[发明专利]基于LoRa通信的长距离无线传输系统及其通信方法

权利要求书

1.一种基于LoRa通信的长距离无线传输系统，其特征在于，包括上位控制装置、LoRa无线网关、多个LoRa无线中继以及与所述多个LoRa无线中继一一对应的多个LoRa无线终端组；每个所述LoRa无线终端组具有一个或多个LoRa无线终端，所述的一个或多个LoRa无线终端与所属的LoRa无线中继无线通信；所述上位控制装置与所述LoRa无线网关通信连接；所述多个LoRa无线中继包括多级LoRa无线中继；所述上位控制装置用于向所述LoRa无线网关下发任务指令、以及接收所述LoRa无线网关发送的任务反馈信息；所述上位控制装置用于将针对不同LoRa无线终端组的任务分别构建为不同的任务指令，以只将属于同一LoRa无线终端组的任务数据信息汇集在同一条任务指令中；所述LoRa无线网关用于将接收的所述任务指令转换为符合LoRa通信协议的任务指令报文并向外广播，以及将来自于第一级LoRa无线中继的任务反馈报文转换为符合上位控制装置通信格式的所述任务反馈信息；所述LoRa无线网关在接收到所述上位控制装置下达的多条任务指令时，会以队列的方式逐一通过LoRa无线传输向后级发送，发送任务指令报文后LoRa无线网关的无线端会进入数据接收模式，接收到对应的数据后开始下一指令发送，一直到队列空为止；

由LoRa无线网关传输报文至LoRa无线终端的方向为下行传输方向，由LoRa无线终端传输报文至LoRa无线网关的方向为上行传输方向；

各所述LoRa无线中继具有上行传输状态、下行传输状态和终端反馈接收状态，且默认初始工作状态为下行传输状态；各LoRa无线中继用于根据所接收到的报文内容进行相应的处理后生成新的报文并向外广播，并且对自身的工作状态进行相应的切换, 新的报文中的发送源地址为该LoRa无线中继自身的地址；各所述LoRa无线中继处于下行传输状态时，仅对上一级节点发送的任务指令报文进行接收处理，判断上一级节点发送的任务指令报文是否是发给自身所对应的LoRa无线终端组：若是，则按照预设的发送顺序将任务指令报文中与每个目标LoRa无线终端相对应的数据分别逐帧发送给各目标LoRa无线终端，在向第一个目标LoRa无线终端发送完任务指令报文之后，将工作状态切换为终端反馈接收状态，接收第一个目标LoRa无线终端反馈的报文，在终端反馈接收状态下在向一个目标LoRa无线终端发送完报文之后只有在接收到该目标LoRa无线终端反馈的报文之后才向下一个目标LoRa无线终端发送报文，将任务指令报文中指定的所有目标LoRa无线终端所反馈的数据组合成一帧任务反馈报文并向外广播，并将工作状态切换为下行传输状态；若不是，把任务指令报文中的发送源地址改为自身的地址后将任务指令报文向外广播，并将工作状态切换为上行传输状态；各所述LoRa无线中继处于上行传输状态时，仅对下一级LoRa无线中继发送的任务反馈报文进行接收处理，把任务反馈报文的发送源地址改为自身的地址后将任务反馈报文向外广播，并将工作状态切换为下行传输状态；

各所述LoRa无线终端用于接收所属LoRa无线中继广播的与自己有关的任务指令报文，执行相应的任务处理并生成任务反馈报文后向外广播，任务反馈报文中的发送源地址为当前LoRa无线终端的地址。

2.根据权利要求1所述的基于LoRa通信的长距离无线传输系统，其特征在于，所述LoRa无线网关为单天线LoRa无线网关，各所述LoRa无线中继为单天线LoRa无线中继，各所述LoRa无线终端为单天线LoRa无线终端，且LoRa无线网关、所有LoRa无线中继和所有LoRa无线终端的频段相同。

3.如权利要求2所述的基于LoRa通信的长距离无线传输系统，其特征在于，所述LoRa无线网关用于在向外广播一帧任务指令报文后，如果在预设的时间T1内未收到第一级LoRa无线中继发送的任务反馈报文时，则向所述上位控制装置发送表示第一级LoRa无线中继发生了故障的故障通知报文，T1大于等于LoRa无线网关从广播该帧任务指令报文之时起到接收到任务反馈报文的理论传输时间；

各所述LoRa无线中继用于在下行传输状态或终端接收反馈状态下向外广播一帧任务指令报文后，如果未在预设的时间T2内收到下一级节点发送的任务反馈报文时，则向外广播表示下一级节点发生了故障的任务反馈报文，并把工作状态切换为下行传输状态，T2大于等于LoRa无线中继从广播任务指令报文之时起到接收到任务反馈报文的理论传输时间。