一种模糊自适应调节无线发射信号强度的方法（一）技术领域
本发明涉及应用于物联网环境下的无线收发技术领域，特别涉及一种模糊自适应调节无线发射信号强度的方法。
（二）背景技术
目前的时代是信息时代，网络是这个时代信息互通的主要纽带，无限的物联网是网络信息时代的新生事物，已经对各行各业的发展起到了巨大的促进作用，它对于提高社会的生产率和促进社会的进步方面将起到难以估量的效果。
在物联网的无线通信过程中，数据的丢失是长期以来一直困扰着无线通信发展的瓶颈，数据丢失最主要的原因是信号接收时的信号强度，无法保证接收电路能够可靠的接收信息，为了有效地解决这一难题，各国科研工作者对此提出了各种各样的解决方法，但是经实践检验，都不是很理想。
影响接收信号强度的因素有很多，发送信号的强度、信号经过的介质、介质的稳定程度、无线发送和接收的距离、发送和接收的周期、发送和接收的方向，这些都对信号的接收有或大或小的影响。无线发送信号经发送设备送出，经过一定的介质（大多是空气，有时有墙、撒熟、水等，这些介质有时又可能受风、气流等因素的影响，导致介质不稳定），最终到达接收设备，经接收设备接收，完成无线一次通信过程。发送信号的信号强度是对于接收可靠性的最直接的影响，不同的介质对信号的吸收程度不同，如果介质不稳定就有可能导致信号接收的时断时续。
（三）发明内容
本发明为了弥补现有技术的不足，提供了一种调整灵活、通信可靠的模糊自适应调节无线发射信号强度的方法。
本发明是通过如下技术方案实现的：
一种模糊自适应调节无线发射信号强度的方法，包括对应的数据发送设备和数据接收设备，包括如下步骤：
（1）数据发送设备在在发送数据时，先进行编码，起始字节为0，顺序码0编到127，即连续发送128个数据包，每个数据包的数据个数根据后面要发的数据定义；
（2）首次发送数据，自适应模糊控制器的调整量为0，D/A变换把编码后的数字信号转化成固定频率的模拟信号，经放大电路放大后经发射天线发送出去；
（3）数据接收设备接收到信号后，先通过A/D转换接收信号的强度，然后对接收的数据进行解码，验证接收数据的正确与否，根据接收到的数据的字节数，模糊自适应控制器调节信号强度，实现数据的全部接收，接收的数据经D/A转换器转换成模拟信号后，经放大器放大，通过天线把数据发送出去；
（4）数据发送设备接收到回发数据后，先检测信号强度，然后校验看是否接收正确，根据接收正确数据的次数，模糊自适应控制器对信号强度进行调节，实现数据发送装置和数据接收装置的互相检测。
本发明采用无线方式构建无线局域网，无线局域网中的信号强度可以根据信号接收的可靠性，进行自适应调节，既保证信号接收的可靠性，又保证能量消耗最少的原则。
本发明的更优技术方案为：
步骤（3）中，如果接收到的数据的顺序编码为0到127，说明信号足够强，不用调节，然后对每次接收数据依次进行回发数据编码，起始字节设为1，把接收到的数据顺序码放到回发数据的顺序码1，把正确接收的数据个数放到接收正确数据个数的字节，假设为n，把接收信号的强度放到第四个字节，根据正确率和正确变化了设计模糊调节的规则，如果收到的数据不全，就用模糊自适应控制器调节信号强度。
步骤（4）中，如果能接收n次正确数据报，n是回发数据中正确数据的个数，且n<128，说明这次回发数据接收全部正确，模糊自适应调节时同样也调节1%；如果接收到正确数据个数小于n，也就是说正确率没有达到100%，如果正确率为大于等于99%小于100%，模糊自适应调节器就自动把每个信号的强度放大1%；如果正确率大于等于97%小于99%，调节器把信号强度放大2%；如果正确率大于等于95%小于97%，调节器把信号强度放大4%；如果正确率小于95%，调节器把信号强度放大6%。
无线局域网传送数据经常会出现数据丢失的现象，出现这种现象的原因是由于在数据传输过程中，由于各种原因，致使在传输的过程中出现信号时强时弱的现象发生，信号强的时候接收端就能准确的接收信号，信号弱的时候，接收端就无法识别数据信号，致使接收错误，或者数据丢失。本发明在发送设备在发送数据时检测发送数据的信号强度，在数据编码中，有一个字节代表发送数据的数据强度，在接收设备中也检测接收数据的信号强度，必须保证信号全部被接收设备可靠接收。在发送数据的编码中，有一个字节代表数据的顺序代码，顺序代码为0-127，发送完128个数据后，发送设备等待接收设备回发数据，接收设备接收到数据后判断校验码和顺序代码，如果正确就回发数据，回发数据的编码中，有正确接收的顺序码，接收数据的信号强度，还有校验码。发送设备如果发送设备把128个数发送出去10秒后没有收到回信，就认为所有信号接收失败。发送数据发出的数据的起始字节为0，接收设备回发的数据的起始字节为1。发送设备接收到回发的数据信息，如果有发送失败的现象发生，立即启动模糊自适应控制调整D/A变换输出值，提高发射信号的强度。直到使发送的数据全部能够可靠接收为止。根据正确率和正确率变化率设计模糊调节的规则。
本发明在发送和接收之间建立了反馈控制，采用自适应模糊控制方法实时的调整发射强度，这种措施能够保证数据的正确性，保证了通信的可靠性。
（四）附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1为本发明的操作步骤示意图；
图2为本发明发送数据编码的状态示意图；
图3为本发明回发数据编码的状态示意图。
（五）具体实施方式
参照说明书附图对本发明做以下说明。具体操作是：发送设备发送数据时，首先进行编码，起始字节为0，顺序码0编到127，也就是连续发送128个数据包，每个数据包的数据个数根据后面要发的数据定义，以蔬菜温室大棚检测设备为例，要发的数据个数为4，数据1为温室大棚内大气的温度，数据2为温室大棚内大气的湿度，数据3为温室大棚土壤的温度，数据4为温室大棚土壤的湿度。最后一个字节是CRC校验。首次发送数据，自适应模糊控制器的调整量为0。D/A变换把编码后的数字信号，转化成固定频率的模拟信号。经放大电路放大后经发射天线发送出去。
接收天线接收到信号后，首先通过A/D转换检测接收信号的强度，然后对对接收的数据进行解码，验证接收数据的正确与否。如果接收到的数据的顺序码为0到127，也就是发送的128个数据包都能正确接收，说明信号足够强，不用调节。然后对每次接收数据依次进行回发数据编码，起始字节设为1，把接收到的数据顺序码放到回发数据的顺序码1，把接收正确接收的数据个数放到接收正确数据个数的字节，假设为n。把接收信号的强度，放到第四个字节。根据正确率和正确率变化率设计模糊调节的规则，如果收到的数据不全，就用模糊自适应控制器调节信号强度，如果正确率为大于等于99%小于100%，模糊自适应调节器就自动把每个信号的强度放大倍数从2%到-1%（如果接收数据正确率为100%，模糊自适应调节器的调节强度为0%）；如果正确率大于等于98%小于99%，调节器把信号强度放大倍数从3%到-2%；如果正确率大于等于96%小于98%，调节器把信号强度放大倍数从4%到0%；如果正确率小于96%，调节器把信号强度放大倍数从5%到1%。经D/A转换器转换成模拟信号后，经放大器放大，通过天线把数据发送出去。
接收天线接收到回发的数据后，先检测信号强度，然后校验看是否接收正确，如果能接收n次正确数据报（n是回发数据中正确数据的个数，且n<128），说明这次回发数据接收全部正确，模糊自适应调节时同样也调节1%，如果接收到正确数据个数小于n，也就是说正确率没有达到100%，如果正确率为大于等于99%小于100%，模糊自适应调节器就自动把每个信号的强度放大1%（如果接收数据争取率为100%，模糊自适应调节器的调节强度为0%）；如果正确率大于等于97%小于99%，调节器把信号强度放大2%；如果正确率大于等于95%小于97%，调节器把信号强度放大4%；如果正确率小于95%，调节器把信号强度放大6%。这样发送端和接收端一直在互相检测发送的数据，可以实时的调节信号的强度。
本发明中应用的模糊规则控制表为：
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这种无线发送平台提高了数据传送的可靠性，保证了通信合格率，拓展了无线通信的应用领域和应用距离。