[发明专利]一种基于LoRa物联网的数据上报和指令下发方法

说明书

一种基于LoRa物联网的节点数据上报和指令下发方法，所述节点数据上报方法包括：步骤S1‑1)LoRa网络节点按照自定义数据格式将数据包上报至LoRa网关；步骤S1‑2)LoRa网关按照自定义数据格式解析数据包，进行各字段完整性和正确性校验以及丢包检测，校验和检测通过后，在数据包中添加入64位LoRa网关身份识别码，通过MQTT协议发送至MQTT服务器；步骤S1‑3)MQTT服务器按照自定义数据格式解析数据包，进校验和丢包检测通过后，对数据包的所有数据单元进行加密处理后，再将数据包通过MQTT协议发送至HTTP服务器；步骤S1‑4)HTTP服务器按照自定义数据格式解析数据包，校验和丢包检测通过后，对数据包的所有数据单元进行解密处理后，获取原始数据单元，再将数据包的各字段数据存入数据库。

技术领域

本发明涉及基于LoRa的物联网数据传输领域，特别涉及一种基于LoRa物联网的数据上报和指令下发方法。

背景技术

LoRa作为一种广域物联网技术，具有远距离、低功耗、低运维成本等有点，目前已得到广泛应用，其主要应用于物联网节点的中短距离通讯，比如森林环境实时监控系统中传感节点与基塔通信，农场自动施肥灌溉系统中灌溉控制器与基站通信等。

一个完整的基于LoRa的物联网系统包括LoRa网络节点、天线收发系统、LoRa网关、MQTT服务器、HTTP应用服务器、数据库和客户端等基本组成部分，各部分放置位置及作用各不相同。例如，在LoRa森林环境实时监控系统中，网络节点主要分布在需获取森林环境信息的检测区域，将传感器获取的环境信息通过节点天线向外传输；天线收发系统和LoRa网关则分布在节点附近的基塔上，天线收发系统获取节点上报数据后传输给LoRa网关，网关再通过光纤将数据传输到护林站，再传入互联网；至于MQTT服务器、HTTP应用服务器和数据库均部署在互联网的云端，主要接收、处理和存储节点上报的森林环境信息；最后客户端需要能接入互联网，实时查看数据库中存储的森林环境信息。

基于LoRa的物联网系统在数据传输方面涉及环节众多，而且每个环节之间通信还需要携带很多参数信息，比如节点和网关通信需要携带LoRaWan Classes模式信息，网关和MQTT服务器通信需要携带网关身份识别码等。基于LoRa的物联网系统在数据传输方面涉及环节众多，且各环节参数个数及数据长度不一致；这就导致了系统数据传输及数据管理难度增大。因此，给出一套基于LoRa的完整通信协议就显得十分必要。

发明内容

本发明的目的在于克服上述技术问题，基于自定义的数据包格式，提出了一种基于LoRa物联网的数据上报和指令下发方法。

为了实现上述目的，本发明提供了一种基于LoRa物联网的节点数据上报方法，用于将LoRa网络节点数据上报至数据库，所述方法包括：

步骤S1-1)LoRa网络节点按照自定义数据格式将数据包上报至LoRa网关；

步骤S1-2)LoRa网关按照自定义数据格式解析数据包，进行各字段完整性和正确性校验以及丢包检测，校验和检测通过后，在数据包中添加入64位LoRa网关身份识别码，通过MQTT协议发送至MQTT服务器；

步骤S1-3)MQTT服务器按照自定义数据格式解析数据包，进行各字段完整性和正确性校验以及丢包检测，校验和检测通过后，对数据包的所有数据单元进行加密处理后，再将数据包通过MQTT协议发送至HTTP服务器；

步骤S1-4)HTTP服务器按照自定义数据格式解析数据包，进行各字段完整性和正确性校验以及丢包检测，校验和检测通过后，对数据包的所有数据单元进行解密处理后，获取原始数据单元，再将数据包的各字段数据存入数据库。

作为上述方法的一种改进，所述步骤S1-1)的自定义数据格式包括：64位序号、64位节点身份识别码、32位固定头部、2位LoRaWan Classes、6位保留位、8位数据单元总数、8位包头、8位AppID、64位节点数据上报时间戳、16位校验和数据以及可变长的数据单元；