[发明专利]基于TDMA和Contiki的LoRa采集装置及其采集方法

说明书

本发明公开了一种基于TDMA和Contiki的LoRa采集装置，包括管理控制模块和外围功能模块，所述管理控制模块包括Contiki OS平台和与所述Contiki OS平台连接的时间管理单元、配置管理单元、数据管理单元以及通信管理单元，所述外围功能模块包括与所述配置管理单元连接的调试/配置模组、与所述数据管理单元连接的RS485模组以及与所述通信管理单元连接的LoRa模组；本发明还公开了一种基于TDMA和Contiki的LoRa采集装置的采集方法，本发明具有时间控制精确，通信冲突避让能力优秀的特点。

技术领域

本发明涉及物联网数据采集技术领域，特别是一种基于TDMA和Contiki的LoRa采集装置及其采集方法。

背景技术

目前物联网采集设备常用的传输方式主要有GPRS、CDMA、LTE、NB-IoT、LoRa等，而GPRS、CDMA、LTE、NB-IoT方式通常每个采集终端需要配备一个网络连接模组和一张物联网卡，增大了成本，而选择LoRa通信可以采用另一种方案：多个节点先将数据传至网关，再由网关通过网络将数据传至后台，这大大减少了网络通信模组数量，缩减应用成本，非常适合通信数据量不大、传输距离较远的应用场景，而物联网采集很多都属于上述场景，非常适合将TDMA技术经常与LoRa技术配合使用。

现有的LoRa采集设备主要是用LoRa进行最简单的数据传输，存在以下问题：

(1)对多个终端节点的时隙控制较为粗糙或没有，容易出现通信冲突，限制了传输周期内有效通信终端的数量，对时间周期的利用率较低；

(2)通信冲突处理较简单，终端节点数目较多时冲突问题较为明显；

(3)通常采集终端都是数量较多的低功耗设备，主控芯片性能和资源十分有限，故采用裸机程序开发，但是处理复杂逻辑问题时裸机开发难度急剧增加。

问题(1)(2)两个限制了单个网关连接终端的数量，问题(3)限制了终端的业务能力。

发明内容

为解决现有技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种基于TDMA和Contiki的LoRa采集装置及其采集方法，本发明具有时间控制精确，通信冲突避让能力优秀的特点。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种基于TDMA和Contiki的LoRa采集装置，包括管理控制模块和外围功能模块，所述管理控制模块包括Contiki OS平台和与所述Contiki OS平台连接的时间管理单元、配置管理单元、数据管理单元以及通信管理单元，所述外围功能模块包括与所述配置管理单元连接的调试/配置模组、与所述数据管理单元连接的RS485模组以及与所述通信管理单元连接的LoRa模组；其中：

调试/配置模组用于提供配置LoRa采集装置基本工作参数的接口；

RS485通信模组用于提供采集仪器、仪表、传感器数据的通道；

LoRa模组用于提供LoRa采集装置与网关通信的通道；

Contiki OS平台用于为各软件逻辑和机制提供运行平台，简化开发逻辑；

时间管理单元用于控制LoRa采集装置的工作时隙，管理采集时间、上传时间及唤醒时间；

配置管理单元用于根据来自系统配置接口的命令配置系统参数、根据基本工作参数确定运行时参数以及网关下发新配置后同步刷新系统参数；

数据管理单元用于根据对采集到的原始数据进行预处理，并将预处理后的数据存储到上传数据缓冲区，当上传进程执行上传数据操作时，会从上传数据缓冲区取走预处理后的数据，并将其上传到网关；

通信管理单元用于在指定的时间完成与网关的通信任务。