[发明专利]基于LoRa的数据传输方法及系统

说明书

本发明公开了一种基于LoRa的数据传输方法及系统。当节点要发送的原始数据的长度大于当前数据速率(DR)能承载的最大长度，则所述节点使用节点当前DR计算本次要发送的数据的长度，并按照计算得出的数据长度对所述原始数据中尚未被成功发送的数据进行分包并依次发送给服务器；在发送过程中，若所述节点未收到所述服务器的用于确认接收到所述节点发送的数据的确认响应，则所述节点重发上一次发送的数据，当未接收到所述服务器的确认响应并且重发次数超过阈值时，所述节点主动降低DR，根据降低之后的DR计算本次要发送的数据的长度，并按照计算得出的数据长度对所述原始数据中尚未被发送的数据进行分包并依次发送给服务器。

技术领域

本发明涉及一种基于LoRa的数据传输方法及系统，属于LoRa数据传输领域。

背景技术

LoRa的全称是Long Range(远距离)，是一种低功耗、远距离的局域网无线标准。LoRa是LPWAN通信技术中的一种，是美国Semtech公司采用和推广的一种基于扩频技术的超远距离无线传输方案。LoRa为了最大限度的保证更低的功耗和更远距离的通信传输，将会降低数据速率(DataRate，简称DR)，从而，一次通讯能发送的数据只有十几字节甚至更少。然而，有时候会发生节点需要发送的数据长度大于DR所能承载的最大长度的情况，在这种情况下，节点不能发送完整的数据将会导致发送失败。

因此，存在对数据进行分包发送的需求，以便可以在保证通信传输距离的时候还能够成功发送数据。但是，常见的数据分包做法采用的是固定字节的分包长度，这种做法在LoRa领域应用将存在多种问题。

首先是能耗问题，固定分包长度的做法，必定会为了每次分包的数据都能够成功发送，而选择较短的分包长度来作为固定的分包长度，但是，分包长度较短，意味着数据速率较低，而LoRa设备如果数据速率较低则往往会导致能耗的增加，电池将过快消耗完，而更换电池或者给电池充电将导致成本的上升。

其次是占空比将升高。占空比的定义为节点发射LoRa数据的时间t1与发射周期T的比值。例如：法律法规关于470频段的占空比要求为不超过1％，节点使用该频段某个信道发送一组数据耗时10ms，那么这个节点的本次发送周期为T1。节点在本周期结束，也就是T1-10ms以后才可以再次发送数据，那么，根据占空比的要求，10ms/T1＝1％，也就是T1＝1000ms，至少需要等待1000ms-10ms＝990ms才可以再次发送。而如果可以使用其他高一点的数据速率的话，则发射数据的时间将变短，从而在发射周期T1不变的情况下，占空比可以降低。反之，如果使用低一点的数据速率的话，则发射数据的时间将变长，从而在发射周期T1不变的情况下，占空比必然升高。除非延长发射周期T1，也就是延长等待时间。然而，延长等待时间并不是任何时候都是可接受的。

发明内容

本发明旨在提出一种基于LoRa的数据传输方法及系统，以尽可能的降低能耗以及降低占空比。

本发明公开了一种基于LoRa的数据传输方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：步骤S1，当节点要发送的原始数据的长度大于当前数据速率(DR)能承载的最大长度，则所述节点发送分包请求给服务器；步骤S2，所述节点接收所述服务器的回应；步骤S3，所述节点使用节点当前DR计算本次要发送的数据的长度，并按照计算得出的数据长度对所述原始数据中尚未被成功发送的数据进行分包；步骤S4，所述节点将所述尚未被成功发送的数据中的第一个分包的数据发送给所述服务器；步骤S5，若所述节点收到所述服务器的用于确认接收到所述节点发送的数据的确认响应，并且所述原始数据已全部发送给所述服务器，则结束本次所述原始数据的发送；若所述节点收到所述服务器的用于确认接收到所述节点发送的数据的确认响应，并且所述原始数据尚未全部发送给所述服务器，则转入步骤S3；若所述节点未收到所述服务器的用于确认接收到所述节点发送的数据的确认响应，则所述节点重发上一次发送的数据，当未接收到所述服务器的确认响应并且重发次数超过阈值时，所述节点主动降低DR，根据降低之后的DR计算本次要发送的数据的长度，并按照计算得出的数据长度对所述原始数据中尚未被发送的数据进行分包，并转入步骤S5。