[发明专利]一种基于LoRa局域组网的低功耗列车接近预警系统和方法

权利要求书

1.一种基于LoRa局域组网的低功耗列车接近预警方法，其是应用在一种低功耗列车接近预警系统中，所述低功耗列车接近预警系统包括第一上行检测节点、第二上行检测节点、多个中继节点、第一下行检测节点、第二下行检测节点、服务器、以及报警终端，第一上行检测节点和第二上行检测节点均设置在上行轨道上，第一下行检测节点和第二下行检测节点均设置在下行轨道上，第一上行检测节点与第二上行检测节点、多个中继节点、第二下行检测节点、以及第一下行检测节点依次组成链接的主网络，主网络与其周边的报警终端以轮询的方式进行信息交互，从而共同组成局域网，第一上行检测节点与第二上行检测节点之间、第二上行检测节点与中继节点之间、中继节点之间、中继节点与报警终端之间、中继节点与第二下行检测节点、以及第二下行检测节点与第一下行检测节点之间是通过LoRa扩频通信方式彼此通信，并通过信令传输的方式进行数据传输，服务器与第一上行检测节点通信连接，第一上行检测节点还用于将来车报警信息表存储在本地工作日志中，并根据需要将该工作日志传送到服务器中，其特征在于，所述低功耗列车接近预警方法包括以下步骤：

(1)报警终端在其持有者进入施工路段时发出唤醒信令将主网络唤醒，使主网络中的所有节点进入工作状态，其中第一上行检测节点、第二上行检测节点、第一下行检测节点、以及第二下行检测节点分别检测其自身位置处的列车到来信息；

(2)第一上行检测节点向第二上行检测节点发送入网询问信令，第二上行检测节点、中继节点、以及第二下行检测节点按照接力的方式依次传输该入网询问信令，以完成入网操作，第一上行检测节点根据入网操作的结果更新其报警终端信息表，其中在入网询问信令的接力传输过程中，该入网询问信令所到达的第一上行检测节点、第二上行检测节点、第一下行检测节点、以及第二下行检测节点使用列车到来信息对该入网询问信令进行更新；

(3)第一上行检测节点根据报警终端信息表生成对应的信令，并以透明传输方式向主网络中的第二上行检测节点发送信令，第二上行检测节点、中继节点、以及第二下行检测节点按照接力的方式依次传输该信令，该信令中的轮询终端编号字段在信令头字段记载的信令方向是从第一上行检测节点到第一下行检测节点时指示第一上行检测节点希望通过轮询方式与其进行通讯的报警终端的编号，在信令头字段记载的信令方向是从第一下行检测节点到第一上行检测节点时携带报警终端的应答信息；

(4)第一上行检测节点在接收到接力方式传输的信令时，判断该信令中是否包括报警终端生成的应答信息，如果包括则进入步骤(5)，否则判定该报警终端处于离线状态，则将该报警终端从报警终端信息表中删除，然后转入步骤(6)；

(5)第一上行检测节点从信令中读取来车信息字段、以及报警终端生成的应答信息，使用该来车信息和来车报警确认信息更新动态工作表中的来车报警信息表和报警终端信息表，并将此来车报警信息表中的信息定时存入工作日志表中；

(6)若报警终端信息表变空则第一上行检测节点持续发送一段时间的入网询问信令并判断是否有报警终端响应，若无报警终端响应该入网询问信令，则判定铁路施工人员已经离开施工路段，此时第一上行检测节点将当天的工作日志通过蜂窝通讯模块传送给服务器后进入休眠状态，过程结束，若有报警终端响应该入网询问信令，则返回步骤(2)，若报警终端信息表没有变空则返回步骤(3)。

2.根据权利要求1所述的低功耗列车接近预警方法，其特征在于，

步骤(2)中，在中继节点接收到入网询问信令后，其对应的报警终端依次执行以下操作：首先判断其自身是否已经加入局域网，若已入网则不发送入网应答并进入下一个报警终端的执行过程，如未入网，则会向其对应的中继节点发送入网应答信息，入网应答信息中会包含该报警终端自身的终端编号，中继节点在收到报警终端的入网应答信息后，将终端入网应答信息写入传输的入网询问信令中进行后续的接力传输过程，第一上行检测节点在收到该入网询问信令后，判断入网询问信令中是否有终端入网应答信息，若有，则将此报警终端的编号和在线状态更新至报警终端信息表，重复本过程，从而最终将铁路施工人员所携带的所有报警终端的编号及对应信息写入报警终端信息表中，从而完成所有报警终端加入局域网的操作；

步骤(3)中，初始时刻是对报警终端信息表中的第一个报警终端生成轮询信令，然后依次对报警终端信息表中的剩余报警终端进行同样的生成轮询信令操作，最后生成入网询问信令，依次循环；

其中当报警终端收到传输的轮询信令或最后生成的入网询问信令时，会首先判断轮询信令中的列车信息字段中是否有列车到来信息，若有，则报警终端根据该列车信息字段执行相应的报警响应动作，报警终端将铁路施工人员根据报警响应动作发送的来车报警确认信息存入本地，此后报警终端判断轮询信令中是否有对其自身的轮询信息，或者在收到最后生成的入网询问信令时判断其是否需要入网，若是，则根据该信令生成对应的应答信息，将来车报警确认信息加入该应答信息中，并将该应答信息传送到其对应的中继节点，否则不做任何操作。