[發明專利]一種基于LoRa的無線通信系統及方法

在審

• 申請號: 201711014302.4
• 申請日: 2017-10-26
• 公開（公告）號: CN107911801A
• 公開（公告）日: 2018-04-13
• 發明（設計）人: 唐捷;吳偉城;王澤元;肖瀟;王慶春;歐啟琛
• 申請（專利權）人: 上海宏力達信息技術股份有限公司
• 主分類號: H04W4/38
• 分類號: H04W4/38;H04W40/24;H04W84/18
• 代理公司: 上海申新律師事務所31272
• 代理人: 俞滌炯

技術領域

本發明涉及無線通信技術領域，尤其涉及一種基于LoRa的無線通信系統及方法。

背景技術

目前的無線通信模塊多采用wifi、藍牙、zigbee、超再生等形式，其理想傳輸距離最遠可達2-3km。若想達到更遠的距離則需要采用MESH拓撲結構，使得數據能夠跳躍多個節點送達目的節點。要想獲得更遠的傳輸距離，則需要布置更多的節點，這無疑增加了成本，同時提高了系統復雜度，系統穩定性降低。

現有的無線通信技術單跳的通信距離通常較短，最遠僅2-3km，若想達到更遠的通信距離，則需要使用MESH拓撲結構，多級中繼，如采用zigbee無線通信技術，使用MESH拓撲結構，實現數據的雙向傳輸。且其抗干擾能力弱，信噪比為負時已經無法解析出數據。同時多級中繼構成的MESH拓撲結構也就帶來了結構復雜，功耗高等問題，多級中繼還直接導致數據傳輸時間成倍增長，實時性降低。

發明內容

針對現有技術中存在的問題，本發明提供了一種基于LoRa的無線通信系統。本發明采用如下技術方案：

一種基于LoRa的無線通信系統，所述無線通信系統包括：

控制器，所述控制器用于輸出采集命令并接收采集數據；還包括：

LoRa網關，所述LoRa網關用于接收所述控制器下發的所述采集命令并下發，以及用于接收所述采集數據并上傳至所述控制器；

多個LoRa節點，每個所述LoRa節點分別具有直接和間接兩種工作模式，直接模式時的所述LoRa節點為LoRa直接節點，間接模式時的所述LoRa節點為LoRa間接節點，多個所述LoRa直接節點直接接入所述LoRa網關并和所述LoRa網關構成星型網絡，每個所述LoRa間接節點分別以一所述LoRa直接節點為中繼節點間接接入所述LoRa網關；

所述LoRa網關用于接收所述采集命令并下發至所述LoRa直接節點，以及用于接收所述LoRa直接節點上傳的所述采集數據并上傳；

所述LoRa直接節點用于根據所述采集命令采集所述采集數據并上傳，以及用于作為中繼節點將所述采集命令下發至相應的所述LoRa間接節點，以及用于接收所述LoRa間接節點上傳的所述采集數據并上傳；

所述LoRa間接節點用于根據所述采集命令采集所述采集數據并上傳。

優選的，所述LoRa直接節點包括：

第一外設，所述第一外設用于采集所述采集數據并輸出；

直接節點，所述直接節點連接所述第一外設和所述LoRa網關，所述直接節點用于根據所述LoRa網關下發的所述采集命令控制所述第一外設采集所述采集數據并將所述采集數據上傳至所述LoRa網關。

優選的，所述LoRa間接節點包括：

第二外設，所述第二外設用于采集所述采集數據并輸出；

間接節點，所述間接節點連接所述第二外設，所述間接節點通過一所述直接節點與所述LoRa網關連接，所述間接節點用于根據所述直接節點下發的所述采集命令控制所述第二外設采集所述采集數據并將所述采集數據上傳至所述直接節點。

一種基于LoRa的無線通信方法，基于上述的無線通信系統，所述無線通信方法包括：

步驟S1、所述LoRa網關接入所述控制器，每個所述LoRa節點分別根據自身工作模式為直接模式還是間接模式來確定自身是LoRa直接節點還是LoRa間接節點，多個所述LoRa直接節點直接接入所述LoRa網關并和所述LoRa網關構成星型網絡，每個所述LoRa間接節點分別以一所述LoRa直接節點為中繼節點間接接入所述LoRa網關；

步驟S2、所述控制器向所述LoRa網關下發采集命令，所述LoRa網關將所述采集命令下發至相應的所述LoRa直接節點；

步驟S3、所述LoRa直接節點根據所述采集命令采集所述采集數據并上傳，或作為中繼節點將所述采集命令下發至相應的所述LoRa間接節點，所述LoRa間接節點根據所述采集命令采集所述采集數據并上傳至相應的所述LoRa直接節點，所述LoRa直接節點接收所述LoRa間接節點上傳的所述采集數據并上傳；

步驟S4、所述LoRa網關接收所述采集數據并上傳至所述控制器。

優選的，所述步驟S1中，多個所述LoRa直接節點直接接入所述LoRa網關構成星型網絡的具體步驟為：

步驟S11a、LoRa網關上電；

步驟S12a、所述LoRa網關選擇未接入的所述LoRa直接節點，并向未接入的所述LoRa直接節點發送通知幀；

步驟S13a、所述LoRa網關判斷是否收到回復心跳：