一种WIFI无线路由器及其天线方向自动优化方法与流程

本发明涉及一种无线接入设备技术领域，特别是涉及一种wifi无线路由器及其天线方向自动优化方法。

背景技术：

近年来，智能无线终端的发展取得了突飞猛进的发展，随之而来的是对个人无线通讯技术和无线局域网的巨大需求。而随着无线设备的增多，应用软件的发展，对于无线局域网的信号质量的要求也越来越高。

现有的无线路由器多采用多天线的设计方式，而由于多天线的组合和环境的影响，使得天线覆盖的场形图呈现出明显的方向性，用户在不同的方向和位置连线质量会有很大的差别，而普通用户对于天线的摆放，并没有直观的认识，无法做到最优化布局。鉴于此有必要设计一种wifi路由器，能自动根据环境和用户的变化，调整天线方向，在有限的资源条件下，保证接入网络的多数用户获得最优化的使用感受。

技术实现要素：

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种wifi无线路由器及其天线方向自动优化方法，用于解决现有技术中路由器天线无法做到最优化布局的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种wifi无线路由器包括：wifi模块和天线模块；所述wifi模块包含数据处理单元以及控制单元；所述天线模块包括天线以及转动单元；所述数据处理单元用于处理wlan无线网络信号，并基于连接到路由器的无线设备的信号强度获取最佳天线方向；所述控制单元与转动单元相连，并基于最佳天线方向，控制所述转动单元调整天线方向。

优选地，所述转动单元包含一个与天线相连的转轴以及与该转轴相连的步进电机。

优选地，还包括电源管理模块，所述电源管理模块通过一个电源接口与外部的电源适配器相连，经过内部转换后为相连的wifi模块和天线模块供电。

优选地，所述wifi模块与一个能够接入rj45有线网络的外接转板相连。

优选地，所述wifi模块具有存储器接口，wifi模块通过存储器接口与flash相连。

优选地，所述wifi模块具有运行存储器接口，wifi模块通过运行存储器接口与sdram相连。

优选地，所述wifi模块与振荡器模块相连。

本发明还提供一种wifi无线路由器天线方向自动优化方法包括以下步骤：

步骤s1：开启路由器，自动触发天线模块；

步骤s2：依次扫描若干个步进值时连接到路由器的无线设备的信号强度，并将每个步进值对应的信号强度进行记录，并计算获得信号强度的平均值，最小值和离散度；

步骤s3：将步骤s2中所获得的信号强度，最小值，平均值和离散度的数据进行统计和计算，获得天线最佳方向；

步骤s4：根据步骤3中获取的天线最佳方向后，控制单元向转动单元发出控制信号，所述转动单元将天线自动旋转至最佳方向。

优选地，步骤s4之后还包括步骤s5，根据用户预先设置的时间间隔，每隔一段时间，重新进行步骤s2～步骤s4。

优选地，步骤s4之后还包括步骤s6，实时检测连接到路由器的用户数，当连接到路由器的用户数增加或者减少时，重新进行步骤s2～步骤s4。

如上所述，本发明具有以下有益效果：本发明的wifi无线路由器具备包含转动单元(步进电机和转轴)的天线模块，通过天线方向自动优化方法可以根据环境和用户分布自动调整天线方向，使无线局域网的覆盖范围和效果达到最优化。

附图说明

图1显示为本发明的一种wifi无线路由器的系统示意图。

图2显示为本发明的一种wifi无线路由器的外壳结构正视图。

图3显示为本发明的一种wifi无线路由器的外壳结构俯视图。

图4显示为本发明的一种wifi无线路由器的外壳结构后视图。

图5显示为本发明的一种wifi无线路由器的外壳结构左视图。

图6显示为本发明的一种wifi无线路由器的外壳结构右视图。

图7显示为本发明的一较佳实施例的wifi无线路由器天线方向自动优化方法流程图。

元件标号说明

100wifi无线路由器

1天线模块

11转动单元

12天线

2wifi模块

22控制单元

23数据处理单元

3电源管理模块

4flash

5sdram

6振荡器

7rj45网口连接器

s1～s6步骤

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。

请参阅图1～7。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

实施例一

参考图1～6，本发明提供一种wifi无线路由器100包括：wifi模块2，天线模块1和电源管理模块3。wifi模块2与电源管理模块3和天线模块1相连。

wifi模块2包含数据处理单元23和控制单元22。其中，数据处理单元23内置天线方向优化算法，用于处理wlan无线网络信号，并基于连接到路由器的无线设备的信号强度获取最佳天线方向。所述控制单元22与转动单元11相连，并基于最佳天线方向，控制所述转动单元11调整天线方向。控制单元22根据数据处理单元23的指令，对电源管理模块3和天线12模块1进行控制，主要用于控制调整天线方向。具体的，当数据处理单元23通过算法计算出天线最佳方向后，控制单元22发出控制信号给天线单元，天线12自动旋转至最优天线方向。

另外，wifi模块2具有rj45网口连接器7。wifi模块2与外接转板(rj45×1)相连，用以接入rj45有线网络。所述wifi模块2具有存储器接口，wifi模块2通过存储器接口与flash4相连。所述wifi模块2具有运行存储器接口，wifi模块2通过运行存储器接口与sdram5(synchronousdynamicrandomaccessmemory，同步动态随机存储器)相连。所述wifi模块2与一振荡器6模块相连。

天线模块1包含天线12以及转动单元11。所述转动单元11包括一个与天线12相连的转轴以及与该转轴相连的步进电机。具体的，所述天线模块1包含一个或者多个天线12，用于接收和发送wifi模块2处理过的射频无线信号。所述路由器包含一个可以360度全向旋转的转轴和一个小型步进电机组成的天线底座。在实际使用中，在路由器固定放置以后，通过天线底座的转动，带动天线12转动，从而改变天线12的覆盖范围和各个方向的信号强度。

电源管理模块3负责系统的供电，与wifi模块2和天线模块1相连。具体的，电源管理模块3通过一个电源接口与外部的电源适配器相连，经过内部转换后为相连的wifi模块2和天线模块1供电。

另外，图2～6是本实施例中路由器采用的外壳结构，并不限定本发明中的路由器外壳结构。

实施例二

参考图7，一种wifi无线路由器天线方向自动优化方法包括以下步骤：

步骤s1：开启路由器，触发天线模块1。

具体的，本实施例预先根据步进电机的位置，将天线12从0到360度方向的位置分成n个步进值，每个步进值对应一个天线方向。开启路由器后，自动触发天线模块1，进入步骤s2。

步骤s2：依次扫描1到n个步进值时连接到路由器的无线设备的信号强度，并将每个步进值对应的信号强度进行记录，并计算获得信号强度的平均值，最小值和离散度。

本实施例中，从第1个步进值开始，扫描连接到路由器的无线设备的信号强度，并将所有的信号强度进行记录。根据记录到的信号强度计算平均值和最小值，并且据此计算出第一组信号强度的离散度。

第1个步进值的数据处理完成后，天线12转动进入第2个步进值，继续扫描连接到路由器的无线设备的信号强度，并将所有的信号强度进行记录。根据记录到的信号强度计算平均值和最小值，并且据此计算出第二组组信号强度的离散度。

依次类推，直至天线12转动一圈，完成所有n个步进值的扫描，每个步进值都有对应的信号强度，平均值和离散度，也就说获得n组信号强度，平均值和离散度的数据，进入步骤s3。

步骤s3：将步骤2中所获得的信号强度，最小值，平均值和离散度的数据进行统计和计算，获得天线12最佳方向。

本实施例中，首先，按照信号强度平均值由大至小的顺寻排序获得步进值排序数据组一，再按照信号强度离散值由小到大获得步进值排序数据组二。

默认选取两个数据组中排名前m的数据进行比较，获取在两个数据组中排名都在前m的步进值的个数。具体的说，就是在两个数据组中排名前m的步进值，出现重合的个数。本实施例中选取排名前五的数据，也就是说m等于五。

如果只有一个步进值在两个数据组中的排名都在前m名，则将这个步进值对应的方向作为最佳方向。

如果有多于一个步进值在两个数据组中的排名都在前m，则将其都选出，并且比较各个步进值对应的信号强度最小值，选择信号强度最小值最大的步进值，并将这个步进值对应的方向作为最佳方向。

如果没有步进值在两个数据组中的排名都在前m名，也就是说在两组排名前m的步进值没有重合，则将排名增加一位，比较排名前m+1的步进值，重复上述步骤，以此类推，直至选出相应的步进值为止，并将这个步进值对应的方向作为最佳方向。

步骤s4：根据步骤3中获取的天线12最佳方向后，控制单元22向转动单元11发出控制信号，所述转动单元11将天线12自动旋转至最佳方向。

实施例三

本发明的一种wifi无线路由器天线12自动优化方法，还可以通过多重方式触发。

第一种是开机自动触发，即每次开机后自动运行一次。实施例二中采用的就是开机后自动触发。

第二种是定时自动触发，定时触发天线12调整，重新优化天线方向。

具体的，在实施例二中的步骤4之后，进入步骤s5。

步骤s5：根据用户预先设置的时间间隔，每隔一段时间，重新进行步骤s2～步骤s4。例如用户可以根据需要设定每隔5分钟，重新优化天线方向一次。

第三种是连接自动触发，即每当连接到路由器的用户数增加或者减少时，自动触发天线12调整，重新优化覆盖。

具体的，在实施例二中的步骤s4之后，进入步骤s6。

步骤s6：实时检测连接到路由器的用户数，当连接到路由器的用户数增加或者减少时，重新进行步骤s2～步骤s4。本实施例中，以刚开机时连接到的用户数为基准值，或者用户可以自行设置。如果用户数相对于基准值发生改变并重新优化覆盖后，就以改变后的用户数为基准值，来判断用户数是否增加或减少。以此类推，不断调整基准值。

第四种是连接自动触发和定时触发模式相结合，即在没有用户数量变化的情况下，定时触发天线12调整，重新优化天线方向。

具体的，在本实施例中的步骤s5之后，进入步骤s6。

综上所述，本发明提供一种wifi无线路由器及其天线方向自动优化方法，该路由器具备包含有转动单元(步进电机和转轴)的天线模块，可以自动调整天线覆盖范围，可以根据环境的不同，用户分布的差异，合理调整天线方向，尽量优化多数接入用户的信号强度，使多数用户的使用感受达到最佳。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。