[发明专利]基于LoRa的无线传感器网络MAC协议的实现方法

摘要

本发明提出了一种基于LoRa的无线传感器网络MAC协议的实现方法，用于解决现有无线传感器网络MAC协议存在的网络容量较小、功耗较大及可扩展性不强的技术问题，实现步骤为：首先建立LoRa星型无线传感器网络；其次网关节点根据其到网内不同终端节点的距离将所有终端节点分为多个组，并按照其工作时序，将分出的每个组依次划分为广播时间段、同步时间段、数据交互时间段和预留时间段；最后网关节点在广播时间段发射广播信号以探测是否有待加入的终端节点，在同步时间段发送包含同步时间和时隙分配方案的信标帧，在数据交互时间段和到时唤醒的终端节点通信。可用于LoRa星型无线传感器网络多个终端节点与网关节点的远距离通信。

主权项

1.一种基于LoRa的无线传感器网络MAC协议的实现方法，包括了如下步骤：(1)建立LoRa星型无线传感器网络；(2)网关节点根据其到网内不同终端节点距离从小到大的顺序，将所有终端节点分为时间长度依次增加的多个组，每个组内的终端节点工作的扩频因子相同；(3)网关节点按照其工作时序，将分出的每个组分别划分为广播时间段、同步时间段、数据交互时间段和预留时间段；(4)网关节点在第一组的广播时间段发射广播信号，若其收到回应帧，则判断存在有待加入的终端节点；(5)网关节点根据第一组网内终端节点和待加入终端节点的数量，生成包含同步时间和工作时隙分配方案的信标帧，并在该组的同步时间段发送生成的信标帧，组内终端节点收到信标帧后同步自己的时间，在获知工作时隙分配方案后休眠；(6)在第一组内的数据交互时间段中，组内终端节点，在其获知的工作时隙分配方案中约定的唤醒时刻唤醒，并发送数据信息，网关节点依次接收并存储组内终端节点发送的数据信息；组内终端节点在自己的工作时隙消耗完后转入休眠，直到下一个唤醒时刻唤醒，从而进入唤醒‑休眠模式；(7)预留时间段，用于扩展第一组网络；(8)网关节点将其余组依次作为第一组，重复步骤(4)～步骤(7)，直至所有组被网关节点轮询完成，网关节点的一个工作周期结束。