一种用于自组织网络中调节LORA通信设备功率的方法及系统技术方案

技术编号:22173516 阅读:63 留言:0更新日期:2019-09-21 14:12
本发明专利技术公开了一种用于自组织网络中调节LORA通信设备功率的方法及系统,包括步骤:S1、确定自组织网络中LORA节点间传输信号的距离范围;S2、根据所述距离范围划分距离范围等级;S3、设置与所述距离范围等级对应的LORA扩频因子、发射功率的基础值;S4、查询LORA发送节点本地目录下接收节点的距离范围,根据所述距离范围选择LORA扩频因子、发射功率的基础值发射数据并获取接收节点信号强度的返回值;S5、根据所述接收节点信号强度的返回值判断是否需要微调降低发射节点的发射功率,如是,则对发射功率进行微调;若否,结束微调。本发明专利技术适用于自组织网络,通过对距离、扩频因子和功率三个条件的调节,在保证节点设备接收信号质量的前提下,可靠的降低了节点设备的发射功率,降低了节点设备的能耗,延长了设备的使用寿命。

A Method and System for Power Regulation of LORA Communication Equipment in Ad Hoc Networks

【技术实现步骤摘要】
一种用于自组织网络中调节LORA通信设备功率的方法及系统
本专利技术涉及无线通信领域,尤其涉及低功耗广域自组织网络通信中LORA收发设备功率调节的方法及系统。
技术介绍
自组织网络具有动态变化的网络拓扑,无中心性和自组织性。随着科技的进步,大规模宽带无线自适应自组织网络正在成为宽带无线通信和移动通信的重要形式。但自组织网络设备多采用电池供电方式,对于设备能耗控制问题尤为看重。目前采用LORA通信方式的节点设备,面临如何将LORA低功耗的优势应用到自组织网络中,以调节自组织网络的能耗的问题。目前市场上仅通过判断接收信号强度来改变信号发射功率的方法,并不能在保证信号质量的前提下降低设备的能耗。专利申请号为CN201610783069.5的专利技术专利“一种用于物联网的LORA无线通信网络的功率控制方法”中描述的LORA无线通信网络功率控制的方法是,通过LORA网络功耗扫描获取LORA节点和网关节点的功耗信息,将功耗信息与LORA网络功耗基准进行对比,按对比结果对LORA网络的功率做出调整,并反馈功率调整后的LORA无线网络功耗信息。但此方法在调节LORA网络功耗的过程中,并没有考虑接保证接收设备信号的质量,如误码率和信号强度。同时此方法不适用于自组织网络中,其忽略了节点移动所带来的影响,节点的移动会导致此方法滞留在功率调整的过程中。故,针对现有技术的缺陷,如何实现自组织网络通信中LORA收发设备功率调节是本领域亟待解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术的缺陷,提供了一种用于自组织网络中调节LORA通信设备功率的方法及系统,该方法在保证接收信号质量良好的前提下,通过调节节点设备的发射功率,来节省节点设备的能耗,从而延长节点设备的使用寿命。为了实现以上目的,本专利技术采用以下技术方案:一种用于自组织网络中调节LORA通信设备功率的方法,包括步骤:S1、确定自组织网络中LORA节点间传输信号的距离范围;S2、根据所述距离范围划分距离范围等级;S3、设置与所述距离范围等级对应的LORA扩频因子、发射功率的基础值;S4、查询LORA发送节点本地目录下接收节点的距离范围,根据所述距离范围选择LORA扩频因子、发射功率的基础值发射数据并获取接收节点信号强度的返回值;S5、根据所述接收节点信号强度的返回值判断是否需要微调降低发射节点的发射功率,如是,则对发射功率进行微调;若否,结束微调。进一步的,所述步骤S1具体为:S1.1、记录LORA节点在广播组网的过程中与其通信节点的发送信号的信号场强能量、时间长度;S1.2、将所述场强能量、时间长度与组网信号一同转发,记作数据表Ⅰ;S1.3、接收节点将数据表I转发给发射节点,发射节点将接收的数据表Ⅰ记作数据表Ⅱ;S1.4、根据所述数据表Ⅰ和数据表Ⅱ,确定两节点之间传输信号的距离范围。进一步的,所述距离范围等级的划分与节点的密度、节点所处环境有关。进一步的,所述发射功率的基础值要满足信号传输到远发射节点所在距离范围边界处的信号强度的基本要求。进一步的,所述步骤S5中对发射功率进行微调具体为:计算需要微调的功率值,并采用调整后的功率值发送数据;若发射节点在使用所述调整后的功率值后,接收节点处信号强度不满足要求,原用微调之前的功率发送数据;若发射节点在使用所述调整后的功率值后,接收信号强度满足要求,继续使用所述调整后的功率值发送数据。相应的,还提供一种用于自组织网络中调节LORA通信设备功率的系统,包括:距离范围确定模块,用于确定自组织网络中LORA节点间传输信号的距离范围;等级划分模块,用于根据所述距离范围划分距离范围等级;设置模块,用于设置与所述距离范围等级对应的LORA扩频因子、发射功率的基础值;信号处理模块,用于查询LORA发送节点本地目录下接收节点的距离范围,根据所述距离范围选择LORA扩频因子、发射功率的基础值发射数据并获取接收节点信号强度的返回值;微调模块,用于根据所述接收节点信号强度的返回值判断是否需要微调降低发射节点的发射功率,如是,则对发射功率进行微调;若否,结束微调。进一步的,所述距离范围确定模块包括:记录模块,用于记录LORA节点在广播组网的过程中与其通信节点的发送信号的信号场强能量、时间长度;转发模块,用于将所述场强能量、时间长度与组网信号一同转发,记作数据表Ⅰ;接收模块,用于接收节点将数据表I转发给发射节点,发射节点将接收的数据表Ⅰ记作数据表Ⅱ;处理模块,用于根据所述数据表Ⅰ和数据表Ⅱ,确定两节点之间传输信号的距离范围。进一步的,所述距离范围等级的划分与节点的密度、节点所处环境有关。进一步的,所述发射功率的基础值要满足信号传输到远发射节点所在距离范围边界处的信号强度的基本要求。进一步的,所述微调模块对发射功率进行微调具体为:计算需要微调的功率值,并采用调整后的功率值发送数据;若发射节点在使用所述调整后的功率值后,接收节点处信号强度不满足要求,原用微调之前的功率发送数据;若发射节点在使用所述调整后的功率值后,接收信号强度满足要求,继续使用所述调整后的功率值发送数据。与现有技术相比,本专利技术的功率调节方法及系统适用于自组织网络,通过对距离、扩频因子和功率三个条件的调节,在保证节点设备接收信号质量的前提下,可靠的降低了节点设备的发射功率,降低了节点设备的能耗,延长了设备的使用寿命。附图说明图1是实施例一提供的一种用于自组织网络中调节LORA通信设备功率的方法流程图;图2是发射节点距离范围等级示意图;图3是发射节点距离范围等级、LORA扩频因子和发射功率基础值等级对应表;图4是LORA扩频因子与发射功率基础值等级示意图;图5是发射节点功率微调模块流程图;图6是实施例二提供的一种用于自组织网络中调节LORA通信设备功率的系统图。具体实施方式以下通过特定的具体实例说明本专利技术的实施方式,本领域技术人员可由本说明书所公布的内容了解本专利技术的其他优点与功效。本专利技术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,在没有背离本专利技术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专利技术的基本构想,遂图式中仅显示与本专利技术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。下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步说明,但不作为本专利技术的限定。实施例一如图1所示,本实施例提出了一种用于自组织网络中调节LORA通信设备功率的方法,包括:S1、确定自组织网络中LORA节点间传输信号的距离范围;本实施例根据场强能量和信号传输时长的数据,确定两节点之间传输信号的距离范围。具体为:S1.1、记录LORA节点在广播组网的过程中与其通信节点的发送信号的信号场强能量、时间长度;首先此自组织网络的节点设备采用LORA通信,节点设备的基本框架由SX1278收发芯片、低功耗MCU和电池构成。具体地,LORA自组织网络节点均有唯一节点编号,该编号为固定值,不随节点位置和节点状态等改变。对于每个LORA节点,记录与其通信节点的发送信号的信号场强能量,如果条件允许,记本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于自组织网络中调节LORA通信设备功率的方法,其特征在于,包括步骤:S1、确定自组织网络中LORA节点间传输信号的距离范围;S2、根据所述距离范围划分距离范围等级;S3、设置与所述距离范围等级对应的LORA扩频因子、发射功率的基础值;S4、查询LORA发送节点本地目录下接收节点的距离范围,根据所述距离范围选择LORA扩频因子、发射功率的基础值发射数据并获取接收节点信号强度的返回值;S5、根据所述接收节点信号强度的返回值判断是否需要微调降低发射节点的发射功率,如是,则对发射功率进行微调;若否,结束微调。

【技术特征摘要】
1.一种用于自组织网络中调节LORA通信设备功率的方法,其特征在于,包括步骤:S1、确定自组织网络中LORA节点间传输信号的距离范围;S2、根据所述距离范围划分距离范围等级;S3、设置与所述距离范围等级对应的LORA扩频因子、发射功率的基础值;S4、查询LORA发送节点本地目录下接收节点的距离范围,根据所述距离范围选择LORA扩频因子、发射功率的基础值发射数据并获取接收节点信号强度的返回值;S5、根据所述接收节点信号强度的返回值判断是否需要微调降低发射节点的发射功率,如是,则对发射功率进行微调;若否,结束微调。2.根据权利要求1所述的调节LORA通信设备功率的方法,其特征在于,所述步骤S1具体为:S1.1、记录LORA节点在广播组网的过程中与其通信节点的发送信号的信号场强能量、时间长度;S1.2、将所述场强能量、时间长度与组网信号一同转发,记作数据表Ⅰ;S1.3、接收节点将数据表I转发给发射节点,发射节点将接收的数据表Ⅰ记作数据表Ⅱ;S1.4、根据所述数据表Ⅰ和数据表Ⅱ,确定两节点之间传输信号的距离范围。3.根据权利要求1所述的调节LORA通信设备功率的方法,其特征在于:所述距离范围等级的划分与节点的密度、节点所处环境有关。4.根据权利要求1所述的调节LORA通信设备功率的方法,其特征在于:所述发射功率的基础值要满足信号传输到远发射节点所在距离范围边界处的信号强度的基本要求。5.根据权利要求1所述的调节LORA通信设备功率的方法,其特征在于:所述步骤S5中对发射功率进行微调具体为:计算需要微调的功率值,并采用调整后的功率值发送数据;若发射节点在使用所述调整后的功率值后,接收节点处信号强度不满足要求,原用微调之前的功率发送数据;若发射节点在使用所述调整后的功率值后,接收信号强度满足要求,继续使用所述调整后的功率值发送数据。6.一种用于自组织网络中调节LORA...

【专利技术属性】
技术研发人员:李俊超邬永强李兆刚章为昆陈晨何日阳
申请(专利权)人:浙江万胜智能科技股份有限公司
类型:发明
国别省市:浙江,33

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