[发明专利]一种WIFI无线路由器及其天线方向自动优化方法

权利要求书

1.一种WIFI无线路由器，其特征在于，所述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WIFI模块与振荡器模块相连；

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通过如下步骤获取最佳天线方向：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，按照信号强度平均值由大至小的顺序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；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，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；

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。

2.根据权利要求1所述的WIFI无线路由器，其特征在于：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。

3.根据权利要求1所述的WIFI无线路由器，其特征在于：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。

4.根据权利要求1所述的WIFI无线路由器，其特征在于：所述WIFI模块与一个能够接入RJ45有线网络的外接转板相连。

5.根据权利要求1所述的WIFI无线路由器，其特征在于：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。

6.根据权利要求1所述的WIFI无线路由器，其特征在于：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。

7.一种基于权利要求1-6任一项所述的WIFI无线路由器天线方向自动优化方法，其特征在于，所述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；该步骤包括：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；该步骤包括：首先，按照信号强度平均值由大至小的顺序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；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，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S3中获取的天线最佳方向，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；

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；

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。