[发明专利]一种基于多路技术的LoRa通信方法

说明书

本公开提出的一种基于多路技术的LoRa通信方法，通过设置有频点和信道的簇头节点和所述簇头节点监听范围内的簇节点，LoRa通信的具体包括：定义LoRa通信过程中的数据格式，簇节点的入网过程和簇节点的退出过程。能够实现在网络通信困难、节点数量大、通信覆盖范围广的情况下，通过铺设大容量的传感器网络，通过LoRa通信方式传输数据，避免簇头节点间的通信冲突以及簇节点间的通信冲突。

技术领域

本发明属于物联网通信领域，特别涉及一种基于多路技术的LoRa通信方法，即时分多路或频分多路技术在LoRa通信领域的应用。

背景技术

LoRa作为一种长距离低功耗的通信技术，越来越受到人们的青睐，现已应用到农业灌溉、交通运输、海洋探测等多个领域。LoRa联盟为全球各个地区分配了多个频段，中国地区最常用的是433MHz频段。

目前，采用LoRa通信技术传输传感器的采集数据一般有两种方式：一种是直接通信，不使用任何传输协议，这种方式功耗低、效率高，适合小规模长距离的应用场景，但是，当场景规模达到成百上千的传感节点之后，不可避免的会遇到访问冲突的问题。另一种是使用LoRa联盟规范的LoRaWAN协议，协议对节点接入认证、通信帧结构、接收窗口、数据加密等都做了详尽的规范，可以保证节点传输的稳定可靠，但是协议栈的实现需要增加节点处理能力、功耗的开销，还需要配备一台专用的服务器，部署LoRaWAN相关的服务。但是，每个节点的入网都需要和远端的服务器通信，网络状况不佳的地区，例如森林、矿山、海洋等环境使用LoRaWAN协议将受到限制。

发明内容

有鉴于此，本申请实施例提供了一种基于多路技术的LoRa通信方法，以实现在网络通信困难、节点数量大、通信覆盖范围广的情况下，通过铺设大容量的传感器网络，通过LoRa通信方式传输数据。

根据本公开的一方面，本申请实施例提供了一种基于多路技术的LoRa通信方法，所述方法包括:设置有频点和信道的簇头节点和所述簇头节点监听范围内的簇节点，LoRa通信的具体包括：定义LoRa通信过程中的数据格式，簇节点的入网过程和簇节点的退出过程；

其中，所述数据格式包括：数据类型、节点ID、预轮询时间；

所述簇节点的入网过程，包括：

S1：簇头节点选择一个信道，用于簇节点向所有频点发送LoRa入网申请；

S2：簇头节点接收所述LoRa入网申请，将通信链路强度(RSSI)写入数据区，组成入网申请响应包发回给簇节点；

S3：簇节点根据接收的入网申请响应包的所述通信链路强度(RSSI)选择所述簇头节点，并向所述簇头节点发射所述簇头节点监听频点入网响应确认包；

S4：所述簇头节点接收所述监听频点入网响应确认包，将所述簇节点的ID加入簇节点列表；

所述簇节点的退出过程包括：

R1：设置预轮询时间，将所述预轮询时间与所述簇节点列表中的预轮询时间进行比较；

R2：当所述预轮询时间和所述节点列表中的预轮询时间不冲突时，簇节点收到预轮询时间后，向簇头节点发送预轮询确认包；

R3：簇头节点在预定时间向所述簇节点发送轮询请求包；

R4：簇节点接收到轮询请求包，采集数据，并将所述采集数据发送给簇头节点；

R5：簇头节点接收并保存经所述簇节点采集的数据。

在一种可能的实现方式中，所述设置预轮询时间，将所述预轮询时间与所述簇节点列表中的预轮询时间进行比较，还包括：

当所述预轮询时间和所述节点列表中的预轮询时间相冲突时，将以时间间隔t将所述预轮询时间向后延迟，直到所述预轮询时间和所述节点列表中的预轮询时间不冲突。