教室设备故障检测方法及其设备与流程
本申请涉及设备管理领域，特别涉及教室设备故障检测技术。
背景技术：
多媒体教室故障诊断是教室设备管理的核心功能之一。一个学校或地区通常包含数百间的多媒体智慧教室，一间多媒体智慧教室中又有多个设备，对如此数量庞大的设备进行人工定期检测维护是一项非常费时费力的工作且往往检查周期较长。较长的检查周期导致故障信息无法及时反馈汇总，设备无法及时维修更换，会导致严重后果，例如，教务管理员给教师安排分配了多媒体教室，但由于设备故障无法正常使用，从而导致上课活动无法正常进行。
技术实现要素：
本申请的目的在于提供一种教室设备故障检测方法及其设备，使得对教室内待测设备的故障检测结果更加准确、客观、合理，且实用性强。
本申请公开了一种教室设备故障检测方法，包括：
检测教室内摄像机是否功能正常；
如果摄像机功能正常，关闭所有发光设备，打开窗帘控制设备控制窗帘处于完全遮挡状态；
依次打开所述各发光设备，获取每个发光设备打开前后的第一预设连续时间段内所述摄像机记录的一组图像；
根据所获取的各组图像，计算所述每个发光设备打开前后该教室内亮度随时间变化的测试曲线；
根据所述每个发光设备打开前后该教室内亮度随时间变化的测试曲线判断各发光设备的开关功能是否正常。
在一个优选例中，所述打开窗帘控制设备控制窗帘处于完全遮挡状态之前，还包括：
如果判定当前所述教室外环境的光照度值在预设范围内，打开所述窗帘控制设备，获取其打开前后的第二预设连续时间段内所述摄像机记录的一组图像；
根据所获取的该组图像，计算该窗帘控制设备打开前后该教室内亮度随时间变化的测试曲线；
根据该窗帘控制设备打开前后该教室内亮度随时间变化的测试曲线判断该窗帘控制设备开关功能是否正常。
在一个优选例中，所述检测教室内摄像机是否功能正常之前还包括：
预先安装所述窗帘控制设备和所述摄像机至所述教室内；
调整所述摄像机的安装位置和拍摄角度使其能捕捉到所述窗帘控制设备及各发光设备打开引起的教室内亮度变化的光线；
设置所述摄像机的曝光时间、光圈大小参数至预先约定值，并关闭所述摄像机的光学补偿功能；
在一个优选例中，所述安装所述窗帘控制设备和所述摄像机至所述教室内之后，还包括：
打开所述窗帘控制设备，获取其打开前后的第二预设连续时间段内所述摄像机记录的一组图像，并根据所获取的该组图像计算所述窗帘控制设备打开前后该教室内亮度随时间变化的参考曲线，并记录当前所述教室外环境的光照度值；
根据所述当前所述教室外环境的光照度值设置匹配多个光照度范围的多个校正系数，所述多个光照范围的并集为所述预设范围；
打开所述窗帘控制设备控制窗帘处于完全遮挡状态，并依次打开所述各发光设备，获取每个发光设备打开前后的第一预设连续时间段内所述摄像机记录的一组图像，并根据所获取的各组图像计算所述每个发光设备打开前后该教室内亮度随时间变化的参考曲线；
所述根据该窗帘控制设备打开前后该教室内亮度随时间变化的测试曲线判断该窗帘控制设备开关功能是否正常，进一步包括：
判定当前所述教室外环境的光照度值对应的所述光照度范围，确定对应的校正系数；
如果
所述根据所述每个发光设备打开前后该教室内亮度随时间变化的测试曲线判断各发光设备的开关功能是否正常，进一步包括：
如果
在一个优选例中，所述发光设备包括输出显示设备；
所述安装所述窗帘控制设备和所述摄像机至所述教室内之后，还包括：
依次控制各输出显示设备播放预先设定的显示不同亮度的背景图片或视频片段，播放时长为a，a>0；
通过所述摄像机记录所述播放时长a内的多张图像；
利用图像处理方法，提取所述播放时长a内的每张图像的像素的亮度均值,计算所述各输出显示设备的屏幕显示亮度随时间变化的参考曲线；
所述根据所述每个发光设备打开前后该教室内亮度随时间变化的测试曲线判断各发光设备的开关功能是否正常之后，还包括：
依次控制所述各输出显示设备播放预先设定的显示不同亮度的背景图片或视频片段，播放时长为a，通过所述摄像机记录所述播放时长a内的多张图像，并利用图像处理方法，提取所述播放时长a内的每张图像的像素的亮度均值,计算所述各输出显示设备的屏幕显示亮度随时间变化的测试曲线；
如果
在一个优选例中，所述发光设备包括多组灯光设备，其中各组灯光设备的发光亮度能够调节；
所述安装所述窗帘控制设备和所述摄像机至所述教室内之后，还包括：
依次控制每组灯光设备按照预先设定的亮度变化曲线进行调节，调节时长为b，b>0；
通过所述摄像机记录所述调节时长b内教室内的多张图像；
利用图像处理方法，提取所述调节时长b内的每张图像的像素的亮度均值,计算所述每组灯光设备在所述调节时长b内该教室内亮度随时间变化的参考曲线；
所述根据所述每个发光设备打开前后该教室内亮度随时间变化的测试曲线判断各发光设备的开关功能是否正常之后，还包括：
依次控制每组灯光设备按照预先设定的亮度变化曲线进行调节，调节时长为b，通过所述摄像机记录所述调节时长b内教室内的多张图像，并利用图像处理方法，提取所述调节时长b内的每张图像的像素的亮度均值,计算所述每组灯光设备在所述调节时长b内该教室内亮度随时间变化的测试曲线，其中b>0；
如果
在一个优选例中，所述检测教室内摄像机是否功能正常进一步包括：
打开摄像机，截取摄像机录入图像；
如果检测到摄像机录入的图像信息，则所述摄像机功能正常，否则所述摄像机故障；
所述检测教室内摄像机是否功能正常之前，还包括：
检测所述教室内的各待测设备的网络连接情况，当判定某个待测设备网络连接异常时，该待测设备不再进行后续测试过程；
对所述教室内的各主机设备进行检测，当判定某个主机设备故障时，其对应的显示器不再参与后续测试过程。
本申请还公开了一种教室设备故障检测系统包括设置在各教室中的摄像机、窗帘控制设备和设置在管控中心的管控服务器，其中设置在教室中的所述摄像机、窗帘控制设备和发光设备与所述设置在管控中心的管控服务器通过网络连接；其中，
所述管控服务器用于通过所述网络设备发送第一控制信息给所述各教室中的摄像机，以控制检测所述各教室内摄像机是否功能正常，如果所述摄像机功能正常，则发送第二控制信息给所述摄像机、窗帘控制设备及各发光设备，以控制关闭所有发光设备，打开窗帘控制设备控制窗帘处于完全遮挡状态，并依次控制打开所述各发光设备，获取每个发光设备打开前后的第一预设连续时间段内所述摄像机记录的一组图像，根据所获取的各组图像计算所述每个发光设备打开前后该教室内亮度随时间变化的测试曲线，根据所述每个发光设备打开前后该教室内亮度随时间变化的测试曲线判断各发光设备的开关功能是否正常。
在一个优选例中，所述管控服务器，还用于如果判定当前所述教室外环境的光照度值在预设范围内，则发送第三控制信息给所述窗帘控制设备和所述摄像机，以控制打开所述窗帘控制设备，获取其打开前后的第二预设连续时间段内所述摄像机记录的一组图像，根据所获取的该组图像计算该窗帘控制设备打开前后该教室内亮度随时间变化的测试曲线，以及根据该窗帘控制设备打开前后该教室内亮度随时间变化的测试曲线判断该窗帘控制设备开关功能是否正常。
在一个优选例中，所述管控服务器，还用于发送第四控制信息到所述各教室内的所有待测设备检测每个待测设备与所述管控服务器的网络连接情况，当判定某个待测设备网络连接异常时，该待测设备不再进行后续测试过程；
所述管控服务器，还用于发送第五控制信息到对所述各教室内的主机设备进行检测，当判定某个主机设备故障时，其对应的显示器不再参与后续测试过程。
本申请实施方式与现有技术相比，至少具有以下区别和效果：
通过服务器打开窗帘控制设备控制窗帘处于完全遮挡状态，避免教室外光线对室内测试的不良影响，通过服务器逐个控制教室内的各发光设备打开和关闭，并通过预先设置的摄像机获取每个发光设备打开前一段时间到关闭后一段时间内的多张图像或者所有图像信息，实现动态地记录下该发光设备打开前一段时间到关闭后一段时间内教室内光线亮度变化情况并拟合出对应的亮度随时间变化的测试曲线，根据所拟合出的测试曲线判断该发光设备的开关功能是否正常，使得对教室内各灯光设备的开关功能的故障检测结果更加准确、客观、合理。
进一步地，在摄像机和窗帘控制设备安装完成后，进行每个灯光设备开关功能检测的预测试过程，实现动态地记录下预测试时该发光设备打开前一段时间到关闭后一段时间内教室内光线亮度变化情况并拟合出对应的亮度随时间变化的参考曲线，并计算该参考曲线的积分和与上述测试曲线的积分和的差值的绝对值，将该差值的绝对值与预设阈值比较，并根据比较结果判断该发光设备的开关功能是否正常，其中通过计算正式测试中的到的测试曲线的积分和以及预测试中得到的参考曲线的积分和，减小了测试误差，进一步提高了故障检测结果的准确性。
进一步地，在发光设备进行正式测试前，增加了窗帘控制设备的检测过程，确保窗帘处于完全遮挡状态，排除了因窗帘控制设备故障造成的检测效果不佳的问题，从而使得教室内各灯光设备的开关功能的故障检测结果更加准确。同时，采用与发光设备开关功能相同的检测方法来检测窗帘控制设备的开关功能，即实现动态地记录下预测试时和正式测试时该窗帘控制设备打开前一段时间到关闭后一段时间内教室内光线亮度变化情况并拟合出对应的亮度随时间变化的参考曲线和测试曲线，并计算该参考曲线的积分和与测试曲线的积分和的差值的绝对值，将该差值的绝对值与预设阈值比较，并根据比较结果判断该窗帘控制设备的开关功能是否正常，并且通过设置光照传感器，对正式测试时得到的测试曲线进行校准，避免了因预测试和正式测试因外部光照度不同造成的测试结果不准确的问题。
进一步地，在发光设备的开关功能检测的基础上，又增加了对其包括的输出显示设备的播放或者调节功能的测试，提高了对部分设备测试的全面性。
进一步地，还增加了教室内各主机设备的测试，服务器与待测设备网络连接的测试等，实现对该教室中几乎所有设备的测试，提高了对教室内各设备故障测试的实用性。
而且，本申请中实施方式可以针对同一学校内的某一个教室的部分或所有设备进行测试，或者可以针对同一学校内的某几个教室的部分或所有设备进行检测，或者还可以针对同一学校内的所有教室的部分或所有设备进行检测，提高了对教室内各设备故障测试的实用性。
本申请的说明书中记载了大量的技术特征，分布在各个技术方案中，如果要罗列出本申请所有可能的技术特征的组合(即技术方案)的话，会使得说明书过于冗长。为了避免这个问题，本申请上述发明内容中公开的各个技术特征、在下文各个实施方式和例子中公开的各技术特征、以及附图中公开的各个技术特征，都可以自由地互相组合，从而构成各种新的技术方案(这些技术方案均因视为在本说明书中已经记载)，除非这种技术特征的组合在技术上是不可行的。例如，在一个例子中公开了特征a+b+c，在另一个例子中公开了特征a+b+d+e，而特征c和d是起到相同作用的等同技术手段，技术上只要择一使用即可，不可能同时采用，特征e技术上可以与特征c相组合，则，a+b+c+d的方案因技术不可行而应当不被视为已经记载，而a+b+c+e的方案应当视为已经被记载。
附图说明
图1是根据本申请第一实施方式的教室设备故障检测方法流程示意图；
图2是根据本申请第二实施方式的教室设备故障检测系统结构示意图。
具体实施方式
在以下的叙述中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，本领域的普通技术人员可以理解，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请所要求保护的技术方案。
部分概念的说明：
主机：指计算机除去输入输出设备以外的主要机体部分。也是用于放置主板及其他主要部件的控制箱体(容器mainframe)，通常包括cpu、内存、主板、光驱、电源、以及其他输入输出控制器和接口等。
发光设备：打开或者关闭时，能够起到所在教室内的光线亮度变化。
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请的实施方式作进一步地详细描述。
本申请的第一实施方式涉及一种教室设备故障检测方法，其流程如图1所示，该方法包括以下步骤：
在步骤101中，检测教室内摄像机是否功能正常。
可选地，该步骤101之前还包括以下步骤：开始，判断当前是否为预先约定自动检测时间；如果是则进入步骤101，否则不操作。在一个实施例中，该预先约定自动检测时间可以根据实时课程表信息，选定上课前10分钟或当天所有课程结束后一段时间内。
可选地，该步骤101之前还可以包括以下步骤①和②：
①检测该教室内的各待测设备的网络连接情况，当判定某个待测设备网络连接异常时，该待测设备不再进行后续测试过程；
②对该教室内的各主机设备进行检测，当判定某个主机设备故障时，其对应的显示器不再参与后续测试过程。
在一个实施例中，该步骤①可以实现为：通过设置在管控中心的管控服务器以广播的形式发送网络检测信号给位于该教室的所有待测设备进行；响应于该网络检测信号，该教室的所有待测设备回复表示设备唯一性的标识给管控服务器，其中管控服务器预先保存有对应每个教室的设备表，该设备表中包括该教室中所有设备的标识列表；当管控服务器未收到任一个设备的回复时，则管控服务器网络异常；当管控服务器收到某个设备回复时，则表示该设备网络正常；管控服务器未收到某个设备回复时，则表示该设备网络异常；当管控服务器网络异常时，结束检测并向管控服务器发送“管控服务器端网络故障”的提示信息；当某设备的网络异常时，不再对该设备进行下一步的检测，并在所有检测完成后提示用户该设备网络异常。其中该表示设备唯一性的标识可以是预先约定代码或者设备标识码等。
在一个实施例中，该步骤②可以实现为：管控服务器发送主机检测信号给该教室中的各主机设备；响应于该主机检测信号，各主机设备对各自的cpu负载率、内存使用率和硬盘使用率(且不限于此三项，还可以包括其他更多项)逐项进行检测，并将检测到的数据回复给管控服务器；管控服务器对该数据进行分析判断确定各主机设备的功能是否正常，其中第一预设值、第二预设值和第三预设值为可配置参数。例如，满足以下1、2、3条件之一，则说明该主机设备故障，包括：1.设定时间内cpu使用率均值高于第一预设值；2.系统内存使用率超过第二预设值；3.硬盘使用超过第三预设值。
可选地，该主机设备至少包括pc主机、教室中控主机、云中控服务器主机中的一个或多个。并且任何其他主机都在本申请的保护范围之内。
可选地，该步骤101之前还包括以下步骤ⅰ和ⅱ：在步骤ⅰ中，预先安装该窗帘控制设备和该摄像机至该教室内；在步骤ⅱ中，调整该摄像机的安装位置和拍摄角度使其能捕捉到该窗帘控制设备及各发光设备打开引起的教室内亮度变化的光线，并设置该摄像机的曝光时间、光圈大小参数至预先约定值，并关闭该摄像机的光学补偿功能。
需要指出：该摄像机的安装位置和拍摄角度一般在安装时进行调整；该摄像机的曝光时间、光圈大小参数和光学补偿功能一般在安装后进行预测试和每次正式测试之前进行确认，对不符合预先约定条件的进行调整。
可选地，该步骤ⅰ之后，需要对教室内各待测设备进行预测试，且预测过程应保证各待测设备各功能都正常。在一个实施例中，该待测设备至少包括以下的一种或多种：输出显示设备、主机设备、灯光设备等。其中各种设备的具体个数根据各教室中的设置数量确定。其中输出显示设备和灯光设备都属于发光设备。其中输出显示设备可以包括投影仪和/或显示器。
该预测试过程可以至少包括以下的一项或多项：(1)对该窗帘控制设备的开关功能的预测试；(2)对各发光设备的开关功能的预测试；(3)对发光设备中的每个投影仪和/或显示器的播放功能的预测试；(4)对发光设备中的每组灯光设备的调节功能的预测试等。其中如果该预测试过程包括多项功能测试，则可以依次进行。
可选地，“对该窗帘控制设备的开关功能的预测试”可以包括以下步骤a、b和c：
a打开该窗帘控制设备控制窗帘处于完全遮挡状态，获取其打开前后的第一预设连续时间段内该摄像机记录的一组图像；
b根据步骤a中所获取的该组图像计算该窗帘控制设备打开前后该教室内亮度随时间变化的参考曲线；
c记录当前该教室外的光照度值，根据该光照度值设置匹配多个光照度范围的多个校正系数，该多个光照范围的并集为预设范围。
在一个实施例中，该步骤b中对该组图像可以通过以下步骤计算该窗帘控制设备打开前后该教室内亮度随时间变化的参考曲线：首先，提取该组图像中的每张图像的亮度均值，根据每张图像的亮度均值与时间的关系拟合出该教室内亮度随时间变化的函数关系。但不限于次，其他现有或者待开发的方法都在本申请的保护范围之内。
需要说明的是，该第一预设连续时间段可以但不限于是几十秒、几分钟、十几分钟等，可以根据具体情况进行设定。由于窗帘控制设备在检测时受教室外环境亮度影响比较大，所以只考虑当前所测试的教室外光照度值满足预设范围(一定的光照度范围)才进行对应的窗帘控制设备的检测。其中该预设范围的设置方法有多种，例如可以选择包含步骤b中记录当前该教室外的光照度值的光照度范围。
可选地，上述步骤c中该教室外的光照强度值可以通过设置在该学校非室内区域的任意位置处的一个或多个光照传感器获取，例如该教室外的光照强度值可以通过设置在学校的管控服务器的附近的一个传感器获取，又例如该教室外的光照强度值可以通过设置在每个教室窗户附近的各传感器获取。
在一个实施例中，该步骤c可以更换为以下实现方式：记录当前(预测试时)该教室外的实时天气情况，并设置包含当前天气情况的多种天气情况，分别根据当前天气情况为所设置的该多种天气情况设定对应的校正系数，其中该实现方式只限定“测试环境为白天”。例如设置“晴天”和“阴雨天”两种天气情况，如果当前(预测试时)实时天气情况为晴天，那么设定“晴天”对应第一校正系数，设定“阴雨天”对应第二校正系数，且第一校正系数与第二校正系数不相等。
可选地，“对每个发光设备的开关功能的预测试”可以包括以下步骤d、e和f：
d打开该窗帘控制设备控制窗帘处于完全遮挡状态；
e依次打开该各发光设备，获取每个发光设备打开前后的第一预设连续时间段内该摄像机记录的一组图像；
f根据步骤e所获取的各组图像计算该每个发光设备打开前后该教室内亮度随时间变化的参考曲线。
需要说明的，每个发光设备对应的第一预设连续时间段可以相同也可以不同，可以根据每种发光设备开启快慢进行选择设置。例如，该第一预设连续时间段可以但不限于是几十秒、几分钟、十几分钟等。
在一个实施例中，该步骤f中对每个发光设备对应的那组图像可以通过以下步骤计算每个发光设备打开前后该教室内亮度随时间变化的参考曲线：首先，提取每个发光设备对应的该组图像中的每张图像的亮度均值，根据每张图像的亮度均值与时间的关系拟合出该教室内亮度随时间变化的函数关系。但不限于次实施例，其他现有或者待开发的方法都在本申请的保护范围之内。
可选地，“对发光设备中的各输出显示设备(例如投影仪、显示器等)的播放功能的预测试”可以包括以下步骤g、h和j：
g依次控制各输出显示设备(例如投影仪、显示器等)播放预先设定的显示不同亮度的背景图片或视频片段，播放时长为a，其中a＞0；
h通过该摄像机记录该播放时长a内的多张图像；
j利用图像处理方法，提取该播放时长a内的每张图像的像素的亮度均值,计算该各输出显示设备的显示屏幕的亮度随时间变化的参考曲线。
需要说明的是，该播放时长为a可以根据实际情况进行设定，例如可以但不限于为几秒、十几秒、几十秒等。
可选地，“对发光设备中的每组灯光设备的调节功能的预测试”可以包括以下步骤：
k依次控制每组灯光设备按照预先设定的亮度变化曲线进行调节，调节时长为b，b＞0；
l通过该摄像机记录该调节时长b内教室内的多张图像；
m利用图像处理方法，提取该调节时长b内的每张图像的像素的亮度均值,计算该每组灯光设备在该调节时长b内该教室内亮度随时间变化的参考曲线。
需要说明的是，该调节时长b可以根据实际情况进行设定，例如可以预先测定每组灯光设备实际调节时长，根据各组组灯光设备实际调节时长进行设定。
需要说明的是：上述各项功能预测中，通过步骤a、b、c可以得到该窗帘控制设备打开前后该教室内亮度随时间变化的参考曲线，为后续步骤n和p提供比较基准。通过步骤d、e、f可以得到该窗帘控制设备打开前后该教室内亮度随时间变化的参考曲线和每个发光设备打开前后该教室内亮度随时间变化的参考曲线，为后步骤q提供比较基准。通过步骤g、h、j可以得到各输出显示设备的显示屏幕的亮度随时间变化的参考曲线，为后续步骤r、s提供比较基准。通过步骤k、l、m可以得到每组灯光设备在该调节时长b内该教室内亮度随时间变化的参考曲线，为后续步骤t和u提供比较基准。
可选地，该步骤101进一步包括以下步骤：打开摄像机，截取摄像机录入图像；如果检测到摄像机录入的图像信息，则该摄像机功能正常，否则功能异常，如果摄像机功能异常，则结束检测并向服务器发送“摄像机故障”的提示信息。
在步骤101之后，如果摄像机功能正常则进入步骤102，关闭所有发光设备，打开窗帘控制设备控制窗帘处于完全遮挡状态；否则进入步骤103，提示摄像机功能故障。
可选地，如图2所示，步骤102中“打开窗帘控制设备控制窗帘处于完全遮挡状态”之前，还可以包括以下步骤：在步骤201中，判断当前该教室外的光照度值在上述步骤c中的该预设范围内。如果判定当前该教室外的光照度值在预设范围内则进入步骤202，打开该窗帘控制设备，获取其打开前后的第一预设连续时间段内该摄像机记录的一组图像；否则直接进入步骤102。在步骤203中，根据所获取的该组图像，计算该窗帘控制设备打开前后该教室内亮度随时间变化的测试曲线。在步骤204中，根据该窗帘控制设备打开前后该教室内亮度随时间变化的测试曲线判断该窗帘控制设备开关功能是否正常。
可选地，该步骤204可以进一步包括以下步骤n和p：
n判定当前该教室外的光照度值对应的该光照度范围或者判定当前教室外实时天气情况，确定对应的校正系数；
p如果
之后，进入步骤104，依次打开该各发光设备，获取每个发光设备打开前后的预设连续时间段内该摄像机记录的一组图像。其中该组图像可以是全部图像或者部分图像。
在一个实施例中，该步骤104中可以是按照预先设定的顺序，先打开第一发光设备，获取第一发光设备打开前后的预设连续时间段内该摄像机记录的一组图像后再关闭第一发光设备；之后立即或者停留一段时间后再打开第二发光设备，以此类推直至完成该教室内所有发光设备的打开前后的预设连续时间段内该摄像机记录的一组图像的获取。该实施例中，因为每个发光设备的测试不受其他设备的影响，所以该预先设定的顺序可以是预先设定的任意顺序，所达到的测试效果基本相同。
在另一个实施例中，该步骤104中可以是按照预先设定的顺序，先打开第一发光设备，获取第一发光设备打开前后的预设连续时间段内该摄像机记录的一组图像后不关闭该第一发光设备；之后立即或者停留一段时间后再打开第二发光设备，以此类推直至完成该教室内所有发光设备的打开前后的预设连续时间段内该摄像机记录的一组图像的获取。该实施例中，因为当前发光设备的测试受到前一发光设备的影响，所以该预先设定的顺序需要综合考虑各发光设备的光线强度后进行设定，例如按照每个发光设备的发出的光线强度的由小到大进行排序等，可以达到更好的测试效果。
之后，进入步骤105，根据所获取的各组图像，计算该每个发光设备打开前后该教室内亮度随时间变化的测试曲线。
在一个实施例中，该步骤105中对任一个发光设备对应的那一组图像可以通过以下步骤计算该发光设备打开前后该教室内亮度随时间变化的测试曲线：首先，提取该组图像中的每张图像的亮度均值，根据每张图像的亮度均值与时间的关系拟合出该教室内亮度随时间变化的测试曲线。例如所计算的第i个发光设备的打开前后该教室内亮度随时间变化的参考曲线可以表示为y＝gi+1(t)，其中i为正整数。但不限于次，其他现有或者待开发的方法都在本申请的保护范围之内。
之后，进入步骤106，根据该每个发光设备打开前后该教室内亮度随时间变化的测试曲线判断各发光设备的开关功能是否正常。
可选地，该步骤106可以进一步包括以下步骤q：
q如果
可选地，该步骤106之后还可以包括以下步骤r和s：
r依次控制教室内的各输出显示设备播放预先设定的显示不同亮度的背景图片或视频片段，播放时长为a,通过该摄像机记录该播放时长a内的多张图像，并利用图像处理方法，提取该播放时长a内的每张图像的像素的亮度均值,计算该教室内的各输出显示设备的显示屏幕的亮度随时间变化的测试曲线，其中a＞0。所计算的第m个输出显示设备打开前后其显示屏幕的亮度随时间变化的测试曲线可以表示为y＝dm(t)，其中m为正整数。
s如果
可选地，该步骤106之后还可以包括以下步骤t和u：
t依次控制每组灯光设备按照预先设定的亮度变化曲线进行调节，调节时长为b，通过该摄像机记录该调节时长b内教室内的多张图像，并利用图像处理方法，提取该调节时长b内的每张图像的像素的亮度均值,计算该每组灯光设备在该调节时长b内该教室内亮度随时间变化的参考曲线，其中b＞0，例如，所计算的第n组灯光设备打开前后该教室内亮度随时间变化的测试曲线可以表示为y＝kn(t)，其中m为正整数；
u如果
优选地，上述步骤101、102、104、105和106的各发光设备的开光功能的测试过程中，各发光设备需要打开到最亮状态，即灯光设备调节到最大亮度，投影仪和显示器的显示亮度最大的背景画面，以增加检测的灵敏度，使得测试效果更佳。
可选地，上述第一预设连续时间段、第二预设连续时间段、第三预设连续时间段和第四预设连续时间段可以根据有限次实验确定，并且是可重新配置参数。
可选地，实施方式的教室设备故障检测方法可以针对同一学校内的某一个教室的部分或所有设备进行测试，或者可以针对同一学校内的某几个教室的部分或所有设备进行检测，或者还可以针对同一学校内的所有教室的部分或所有设备进行检测。
本申请的第二实施方式涉及一种教室设备故障检测系统，其结构如图2所示，该教室设备故障检测系统包括：设置在各教室中的摄像机、窗帘控制设备和设置在管控中心的管控服务器，其中设置在教室中的所述摄像机、窗帘控制设备和发光设备与所述设置在管控中心的管控服务器通过网络连接。具体的，该管控服务器用于发送第一控制信息给该各教室中的摄像机，以控制检测该各教室内摄像机是否功能正常，如果该摄像机功能正常，则发送第二控制信息给该摄像机、窗帘控制设备及各发光设备，以控制关闭所有发光设备，打开窗帘控制设备控制窗帘处于完全遮挡状态，并依次控制打开该各发光设备，获取每个发光设备打开前后的第一预设连续时间段内该摄像机记录的一组图像，根据所获取的各组图像计算该每个发光设备打开前后该教室内亮度随时间变化的测试曲线，根据该每个发光设备打开前后该教室内亮度随时间变化的测试曲线判断各发光设备的开关功能是否正常。
可选地，该网络连接通过交换机和路由器等网络设备实现。
可选地，该管控服务器还用于判断当前是否为预先约定自动检测时间，如果是则执行自动检测过程，否则不操作。在一个实施例中，该预先约定自动检测时间可以根据实时课程表信息，选定上课前10分钟或当天所有课程结束后一段时间内。
可选地，该管控服务器还用于如果判定当前该教室外的光照度值在预设范围内，则发送第三控制信息给该窗帘控制设备和该摄像机，以控制打开该窗帘控制设备，获取其打开前后的第二预设连续时间段内该摄像机记录的一组图像，根据所获取的该组图像计算该窗帘控制设备打开前后该教室内亮度随时间变化的测试曲线，以及根据该窗帘控制设备打开前后该教室内亮度随时间变化的测试曲线判断该窗帘控制设备开关功能是否正常。在一个实施例中，该管控服务器还用于提取该组图像中的每张图像的亮度均值，根据每张图像的亮度均值与时间的关系拟合出该教室内亮度随时间变化的函数关系。
可选地，该管控服务器还用于发送第四控制信息到该各教室内的所有待测设备检测每个待测设备与该管控服务器的网络连接情况，当判定某个待测设备网络连接异常时，该待测设备不再进行后续测试过程。
在一个实施例中，该管控服务器还用于以广播的形式发送第四控制信息给位于各教室的所有待测设备进行。该教室的所有待测设备用于响应于该第四控制信息，回复表示设备唯一性的标识给管控服务器，其中管控服务器预先保存有对应每个教室的设备表，该设备表中包括该教室中所有设备的标识列表。该管控服务器还用于如果未收到任一个设备的回复，则管控服务器网络异常，并结束检测并提示用户“管控服务器端网络故障”。该管控服务器还用于如果收到某个设备回复时，则该设备网络正常，如果未收到某个设备回复时，则表示该设备网络异常，不再对该设备进行下一步的检测，并在所有检测完成后提示用户“该设备网络异常”。其中该表示设备唯一性的标识可以是预先约定代码或者设备标识码等。
可选地，该管控服务器还用于发送第五控制信息到对该各教室内的主机设备进行检测，当判定某个主机设备故障时，其对应的显示器不再参与后续测试过程。
在一个实施例中，该管控服务器还用于发送第五控制信息给该教室中的各主机设备。各主机设备用于响应于该第五控制信息对各自的cpu负载率、内存使用率和硬盘使用率(且不限于此三项，还可以包括其他更多项)逐项进行检测，并将将检测数据回复给该管控服务器。该管控服务器还用于对该数据进行分析判断确定各主机设备的功能是否正常，其中第一预设值、第二预设值和第三预设值为可配置参数。例如，满足以下1、2、3条件之一，则说明该主机设备故障，包括：1.设定时间内cpu使用率均值高于第一预设值；2.系统内存使用率超过第二预设值；3.硬盘使用超过第三预设值。
可选地，该主机设备至少包括pc主机、教室中控主机、云中控服务器主机中的一个或多个。并且任何其他主机都在本申请的保护范围之内。
可选地，该窗帘控制设备和该摄像机预先被安装至该教室内。在安装的过程中，需要调整该摄像机的安装位置和拍摄角度使其能捕捉到该窗帘控制设备及各发光设备打开引起的教室内亮度变化的光线，并设置该摄像机的曝光时间、光圈大小参数至预先约定值，并关闭该摄像机的光学补偿功能。需要指出：该摄像机的安装位置和拍摄角度一般在安装时进行调整。
可选地，该管控服务器还用于在预测试和每次正式测试之前，判断该摄像机的曝光时间、光圈大小参数和光学补偿功能是否符合预先约定条件，如果不符预先约定条件，则重置到预先约定条件。
可选地，该窗帘控制设备和该摄像机预先被安装至该教室内之后，该管控服务器需要对教室内各待测设备进行预测试过程，且预测过程应保证各待测设备各功能都正常。在一个实施例中，该待测设备至少包括以下的一种或多种：输出显示设备、主机设备、灯光设备等。其中各种设备的具体个数根据各教室中的设置数量确定。其中输出显示设备和灯光设备都属于发光设备。其中输出显示设备可以包括投影仪和/或显示器。
可选地，该预测试过程可以至少包括以下的一项或多项：(1)对该窗帘控制设备的开关功能的预测试；(2)对各发光设备的开关功能的预测试；(3)对发光设备中的每个投影仪和/或显示器的播放功能的预测试；(4)对发光设备中的每组灯光设备的调节功能的预测试等。其中如果该预测试过程包括多项功能测试，则可以依次进行。
可选地，该管控服务器还用于发送第六控制信息以打开该窗帘控制设备控制窗帘处于完全遮挡状态，获取其打开前后的第一预设连续时间段内该摄像机记录的一组图像，根据所获取的该组图像计算该窗帘控制设备打开前后该教室内亮度随时间变化的参考曲线，并记录当前该教室外的光照度值，根据该光照度值设置匹配多个光照度范围的多个校正系数，该多个光照范围的并集为预设范围，以完成对该窗帘控制设备的开关功能的预测试。
在一个实施例中，在预测试时，相关人员(例如设备安装人员)需要获取当前该教室外的实时天气情况，并设置包含当前天气情况的多种天气情况，分别根据当前天气情况为所设置的该多种天气情况设定对应的校正系数，其中该实现方式只限定“测试环境为白天”。例如设置“晴天”和“阴雨天”两种天气情况，如果当前(预测试时)实时天气情况为晴天，那么设定“晴天”对应第一校正系数，设定“阴雨天”对应第二校正系数，且第一校正系数与第二校正系数不相等。
需要说明的是，该第一预设连续时间段可以但不限于是几十秒、几分钟、十几分钟等，可以根据具体情况进行设定。由于窗帘控制设备在检测时受教室外环境亮度影响比较大，所以只考虑当前所测试的教室外光照度值满足预设范围(一定的光照度范围)才进行对应的窗帘控制设备的检测。其中该预设范围的设置方法有多种，例如可以选择包含上述所记录的当前该教室外的光照度值的光照度范围。
可选地，该系统还包括一个或多个光照传感器。在一个实施例中，包括一个光照传感器，该一个传感器设置在学校的管控服务器的附近。在另一个实施例中，包括多个光照传感器，该多个光照传感器设置在每个教室窗户附近。该管控服务器还用于通过设置所设置的传感器获取实时光照强度值。
可选地，该管控服务器还用于打开该窗帘控制设备控制窗帘处于完全遮挡状态，依次打开该各发光设备，获取每个发光设备打开前后的第一预设连续时间段内该摄像机记录的一组图像，根据所获取的各组图像计算该每个发光设备打开前后该教室内亮度随时间变化的参考曲线，以完成对每个发光设备的开关功能的预测试。在一个实施例中，该管控服务器还用于提取每个发光设备对应的该组图像中的每张图像的亮度均值，根据每张图像的亮度均值与时间的关系拟合出该教室内亮度随时间变化的函数关系。
需要说明的，每个发光设备对应的第一预设连续时间段可以相同也可以不同，可以根据每种发光设备开启快慢进行选择设置。例如，该第一预设连续时间段可以但不限于是几十秒、几分钟、十几分钟等。
可选地，该管控服务器还用于依次控制各输出显示设备(例如投影仪、显示器等)播放预先设定的显示不同亮度的背景图片或视频片段，播放时长为a，其中a＞0，通过该摄像机记录该播放时长a内的多张图像，利用图像处理方法，提取该播放时长a内的每张图像的像素的亮度均值,计算该各输出显示设备的显示屏幕的亮度随时间变化的参考曲线，以完成对发光设备中的各输出显示设备(例如投影仪、显示器等)的播放功能的预测试。需要说明的是，该播放时长为a可以根据实际情况进行设定，例如可以但不限于为几秒、十几秒、几十秒等。
可选地，该管控服务器还用于依次控制每组灯光设备按照预先设定的亮度变化曲线进行调节，调节时长为b，b＞0，通过该摄像机记录该调节时长b内教室内的多张图像；利用图像处理方法，提取该调节时长b内的每张图像的像素的亮度均值,计算该每组灯光设备在该调节时长b内该教室内亮度随时间变化的参考曲线，以完成对发光设备中的每组灯光设备的调节功能的预测试。需要说明的是，该调节时长b可以根据实际情况进行设定，例如可以预先测定每组灯光设备实际调节时长，根据各组组灯光设备实际调节时长进行设定。
需要说明的是：上述各预测过程中所获取的参考曲线，主要是作为后续正式测试时的测试曲线比较基准以判断各待测设备的各项功能是否正常。
可选地，该管控服务器还用于判断当前该教室外的光照度值在该预设范围内，如果判定当前该教室外的光照度值在预设范围内，则控制打开该窗帘控制设备，获取其打开前后的第一预设连续时间段内该摄像机记录的一组图像，根据所获取的该组图像，计算该窗帘控制设备打开前后该教室内亮度随时间变化的测试曲线，以及根据该窗帘控制设备打开前后该教室内亮度随时间变化的测试曲线判断该窗帘控制设备开关功能是否正常。
可选地，该管控服务器还用于判定当前该教室外的光照度值对应的该光照度范围或者判定当前教室外实时天气情况，确定对应的校正系数，如果
在一个实施例中，该管控服务器还用于按照预先设定的顺序，先打开第一发光设备，获取第一发光设备打开前后的预设连续时间段内该摄像机记录的一组图像后再关闭第一发光设备；之后立即或者停留一段时间后再打开第二发光设备，以此类推直至完成该教室内所有发光设备的打开前后的预设连续时间段内该摄像机记录的一组图像的获取。该实施例中，因为每个发光设备的测试不受其他设备的影响，所以该预先设定的顺序可以是预先设定的任意顺序，所达到的测试效果基本相同。
在另一个实施例中，该管控服务器还用于按照预先设定的顺序，先打开第一发光设备，获取第一发光设备打开前后的预设连续时间段内该摄像机记录的一组图像后不关闭该第一发光设备；之后立即或者停留一段时间后再打开第二发光设备，以此类推直至完成该教室内所有发光设备的打开前后的预设连续时间段内该摄像机记录的一组图像的获取。该实施例中，因为当前发光设备的测试受到前一发光设备的影响，所以该预先设定的顺序需要综合考虑各发光设备的光线强度后进行设定，例如按照每个发光设备的发出的光线强度的由小到大进行排序等，可以达到更好的测试效果。
在一个实施例中，该管控服务器还用于提取该组图像中的每张图像的亮度均值，根据每张图像的亮度均值与时间的关系拟合出该教室内亮度随时间变化的测试曲线，所计算的第i个发光设备的打开前后该教室内亮度随时间变化的参考曲线可以表示为y＝gi+1(t)，其中i为正整数。但不限于次，其他现有或者待开发的方法都在本申请的保护范围之内。
可选地，该管控服务器还用于如果
可选地，该管控服务器还用于依次控制教室内的各输出显示设备播放预先设定的显示不同亮度的背景图片或视频片段，播放时长为a,通过该摄像机记录该播放时长a内的多张图像，并利用图像处理方法，提取该播放时长a内的每张图像的像素的亮度均值,计算该教室内的各输出显示设备的显示屏幕的亮度随时间变化的测试曲线，其中a＞0，例如所计算的第m个输出显示设备打开前后其显示屏幕的亮度随时间变化的测试曲线可以表示为y＝dm(t)，其中m为正整数；如果
可选地，该管控服务器还用于依次控制每组灯光设备按照预先设定的亮度变化曲线进行调节，调节时长为b，通过该摄像机记录该调节时长b内教室内的多张图像，并利用图像处理方法，提取该调节时长b内的每张图像的像素的亮度均值,计算该每组灯光设备在该调节时长b内该教室内亮度随时间变化的参考曲线，其中b＞0，例如所计算的第n组灯光设备打开前后该教室内亮度随时间变化的测试曲线可以表示为y＝kn(t)，其中m为正整数；如果
优选地，管控服务器对各发光设备的开光功能的测试过程中，各发光设备需要打开到最亮状态，即灯光设备调节到最大亮度，投影仪和显示器的显示亮度最大的背景画面，以增加检测的灵敏度，使得测试效果更佳。
可选地，该管控服务器还用于打开摄像机，截取摄像机录入图像，如果检测到摄像机录入的图像信息，则该摄像机功能正常，否则功能异常，如果摄像机功能异常，则结束检测并向服务器发送“摄像机故障”的提示信息。
可选地，上述第一预设连续时间段、第二预设连续时间段、第三预设连续时间段和第四预设连续时间段可以根据有限次实验确定，并且是可重新配置参数。
可选地，本实施方式的教室设备故障检测系统可以针对同一学校内的某一个教室的部分或所有设备进行测试，或者可以针对同一学校内的某几个教室的部分或所有设备进行检测，或者还可以针对同一学校内的所有教室的部分或所有设备进行检测。
第一实施方式是与本实施方式相对应的方法实施方式，第一实施方式中的技术细节可以应用于本实施方式，本实施方式中的技术细节也可以应用于第一实施方式。
需要说明的是，在本专利的申请文件中，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。本专利的申请文件中，如果提到根据某要素执行某行为，则是指至少根据该要素执行该行为的意思，其中包括了两种情况：仅根据该要素执行该行为、和根据该要素和其它要素执行该行为。多个、多次、多种等表达包括2个、2次、2种以及2个以上、2次以上、2种以上。
在本申请提及的所有文献都被认为是整体性地包括在本申请的公开内容中，以便在必要时可以作为修改的依据。此外应理解，以上所述仅为本说明书的较佳实施例而已，并非用于限定本说明书的保护范围。凡在本说明书一个或多个实施例的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本说明书一个或多个实施例的保护范围之内。
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