[发明专利]一种基于LoRaWAN网关的全双工多通道数据传输装置及控制方法

说明书

本发明公开了一种基于LoRaWAN网关的全双工多通道数据传输装置及控制方法，包括MCU处理器、第一接口、LoRa射频接收模块、第二接口、以太网接口、若干个LoRa射频发射模块、LoRaWAN网络服务器，控制方法，包括如下步骤：1：系统初始化；2：上行数据处理；3：下行数据处理，本发明极大地提高了数据传输效率，数据的收发解耦，极大地增大了LoRaWAN网口支持的节点容量，可根据系统容量的需求选择扩展一个或多个的LoRa射频发射模块。

技术领域

本发明属于无线通信技术领域，具体涉及一种基于LoRaWAN网关的全双工多通道数据传输装置及控制方法。

背景技术

近些年随着物联网应用的不断升温，LoRa技术开始被越来越多人所关注。但是现有的LoRaWAN网关射频部分是以半双工机制工作，即，在接收无线数据时不能发送，在发送无线数据时不能接收。半双工模式使得LoRaWAN网关仅适用于低速率、低数据量的低效数据采集应用场景，极大地限制了LoRaWAN网关在数据高速收发场景的应用。

发明内容

本发明的目的是克服现有LoRaWAN技术中的不足，提供一种基于LoRaWAN网关的全双工多通道数据传输装置及控制方法。

为了达到上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：

一种基于LoRaWAN网关的全双工多通道数据传输装置，包括MCU处理器、第一接口、LoRa射频接收模块、第二接口、以太网接口、若干个LoRa射频发射模块、LoRaWAN网络服务器,LoRa射频接收模块通过第一接口与MCU处理器进行通信，若干个LoRa射频发射模块通过第二接口与MCU处理器进行通信，LoRaWAN网络服务器通过以太网接口连接MCU处理器。

LoRa射频发射模块的个数小于或者等于96个。LoRa射频发射模块数量可根据需要进行增减，最大支持96个。

一种基于LoRaWAN网关的全双工多通道数据传输装置的控制方法，包括如下步骤：

1：系统初始化；

2：上行数据处理；

3：下行数据处理。

系统初始化包括如下步骤：

步骤(1)：对第一接口及第二接口进行初始化；

步骤(2)：加载接口驱动程序为MCU处理器与第一接口及第二接口通信做好准备；然后第一接口及第二接口初始化；

步骤(3)：MCU处理器对LoRa射频接收模块进行初始化配置，设置其工作信号频率、信号强度、数据接收缓冲区初始化，然后将LoRa射频接收模块置于接收状态；

步骤(4)：MCU处理器对LoRa射频发射模块进行初始化配置，设置数据发射缓冲区初始化，将LoRa射频发射模块置于待机状态；

步骤(5)：MCU处理器创建上行数据消息队列，用于缓存从LoRa射频接收模块接收到的上行数据，然后MCU处理器创建下行数据消息队列，用于缓存从以太网接口接收到的下行数据，MCU处理器初始化网络通信，使之能够与指定的LoRaWAN网络服务器通信。

上行数据处理包括如下步骤：

步骤(1)：LoRa射频接收模块接收到LoRa射频发射模块的射频数据后，LoRa射频接收模块会发送中断信号给MCU处理器；

步骤(2)：MCU处理器接收到LoRa射频接收模块3的中断信号通知后，从LoRa射频接收模块的接收数据缓存区查找有效数据的信道并将数据从第一接口读取出来；

步骤(3)：MCU处理器将接收到的数据加入在第一步中创建的上行数据消息队列，并通知网络通信子程序将消息经以太网接口发送给LoRaWAN网络服务器。