[发明专利]一种基于无线自组网和LoRa的终端物联接入系统

权利要求书

1.一种基于无线自组网和LoRa的终端物联接入系统，其特征在于，在三相监测终端的就近位置增设一个数据汇聚设备，所述三相监测终端和数据汇聚设备形成无线微网汇聚单元；

所述数据汇聚设备内配置470MHz模块，用于采集三相监测终端数据；

所述数据汇聚设备内配置LoRa模块，用于接入无线LoRa网络；

所述数据汇聚设备内配置安全模块，用于三相监测终端和数据汇聚设备进行相互认证；

所述数据汇聚设备具体用于：

采用请求加入三相监测终端节点机制，与三相监测终端节点建立通信链路，形成自组网；

所述三相监测终端具体用于，采用基于半双工模式的滑动数据窗将三相监测终端数据传输至数据汇聚设备；

所述三相监测终端的三相节点与所述数据汇聚设备的节点采用自动组网方式，所述数据汇聚设备的节点免配置，地址随机生成；

所述数据汇聚设备的节点开机自动请求加入三相监测终端的三相节点，相同密钥的节点方可组网，三相节点谁先建链成功谁先传输数据；当发生节点地址冲突时数据汇聚设备的节点地址不变，三相节点修改地址；

所述接入系统还包括：

物联接入节点，用于汇聚所有数据汇聚设备的采集数据，并发送至物联代理或信息中心；所述物联接入节点为一个或者多个数据汇聚设备。

2.根据权利要求1所述的一种基于无线自组网和LoRa的终端物联接入系统，其特征在于，所述470MHz模块采用星形网组网模式。

3.根据权利要求1所述的一种基于无线自组网和LoRa的终端物联接入系统，其特征在于，所述数据汇聚设备在无线LoRa网络内通过点对点或多跳的方式进行数据传输。

4.根据权利要求1所述的一种基于无线自组网和LoRa的终端物联接入系统，其特征在于，所述物联接入节点通过以太网，LoRa或4G方式连接至物联代理或信息中心。

5.根据权利要求1所述的一种基于无线自组网和LoRa的终端物联接入系统，其特征在于，

当数据汇聚设备的节点需要关闭或者检测到异常时会向三相监测终端节点主动上报网络自动脱离命令，三相监测终端节点回复允许脱离后，数据汇聚设备的节点脱离自组网；

当数据汇聚设备的节点或三相监测终端节点在规定的时间内没有收到heartbeat包时，该节点失联：清空该失联节点对应的发送窗体；清空该失联节点的链路信息状态，并且清除相关的统计数据；

如果失联节点是数据汇聚设备的节点则重新请求加入三相监测终端节点；如果失联节点是三相监测终端节点则等待数据汇聚设备的节点加入。

6.根据权利要求1所述的一种基于无线自组网和LoRa的终端物联接入系统，其特征在于，

所述三相监测终端还用于，根据数据传输速率及报文长度，动态调整滑动数据窗口，分配不同的时间片，并对同频并发进行监视，采用主动切换主从模式传输数据。

7.根据权利要求1所述的一种基于无线自组网和LoRa的终端物联接入系统，其特征在于，所述三相监测终端和数据汇聚设备采用数字签名加数字证书的方式进行相互认证。

8.根据权利要求7所述的一种基于无线自组网和LoRa的终端物联接入系统，其特征在于，所述三相监测终端和数据汇聚设备具体用于，

发起认证方将需要发送的ECDH算法协商的SM4临时对称密钥使用SM3杂凑算法进行单向hash计算，生成256bit的摘要；

发起认证方使用自己的私钥对该摘要进行SM2算法加密，生成数字签名；

发起认证方将“SM4临时对称密钥+数字签名+自己的CA证书”按照既定格式一起打包发送给接收方；

接收方收到发起认证方发来的消息后，用CA公钥对发起认证方的CA证书进行解密，得到发起认证方的公钥；

接收方用发起认证方的公钥对数字签名进行解密，得到摘要D；

接收方用SM3杂凑算法对ECDH算法协商的SM4临时对称密钥进行hash计算，得到摘要D’；

接收方将D和D’进行比较：若相同，则证明对方是经过CA认证过的合法设备；若不同或者发过来的消息中不带有数字签名和CA证书，则说明对方未经过CA认证不合法；

如果认证为合法设备，则发起认证方调用SM4算法对传输数据进行加密，将加密后的传输数据发送给接收方；

接收方收到加密数据后，调用SM4解密算法对数据进行解密，并把接收方数据用SM4加密算法加密之后发给发起认证方；

发起认证方再调用SM4解密算法解密数据；

所述发起认证方为三相监测终端或数据汇聚设备，如果发起认证方为三相监测终端，则接收方为数据汇聚设备；如果发起认证方为数据汇聚设备，则接收方为三相监测终端。