LORA无线通信方法、系统、中继方法及设备技术方案

本发明专利技术公开了一种LORA无线通信方法，包括：主机广播数据采集广播命令；从机或中继设备接收主机发出的数据采集广播命令，从机查询从机地址为本从机的地址时记录设备SN号和包序号；中继设备记录该数据采集广播命令中的设备SN号和包序号，将生存时长减一，并当当前信道空闲时，将数据采集广播命令广播出去；中继设备接收上一级中继设备广播发出的数据采集广播命令，记录该数据采集广播命令中的设备SN号和包序号，将生存时长再减一。本发明专利技术通过设置中继设备，可以延长有效通信距离，采用信道冲突检测方法，需要进行信道监测，避免多个设备同时发送设备，避免了同频干扰；不需要在中继设备设置从机ID号，无缝新增接入中继设备。

【技术实现步骤摘要】
LORA无线通信方法、系统、中继方法及设备
本专利技术涉及低功耗长距离无线通信
，尤其涉及LORA无线通信方法、系统、中继方法及设备。
技术介绍
LORA(LongRange)是专用于远距离低功耗的无线通信技术,其基于扩频的调制方式相对于其他通信方式大大增加了通信距离，可广泛应用于各种场合的远距离低速率物联网无线通信领域。比如自动抄表、楼宇自动化设备、无线安防系统、工业监视与控制等。具有体积小、功耗低、传输距离远、抗干扰能力强等特点。但是，现有的常规方案存在以下缺陷：LORA无线通信在实际应用中，主机通过无线通信向从机广播带设备地址的Modbus协议格式命令进行数据采集，对应设备地址的从机返回响应数据包。主机通过轮询的方式，不断广播带不同设备地址的命令，逐个采集远端设备数据。这种纯粹主机对从机的通信容易出现因为障碍物、距离等因素导致信号衰减变差而无法达到通信要求。如图1所示，从机A由于被障碍物阻挡，无法实现和主机的通信，从机B由于距离太远，其和主机的通信也无法满足要求。为解决上述问题，行业中做出了中继模块来延长通信距离。通信过程中，采集设备把无线信号发给中继设备，中继设备再把信号转发给更远处的被采集设备。由于无线信号采用的是广播方式，中继转发信号时，部分不需要经过中继的被采集设备，可能此时正在发送响应数据，就会出现同频干扰，导致无线信号无法被正确接收。虽然中继的方式能解决通信距离的问题，但同时也带入了同频干扰导致信号接收出错的问题。行业中还出现的另一种中继方式，通过在中继模块中配置一个或多个需要经过中继的从机设备标识号，在主机发送的数据包中包含目的设备标识号，从而达到延长通信距离的目的。这种中继方式虽然可以延长通信距离，但中继设备需预先设置各个经过中继的从机设备标识号，对现场施工及其不便。
技术实现思路
为了克服现有技术的不足，本专利技术的目的之一在于提供一种LORA无线通信方法，其能克服同频干扰、现场施工不便等问题。本专利技术的目的之二在于提供一种LORA无线通信系统，其能克服同频干扰、现场施工不便等问题。本专利技术的目的之三在于提供一种LORA无线通信中继方法，其能克服同频干扰、现场施工不便等问题。本专利技术的目的之四在于提供一种LORA无线通信中继设备，其能克服同频干扰、现场施工不便等问题。本专利技术的目的之一采用以下技术方案实现：一种LORA无线通信方法，包括如下步骤：广播命令步骤：主机采用标准的ModBus协议广播数据采集广播命令，数据采集广播命令包含有从机地址、设备SN号、包序号和生存时长；接收广播命令步骤：从机或中继设备接收主机发出的数据采集广播命令，从机查询从机地址是否为本从机的地址，若是，记录数据采集广播命令中的设备SN号和包序号；中继设备记录该数据采集广播命令中的设备SN号和包序号，将生存时长减一，并当当前信道空闲时，将数据采集广播命令广播出去；转发广播命令步骤：中继设备接收上一级中继设备广播发出的数据采集广播命令，记录该数据采集广播命令中的设备SN号和包序号，将生存时长再减一，当生存时长不为0且当前信道空闲时，将该数据采集广播命令广播出去；响应广播命令步骤：从机发送响应数据至主机或中继设备，中继设备将来自从机的响应数据转发至主机，所述响应数据包括从机地址。进一步地，所述生存时长的初始值为主机到从机之间所需的中继设备的级数。进一步地，数据采集广播命令的数据协议格式为FE+ED+DC+设备SN+包序号+生存时长+原命令+CRC+CB。本专利技术的目的之二采用以下技术方案实现：一种LORA无线通信系统，包括主机、中继设备和从机，所述主机连接中继设备，从机连接中继设备或主机；主机用于采用标准的ModBus协议广播数据采集广播命令，数据采集广播命令包含有从机地址、设备SN号、包序号和生存时长，还用于接收带有从机地址的响应数据；从机用于接收主机发出的数据采集广播命令，从机查询从机地址是否为本从机的地址，若是，记录数据采集广播命令中的设备SN号和包序号，发送响应数据至主机或中继设备；中继设备用于接收主机发出的数据采集广播命令，记录该数据采集广播命令中的设备SN号和包序号，将生存时长减一，并当当前信道空闲时，将数据采集广播命令广播出去；还接收上一级中继设备广播发出的数据采集广播命令，记录该数据采集广播命令中的设备SN号和包序号，将生存时长再减一，当生存时长不为0且当前信道空闲时，将该数据采集广播命令广播出去；并将来自从机的带有从机地址的响应数据转发至主机。进一步地，生存时长的初始值为主机到从机之间所需的中继设备的级数。本专利技术的目的之三采用以下技术方案实现：一种LORA无线通信中继方法，包括如下步骤：接收广播命令：接收主机发出的数据采集广播命令，记录该数据采集广播命令中的设备SN号和包序号，将生存时长减一，并当当前信道空闲时，将数据采集广播命令广播出去；转发广播命令步骤：收上一级中继设备广播发出的数据采集广播命令，记录该数据采集广播命令中的设备SN号和包序号，将生存时长再减一，当生存时长不为0且当前信道空闲时，将该数据采集广播命令广播出去；响应广播命令步骤：将来自从机的响应数据转发至主机，所述响应数据包括从机地址。进一步地，所述生存时长的初始值为主机到从机之间所需的中继设备的级数。进一步地，数据采集广播命令的数据协议格式为FE+ED+DC+设备SN+包序号+生存时长+原命令+CRC+CB。本专利技术的目的之四采用以下技术方案实现：一种LORA无线通信中继设备，包括处理器和存储器，存储器中存储有可被处理器执行的计算机可读程序，所述计算机可读程序被处理器读取执行时，实现以下步骤：接收广播命令：接收主机发出的数据采集广播命令，记录该数据采集广播命令中的设备SN号和包序号，将生存时长减一，并当当前信道空闲时，将数据采集广播命令广播出去；转发广播命令步骤：收上一级中继设备广播发出的数据采集广播命令，记录该数据采集广播命令中的设备SN号和包序号，将生存时长再减一，当生存时长不为0且当前信道空闲时，将该数据采集广播命令广播出去；响应广播命令步骤：将来自从机的响应数据转发至主机，所述响应数据包括从机地址。进一步地，所述生存时长的初始值为主机到从机之间所需的中继设备的级数。相比现有技术，本专利技术的有益效果在于：本专利技术通过设置中继设备，可以延长有效通信距离，并且采用信道冲突检测方法，每一条无线数据发送，均需要进行信道监测，避免多个设备同时发送设备，避免了同频干扰；不需要在中继设备设置从机ID号，不用增加配置，可以无缝新增接入中继设备。附图说明图1为现有LORA无线通信系统结构示意图；图2为本专利技术的LORA无线通信系统结构示意图；图3为本专利技术的种LORA无线通信方法的流程图；图4为本专利技术的种LORA无线通信中继方法的流程图。图中：1、主机；2、从机；3、中继设备。具体实施方式下面，结合附图以及具体实施方式，对本专利技术做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例：在电力无线通信技术中，LORA是应用比较广泛的一项技术。但LORA在实际应用中，容易出现因为障碍物、距离等因素导致信号衰减变差而无法达到通信要求。本专利技术提供一种LORA无线通信系统，包括主机、多个从机和多个中继设备本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种LORA无线通信方法，其特征在于，包括如下步骤：广播命令步骤：主机采用标准的ModBus协议广播数据采集广播命令，数据采集广播命令包含有从机地址、设备SN号、包序号和生存时长；接收广播命令步骤：从机或中继设备接收主机发出的数据采集广播命令，从机查询从机地址是否为本从机的地址，若是，记录数据采集广播命令中的设备SN号和包序号；中继设备记录该数据采集广播命令中的设备SN号和包序号，将生存时长减一，并当当前信道空闲时，将数据采集广播命令广播出去；转发广播命令步骤：中继设备接收上一级中继设备广播发出的数据采集广播命令，记录该数据采集广播命令中的设备SN号和包序号，将生存时长再减一，当生存时长不为0且当前信道空闲时，将该数据采集广播命令广播出去；响应广播命令步骤：从机发送响应数据至主机或中继设备，中继设备将来自从机的响应数据转发至主机，所述响应数据包括从机地址。

【技术特征摘要】
1.一种LORA无线通信方法，其特征在于，包括如下步骤：广播命令步骤：主机采用标准的ModBus协议广播数据采集广播命令，数据采集广播命令包含有从机地址、设备SN号、包序号和生存时长；接收广播命令步骤：从机或中继设备接收主机发出的数据采集广播命令，从机查询从机地址是否为本从机的地址，若是，记录数据采集广播命令中的设备SN号和包序号；中继设备记录该数据采集广播命令中的设备SN号和包序号，将生存时长减一，并当当前信道空闲时，将数据采集广播命令广播出去；转发广播命令步骤：中继设备接收上一级中继设备广播发出的数据采集广播命令，记录该数据采集广播命令中的设备SN号和包序号，将生存时长再减一，当生存时长不为0且当前信道空闲时，将该数据采集广播命令广播出去；响应广播命令步骤：从机发送响应数据至主机或中继设备，中继设备将来自从机的响应数据转发至主机，所述响应数据包括从机地址。2.如权利要求1所述的LORA无线通信方法，其特征在于，所述生存时长的初始值为主机到从机之间所需的中继设备的级数。3.如权利要求1所述的LORA无线通信方法，其特征在于，数据采集广播命令的数据协议格式为FE+ED+DC+设备SN+包序号+生存时长+原命令+CRC+CB。4.一种LORA无线通信系统，其特征在于，包括主机、中继设备和从机，主机连接中继设备，从机连接中继设备或主机；主机用于采用标准的ModBus协议广播数据采集广播命令，数据采集广播命令包含有从机地址、设备SN号、包序号和生存时长，还用于接收带有从机地址的响应数据；从机用于接收主机发出的数据采集广播命令，从机查询从机地址是否为本从机的地址，若是，记录数据采集广播命令中的设备SN号和包序号，发送响应数据至主机或中继设备；中继设备用于接收主机发出的数据采集广播命令，记录该数据采集广播命令中的设备SN号和包序号，将生存时长减一，并当当前信道空闲时，将数据采集广播命令广播出去；还接收上一级中继设备广播发出的数据采集广播命令，记录该数据采集广播命令中的设备SN号和包序号，...

【专利技术属性】
技术研发人员：王德驰，张民恕，李立群，郭玉娟，
申请(专利权)人：珠海派诺科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44