一种LORA中继自组网方法技术

技术编号:19704968 阅读:356 留言:0更新日期:2018-12-08 15:02
本发明专利技术公开了一种LORA中继自组网方法,在组网阶段,网关节点广播组网,中继节点收到广播报文后继续转发;末端节点收到广播报文上报自身节点信息给网关节点、中继节点或其它邻近末端节点,生成末端节点网络拓扑;中继节点分别收集网关节点信息、其它中继节点信息和末端节点信息,生成中继网络拓扑;网关节点收集中继节点信息和末端节点信息,生成网关网络拓扑;在通信阶段,网关按网关网络拓扑查找最佳路由发送报文;中继节点根据中继网络拓扑转发报文;末端节点收到报文后进行回复,路由可选择直达网关、通过中继或其它末端节点直达网关。本发明专利技术方法能实现动态组网,增加通信距离,末端节点具有移动性,动态添加或删除末端节点不影响网络性能。

【技术实现步骤摘要】
一种LORA中继自组网方法
本专利技术属于无线窄带通讯
,具体涉及一种LORA中继自组网方法。
技术介绍
传统意义上的无线窄带组网,都是静态的,非动态的,通信范围低,固定,花费大量的时间进行维护网络拓扑的状态,节点的增加或删除导致网络震荡,导致通信不可用。LORA是LPWAN通信技术中的一种,是美国Setech公司采用和推广的一种基于扩频技术的超远距离无线传输方案。这一方案改变了以往关于传输距离与功耗的折衷考虑方式,为用户提供一种简单的能实现远距离、长电池寿命、大容量的系统,进而扩展传感网络。LORA技术具有远距离、低功耗(电池寿命长)、多节点、低成本的特性。LORA网络主要由终端(可内置LORA模块)、网关(或称基站)、Server和云四部分组成,应用数据可双向传输。一般说来,传输速率、工作频段和网络拓朴结构是影响传感网络的三个主要因素。其中,网络拓朴结构的选择是由传输距离要求和系统需要的节点数决定的。因此,研究利用LORA技术实现动态组网,增加通信距离,末端节点具有移动性,动态添加或删除末端节点而不影响网络性能是非常有意义的。
技术实现思路
本专利技术提出了一种能实现动态组网,增加通信距离,末端节点具有移动性,动态添加或删除末端节点而不影响网络性能的LORA中继自组网方法。本专利技术采用如下技术方案解决上述技术问题:一种LORA中继自组网方法,所述自组网由网关节点、中继节点和末端节点组成,自组网的工作状态分为组网阶段和通信阶段;在组网阶段,网关节点根据上位机设置的中继节点地址和末端节点地址进行广播组网,中继节点收到该广播报文后继续转发报文;末端节点收到该广播报文则分别上报自身节点信息给网关节点、中继节点或其它邻近末端节点,生成末端节点网络拓扑;中继节点分别收集网关自身节点信息、其它中继节点信息和末端节点信息,上报收集到的末端节点信息给网关节点,生成中继网络拓扑;网关节点收集中继节点信息和末端节点信息,生成网关网络拓扑;在通信阶段,网关根据末端节点地址,按网关网络拓扑查找最佳路由,然后发送报文;最佳路由中如果有中继节点,则中继节点根据中继网络拓扑转发报文;末端节点收到该报文,根据目的地地址判断是属于自己的报文后进行回复,回复路由可以选择直达网关、通过中继直达网关或通过其它末端节点直达网关。所述中继节点也可以是具备中继功能的末端节点。所述通信阶段,对于网关节点发送的报文,中继转发的优先级大于末端节点转发的优先级。所述末端节点的回复,如果路由有多级中继,优先按原路返回,对于原路返回链路信号质量差情况,选择邻近中继节点或末端节点转发。本专利技术的优点:1、高度抽象了组网的各种节点组成,分为网关节点、中继节点和末端节点,网关节点为必要节点,中继节点为非必要节点,末端节点为必要节点,末端节点同时具备中继转发功能,可以有效的补充末端节点移动性带来网络拓扑变化的影响,实现动态组网,增加通信距离。2、优化组网过程,动态增加或删除末端节点,不影响其它末端节点与网关节点通信,不会导致网络震荡而导致无法通信。3、本自组网网络具有高度自动化,只需把中继节点地址和末端节点地址设置给网关,无需其它配置,即可通过上位机软件获取末端节点信息并下发指令给末端节点进行双向通信。附图说明图1本专利技术所述一种LORA中继自组网方法的数据流程图。具体实施方式实施例1如图1所示,一种LORA中继自组网方法,该自组网的状态分为组网状态和正常工作状态,由于末端节点的移动性,故设定30秒为一个周期,0-2秒为组网阶段,3-30秒为正常通信阶段,上述周期可根据情况调整。所述LORA中继自组网由网关节点、中继节点和末端节点组成。网关节点:必要节点,具有主导地位,具备主动组网功能和周期组网功能,生成网关网络拓扑,正常通信阶段查询末端节点数据功能。中继节点:非必要节点,在组网阶段,上报网关自身节点信息、中继网关节点的广播报文;收集网关、其它中继节点信息,收集末端节点的信息,生成中继网络拓扑;正常通信阶段根据中继网络拓扑,转发报文。末端节点:必要节点,在组网阶段时,分别上报自身节点信息给网关节点、中继节点和其它邻居末端节点,生成末端节点网络拓扑;在正常通信阶段,除上报自身数据之外,还具有转发网关节点、中继节点和其它末端节点报文功能。本专利技术自组网方法具体步骤如下:1、上位机软件设置中继节点地址、末端节点地址、频点通道给网关。2、网关根据上位机软件设置的中继节点地址和末端节点地址进行广播组网。3、步骤2的广播报文发给所有的中继节点和末端节点,中继节点继续转发该广播报文,末端节点收到该广播报文则上报自身节点信息给中继节点,最后中继节点把收集到的末端节点信息上报给网关节点,至此网关网络拓扑、中继网络拓扑和末端节点网络拓扑均构建完成。4、网关根据末端地址进行下发命令或查询信息,根据网关网络拓扑,查找最佳路由,然后发送报文。5、对于步骤4所述的报文,中继转发的优先级大于末端节点转发的优先级,优先中继转发。6、末端节点收到目的地址是自己的报文,进行回复,路由可以选择直达网关、通过中继直达网关或通过其它末端节点直达网关,对于多级中继情况,优先按原路返回,对于原路返回链路信号质量差情况,选择邻近中继节点或末端节点转发。实施例2一种LORA中继自组网方法,该所述LORA中继自组网由网关节点和末端节点组成。具体步骤如下:1、上位机软件设置末端节点地址、频点通道给网关。末端节点具有中继功能。2、网关根据上位机软件设置的末端节点地址进行广播组网。3、步骤2的广播报文发给所有的末端节点,作中继的末端节点继续转发报文,末端节点收到该广播报文则上报自身节点信息网关或其它作中继的末端节点,生成末端节点网络拓扑;作中继的末端节点把收集到的末端节点信息上报给网关节点,分别收集末端节点信息、网关节点信息、其它作中继的末端节点,生成中继网络拓扑;网关节点收集末端节点信息和作中继的末端节点信息,生成网关网络拓扑;4、网关根据末端地址进行下发命令或查询信息,根据网关网络拓扑,查找最佳路由,然后发送报文。5、对于步骤4所述的报文,中继转发的优先级大于末端节点转发的优先级,优先中继转发。6、末端节点收到目的地址是自己的报文,进行回复,路由可以选择直达网关、通过其它末端节点直达网关,对于多级中继情况,优先按原路返回,对于原路返回链路信号质量差情况,选择邻近中继节点或末端节点转发。本实施例末端节点有中继功能,用作中继节点。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种LORA中继自组网方法,其特征在于,所述自组网由网关节点、中继节点和末端节点组成,自组网的工作状态分为组网阶段和通信阶段;在组网阶段,网关节点根据上位机设置的中继节点地址和末端节点地址进行广播组网,中继节点收到该广播报文后继续转发报文;末端节点收到该广播报文则分别上报自身节点信息给网关节点、中继节点或其它邻近末端节点,生成末端节点网络拓扑;中继节点分别收集网关自身节点信息、其它中继节点信息和末端节点信息,上报收集到的末端节点信息给网关节点,生成中继网络拓扑;网关节点收集中继节点信息和末端节点信息,生成网关网络拓扑;在通信阶段,网关根据末端节点地址,按网关网络拓扑查找最佳路由,然后发送报文;最佳路由中如果有中继节点,则中继节点根据中继网络拓扑转发报文;末端节点收到该报文,根据目的地地址判断是属于自己的报文后进行回复,回复路由可以选择直达网关、通过中继直达网关或通过其它末端节点直达网关。

【技术特征摘要】
1.一种LORA中继自组网方法,其特征在于,所述自组网由网关节点、中继节点和末端节点组成,自组网的工作状态分为组网阶段和通信阶段;在组网阶段,网关节点根据上位机设置的中继节点地址和末端节点地址进行广播组网,中继节点收到该广播报文后继续转发报文;末端节点收到该广播报文则分别上报自身节点信息给网关节点、中继节点或其它邻近末端节点,生成末端节点网络拓扑;中继节点分别收集网关自身节点信息、其它中继节点信息和末端节点信息,上报收集到的末端节点信息给网关节点,生成中继网络拓扑;网关节点收集中继节点信息和末端节点信息,生成网关网络拓扑;在通信阶段,网关根据末端节点地址,按网关网络拓扑查找最佳路由,然后发送报文;最佳路由中如果...

【专利技术属性】
技术研发人员:王元志廖春生
申请(专利权)人:深圳市荣盛智能装备有限公司广东扬航电子科技有限公司
类型:发明
国别省市:广东,44

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