[發明專利]一種基于多路技術的LoRa通信方法

在審

• 申請號: 202010025748.2
• 申請日: 2020-01-10
• 公開（公告）號: CN111182608A
• 公開（公告）日: 2020-05-19
• 發明（設計）人: 鄒璞;韋建榮;張志;張鵬躍;韓權;李秉剛;孟令生;王晨;范碩;張濤;王雪妍
• 申請（專利權）人: 北京航天測控技術有限公司
• 主分類號: H04W40/24
• 分類號: H04W40/24;H04W40/32;H04W84/18;H04L29/08;G16Y10/75
• 代理公司: 北京理工大學專利中心 11120
• 代理人: 李愛英;付雷杰

本公開提出的一種基于多路技術的LoRa通信方法，通過設置有頻點和信道的簇頭節點和所述簇頭節點監聽范圍內的簇節點，LoRa通信的具體包括：定義LoRa通信過程中的數據格式，簇節點的入網過程和簇節點的退出過程。能夠實現在網絡通信困難、節點數量大、通信覆蓋范圍廣的情況下，通過鋪設大容量的傳感器網絡，通過LoRa通信方式傳輸數據，避免簇頭節點間的通信沖突以及簇節點間的通信沖突。

技術領域

本發明屬于物聯網通信領域，特別涉及一種基于多路技術的LoRa通信方法，即時分多路或頻分多路技術在LoRa通信領域的應用。

背景技術

LoRa作為一種長距離低功耗的通信技術，越來越受到人們的青睞，現已應用到農業灌溉、交通運輸、海洋探測等多個領域。LoRa聯盟為全球各個地區分配了多個頻段，中國地區最常用的是433MHz頻段。

目前，采用LoRa通信技術傳輸傳感器的采集數據一般有兩種方式：一種是直接通信，不使用任何傳輸協議，這種方式功耗低、效率高，適合小規模長距離的應用場景，但是，當場景規模達到成百上千的傳感節點之后，不可避免的會遇到訪問沖突的問題。另一種是使用LoRa聯盟規范的LoRaWAN協議，協議對節點接入認證、通信幀結構、接收窗口、數據加密等都做了詳盡的規范，可以保證節點傳輸的穩定可靠，但是協議棧的實現需要增加節點處理能力、功耗的開銷，還需要配備一臺專用的服務器，部署LoRaWAN相關的服務。但是，每個節點的入網都需要和遠端的服務器通信，網絡狀況不佳的地區，例如森林、礦山、海洋等環境使用LoRaWAN協議將受到限制。

發明內容

有鑒于此，本申請實施例提供了一種基于多路技術的LoRa通信方法，以實現在網絡通信困難、節點數量大、通信覆蓋范圍廣的情況下，通過鋪設大容量的傳感器網絡，通過LoRa通信方式傳輸數據。

根據本公開的一方面，本申請實施例提供了一種基于多路技術的LoRa通信方法，所述方法包括:設置有頻點和信道的簇頭節點和所述簇頭節點監聽范圍內的簇節點，LoRa通信的具體包括：定義LoRa通信過程中的數據格式，簇節點的入網過程和簇節點的退出過程；

其中，所述數據格式包括：數據類型、節點ID、預輪詢時間；

所述簇節點的入網過程，包括：

S1：簇頭節點選擇一個信道，用于簇節點向所有頻點發送LoRa入網申請；

S2：簇頭節點接收所述LoRa入網申請，將通信鏈路強度(RSSI)寫入數據區，組成入網申請響應包發回給簇節點；

S3：簇節點根據接收的入網申請響應包的所述通信鏈路強度(RSSI)選擇所述簇頭節點，并向所述簇頭節點發射所述簇頭節點監聽頻點入網響應確認包；

S4：所述簇頭節點接收所述監聽頻點入網響應確認包，將所述簇節點的ID加入簇節點列表；

所述簇節點的退出過程包括：

R1：設置預輪詢時間，將所述預輪詢時間與所述簇節點列表中的預輪詢時間進行比較；

R2：當所述預輪詢時間和所述節點列表中的預輪詢時間不沖突時，簇節點收到預輪詢時間后，向簇頭節點發送預輪詢確認包；

R3：簇頭節點在預定時間向所述簇節點發送輪詢請求包；

R4：簇節點接收到輪詢請求包，采集數據，并將所述采集數據發送給簇頭節點；

R5：簇頭節點接收并保存經所述簇節點采集的數據。

在一種可能的實現方式中，所述設置預輪詢時間，將所述預輪詢時間與所述簇節點列表中的預輪詢時間進行比較，還包括：

當所述預輪詢時間和所述節點列表中的預輪詢時間相沖突時，將以時間間隔t將所述預輪詢時間向后延遲，直到所述預輪詢時間和所述節點列表中的預輪詢時間不沖突。