手机常见故障诊断专家系统的知识库人工智能与专家系统论文.docx
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手机常见故障诊断专家系统的知识库人工智能与专家系统论文
人工智能与专家系统
题目:
手机常见故障诊断专家系统的知识库设计
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目录
一、手机通话的基本工作原理:
1
二、常见问题及检修方法2
2.1检测不到SIM卡2
2.1.2检查和处理过程2
2.2工作或待机时间明显变短2
2.2.1故障现象描述2
2.2.2检查和处理过程2
2.3对方听不到声音或声音小2
2.3.1故障现象描述2
2.3.2检查和处理过程2
2.4低电警告故障2
2.4.1故障现象描述2
2.4.2检查和处理过程3
2.5按键失灵故障3
2.5.1故障现象描述3
2.5.2检查和处理过程3
三、诊断量统计表3
四、定义个体词和谓词4
五、个体词和谓词符号化5
六、定义产生式规则5
七、产生式规则符号化7
八、专家系统结构与功能8
九、ES进行故障诊断9
一、手机通话的基本工作原理:
手机的通信过程是:
使用手机把语言信号变换成电信号传输到移动通信网络中的基地台,再由基地台把代表语言的电信号变成电磁频谱,通过在距地面高度为3600km的通信卫星辐射漫游传送到受话人的电信网络中,受话人的通信设备接收到无线电波,转换成语言信号。
如图所示,我们可以手持手机,不管走到哪里,都可与城市电话网的所有用户及本系统移动电话用户进行通话。
它们间的通话是经过系统的基地台发射电磁波与接收电磁波来实现的。
从上述手机通信过程可以看出:
手机通信是一个开放的电子通信系统,只要有相应的接收设备,就能够截获任何时间、任何地点、任何人的通话信息。
图1.1
手机通话原理图
手机通话的工作过程:
(1)呼叫寻找。
主叫人拨发一个被叫电话号码,业务交换中心将被叫号码转换为电话识别码,在基地站通过控制信道发出呼叫信息。
(2)寻呼响应。
开机收后的电话一旦从基地站的下行控制信道上收到自己的电话识别码,就通过随机接入信道向基地站发响应信号基地站收到该信息后传给通信交换中心,根据信息中心的位置登记信号,可确定电话处于哪一个无线小区。
(3)建立连接。
业务交换中心通过允许接入信令为电话指配一个独立的专用控制信道,建立起能识别的移动用户身份通道和各种数据,最后控制系统就给这个电话分配一个业务信道。
(4)摘机通话。
二、常见问题及检修方法
2.1检测不到SIM卡
2.1.1故障现象描述
已经插入SIM卡,但仍然显示“请插入SIM卡”或“SIM卡错误”。
2.1.2检查和处理过程
①SIM卡的簧片是否接触良好。
若有问题,可以清洗或小心校正SIM卡簧片。
②SIM卡的工作电压或升压电路是否正常。
2.2工作或待机时间明显变短
2.2.1故障现象描述
对于同一块电池,手机的工作或者待机时间明显变短。
2.2.2检查和处理过程
①给手机供电几分钟,然后用手触摸可疑元件,发热不正常的元件即为故障元件。
更换此元件。
②若手机漏电电流很大,即手机加上稳压电源就发生短路或电流上升很快,一般为功放短路造成的,更换功放。
2.3对方听不到声音或声音小
2.3.1故障现象描述
可以打电话,信号也正常,但是对方听不到自己的声音。
2.3.2检查和处理过程
①检查送话器是否接触不良,送话器孔是否被堵住。
处理方法:
校正或清洗簧片。
②检查驻极体话筒静态直流偏置电压是否正常。
(一般为1.5~2V)
2.4低电警告故障
2.4.1故障现象描述
正常充满电的电池装上手机后,仍然显示电池电量低或显示的电量不满格。
2.4.2检查和处理过程
①如果检查发现电池触片变黑,用小磋刀或砂纸将触片清洁即可。
②若检查得电源IC不良,更换之。
2.5按键失灵故障
2.5.1故障现象描述
按键失灵故障通常会出现两种情况:
一种是一部分按键失灵(非同一扫描线上);另一种是同一扫描线的所有按键失灵。
2.5.2检查和处理过程
①检查是否按键本身问题、主板脏引起的按键失灵。
清洗主板。
②关机。
测各扫描线的对地电阻,阻值应该相同,如果发现对地电阻小的,说明此处有故障。
三、诊断量统计表
表一
故障现象
所需人工观察的现象
所需检测的信号
检测不到SIM卡
SIM卡的簧片是否接触良好
SIM卡的簧片
SIM卡的工作电压或升压电路是否正常
SIM卡的工作电压
工作或待机时间明显变短
手机充电,有无发热不正常的元件
发热不正常的元件
手机加上稳压电源,电流是否上升很快
手机加上稳压电源时的电流
对方听不到声音或声音小
检查送话器是否接触不良
送话器
检查驻极体话筒静态直流偏置电压是否正常
驻极体话筒静态直流偏置电压
低电警告故障
检查电池触片是否变黑
电池触片
检查电源IC是否有问题
电源IC
按键失灵故障
检查是否按键本身有问题
按键
关机,测各扫描线的对地电阻,阻值是否相同
各扫描线的对地电阻的阻值
四、定义个体词和谓词
表二
故障现象
个体词
谓词
检测不到SIM卡
SIM卡簧片
SIM卡
良好,正常,调整
SIM卡的工作电压
工作或待机时间明显变短
元件发热
正常,快,更换
电流上升速度
功放
对方听不到声音或声音小
送话器
良好,正常,调整
静态直流偏置电压
低电
警告
电池触片
变黑,良好,清洁,更换
电源IC
按键
失灵
按键
有问题,修理,相同,有问题
对地电阻阻值
五、个体词和谓词符号化
表三
个体词
SIM卡
SIM
SIM卡的簧片
SIM_REED
工作或待机时间
POW_TIME
SIM卡的工作电压
SIM_VOL
电流上升速度
CIRCUIT_SPEED
元件发热
ELE_FEVER
听筒声音
TELE_SOUND
元件
ELEMENT
静态直流偏置电压
STA_DC_BI_VOL
功放
POW_AMP
电池触片
BAT_CON_BOD
送话器
MICPHONE
按键
BUTTON
低电警告
POW_LOW
对地电阻阻值
GROUND_RESIST
电源IC
POWER_IC
表四
谓词
良好
GOOD
快
FAST
正常
NORMAL
更换
CHANGE
有问题
PROBLEM
变黑
DARK
调整
ADJUST
修理
REPAIR
不相同
DIFFERENT
清洁
CLEAN
短
SHORT
失灵
FAIL
小
LITTLE
警告
WARN
六、定义产生式规则
规则一R1:
如果检测不到SIM卡
SIM卡的簧片接触有问题
那么调整SIM卡
规则二R2:
如果检测不到SIM卡
SIM卡的簧片接触没有问题
SIM卡的工作电压不正常
那么调整SIM卡工作电压
规则三R3:
如果手机工作或待机时间变短
元件发热不正常
那么更换元件
规则四R4:
如果手机工作或待机时间变短
元件发热正常
电流上升速度很快
那么更换功放
规则五R5:
如果听不到声音或声音小
送话器不正常
那么修理送话器
规则六R6:
如果听不到声音或声音小
送话器正常
静态直流偏置电压不正常
那么调整静态直流偏置电压
规则七R7:
如果低电警告
电池触片变黑
那么清洁电池触片
规则八R8:
如果低电警告
电池触片未变黑
电源IC不良
那么更换电源IC
规则九R9:
如果按键失灵
按键有问题
那么修理按键
规则十R10:
如果按键失灵
按键没有问题
对地电阻阻值不相同
那么对地电阻有问题
七、产生式规则符号化
表五
规则
前提
结论
R1
FAIL(SIM)
∧~GOOD(SIM_REED)
ADJUST(SIM)
R2
FAIL(SIM)
∧~GOOD(SIM_REED)
∧~NORMAL(SIM_VOL)
ADJUST(SIM_VOL)
R3
SHORT(POW_TIME)
∧~NORMAL(ELE_FEVER)
CHANGE(ELEMENT)
R4
SHORT(POW_TIME)
∧NORMAL(ELE_FEVER)
∧FAST(CIRCUIT_SBEED)
CHANGE(POW_AMP)
R5
LITTLE(TELE_SOUND)
∧~NORMAL(MICPHONE)
REPAIR(MICPHONE)
R6
LITTLE(TELE_SOUND)
∧NORMAL(MICPHONE)
∧~NORMAL(STA_DC_BI_VOL)
ADJUST(STA_DC_BI_VOL)
R7
WARN(POW_LOW)
∧DARK(BAT_CON_BOD)
CLEAN(BAT_CON_BOD)
R8
WARN(POW_LOW)
∧~DARK(BAT_CON_BOD)
∧~GOOD(POWER_IC)
CHANGE(POWER_IC)
R9
FAIL(BUTTON)
∧PROBLEM(BUTTON)
REPAIR(BUTTON)
R10
FAIL(BUTTON)
∧~PROBLEM(BUTTON)
∧DIFFERENT(GROUND_RESIST)
PROBLEM(GROUND_RESIST)
八、专家系统结构与功能
系统包括两个基本部分:
知识库和推理机。
知识库又是由全局数据库和规则库组成的。
图8.1专家系统结构
各模块的功能为:
1.知识库:
知识库是系统的核心,每一个操作都与知识库相关,它是联系推理机和控制中心的纽带,该系统的知识获取模块所需的数据也来自于此。
用来存放诊断规则、系统的各种原始数据和系统诊断期间所产生的中间结果。
其中有些诊断规则是通过知识库管理模块由管理员手工输入的,有些是通过知识获取模块得到的。
2.知识库管理模块:
知识库管理模块主要是对知识库进行增加、删除、更改等各种操作。
3.推理机:
管理人员将故障现象数据作为规则的前提进行规则匹配,将诊断结果显示给用户。
如果未诊断出故障原因,则通知控制中心未诊断出故障原因。
4.知识获取模块:
知识获取模块是用以部分的代替专家进行专门知识的自动获取,实现系统的自学习,不断完善知识库的。
知识库中的知识不是完备的、全面的、实时的,因此这些知识是需要不断地进行更新和补充的。
本系统的知识获取模块负责诊断规则的获取。
5.解释机:
解释机是推理机同用户的图形接口,用来向用户解释推理的整个过程,当一个推理过程结束后,推理机将事实集和推理过程集交给解释机,然后推理机把动态分配的空间释放掉,就彻底完成了推理任务。
余下的工作由解释机来做。
6.控制中心:
制中心主要负责两方面事务:
一是调用诊断机制利用规则库中己经准备好的故障诊断规则来诊断故障原因,如果诊断出故障原因则将其显示给用户,如果经过用户验证后是错误的原因,那么在经过实际操作获得正确的原因后连同故障表现数据通过知识库管理模块一起输入知识库;如果没有诊断出原因,那么需要管理员根据经验或与专家讨论或实际操作获得原因,验证正确后连同故障现象数据通过知识库管理模块起输入知识库,再调用知识获取模块更新原来知识库。
在进入系统流程前,需要先根据专家和管理员经验知识产生诊断规则,为进行故障诊断做准备。
诊断规则表中最初的故障表现数据和故障原因数据皆来自专家知识,以后的故障表现数据来自于网络发生故障时的各种数据,而故障原因数据来自于经过专家和管理员认同的人工输入的故障原因。
二是当故障处理纪录达到一定数量,就调用知识获取模块运用数据挖掘方法产生新的告警规则来更新以前的旧规则。
一旦系统进入了运行,需要先将诊断规则读入内存,当出现对应状况时,进行匹配。
从上面的描述可以看出,本系统模型可以在运行中不断对知识库进行更新和扩充,具有自学习和自我完善的优点;同时为了避免将不正确的规则入库,每次对知识库的操作都要经过对网络故障管理具有资深经验的管理员进行必要的人工审阅,这样就在保持系统智能学习的基础上,从一定程度上保证了知识库的稳定性和正确性。
九、ES进行故障诊断
例1:
手机工作或待机时间明显变短。
充电时没有发热不正常的元件,说明手机各元件工作电流电压正常。
手机加上稳压电源,电流上升很快,说明是功放短路造成的,应该更换功放。
现象:
手机工作或待机时间明显变短:
SHORT(POW_TIME);
充电时没有发热不正常的元件:
NORMAL(ELE_FEVER);
手机加上稳压电源,电流上升很快:
FAST(CIRCUIT_SPEED);
IFSHORT(POW_TIME)∧NORMAL(ELE_FEVER)
THENGOOD(ELEMENT)
IFSHORT(POW_TIME)∧GOOD(ELEMENT)∧FAST(CIRCUIT_SPEED)
THENCHANGE(POW_AMP)
例2:
手机显示低电警告,检查未发现电池触片变黑,说明电池触片接触正常,检查电源IC,发现其不良,说明应当更换电源IC。
现象:
手机显示低电警告:
WARN(POW_LOW);
检查未发现电池触片变黑:
~DARK(BAT_CON_BOD);
检查电源IC,发现其不良:
~GOOD(POWER_IC);
IFWARN(POW_LOW)∧~DARK(BAT_CON_BOD)
THENNORMAL(BAT_CON_BOD)
IFWARN(POW_LOW)∧NORMAL(BAT_CON_BOD)∧~GOOD(POWER_IC)
THENCHANGE(POWER_IC)
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