一种基于LoRaWAN多通道的数据传输方法
阅读说明：本技术 一种基于LoRaWAN多通道的数据传输方法 (LoRaWAN multichannel-based data transmission method ) 是由 钟正迪 于 2020-04-16 设计创作，主要内容包括：本发明提供一种基于LoRaWAN多通道的数据传输方法,包括：接收并存储信息；所述信息包括上行信息及下行信息；若为上行信息,判断是否为有效上行信息；是,则转发所述有效上行信息；若为下行信息,辨别下行信息的类型,并对不同类型的所述下行信息进行相应处理。本发明使用统一的LoRaWAN协议,安装方便,布设灵活,也降低了材料成本、工程成本和维护成本；此外,本发明启用转发过滤方法,使本机转发出去不再接收,云平台上不出现多余重复数据,中继器处于正常工作,不会出现死机现象,极大地提高了转发效率。(The invention provides a LoRaWAN multichannel-based data transmission method, which comprises the following steps: receiving and storing information; the information comprises uplink information and downlink information; if the uplink information is valid, judging whether the uplink information is valid; if yes, forwarding the effective uplink information; and if the downlink information is the downlink information, identifying the type of the downlink information, and correspondingly processing the downlink information of different types. The invention uses the unified LoRaWAN protocol, is convenient to install and flexible to arrange, and also reduces the material cost, the engineering cost and the maintenance cost; in addition, the forwarding and filtering method is used, so that the local machine is forwarded and is not received any more, redundant repeated data does not appear on the cloud platform, the repeater works normally, the phenomenon of halt does not occur, and the forwarding efficiency is greatly improved.)
技术领域
本发明涉及一种无线通信技术领域，特别是涉及一种基于LoRaWAN多通道的数据传输方法。
背景技术
LoRa为低功耗广域网(Low PowerWide Area Network,LPWAN)通信技术的一种，Semtech公司于2013年发布的超长距离低功耗数据传输技术。以往，在LPWAN产生之前，只能在远距离以及低功耗两者之间做取舍，而LoRa无线技术的出现，改变了关于传输距离与功耗的折衷考虑方式，不仅可以实现远距离传输，并且同时兼具低功耗、低成本的优点。
传统LoRa网关主要通过GPRS/3G/4G或有线骨干网络等网络回传数据至LoRaWAN网络服务器。当需要部署大量补点站点时，无疑会产生额外的网络运营费用。另外，在部署LoRa网关时，同样会遇到GPRS/3G/4G等信号盲区的问题。
另一种是LoRa分离式物联中继网关系统，接收终端和发送终端分布在室内室外，中间用有线RS485连接。分离式有以下局限：
1、很多场合室内室外布线连接受限，而且增加材料成本和工程成本；
2、室内室外终端分别需要独立电源，增加设备成本和维护成本。
3、室内外信号必须隔离，不然室内接收终端会收到室外发送终端信号，导致无限循环发送；由于LoRa广覆盖的特点，室内外很难完全隔离。
4、对于需要布设多个相邻中继器时，中继器之间交叉收发(A中继器的接收端收到B中继器发送的信号)导致系统性能严重下降。
此外，现有的LoRa中继器还存在以下技术问题：
问题1、中继信号回环接收1：请参阅图1，中继器的终端模块(或同类收发器)作为LoRaWAN终端上行发送，中继器的网关模块接收到该信息,
问题2、中继信号回环接收2：请参阅图2，中继器的终端模块(或同类收发器)转发中继器接收到的其它LoRaWAN终端上行发送，中继器的网关模块(或同类收发器)接收到该信息；
问题3、信号多径传播中继接力回传1：请参阅图3，接收到其它中继器作为LoRaWAN终端上行发送信号；
问题4、信号多径传播中继接力回传2：请参阅图4，接收到其它中继器转发其它LoRaWAN终端上行发送信号；
问题5、信号多径传播中继接力回传3：请参阅图5，接收到其它中继器转发的本中继器转发的上行发送信号；
问题6、LoRaWAN中继器多通道接收多通道发送：请参阅图6，不平衡，容易丢失信息。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种基于LoRaWAN多通道的数据传输方法，用于解决现有技术中GPRS/3G/4G或有线骨干网络遇到信号盲区；且传统中继器无转发过滤功能，导致数据重复转发，云平台上出现多余重复数据，转发器进入死循环，导致死机的问题。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种基于LoRaWAN多通道的数据传输方法，包括：
接收信息并存储信息；所述信息包括上行信息及下行信息；
若为上行信息，判断是否为有效上行信息；
是，则转发所述有效上行信息；
若为下行信息，辨别下行信息的类型，并对不同类型的所述下行信息进行相应处理。
于本发明的一实施例中，所述有效上行信息的判断标准包括所述有效上行信息的CRC校验正确。
于本发明的一实施例中，所述有效上行信息的判断标准还包括：
进行信息的EUI识别，判断是否为本中继器作为上行发送的信息，否，则继续；
定时缓存及管理已转发信息，比对信息的EUI和信息序号，判断是否为预设时间内本中继器刚转发的信息，否，则继续；
比对白名单设备的EUI，判断是否为白名单内设备作为上行发送的信息，是，则继续。
于本发明的一实施例中，对不同类型的所述下行信息进行相应处理包括：
若所述下行信息是对本中继器的回复，则基于LoRaWAN协议进行解密、解析、如有命令则执行命令；
否则判断是否本中继器刚转发的信息。
于本发明的一实施例中，对不同类型的所述下行信息进行相应处理还包括：若所述下行信息是本中继器刚转发的信息，则判断是否超时；未超时则转发。
本发明还提供一种基于LoRaWAN多通道中继器，包括：
网关模块，用于接收上行信息，转发符合转发条件的下行信息；
终端模块，用于接收下行信息，转发有效的上行信息；
主控制器，用于判断上行信息是否有效；判断下行信息类型，并对不同类型的所述下行信息进行相应处理；所述处理包括判断所述下行信息是否符合转发条件；控制所述网关模块和所述终端模块。
于本发明的一实施例中，所述网关模块包括SX1301射频单元。
于本发明的一实施例中，所述终端模块包括SX1278射频单元。
如上所述，本发明的一种基于LoRaWAN多通道的数据传输方法，使用统一的LoRaWAN协议，不使用GPRS/3G/4G和有线或无线宽带连接，安装方便，布设灵活，也降低了材料成本、工程成本和维护成本；此外，本发明采用LoRaWAN多通道中继器，启用转发过滤方法，使本机转发出去不再接收，云平台上不出现多余重复数据，LoRaWAN多通道中继器处于正常工作，不会出现死机现象，极大地提高了转发效率。
附图说明
图1为本发明现有技术中问题1的信号走向示意图。
图2为本发明现有技术中问题2的信号走向示意图。
图3为本发明现有技术中问题3的信号走向示意图。
图4为本发明现有技术中问题4的信号走向示意图。
图5为本发明现有技术中问题5的信号走向示意图。
图6为本发明现有技术中问题6的信号走向示意图。
图7显示为本发明第一实施方式中数据传输方法的整体流程图。
图8显示为本发明第一实施方式中判断信息来源识别的流程图。
图9显示为本发明第一实施方式中处理接收的下行信息的流程图。
图10显示为本发明第二实施方式中的整体结构框图。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
请参阅图7，本发明的第一实施方式涉及一种基于LoRaWAN多通道中继器的数据传输方法，包括：
接收信息并存储信息；该信息包括上行信息及下行信息；
若为上行信息，判断是否为有效上行信息；
是，则转发所述有效上行信息；
若为下行信息，辨别下行信息的类型，并对不同类型的所述下行信息进行相应处理。
请参阅图8，有效上行信息的判断标准包括有效上行信息的CRC校验正确；
有效上行信息的判断标准还包括：
进行信息的EUI识别，判断是否为本中继器作为上行发送的信息，否，则继续；
定时缓存及管理已转发信息，比对信息的EUI和信息序号，判断是否为预设时间内本中继器刚转发的信息，否，则继续；
比对白名单的EUI，判断是否为白名单内中继器作为上行发送的信息，是，则继续。
请参阅图9，对接收到的下行信息进行处理包括：
判断是否对本中继器的回复，是，则基于LoRaWAN协议进行解密、解析、如有命令则执行命令。
否则判断是否本中继器刚转发的信息；是，则判断是否符合转发的信息未超时的转发条件；是，则下发至对应终端。
请参阅图10，本发明的第二实施方式涉及一种基于LoRaWAN多通道中继器，包括：
网关模块，用于和各LoRaWAN终端联系，接收上行信息，转发符合转发条件的下行信息。
终端模块，用于接收下行信息，转发有效的上行信息；向物联网管理服务器定时上报本中继器的信息。
需要说明的是，中继器信息包括转发信息累计数、心跳报文、设备序列号及信号强度。
进一步说明，本中继器发出信息后，等待预设时间，超出预设时间无论有无回复均不再处理。
主控制器，用于整个中继器的启动、控制、信息的分析判断、调度；判断网关模块接收的上行信息是否有效；判断终端模块接收的下行信息类型，并对不同类型的下行信息进行相应处理；处理包括判断下行信息是否符合转发条件；控制所述网关模块和所述终端模块。
本实施例中，网关模块采用SX1301射频单元，终端模块采用SX1278射频单元，主控制器采用的芯片型号为LPC1754；具体应用中，用户还可根据需要采用其它型号的器件，在此不再赘述。
此外，本发明的第二实施方式中还包括电源模块，该电源模块配备有适配器，输入电压范围为5V-12V直流电压，功耗为2.5W；为整个中继器提供工作电压。
综上所述，本发明的一种基于LoRaWAN多通道的数据传输方法，
1、使用统一的LoRaWAN协议，不使用GPRS/3G/4G和有线或无线宽带连接，安装方便，布设灵活，也降低了材料成本、工程成本和维护成本。
3、采用终端设备EUI识别、过滤，杜绝转发本中继器信息。(针对问题1)
4、通过定时缓存已转发信息，可以过滤本中继器已转发信息(针对问题2)，过滤相邻中继器接力转发(A-B-A)引起的重复转发甚至是循环转发(针对问题5)；定时管理缓存的已转发信息，可以有效避免漏发某LoRaWAN终端因复位而重复发送的信息。
5、设置白名单，利用白名单过滤其它LoRaWAN终端的信息，保证集中资源转发白名单里终端的信息。过滤其它非白名单内终端或中继器上传的信息(针对问题3)；也可以过滤(针对问题4)接收到的其它中继器转发的信息。
6、本中继器的网关模块接收FIFO堆栈、发送FIFO堆栈(针对问题6)，以解决网关模块多通道接收和终端模块单通道发送的不平衡，尽可能不丢失转发信息，提高整个系统的吞吐量。
所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
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