[发明专利]实时位置通信设备和时隙同步方法

权利要求书

1.一种实时位置通信设备，其特征在于，所述通信设备包括多个需要时隙同步的节点、LoRa gateway、服务器、以及客户端；

节点用于接收GPS卫星信息并确定自己的地理位置信息，并将该地理位置信息发送给LoRa gateway；

LoRa gateway带有固定ip，其接收节点的位置信息，并转发给服务器；LoRa gateway收到节点i的地理位置信息后，将该地理位置信息通过互联网或者通过移动网络发送给服务器，与节点i匹配的客户端通过互联网或移动网络访问服务器，查看节点i的位置信息。

2.根据权利要求1所述的实时位置通信设备，其特征在于，一个节点同时匹配多个客户端和/或一个客户端匹配多个节点。

3.根据权利要求1所述的实时位置通信设备，其特征在于，设备在时分复用过程中，多个节点共用无线信道，在与LoRa gateway进行时分通信的时候，每个通信时隙对应一个节点，该节点在对应的时隙发送数据。

4.根据权利要求1所述的实时位置通信设备，其特征在于，

服务器：接收LoRa gateway传递的数据，并将该节点的数据，通过互联网和移动运营商的网络推送给对应的客户端；

服务器中包含有数据库。

5.根据权利要求4所述的实时位置通信设备，其特征在于，

节点：包含处理器、定位模块，电源模块，LoRa射频发射和接收模块，警示模块和传感器模块；

其中，定位模块：用于接收GPS卫星信息并确定本节点的地理位信息并发送给处理器；

电源模块：为节点提供电能；

LoRa射频发射和接收模块：与处理器电连接并控制负责与LoRa gateway进行通信；

警示模块：包括与处理器电连接的灯光闪烁模块和/或与处理器电连接的警笛报警模块；

传感器模块：包括与处理器电连接且检测是否发生摔跤加速度传感器和/或与处理器电连接的其他传感器。

6.根据权利要求5所述的实时位置通信设备，其特征在于，

LoRa gateway包括

收发模块：接收节点发送的信息，或向节点发送信息；

信道分配模块：给不同的节点分配不同的信道，不同的时隙，不同的扩频因子；

互联模块：将LoRa gateway与互联网或移动网络进行连接，用于收发LoRa gateway与服务器之间的数据；

定位模块：GPS定位模块，确定LoRa gateway的地理位置和由time pusle端口输出时间同步方波；

认证模块：认证节点是否是合法用户；

客户端：用于与服务器通信，并将节点位置信息进行展示或进行其他服务的应用软件，该软件可运行在手机或者笔记本或者台式电脑或者平板电脑。

7.一种实时位置通信设备的时隙同步方法，其特征在于，借助于权利要求1-6任一项所述的设备，包括以下步骤，

步骤a，GPS卫星向节点的GPS模块发送时间信息，GPS收到卫星的时间信息后由GPS模块的Time pusle端口输出周期为2秒的矩形方波，该矩形方波上升沿和相邻下降沿的时间是1秒，下降沿和相邻上升沿的时间是1秒；

步骤b，Lora gateway和节点根据本设备上的GPS模块收到GPS卫星发送的时间信息后，由Time pusle端口输出时间同步的矩形方波信号，即该设备输出的矩形方波的上升沿和下降沿与其他节点设备输出的矩形方波的上升沿和下降沿对齐，上升沿到相邻下降沿的时间即为系统的时隙；

步骤c，在获得GPS模块提供的矩形方波后，LoRa gateway在某时隙发送同步数据包给所有节点，该时隙即为LoRa gateway分配的第0时隙；其次，节点在某时隙接收到同步码字之后，即认为此时隙为LoRa gateway标记的第0时隙，并且依次标记后续的时隙为第1时隙，第2时隙，一直到总共N个时隙后，周期结束；然后，再从下一个周期的第0个时隙重新开始；其中，每一个时隙的时长是1秒；

步骤d，LoRa gateway周期性执行步骤c，为新开机的节点提供第0时隙号，执行周期为Tz；

步骤e，所有节点初次与LoRa gateway通信时，在公共信道完成身份认证和时隙号的分配。