[发明专利]基于信道订阅的多层分布式LoRa网络

说明书

本发明公开了一种基于信道订阅的多层分布式LoRa网络，包括单个网关、大于3个的中继和大于3个的前端数据采集设备，所述网关设置为星型结构，负责收取中继上传的数据，存储，处理，转发到云平台或卫星，接收云平台或卫星下发的数据，经过指令过滤下发到相应的中继；所述中继：设置于网关与前端数据采集设备之间，负责收取前端数据采集设备上传的数据，预处理，压缩，转发，接收从网关处下发的数据，过滤下发到对应的前端数据采集设备；所述前端数据采集设备：负责收集传感器数据，上传到中继；解决了在降低成本后，使用多个前端数据采集设备能向网关传输数据，不支持数据的双向传输的问题。

技术领域

本发明涉及计算机通讯技术领域，具体涉及一种基于信道订阅的多层分布式LoRa网络。

背景技术

LoRa是专门设计用于物联网无线传输的流行技术之一，它保持了像 FSK 调制相同的低功耗特性，但明显地增加了通信距离。LoRa 技术本身拥有超高的接收灵敏度（RSSI）和超强信噪比（SNR） 。此外使用跳频技术，通过伪随机码序列进行频移键控，使载波频率不断跳变而扩展频谱，防止定频干扰。多个设备连接网关，一般使用基于LoRaWAN的移动网络。然而，LoRaWAN网关成本太高。因此，在一些低频率采集，低功耗，带有LoRa网络节点的设备中，为了降低功耗，设备工作在低功耗状态，当需要发送数据时，唤醒LoRa节点，将数据传输到网关。使用Lora透传节点组网，通过信道订阅，可以使用前端采集器的数据传输工作在不同信道上，通过分时复用同一信道，可以使不同的前端采集器工作在同一信道，但是，前端数据采集设备必须与网关在同一个信道上通信，这样就会使得数据的传输必须等待，并且不能够实现双向传输。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于信道订阅的多层分布式LoRa网络，解决在降低成本后，使用多个前端数据采集设备能向网关传输数据，不支持数据的双向传输的问题。

为解决上述的技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种基于信道订阅的多层分布式LoRa网络，其特征在于：包括单个网关、大于3个的中继和大于3个的前端数据采集设备，所述网关设置为星型结构，负责收取中继上传的数据，存储，处理，转发到云平台或卫星，接收云平台或卫星下发的数据，经过指令过滤下发到相应的中继；所述中继：设置于网关与前端数据采集设备之间，负责收取前端数据采集设备上传的数据，预处理，压缩，转发，接收从网关处下发的数据，过滤下发到对应的前端数据采集设备 ；所述前端数据采集设备：负责收集传感器数据，上传到中继。

进一步的，网关设置为常供电设备，被动LoRa无线数据接收方，不主动给前端数据采集设备或中继发送数据，且在独立的一个单独信道上通信，负责：

1、管理下属的中继与前端数据采集设备，包括中继与前端数据采集设备注册入网与离开进行管理，位置信息管理；

2、接收中继订阅信道的请求，为中继动态分配信道；

3、接收前端数据采集设备订阅信道的请求，根据前端数据采集设备的设备类型，从已订阅的中继中查找对应类型中继所在的信道，将此信道分配给前端采集设备；

4、接收中继上报的前端数据采集设备数据并存储、处理及转发；

5、通过中继的相关请求，发送数据；如时间同步请求；

6、为各中继动态分配与网关通信的时间。

进一步的，中继设置为常供电设备，中继工作在不同信道，每个中继下连接设置有多个数据采集设备与其工作在同一个信道；负责：

1、实际工程安装提供位置信息配置功能；

2、向网关订阅通信信道，订阅成功后，工作在订阅通信信道上；