定值的压力传感器，通过对相关性到达设定值的压力传感器的采集数据变化进行分析，验证传输异常数据的压力传感器是否存在其他原因，从而可对传输的异常数据进行验证，提高该异常数据的可信度，减少系统发出错误指令的次数，节约资源；同时还可预测被标记的压力传感器的维修时间段，进一步判断传输异常数据的压力传感器是自身原因导致的，还是存在他人损坏的情况，减少测试过程中对不可靠数据进行计算而造成的资源损耗。