一种改进蚁群算法模型的互联网通信故障方法与流程

电子通信装置的制造及其应用技术1.本发明涉及通信技术领域，且更确切地涉及一种改进蚁群算法模型的互联网通信故障方法。背景技术：2.互联网通信技术是以计算机作为通信的基本载体，以网络为通道，经过互联网进行通信的一种网络技术。不论是声音、图片还是影片图形，都可以在互联网上传输，实现资源的共享。互联网通信技术打破了传统的地域和空间的限制，使得信息可以快速的传到目的地。3.在互联网通信过程中，很容易出现故障信息，cn201610959740.7一种信息通信网络间故障的定位方法，通过在因果图故障传播模型中删除冗余信息，生成二分图故障传播模型；在所述二分图故障传播模型中去除信息网关联告警，建立通信网故障源和信息网关联故障事件间的直接关系；确定网络故障定位问题的最终目标函数；基于拉格朗日松弛和次梯度方法求解所述最终目标函数的最优解。该方法虽然能够实现互联网通信过程中的最优解故障数据信息诊断，但无法计算精度不高，专利号cn201911122290.6公开了一种一种光纤通信网络的故障管控系统与方法，用于检测光纤通信网络是否存在故障；故障识别装置，用于区分光纤通信网络的故障类型，且与故障定位装置连接，所述故障类型包括链路故障、设备故障；故障定位装置，用于确定故障区域的位置，该方法虽然提高了网络的故障定位效率，但是针对数据通讯过程中一些故障诊断问题，就很难做到故障识别。技术实现要素：4.针对上述技术的不足，本发明公开一种改进蚁群算法模型的互联网通信故障方法，能够提高通信过程中的故障诊断分析能力。5.为了实现上述技术效果，本发明采用以下技术方案：6.一种改进蚁群算法模型的互联网通信故障方法，其中包括以下步骤：7.(s1)通过多载波电力线通信模块实现多载波电力线通信，并获取互联网通信数据信息；8.(s2)通过多载波电力线通信mppt模型对多载波电力线通信模块进行监测，其中mppt模型中融合有蚁群算法模型，将蚁群算法模型融入到互联网通信，以提高故障数据的搜索能力；9.(s3)通过控制系统控制互联网通信故障输出信息，诊断出的故障数据信息发送到远程终端以实现数据信息的远程监控或则应用。10.作为本发明进一步的技术方案，多载波电力线通信模块包括stm32f407vet6芯片主控模块和与所述stm32f407vet6芯片主控模块连接的载波发送电路、通信接口、调试单元、ram缓存单元、过零检测模块和数据转换模块，其中所述载波发送电路包括接收滤波模块、增益控制模块、信号调理模块、调制解调模块、滤波电压放大模块、功率放大模块、阻抗匹配模块和耦合器，其中所述接收滤波模块的输出端与增益控制模块的输入端连接，所述增益控制模块的输出端与信号调理模块的输入端连接，信号调理模块的输出端与调制解调模块的输入端连接，调制解调模块的输出端与滤波电压放大模块的输入端连接，滤波电压放大模块的输出端与功率放大模块的输入端连接，功率放大模块的输出端与阻抗匹配模块的输入端连接，阻抗匹配模块的输出端与耦合器的输入端连接，所述调试单元外部连接有串口通信电路，所述通信接口连接有上下行光纤通信接口、无线5g通信决口和本地下行通信接口；所述调试单元包括rs-485接口、解调模块和纠错译码模块。11.作为本发明进一步的技术方案，接收滤波模块可以采用联邦滤波器，实现数据信息滤波，增益控制模块通过双比较器实现数据信息的增益，其主控模块为ad9361增益控制。12.作为本发明进一步的技术方案，mppt监测方法包括以下方法：13.步骤一、通过8位微控制器实现通信故障数据信息的监测，并且以32khz时钟频率执行信号换算；14.步骤二、从互联网通信过程中获取故障数据信息，检测互联网通信主回路直流电压及输出电流，计算出互联网通信的输出功率，并通过蚁群算法对最大功率点的进行追踪，将互联网通信中的功率导向到存储装置，通过分类算法模型，实现多种数据信息的分类；15.步骤三、增加局部搜索检索模型，在互联网通信过程中获取故障数据信息过程中，对互联网通信实现不同信息元素的计算，互联网通信运动轨迹更新函数为：[0016][0017]在公式(1)中，ρ表示互联网通信过程中的数据信息素，τij表示互联网通信过程中的蚂蚁元素，t表示互联网通信过程中蚂蚁元素更新释放信息素的时间，表示互联网通信过程中释放信息素时最合适的蚂蚁元素，最合适的蚂蚁元素计算函数差值为：[0018][0019]在公式(2)中，利用蚁群算法时，通过logistic函数映射实现故障数据信息的获取：[0020][0021]公式(3)中，为logistic函数的逻辑变量，a-v中的v表示logistic函数的逻辑变量影响量因素，中的a表示互联网通信过程中故障影响参数，γ表示蚁群算法误差变量值，互联网通信故障发生概率最大时外界影响参数函数为：[0022][0023]在公式(4)中，外界影响参数函数为p(α)，x表示logistic函数影响系数，f(sbest)表示互联网通信过程中释放信息素时最合适的蚂蚁元素路径集合；fβ(s)表示logistic函数资源信息函数，fβ(s)中的β表示logistic函数资源信息函数影响因素；fβ(s)中的s表示logistic函数资源信息函数信息参数；p(α)的值最小时，则β为logistic函数资源信息函数信息参数中最佳参数，βm为最佳参数函数，参数函数为：[0024][0025]在公式(5)中，βi为不同可控变量下的参数值，φ为概率值之和的参数，yi为互联网通信数据中的另一组变量；为互联网通信过程中的概率分布，其中中的m为最佳参数函数中函数类别；[0026]步骤四、互联网通信故障诊断对比计算；[0027][0028]在公式(6)中，互联网蚂蚁元素正在进行数据信息更新，在τmax≤τij的情况下，则不存在故障数据信息，在τmax＞τij的情况下，则存在故障数据信息；[0029]步骤五、对蚂蚁元素信息素轨迹进行平滑化处理，通过数据分类时间最佳故障数据信息进行索引，则索引函数为：[0030][0031]在公式(7)中，δ的值介于0和1之间，τij(t)为蚂蚁元素进行平滑化之前的信息素轨迹量，为蚂蚁元素进行平滑化之后的信息素轨迹量。[0032]作为本发明进一步的技术方案，诊断出的故障数据信息通过cdma传输模式发送到远程终端。[0033]本发明有益的积极效果在于：[0034]区别于常规技术，本发明能够通过多载波电力线通信mppt模型对多载波电力线通信模块进行监测，其中mppt模型中融合有蚁群算法模型，将蚁群算法模型融入到互联网通信，以提高故障数据的搜索能力；能够通过控制系统控制互联网通信故障输出信息，诊断出的故障数据信息发送到远程终端以实现数据信息的远程监控或则应用。附图说明[0035]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，其中：[0036]图1为本发明流程结构示意图；[0037]图2为本发明多载波电力线通信模块原理示意图；[0038]图3为本发明接收滤波模块的原理示意图；[0039]图4为本发明mppt监测方法中控制原理示意图；[0040]图5为本发明中cs5463芯片电路示意图；[0041]图6为本发明mppt监测方式一种实施例示意图。具体实施方式[0042]以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。[0043]如图1所示，一种改进蚁群算法模型的互联网通信故障方法，包括以下步骤：[0044](s1)通过多载波电力线通信模块实现多载波电力线通信，并获取互联网通信数据信息；[0045](s2)通过多载波电力线通信mppt模型对多载波电力线通信模块进行监测，其中mppt模型中融合有蚁群算法模型，将蚁群算法模型融入到互联网通信，以提高故障数据的搜索能力；[0046](s3)通过控制系统控制互联网通信故障输出信息，诊断出的故障数据信息发送到远程终端以实现数据信息的远程监控或则应用。[0047]在上述实施例中，如图2所示，多载波电力线通信模块包括stm32f407vet6芯片主控模块和与所述stm32f407vet6芯片主控模块连接的载波发送电路、通信接口、调试单元、ram缓存单元、过零检测模块和数据转换模块，其中所述载波发送电路包括接收滤波模块、增益控制模块、信号调理模块、调制解调模块、滤波电压放大模块、功率放大模块、阻抗匹配模块和耦合器，其中所述接收滤波模块的输出端与增益控制模块的输入端连接，所述增益控制模块的输出端与信号调理模块的输入端连接，信号调理模块的输出端与调制解调模块的输入端连接，调制解调模块的输出端与滤波电压放大模块的输入端连接，滤波电压放大模块的输出端与功率放大模块的输入端连接，功率放大模块的输出端与阻抗匹配模块的输入端连接，阻抗匹配模块的输出端与耦合器的输入端连接，所述调试单元外部连接有串口通信电路，所述通信接口连接有上下行光纤通信接口、无线5g通信决口和本地下行通信接口；所述调试单元包括rs-485接口、解调模块和纠错译码模块。[0048]调试单元的工作方法是可以实现外部数据通过rs-485接口输出的数据进行接口变换、缓存、复接、纠错编码、调制后输出给模拟电路的发通道中频输入，再经过发通道将信息发射送出。另一方面，还可以实现将模拟电路部分接收通道的中频输出端输出的中频信号解调、纠错译码、分接、缓存、接口变换后通过rs-485接口输出。实现数据信号的收发控制、状态检测、失锁告警、电平指示等功能。[0049]在上述实施例中，主控单元使用了stm32f407vet6芯片该芯片为基于高性能arm内核cortex-m4，同时支持motorola6800、intel 8080type lcd directly以及10/100ethernet mac。在通信装置上外扩一个缓存扩展单元，对高速的电力数据进行存储，避免远程通信模块中传输的数据无法实时传输到另一端。[0050]如图3所示，在上述实施中，接收滤波模块可以采用联邦滤波器，实现数据信息滤波，增益控制模块通过双比较器实现数据信息的增益，其主控模块为ad9361增益控制。[0051]在具体实施例中，调制解调模块可以采用bpsk、qpsk、16qam和64qam四种调制方法，利掰共用rom、共厢减法器等器件的方法，减少了电路规模和硬件资源消耗。此电路具有能够通过消息反馈机制来自动调整调制方法的能力。在调制子模块中，还可以根据四种调制方式调制的映射表分析，bpsk和qpsk以及16qam的映射表都不是很大，可以与64qam的映射表进行整合，通过对映射表进行适当安排，合理的选择机制，可以实现一个rom的调制子模块，改变以往需要四个rom分别实现四种调制的方式。bpsk和qpsk的解调较简单，星座点较少，因此判决最后可以转换成映射关系。而16qam和64qam星座点较多，硬判决的区域判决需要一系列计算得出。实际判断时，将数据分为实部和虚部，分别进行判决。将实部(虚部)数据取模，然后和某星座点模值相减，将相减结果再取模与阈值相减进行比较，来判断是否属于该星座点。所以，16qam和64qam解调制时，可考虑共用进行数据运算所需的寄存器、数据选择器、减法器等器件。阻抗模块设有多个不同类型的阻抗控制测试孔和连接到阻抗控制测试孔上的阻抗测试线，在阻抗测试线的两侧分别设有阻抗测试保护线，阻抗测试线设置在阻抗模块体的中间。[0052]功率放大模块在具体实施例中可以为功率放大器(power amplifier，pa，简称“功放”)是指在给定失真率条件下，能产生最大功率输出以驱动某一负载(例如扬声器)的放大器。功率放大器在整个音响系统中起到了“组织、协调”的枢纽作用，在某种程度上主宰着整个系统能否提供良好的数据信息输出。[0053]滤波电压放大模块包括放大滤波电路，在放大器输出端留有测试端子，能够在信号源提供正弦输入信号，基本满足电压增益40db可调、低通滤波器、带通滤波器设计等多种需求。[0054]ram缓存模块中ram(random access memory)即随机存储内存，特点：断电时将丢失其存储内容，故主要用于bai存储短时间使用的程序；[0055]rom(read-only memory)即只读内存。[0056]最大功率点跟踪(maximum power point tracking mppt)监测技术主要由跟踪系统和信号换算组成，通过建立互联网通信环境测点完成污染源的跟踪测算，将测算数据通过信号换算的方式完成跟踪。[0057]mppt检测方式由现场数据采集无线发射系统和污染源跟踪系统组成，现场采集系统主要对互联网通信环境进行分析，通过建立的测点传感器采集数据组成测量分点的小控制单元，并对建立的n个测点进行测点跟踪。为提高跟踪精确度，在发射系统中安装多个功率换算点，完成互联网通信环境数据的最大功率换算。污染源跟踪系统在测点跟踪和功率跟踪的配合下完成，系统与测点数据通过总线连接，总线设计方式为匹配电缆，测点控制与功率换算之间为无线连接，测点和功率点均具有发射功能，向跟踪系统及时发送数据信息，进而完成环境污染源的追踪。[0058]如图4-图6所示，mppt监测方法包括以下方法：[0059]步骤一、通过8位微控制器实现通信故障数据信息的监测，并且以32khz时钟频率执行信号换算；[0060]步骤二、从互联网通信过程中获取故障数据信息，检测互联网通信主回路直流电压及输出电流，计算出互联网通信的输出功率，并通过蚁群算法对最大功率点的进行追踪。将互联网通信中的功率导向到存储装置，通过分类算法模型，能够实现多种数据信息的分类，提高了互联网通信计量信息的管理能力；[0061]步骤三、增加局部搜索检索模型，在互联网通信过程中获取故障数据信息过程中，对互联网通信实现不同信息元素的计算，互联网通信运动轨迹更新函数为：[0062][0063]在公式(1)中，ρ表示互联网通信过程中的数据信息素，τij表示互联网通信过程中的蚂蚁元素，t表示互联网通信过程中蚂蚁元素更新释放信息素的时间，表示互联网通信过程中释放信息素时最合适的蚂蚁元素，最合适的蚂蚁元素计算函数差值为：[0064][0065]在公式(2)中，利用蚁群算法时，通过logistic函数映射实现故障数据信息的获取：[0066][0067]公式(3)中，为logistic函数的逻辑变量，a-v中的v表示logistic函数的逻辑变量影响量因素，中的a表示互联网通信过程中故障影响参数，γ表示蚁群算法误差变量值，互联网通信故障发生概率最大时外界影响参数函数为：[0068][0069]在公式(4)中，外界影响参数函数为p(α)，x表示logistic函数影响系数，f(sbest)表示互联网通信过程中释放信息素时最合适的蚂蚁元素路径集合；fβ(s)表示logistic函数资源信息函数，fβ(s)中的β表示logistic函数资源信息函数影响因素；fβ(s)中的s表示logistic函数资源信息函数信息参数；p(α)的值最小时，则β为logistic函数资源信息函数信息参数中最佳参数，βm为最佳参数函数，参数函数为：[0070][0071]在公式(5)中，βi为不同可控变量下的参数值，φ为概率值之和的参数，yi为互联网通信数据中的另一组变量；为互联网通信过程中的概率分布，其中中的m为最佳参数函数中函数类别；[0072]步骤四、互联网通信故障诊断对比计算；[0073][0074]在公式(6)中，互联网蚂蚁元素正在进行数据信息更新，在τmax≤τij的情况下，则不存在故障数据信息，在τmax＞τij的情况下，则存在故障数据信息；[0075]步骤五、对蚂蚁元素信息素轨迹进行平滑化处理，通过数据分类时间最佳故障数据信息进行索引，则索引函数为：[0076][0077]在公式(7)中，δ的值介于0和1之间，τij(t)为蚂蚁元素进行平滑化之前的信息素轨迹量，为蚂蚁元素进行平滑化之后的信息素轨迹量。[0078]在上述实施例中，将诊断出的故障数据信息通过cdma传输模式发送到远程终端[0079]在具体实施例中，cdma是码分多址(code division multiple access cdma)传输模式将公路监测数据通过编码和分址的方式设计，利用多项5g技术设计信息通讯，完成互联网通信故障发生地和监测系统数据的路由传输，提高互联网通信故障监测能力。cdma传输模式依赖于互联网通信环境，通过收录互联网通信外场环境，通过无线网形式上传到互联网通信监控服务中心。利用本路段的通信体系建立传输通道，通过gprs/cdma传输模式将数据上传到网络监控中心。[0080]虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些具体实施方式仅是举例说明，本领域的技术人员在不脱离本发明的原理和实质的情况下，可以对上述方法和系统的细节进行各种省略、替换和改变。例如，合并上述方法步骤，从而按照实质相同的方法执行实质相同的功能以实现实质相同的结果则属于本发明的范围。因此，本发明的范围仅由所附权利要求书限定。









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