采用MCU控制单元的网络信号控制系统的制作方法

采用mcu控制单元的网络信号控制系统
技术领域
1.本发明涉及信号控制领域，具体是一种采用mcu控制单元的网络信号控制系统。


背景技术：

2.微控制单元称单片微型计算机或者单片机，是把中央处理器的频率与规格做适当缩减，并将内存、计数器、usb、a/d转换、uart、plc、dma等周边接口，甚至lcd驱动电路都整合在单一芯片上，形成芯片级的计算机，为不同的应用场合做不同组合控制，单片机按应用范围又可分成通用型和专用型。专用型是针对某种特定产品而设计的。
3.网络控制是指通过一系列的通信信道构成一个或多个控制闭环，同时具备信号处理、优化决策和控制操作的功能，控制器可以分散在网络中的不同地点。网络控制是针对网络自身的控制，主要是对通信网络的网络路由、网络流量等的调度与控制；基于网络的控制是对被控系统的控制，网络只是作为一种传输通道。网络控制的设计主要针对对象是物理设备，而不是网络的性能和稳定性。但是网络的性能和稳定性在网络控制中也是相当重要的，例如在设计一个网络控制系统时，控制的约束必须适应通信网络的带宽限制。从传送控制信号的角度看，一个网络的有效带宽是为单位时间内所传送有意义的数据量的最大值，排除帧头、填充位等。这和传统的网络带宽定义相比较，显然更侧重于单位时间内传送的原始字节的数量。
4.目前部分路由能够无限制的接入外接设备，且外部接入设备不限制数量，会导致手外接设备信号多，下载速度慢的原因是外接设备接收到的4g信号比较杂，或者手机接入的基站负载太大，外接设备无法反馈，本申请旨在对连接路由的外接设备进行限制，监测路由网速正常的情况下实施对网络信号负载率进行分析，控制外接设备的接入。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种采用mcu控制单元的网络信号控制系统及方法，以解决现有技术中的问题。
6.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种采用mcu控制单元的网络信号控制系统，所述系统包括信号采集模块、路由接入数量统计模块、网络信号性能取样检测模块、网络信号负载判定反馈模块和mcu控制平台，其中，信号采集模块、网络信号性能取样检测模块、网络信号负载判定反馈模块依次通过内部网络连接，路由接入数量统计模块分别和网络信号性能取样检测模块、网络信号负载判定反馈模块通过内网连接，信号采集模块、路由接入数量统计模块、网络信号性能取样检测模块、网络信号负载判定反馈模块分别和mcu控制平台通过内网连接；所述信号采集模块用于采集设定距离内的模拟信号，监测不同模拟信号的参数，路由接入数量统计模块用于统计接入同一路由器的外部接入设备数量，网络信号性能取样检测模块用于取样检测接入路由的不同外部接入设备的数据下载速率进行分析实时信号强弱，网络信号负载判定反馈模块用于对网络信号判定是否出现网络负载过高，对网络信
号异常进行智能反馈，mcu控制平台用于对所有模块进行调节，分析实时网络负载率。
7.通过采用上述技术方案：所述信号采集模块包括模拟通讯信号接收子模块和通讯信号参数检测子模块，模拟通讯信号接收子模块用于使路由向不同距离的模拟通讯点发送模拟通讯信号，统计不同模拟通讯频段，将记录的不同模拟通讯频段发送给通讯信号参数检测子模块，通讯信号参数检测子模块用于对不同模拟通讯频段内部的模拟信号监测其用户吞吐量、信号强度、脉冲频率参数，将参数反馈给mcu控制平台。
8.通过采用上述技术方案：所述路由接入数量统计模块包括实时信号传输频段统计子模块和外部接入设备状态判定子模块，其中实时信号传输频段统计子模块用于统计当前接入的外部接入设备与路由进行信号传输的实际数量，对与路由的实际信号传输频段进行统计后发送给外部接入设备状态判定子模块，外部接入设备状态判定子模块用于判断外部接入设备的运行状态，判定运行状态包括外部接入设备是否需要与外部客户机进行会话，当外部接入设备需要与外部客户机保持会话请求，路由对当前外部接入设备实际信号传输频段加大信号带宽，当外部接入设备不需要与外部客户机进行会话，路由对当前外部接入设备实际信号传输频段减小信号带宽。
9.通过采用上述技术方案：所述网络信号性能取样检测模块包括已连接目标信号距离统计子模块和不同外部接入设备数据下载速度测试子模块，已连接目标信号距离统计子模块用于统计与路由连接的外部接入设备与路由的距离，根据其距离对不同外部接入设备信号传输速率低的原因进行参考，不同外部接入设备数据下载速度测试子模块用于统计不同外部接入设备的下载速度，判定当前路由的网速，根据当前网络速度判定当前网络信号是否过载。
10.通过采用上述技术方案：设定已连接目标信号距离统计子模块统计的不同外部接入设备与路由的距离为l1、l2、l3、
…
、l
n
‑1、l
n
，其中，设定l
n
max≤80m，不同外部接入设备数据下载速度测试子模块监测不同距离下外部接入设备的网络下载速度，设定不同外部接入设备数据下载速度测试子模块监测距离路由0～15m的外部接入设备网络下载速度为k1、k2、k3、
…
、k
n
‑1、k
n
，距离路由16～30m的外部接入设备网络下载速度为k01、k02、k03、
…
、k0
n
‑1、k0
n
，距离路由31～50m的外部接入设备网络下载速度为k11、k12、k13、
…
、k1
n
‑1、k1
n
,距离路由51～66m的外部接入设备网络下载速度为k21、k22、k23、
…
、k2
n
‑1、k2
n
,距离路由67～80m的外部接入设备网络下载速度为k31、k32、k33、
…
、k3
n
‑1、k3
n
,设定在外部接入设备距离路由为0～15m时，距离不对网速产生影响，外部接入设备距离路由为16～30m时，距离对网速影响率为0%～20%，外部接入设备距离路由为31～50m时，距离对网速影响率为21%～47%，外部接入设备距离路由为51～66m时，距离对网速影响率为48%～66%，外部接入设备距离路由为67～80m时，距离对网速影响率为61%～77%，设定当距离对网速影响率大于77%时，将该距离外的外部接入设备发送给网络信号负载判定反馈模块进行拒绝接入。
11.通过采用上述技术方案：所述设定不同外部接入设备数据下载速度测试子模块监测距离路由0～15m的外部接入设备网络下载速度为k1、k2、k3、
…
、k
n
‑1、k
n
，获取一台外部接入设备的下载速度k
n
，设定某一外部接入设备离路由距离l0m，判定当前距离l0属于不同路由距离限定，监测当前外部接入路由的下载速度为kmn，设定当前距离对外部接入设备的网速影响率为c：根据公式：
，计算得出当前距离对外部接入设备的网速影响率，当网速影响率c属于当前限定距离的网速影响率，判定当前网络下载速度正常，反之，则判定当前网速异常，将异常数据发送给网络信号负载判定反馈模块。
12.通过采用上述技术方案：所述网络信号负载判定反馈模块包括实时信号异常反馈子模块和远距离信号拒绝接入子模块，实时信号异常反馈子模块用于对网速异常的信号实时向外部接入设备进行反馈，远距离信号拒绝接入子模块用于获取不同尝试接入中心路由的外部接入设备的距离，对限定距离外的外接设备进行拒绝接入应答。
13.通过采用上述技术方案：所述mcu控制平台包括数据获取调节子模块和实时信号负载分析子模块，数据获取调节子模块用于对所有模块进行调节，获取所有模块的数据信息，实时信号负载分析子模块用于实时计算当前的网络信号负载率，当网络负载率超过设定阈值，将负载率异常发送给远距离信号拒绝接入子模块，远距离信号拒绝接入子模块重新调节路由和外部接入设备的限定距离。
14.一种采用mcu控制单元的网络信号控制方法，其特征在于：s1：利用信号采集模块采集设定距离内的模拟信号，监测不同模拟信号的参数，模拟通讯信号接收子模块使路由向不同距离的模拟通讯点发送模拟通讯信号，统计不同模拟通讯频段，将记录的不同模拟通讯频段发送给通讯信号参数检测子模块，通讯信号参数检测子模块对不同模拟通讯频段内部的模拟信号监测其用户吞吐量、信号强度、脉冲频率参数，将参数反馈给mcu控制平台；s2：利用路由接入数量统计模块统计接入同一路由器的外部接入设备数量，实时信号传输频段统计子模块统计当前接入的外部接入设备与路由进行信号传输的实际数量，对与路由的实际信号传输频段进行统计后发送给外部接入设备状态判定子模块，外部接入设备状态判定子模块判断外部接入设备的运行状态，判定运行状态包括外部接入设备是否需要与外部客户机进行会话，当外部接入设备需要与外部客户机保持会话请求，路由对当前外部接入设备实际信号传输频段加大信号带宽，当外部接入设备不需要与外部客户机进行会话，路由对当前外部接入设备实际信号传输频段减小信号带宽；s3：利用网络信号性能取样检测模块取样检测接入路由的不同外部接入设备的数据下载速率进行分析实时信号强弱，已连接目标信号距离统计子模块统计与路由连接的外部接入设备与路由的距离，根据其距离对不同外部接入设备信号传输速率低的原因进行参考，不同外部接入设备数据下载速度测试子模块统计不同外部接入设备的下载速度，判定当前路由的网速，根据当前网络速度判定当前网络信号是否过载；s4：利用网络信号负载判定反馈模块对网络信号判定是否出现网络负载过高，对网络信号异常进行智能反馈，实时信号异常反馈子模块用于对网速异常的信号实时向外部接入设备进行反馈，远距离信号拒绝接入子模块用于获取不同尝试接入中心路由的外部接入设备的距离，对限定距离外的外接设备进行拒绝接入应答；s5：利用mcu控制平台对所有模块进行调节，分析实时网络负载率，数据获取调节子模块用于对所有模块进行调节，获取所有模块的数据信息，实时信号负载分析子模块实时计算当前的网络信号负载率，当网络负载率超过设定阈值，将负载率异常发送给远距离
信号拒绝接入子模块，远距离信号拒绝接入子模块重新调节路由和外部接入设备的限定距离。
15.通过采用上述技术方案：所述步骤s5中，实时信号负载分析子模块实时计算当前的网络信号负载率，当网络负载率超过设定阈值，将负载率异常发送给远距离信号拒绝接入子模块，远距离信号拒绝接入子模块重新调节路由和外部接入设备的限定距离，还包括以下步骤：设定当前路由的网络信号额定容量为u，获取实时信号传输频段统计子模块统计的当前外部接入设备与路由进行信号传输的实际数量，设定实际数量为n，当前不同外接设备的信号传输的数据量为r1、r2、r3、
…
、r
n
‑1、r
n
，设定监测不同外接设备的信号传输的数据量满足以下公式：计算得出不同外接设备的信号传输的数据量满足上述公式，实时信号负载分析子模块不作处理，当不同外接设备的信号传输的数据量不满足上述公式，将负载率异常发送给远距离信号拒绝接入子模块，远距离信号拒绝接入子模块重新调节路由和外部接入设备的限定距离，断开距离远的外部接入设备调节信号负载率。
16.与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明旨在对连接路由的外接设备进行限制，监测路由网速正常的情况下实施对网络信号负载率进行分析，控制外接设备的接入；利用信号采集模块用于采集设定距离内的模拟信号，监测不同模拟信号的参数，路由接入数量统计模块用于统计接入同一路由器的外部接入设备数量，网络信号性能取样检测模块用于取样检测接入路由的不同外部接入设备的数据下载速率进行分析实时信号强弱，网络信号负载判定反馈模块用于对网络信号判定是否出现网络负载过高，对网络信号异常进行智能反馈，mcu控制平台用于对所有模块进行调节，分析实时网络负载率。
附图说明
17.为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明。
18.图1为本发明一种采用mcu控制单元的网络信号控制系统的模块结构示意图；图2为本发明一种采用mcu控制单元的网络信号控制方法的具体步骤示意图；图3为本发明一种采用mcu控制单元的网络信号控制方法的实施方法示意图。
具体实施方式
19.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
20.请参阅图1～3，本发明实施例中，一种采用mcu控制单元的网络信号控制系统及方
法，所述该系统包括信号采集模块、路由接入数量统计模块、网络信号性能取样检测模块、网络信号负载判定反馈模块和mcu控制平台，其中，信号采集模块、网络信号性能取样检测模块、网络信号负载判定反馈模块依次通过内部网络连接，路由接入数量统计模块分别和网络信号性能取样检测模块、网络信号负载判定反馈模块通过内网连接，信号采集模块、路由接入数量统计模块、网络信号性能取样检测模块、网络信号负载判定反馈模块分别和mcu控制平台通过内网连接；所述信号采集模块用于采集设定距离内的模拟信号，监测不同模拟信号的参数，路由接入数量统计模块用于统计接入同一路由器的外部接入设备数量，网络信号性能取样检测模块用于取样检测接入路由的不同外部接入设备的数据下载速率进行分析实时信号强弱，网络信号负载判定反馈模块用于对网络信号判定是否出现网络负载过高，对网络信号异常进行智能反馈，mcu控制平台用于对所有模块进行调节，分析实时网络负载率。
21.通过采用上述技术方案：所述信号采集模块包括模拟通讯信号接收子模块和通讯信号参数检测子模块，模拟通讯信号接收子模块用于使路由向不同距离的模拟通讯点发送模拟通讯信号，统计不同模拟通讯频段，将记录的不同模拟通讯频段发送给通讯信号参数检测子模块，通讯信号参数检测子模块用于对不同模拟通讯频段内部的模拟信号监测其用户吞吐量、信号强度、脉冲频率参数，将参数反馈给mcu控制平台。
22.通过采用上述技术方案：所述路由接入数量统计模块包括实时信号传输频段统计子模块和外部接入设备状态判定子模块，其中实时信号传输频段统计子模块用于统计当前接入的外部接入设备与路由进行信号传输的实际数量，对与路由的实际信号传输频段进行统计后发送给外部接入设备状态判定子模块，外部接入设备状态判定子模块用于判断外部接入设备的运行状态，判定运行状态包括外部接入设备是否需要与外部客户机进行会话，当外部接入设备需要与外部客户机保持会话请求，路由对当前外部接入设备实际信号传输频段加大信号带宽，当外部接入设备不需要与外部客户机进行会话，路由对当前外部接入设备实际信号传输频段减小信号带宽。
23.通过采用上述技术方案：所述网络信号性能取样检测模块包括已连接目标信号距离统计子模块和不同外部接入设备数据下载速度测试子模块，已连接目标信号距离统计子模块用于统计与路由连接的外部接入设备与路由的距离，根据其距离对不同外部接入设备信号传输速率低的原因进行参考，不同外部接入设备数据下载速度测试子模块用于统计不同外部接入设备的下载速度，判定当前路由的网速，根据当前网络速度判定当前网络信号是否过载。
24.通过采用上述技术方案：所述设定已连接目标信号距离统计子模块统计的不同外部接入设备与路由的距离为l1、l2、l3、
…
、l
n
‑1、l
n
，其中，设定l
n
max≤80m，不同外部接入设备数据下载速度测试子模块监测不同距离下外部接入设备的网络下载速度，设定不同外部接入设备数据下载速度测试子模块监测距离路由0～15m的外部接入设备网络下载速度为k1、k2、k3、
…
、k
n
‑1、k
n
，距离路由16～30m的外部接入设备网络下载速度为k01、k02、k03、
…
、k0
n
‑1、k0
n
，距离路由31～50m的外部接入设备网络下载速度为k11、k12、k13、
…
、k1
n
‑1、k1
n
,距离路由51～66m的外部接入设备网络下载速度为k21、k22、k23、
…
、k2
n
‑1、k2
n
,距离路由67～80m的外部接入设备网络下载速度为k31、k32、k33、
…
、k3
n
‑1、k3
n
,设定在外部接入设备距离路由为0～15m时，距离不对网速产生影响，外部接入设备距离路由为16～30m时，距离对网速影响率
为0%～20%，外部接入设备距离路由为31～50m时，距离对网速影响率为21%～47%，外部接入设备距离路由为51～66m时，距离对网速影响率为48%～66%，外部接入设备距离路由为67～80m时，距离对网速影响率为61%～77%，设定当距离对网速影响率大于77%时，将该距离外的外部接入设备发送给网络信号负载判定反馈模块进行拒绝接入。
25.通过采用上述技术方案：所述设定不同外部接入设备数据下载速度测试子模块监测距离路由0～15m的外部接入设备网络下载速度为k1、k2、k3、
…
、k
n
‑1、k
n
，获取一台外部接入设备的下载速度k
n
，设定某一外部接入设备离路由距离l0m，判定当前距离l0属于不同路由距离限定，监测当前外部接入路由的下载速度为kmn，设定当前距离对外部接入设备的网速影响率为c：，计算得出当前距离对外部接入设备的网速影响率，当网速影响率c属于当前限定距离的网速影响率，判定当前网络下载速度正常，反之，则判定当前网速异常，将异常数据发送给网络信号负载判定反馈模块。
26.通过采用上述技术方案：所述网络信号负载判定反馈模块包括实时信号异常反馈子模块和远距离信号拒绝接入子模块，实时信号异常反馈子模块用于对网速异常的信号实时向外部接入设备进行反馈，远距离信号拒绝接入子模块用于获取不同尝试接入中心路由的外部接入设备的距离，对限定距离外的外接设备进行拒绝接入应答。
27.通过采用上述技术方案：所述mcu控制平台包括数据获取调节子模块和实时信号负载分析子模块，数据获取调节子模块用于对所有模块进行调节，获取所有模块的数据信息，实时信号负载分析子模块用于实时计算当前的网络信号负载率，当网络负载率超过设定阈值，将负载率异常发送给远距离信号拒绝接入子模块，远距离信号拒绝接入子模块重新调节路由和外部接入设备的限定距离。
28.一种采用mcu控制单元的网络信号控制方法，其特征在于：s1：利用信号采集模块采集设定距离内的模拟信号，监测不同模拟信号的参数，模拟通讯信号接收子模块使路由向不同距离的模拟通讯点发送模拟通讯信号，统计不同模拟通讯频段，将记录的不同模拟通讯频段发送给通讯信号参数检测子模块，通讯信号参数检测子模块对不同模拟通讯频段内部的模拟信号监测其用户吞吐量、信号强度、脉冲频率参数，将参数反馈给mcu控制平台；s2：利用路由接入数量统计模块统计接入同一路由器的外部接入设备数量，实时信号传输频段统计子模块统计当前接入的外部接入设备与路由进行信号传输的实际数量，对与路由的实际信号传输频段进行统计后发送给外部接入设备状态判定子模块，外部接入设备状态判定子模块判断外部接入设备的运行状态，判定运行状态包括外部接入设备是否需要与外部客户机进行会话，当外部接入设备需要与外部客户机保持会话请求，路由对当前外部接入设备实际信号传输频段加大信号带宽，当外部接入设备不需要与外部客户机进行会话，路由对当前外部接入设备实际信号传输频段减小信号带宽；s3：利用网络信号性能取样检测模块取样检测接入路由的不同外部接入设备的数据下载速率进行分析实时信号强弱，已连接目标信号距离统计子模块统计与路由连接的外部接入设备与路由的距离，根据其距离对不同外部接入设备信号传输速率低的原因进行参
考，不同外部接入设备数据下载速度测试子模块统计不同外部接入设备的下载速度，判定当前路由的网速，根据当前网络速度判定当前网络信号是否过载；s4：利用网络信号负载判定反馈模块对网络信号判定是否出现网络负载过高，对网络信号异常进行智能反馈，实时信号异常反馈子模块用于对网速异常的信号实时向外部接入设备进行反馈，远距离信号拒绝接入子模块用于获取不同尝试接入中心路由的外部接入设备的距离，对限定距离外的外接设备进行拒绝接入应答；s5：利用mcu控制平台对所有模块进行调节，分析实时网络负载率，数据获取调节子模块用于对所有模块进行调节，获取所有模块的数据信息，实时信号负载分析子模块实时计算当前的网络信号负载率，当网络负载率超过设定阈值，将负载率异常发送给远距离信号拒绝接入子模块，远距离信号拒绝接入子模块重新调节路由和外部接入设备的限定距离。
29.通过采用上述技术方案：所述步骤s5中，实时信号负载分析子模块实时计算当前的网络信号负载率，当网络负载率超过设定阈值，将负载率异常发送给远距离信号拒绝接入子模块，远距离信号拒绝接入子模块重新调节路由和外部接入设备的限定距离，还包括以下步骤：所述设定当前路由的网络信号额定容量为u，获取实时信号传输频段统计子模块统计的当前外部接入设备与路由进行信号传输的实际数量，设定实际数量为n，当前不同外接设备的信号传输的数据量为r1、r2、r3、
…
、r
n
‑1、r
n
，设定监测不同外接设备的信号传输的数据量满足以下公式：计算得出不同外接设备的信号传输的数据量满足上述公式，实时信号负载分析子模块不作处理，当不同外接设备的信号传输的数据量不满足上述公式，将负载率异常发送给远距离信号拒绝接入子模块，远距离信号拒绝接入子模块重新调节路由和外部接入设备的限定距离，断开距离远的外部接入设备调节信号负载率。
30.实施例1：限定条件，所述设定不同外部接入设备数据下载速度测试子模块监测距离路由0～15m的外部接入设备网络下载速度为25mb/s、26mb/s、25mb/s，获取一台外部接入设备的下载速度25mb/s，设定某一外部接入设备离路由距离42m，判定当前距离42m属于31～50m，监测当前外部接入路由的下载速度为14mb/s，设定当前距离对外部接入设备的网速影响率为c：根据公式：，当外部接入设备距离路由为31～50m时，距离对网速影响率为21%～47%，网速影响率44%属于21%～47%，判定当前网络下载速度正常。
31.实施例2：限定条件，所述设定不同外部接入设备数据下载速度测试子模块监测距离路由0～15m的外部接入设备网络下载速度为19mb/s、20mb/s、20mb/s，获取一台外部接入设备的下载速度20mb/s，设定某一外部接入设备离路由距离18m，判定当前距离18m属于16～30mm，监测当前外部接入路由的下载速度为10mb/s，设定当前距离对外部接入设备的网
速影响率为c：根据公式：，当外部接入设备距离路由为16～30m时，距离对网速影响率为0%～20%，网速影响率50%不属于0%～20%，判定当前网速异常，将异常数据发送给网络信号负载判定反馈模块。
32.实施例3：限定条件，设定当前路由的网络信号额定容量为120mbps，获取实时信号传输频段统计子模块统计的当前外部接入设备与路由进行信号传输的实际数量，设定实际数量为6，当前不同外接设备的信号传输的数据量为20mbps、12mbps、10mbps、24mbps、31mbps、17mbps，设定监测不同外接设备的信号传输的数据量满足以下公式：计算得出不同外接设备的信号传输的数据量满足上述公式，实时信号负载分析子模块不作处理。
33.实施例4：限定条件，设定当前路由的网络信号额定容量为142mbps，获取实时信号传输频段统计子模块统计的当前外部接入设备与路由进行信号传输的实际数量，设定实际数量为6，当前不同外接设备的信号传输的数据量为21mbps、25mbps、23mbps、17mbps、31mbps、19mbps，设定监测不同外接设备的信号传输的数据量满足以下公式：计算得出不同外接设备的信号传输的数据量不满足上述公式，将负载率异常发送给远距离信号拒绝接入子模块，远距离信号拒绝接入子模块重新调节路由和外部接入设备的限定距离，断开距离远的外部接入设备调节信号负载率。
34.对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。