[发明专利]一种基于增强型MQTT消息机制的LoRaWan数据交换方法

说明书

本发明公开了一种基于增强型MQTT消息机制的LoRaWan数据交换方法，属于物联网技术领域，在感知层建立LoRaWAN终端和LoRaWAN网关，在网络层建立数据核心层，在应用层建立数据应用管理层，通过MQTT中间件与SSL证书实现各层之间的数据交互，解决了在LoRaWAN数据交换时通过MQTT协议中间件实现SSL传输加密的技术问题，实现了在单独某个物联网层部署调试或者演进时，只需要关注当前物联网层的业务实现，大大简化了开发部署和调试演进的工作，物联网层之间实现了解耦合，方便了各单独服务层独立演进、重用；本发明采用MQTT消息机制的数据交换系统会更健壮和易于扩展，本发明实现SSL的加密传输，整个系统相比于现有的系统，数据传输的安全性得到了很大提升。

技术领域

本发明属于物联网技术领域，特别涉及一种基于增强型MQTT消息机制的LoRaWan数据交换方法。

背景技术

LoRaWAN是以LoRa通信为基础，实现远距离通信网络设计的一套通讯协议和系统架构。

LoRa是一种扩频调制技术，LoRa的扩频调制大大提高了系统的灵敏度，能够在同样的发射功率下传输得更远。LoRaWAN是建立在LoRa技术之上的一种协议规格，由LoRa联盟开发和维护。随着物联网行业的发展，LoRaWAN也越来越受到行业的关注。

为解决当连接服务器的LoRaWAN网关设备数量巨大时的高并发问题，现有的LoRaWAN数据交换技术采用服务器端与网关端实现UDP协议基于自定义socket报文完成数据交换。

基于UDP协议实现的数据交换技术存在的问题和不足是：一个LoRaWAN网关的源数据只能发送给指定IP的服务器，造成服务器端与网关端严重相互依赖，很难完成独立演进或者重用。同时，UDP数据报文传输过程难以实施SSL传输加密，数据传输有安全隐患。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于增强型MQTT消息机制的LoRaWan数据交换方法，解决了在LoRaWAN数据交换时通过MQTT协议中间件实现SSL传输加密的技术问题。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种基于增强型MQTT消息机制的LoRaWan数据交换方法，包括如下步骤：

步骤1：在感知层建立LoRaWAN终端和LoRaWAN网关，在网络层建立数据核心层，在应用层建立数据应用管理层；

LoRaWAN终端包括用于连接LoRaWAN网络并传输数据的LoRaWAN射频模块和用于采集数据的传感器模块；

LoRaWAN终端通过LoRaWAN网络与LoRaWAN网关通信；

数据核心层包括数据分发服务器、网络服务器和MQTT消息收发集服务器集群；

数据应用管理层包括存储转发服务器和应用服务器；

步骤2：LoRaWAN终端将数据发给LoRaWAN网关，LoRaWAN网关接收到LoRaWAN终端的数据后，进行解调，然后将数据通过网络链路送达MQTT消息收发集服务器集群，其包括如下步骤：

步骤A1：在LoRaWAN网关端部署MQTT中间件与SSL证书；

步骤A2：按照topic生成规则，生成消息交互的topic；

topic的生成规则由mdata前缀和按照特定算法生成的APPEUI以及用于标记消息上下行类别的标记符up/down组成；

步骤A3：MQTT消息收发集服务器集群收到LoRaWAN网关发来的数据后，将数据送达网络服务器；