[发明专利]一种Lora智能水表网络网关部署方法及装置

说明书

本发明提供一种Lora智能水表网络网关部署方法及装置，其中，所述方法包括：S1，基于目标智能水表网络中Lora网关候选位置、Lora智能水表终端位置、Lora智能水表终端的最大通信半径和Lora网关最大服务数量，建立Lora网关部署优化模型，所述Lora网关部署优化模型内包含Lora网关部署距离优化函数和限定Lora智能水表终端与Lora网关对应关系的约束条件；S2，基于免疫算法求解所述Lora网关部署优化模型，获取网关优化部署位置。本发明提供的一种Lora智能水表网络网关部署方法及装置，在满足业务需求的条件下，降低了Lora智能水表网络实际运行过程中Lora智能水表终端节点的功耗。

技术领域

本发明涉及物联网技术领域，尤其涉及一种Lora智能水表网络网关部署方法及装置。

背景技术

为满足越来越多远距离物联网设备的连接需求，专为低带宽、低功耗、远距离、大量连接的物联网应用而设计的低功耗广域网(LPWAN)应运而生。在目前众多的LPWAN技术中，Lora由于其低功耗、高性能受到广泛关注。Lora是由美国升特公司(SEMTECH)发布的一种专用无线电调制解调的技术，在全球免费频段运行(即非授权频段)，包括433、868、915MHz等。Lora网络主要由终端(内置Lora模块)、网关(或称基站)、服务器和云四部分组成，应用数据可双向传输。Lora网络一般采用星型网络架构，即一对多的无线连接结构。Lora既可以搭建覆盖范围较广的广域网基础设施，也可以通过简单的网关设备搭建局域网，只要物联网设备中嵌入Lora芯片或模块，即可实现快速组网和快速配置。

智能水表的数据传输业务是一种典型的物联网应用，通过远传、自动抄读系统技术根本上改变了传统的抄表方式。而基于Lora的智能远传式水表能够和服务器进行低成本的实时通信，将水表数据和状态发送给服务器或接收服务器的控制，成为了智能水表的发展趋势之一。在实际的Lora智能水表网络应用中，Lora智能水表终端和Lora网关之间通过Lora技术相互通信，网关和服务器之间通过其他有线和无线技术通信。Lora智能水表终端和水表一起部署，但Lora网关的部署位置可以优化。理论上，网关和终端越近越能节省终端的功耗，但是网关部署的同时考虑业务量等实际要求，网关数量远远小于终端数量。

由于智能电表存在电力供应不便利的问题，如何在满足业务需求的条件下，通过优化网关的部署方法降低Lora智能水表终端的功耗，在应用中变得非常重要。

发明内容

本发明为解决现有技术中存在的问题，提供了一种Lora智能水表网络网关部署方法及装置。

一方面，本发明提出一种Lora智能水表网络网关部署方法，包括：S1，基于目标智能水表网络中Lora网关候选位置、Lora智能水表终端位置、Lora智能水表终端的最大通信半径和Lora网关最大服务数量，建立Lora网关部署优化模型，所述Lora网关部署优化模型内包含Lora网关部署距离优化函数和限定Lora智能水表终端与Lora网关对应关系的约束条件；S2，基于免疫算法求解所述Lora网关部署优化模型，获取网关优化部署位置。

优选地，所述步骤S1进一步包括：S11，根据Lora网关候选位置和Lora智能水表终端位置，建立Lora网关部署距离优化函数；S12，根据Lora智能水表终端的最大通信半径，建立第一约束条件，以使得每一所述Lora智能水表终端能够与至少一个Lora网关通信；S13，根据Lora网关最大服务数量，建立第二约束条件，以使得每一所述Lora网关实际服务的终端数量不超过Lora网关最大服务数量，同时每一所述Lora智能水表终端仅接入一个Lora网关。

优选地，所述步骤S11中所述Lora网关部署距离优化函数为所有所述Lora智能水表终端到其对应接入的Lora网关距离之和的最小值，如下式所示：