[發明專利]基于信道訂閱的多層分布式LoRa網絡

有效

• 申請號: 202011147002.5
• 申請日: 2020-10-23
• 公開（公告）號: CN112235745B
• 公開（公告）日: 2023-03-31
• 發明（設計）人: 郭虓;李奇;冷杉;孫康文
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學云南創新研究院
• 主分類號: H04W4/38
• 分類號: H04W4/38;H04W4/70;H04W28/06;H04W28/082;H04W52/02;H04B7/185
• 代理公司: 昆明盛鼎宏圖知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 53203
• 代理人: 許競雄

本發明公開了一種基于信道訂閱的多層分布式LoRa網絡，包括單個網關、大于3個的中繼和大于3個的前端數據采集設備，所述網關設置為星型結構，負責收取中繼上傳的數據，存儲，處理，轉發到云平臺或衛星，接收云平臺或衛星下發的數據，經過指令過濾下發到相應的中繼；所述中繼：設置于網關與前端數據采集設備之間，負責收取前端數據采集設備上傳的數據，預處理，壓縮，轉發，接收從網關處下發的數據，過濾下發到對應的前端數據采集設備；所述前端數據采集設備：負責收集傳感器數據，上傳到中繼；解決了在降低成本后，使用多個前端數據采集設備能向網關傳輸數據，不支持數據的雙向傳輸的問題。

技術領域

本發明涉及計算機通訊技術領域，具體涉及一種基于信道訂閱的多層分布式LoRa網絡。

背景技術

LoRa是專門設計用于物聯網無線傳輸的流行技術之一，它保持了像 FSK 調制相同的低功耗特性，但明顯地增加了通信距離。LoRa 技術本身擁有超高的接收靈敏度（RSSI）和超強信噪比（SNR） 。此外使用跳頻技術，通過偽隨機碼序列進行頻移鍵控，使載波頻率不斷跳變而擴展頻譜，防止定頻干擾。多個設備連接網關，一般使用基于LoRaWAN的移動網絡。然而，LoRaWAN網關成本太高。因此，在一些低頻率采集，低功耗，帶有LoRa網絡節點的設備中，為了降低功耗，設備工作在低功耗狀態，當需要發送數據時，喚醒LoRa節點，將數據傳輸到網關。使用Lora透傳節點組網，通過信道訂閱，可以使用前端采集器的數據傳輸工作在不同信道上，通過分時復用同一信道，可以使不同的前端采集器工作在同一信道，但是，前端數據采集設備必須與網關在同一個信道上通信，這樣就會使得數據的傳輸必須等待，并且不能夠實現雙向傳輸。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于信道訂閱的多層分布式LoRa網絡，解決在降低成本后，使用多個前端數據采集設備能向網關傳輸數據，不支持數據的雙向傳輸的問題。

為解決上述的技術問題，本發明采用以下技術方案：

一種基于信道訂閱的多層分布式LoRa網絡，其特征在于：包括單個網關、大于3個的中繼和大于3個的前端數據采集設備，所述網關設置為星型結構，負責收取中繼上傳的數據，存儲，處理，轉發到云平臺或衛星，接收云平臺或衛星下發的數據，經過指令過濾下發到相應的中繼；所述中繼：設置于網關與前端數據采集設備之間，負責收取前端數據采集設備上傳的數據，預處理，壓縮，轉發，接收從網關處下發的數據，過濾下發到對應的前端數據采集設備 ；所述前端數據采集設備：負責收集傳感器數據，上傳到中繼。

進一步的，網關設置為常供電設備，被動LoRa無線數據接收方，不主動給前端數據采集設備或中繼發送數據，且在獨立的一個單獨信道上通信，負責：

1、管理下屬的中繼與前端數據采集設備，包括中繼與前端數據采集設備注冊入網與離開進行管理，位置信息管理；

2、接收中繼訂閱信道的請求，為中繼動態分配信道；

3、接收前端數據采集設備訂閱信道的請求，根據前端數據采集設備的設備類型，從已訂閱的中繼中查找對應類型中繼所在的信道，將此信道分配給前端采集設備；

4、接收中繼上報的前端數據采集設備數據并存儲、處理及轉發；

5、通過中繼的相關請求，發送數據；如時間同步請求；

6、為各中繼動態分配與網關通信的時間。

進一步的，中繼設置為常供電設備，中繼工作在不同信道，每個中繼下連接設置有多個數據采集設備與其工作在同一個信道；負責：

1、實際工程安裝提供位置信息配置功能；

2、向網關訂閱通信信道，訂閱成功后，工作在訂閱通信信道上；