[发明专利]一种Lora通信系统中大数据传输方法、终端及服务器

说明书

一种Lora通信系统中大数据传输方法、终端及服务器，该方法中，在上行方向上，Lora终端将大数据分片为固定长度的，Lora通信系统能够传输的短报文，连续传输给服务器端，分片完整接收后，服务器端进行报文重装。在下行方向上，服务器端将大数据分片为固定长度的，Lora通信系统能够传输的短报文，并通过SX1301以连续的方式传输给Lora终端，终端完整接收到来自服务器端的分包后，进行报文重装。本发明实现了在Lora通信系统中传输大数据，同时避免对正常应用报文的传输产生大的干扰。

技术领域

本发明涉及Lora技术领域，尤其涉及一种Lora通信系统中大数据传输方法、终端及服务器。

背景技术

LoRaWAN是为LoRa远距离通信网络设计的一套通讯协议和系统架构。Lora通信系统通常包含终端、基站、网络服务器、应用服务器这四个部分。基站和终端之间采用星型网络拓扑，由于LoRa的长距离特性，它们之间得以使用单跳传输。终端节点可以同时发给多个基站，基站则对网络服务器和终端之间的LoRaWAN协议数据做转发处理，将LoRaWAN数据分别承载在了LoRa射频传输和TCP/IP上。

Lora通信系统中的终端分为三类：Class A、Class B、Class C。Class A的终端采用ALOHA协议按需上报数据。在每次上行后都会紧跟两个短暂的下行接收窗口，以此实现双向传输。这种操作是最省电的。Class A的终端必须等待终端上报数据后才能对其下发数据，其应用场景通常为垃圾桶监测、烟雾报警器、气体监测等。对于Class B的终端，除了Class A的随机接收窗口，还会在指定时间打开接收窗口。为了让终端可以在指定时间打开接收窗口，终端需要从网关接收时间同步的信标。Class B的终端在终端固定接收窗口即可对其下发数据，下发的延时有所提高，其应用场景通常为阀控水气电表等。Class C的终端基本是一直打开着接收窗口，只在发送时短暂关闭。由于Class C的终端处于持续接收状态，可在任意时间对终端下发数据。其应用场景通常为路灯控制等。Class C的终端会比Class A和Class B更加耗电。

图1和图2分别示出了Class A和Class C的终端的上下行的时序图。Class C和Class A基本是相同的，只是在Class A休眠的期间，它都打开了接收窗口RX2。

图3示出了Class B的终端的上下行的时序图。Class B的时隙则复杂一些，它有一个同步时隙beacon，还有一个固定周期的接收窗口ping时隙。如图3的示例中，beacon周期为128秒，ping周期为32秒。

LoRaWAN规定数据帧类型有Confirmed或者Unconfirmed两种，即需要应答和不需要应答类型。厂商可以根据应用需要选择合适的类型。LoRa有两种数据包格式：显示和隐式，其中显示数据包的报头较短，主要包含字节数、编码率及是否使用CRC等信息。如图4，LoRa数据包包含：Preamble(前导码)、Header(可选类型的报头)、Payload(数据有效负载)。

在Lora车间物联网环境下传输的应用数据主要包括开关量和状态量的传输，这些应用数据可以通过短报文的形式在Lora通信系统中进行传输。

但也存在一些大数据传输的需要，这些应用数据由于体量较大，无法一次性地通过Lora的短报文进行传输，因此如何在Lora通信系统内传输大数据，并且在传输大数据时避免对正常应用报文的传输产生大的干扰，是一个急需解决的难题。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明提出一种Lora通信系统中大数据传输方法、终端及服务器，该方法中，在上下行方向，发送端将大数据分片成短报文在Lora通信系统中进行传输，在接收端进行报文重装，从而实现了在Lora通信系统中传输大数据，同时避免对正常应用报文的传输产生大的干扰。