一种稳定安全的lora组网及通信方法技术

一种稳定安全的lora组网及通信方法，包括步骤：lora网关通过入网频段定时发送入网窗口报文；lora节点经过一段随机延迟时间后发起入网请求报文；lora网关往lora节点发送入网报文；lora网关立即向lora节点发送一个入网确认窗口报文，如果在时隙窗口内网关收到lora节点发送的入网确认报文，就认为lora节点入网成功，否则向该lora节点发送一个取消入网报文；lora网关收到入网确认报文后向lora节点发送一个数据窗口报文，lora节点切换到工作频段进行数据接收和发送；lora节点在入网后，定时接收lora网关发送的数据窗口，如果该定时时间内未收到数据窗口，就认为lora网关离线或出现异常，重新发起入网流程。本发明专利技术降低lora节点功耗，增加lora节点使用寿命；实时增加lora节点，方便网络扩展。

A stable and secure method of Lora networking and communication

【技术实现步骤摘要】
一种稳定安全的lora组网及通信方法
本专利技术涉及lora组网领域，具体涉及一种稳定安全的lora组网及通信方法。
技术介绍
随着物联网的发展，对lora节点的组网及低功耗要求越来越高，对lora网络的维护也越来越复杂。传统lora组网，无法实现实时新增lora节点，同时无法实现将lora节点从睡眠模式中唤醒，同时无法测量lora节点的距离。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是，针对现有lora组网技术存在的上述不足，提供一种稳定安全的lora组网及通信方法，可以降低lora节点的功耗，使lora节点不工作时处于睡眠模式，增加lora节点的使用寿命；实时的增加lora节点，方便网络的扩展。本专利技术为解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种稳定安全的lora组网及通信方法，包括以下步骤：S1、lora网关通过入网频段定时发送入网窗口报文，入网窗口报文携带同步时间信息；S2、lora节点收到入网窗口报文后，经过一段随机延迟时间后发起入网请求报文，入网请求报文携带lora节点地址和同步时间；S3、lora网关收到lora节点的入网请求报文后往lora节点发送入网报文，入网报文目的地址为lora节点地址，入网报文携带lora网关为lora节点分配的唯一标识和lora工作频段；S4、lora网关立即向lora节点发送一个入网确认窗口报文，该报文携带时隙窗口，如果在该时隙窗口内网关收到lora节点发送的入网确认报文，就认为lora节点入网成功，如果在该时隙窗口内没有收到入网确认报文，就向该lora节点发送一个取消入网报文；S5、lora网关收到入网确认报文后向lora节点发送一个数据窗口报文，该数据窗口报文携带lora工作频段和唯一标识，lora节点收到数据窗口报文后切换到工作频段进行数据接收和发送；S6、lora节点在入网后，定时接收lora网关发送的数据窗口，如果该定时时间内未收到lora网关发送的数据窗口，就认为lora网关离线或出现异常，重新发起入网流程。按上述方案，所述步骤S1中，入网频段为固定频段，用于设备入网报文的交互，lora节点入网后不再使用该入网频段，lora网关每隔一段时间后切换带该入网频段发送的入网窗口报文，保证新接入的lora节点能够入网；入网窗口报文携带同步时间信息，用于RTT算法的测距；入网窗口报文是一个时间窗口，lora节点在该时间窗口内发送数据给lora网关。按上述方案，所述步骤S2中，随机延迟时间是通过随机延迟算法计算的一段时间，用于防止多个lora节点同时入网时产生冲突。按上述方案，所述步骤S3中，入网报文目的地址为步骤S2中携带的lora节点地址，lora网关为lora节点分配的唯一标识在整个lora网络是唯一的，lora网关给每个lora节点分配一个唯一标识，用于lora网关区分不同lora节点。按上述方案，所述步骤S4中，入网确认窗口报文是一个时间窗口，在该时间窗口内，lora节点必须回复入网确认报文，否则入网失败。按上述方案，所述步骤S5中，lora工作频段和入网频段不是同一个频段；数据窗口报文是lora节点发送数据的时间窗口，lora节点只在该时间窗口内发送和接收报文，其他时间窗口，lora节点处于睡眠模式；数据窗口报文的目的地址为lora节点；在非数据窗口时间内，lora节点处于睡眠模式，时间窗口到达后，lora节点自动唤醒。按上述方案，所述步骤S6中，定时接收lora网关发送的数据窗口是指lora网关要定时发送数据窗口报文给lora节点，用于检测lora网关是否离线或异常(保证lora节点的数据得到发送，同时在该数据窗口内也接收数据窗口报文)。与现有技术相比，本专利技术的有益效果：1、可以降低lora节点的功耗，使lora节点不工作时处于睡眠模式，增加lora节点的使用寿命。2、可以实时的增加lora节点，方便网络的扩展。3、可以通过RTT测量lora节点的距离，方便产品的维护，减少维护成本。附图说明图1是本专利技术实施例的方法流程图；图2是本专利技术实施时RTT计算图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。本专利技术实施例中，提供了一种稳定安全的lora组网及通信方法，如图1所示包括以下步骤：S1、lora网关通过入网频段定时发送入网窗口报文，入网窗口报文携带同步时间信息，该同步时间为lora网关本地地址t0，报文格式如下所示：S2、lora节点收到入网窗口报文后，同时lora节点将本地时间设置为t0，随机延迟一段时间后发起入网请求报文，入网请求报文携带lora的地址和同步时间，该同步时间为lora节点本地时间t1，报文格式如下所示：Lora节点地址Lora网关地址入网请求报文同步时间S3、lora网关收到lora节点的入网请求后就往lora节点发送入网报文，入网报文目的地址为lora节点地址，同时携带lora网关为其分配的唯一标识和lora工作频段，报文格式如下所示：假设lora网关收到lora节点报文的时间为t2，那么这里就可以算出RTT(Round-TripTime，往返时延)，如图2所示。S4、lora网关立即向lora节点发送一个入网确认窗口报文，报文格式如下所示：如果在该时隙窗口内网关收到lora节点发送的入网确认报文，就认为lora节点入网成功，如果在该时隙窗口内没有收到入网确认报文，就向该lora节点发送一个取消入网报文。S5、lora节点在收到正常的时隙窗口后立即发送一个入网确认报文，报文格式如下所示：S6、lora网关收到入网确认报文后发送一个数据窗口报文，报文格式如下所示：该窗口携带lora工作的频段和唯一标识，lora节点收到正常时隙报文后切换到工作频段进行数据接收和发送；S7、lora节点在入网后，在一段时间内未收到数据窗口，认为lora网关离线或出现异常，重新发起入网流程。应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本专利技术所附权利要求的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种稳定安全的lora组网及通信方法，其特征在于，包括以下步骤：/nS1、lora网关通过入网频段定时发送入网窗口报文，入网窗口报文携带同步时间信息；/nS2、lora节点收到入网窗口报文后，经过一段随机延迟时间后发起入网请求报文，入网请求报文携带lora节点地址和同步时间；/nS3、lora网关收到lora节点的入网请求报文后往lora节点发送入网报文，入网报文目的地址为lora节点地址，入网报文携带lora网关为lora节点分配的唯一标识和lora工作频段；/nS4、lora网关立即向lora节点发送一个入网确认窗口报文，该报文携带时隙窗口，如果在该时隙窗口内网关收到lora节点发送的入网确认报文，就认为lora节点入网成功，如果在该时隙窗口内没有收到入网确认报文，就向该lora节点发送一个取消入网报文；/nS5、lora网关收到入网确认报文后向lora节点发送一个数据窗口报文，该数据窗口报文携带lora工作频段和唯一标识，lora节点收到数据窗口报文后切换到工作频段进行数据接收和发送；/nS6、lora节点在入网后，定时接收lora网关发送的数据窗口，如果该定时时间内未收到lora网关发送的数据窗口，就认为lora网关离线或出现异常，重新发起入网流程。/n...

【技术特征摘要】
1.一种稳定安全的lora组网及通信方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、lora网关通过入网频段定时发送入网窗口报文，入网窗口报文携带同步时间信息；
S2、lora节点收到入网窗口报文后，经过一段随机延迟时间后发起入网请求报文，入网请求报文携带lora节点地址和同步时间；
S3、lora网关收到lora节点的入网请求报文后往lora节点发送入网报文，入网报文目的地址为lora节点地址，入网报文携带lora网关为lora节点分配的唯一标识和lora工作频段；
S4、lora网关立即向lora节点发送一个入网确认窗口报文，该报文携带时隙窗口，如果在该时隙窗口内网关收到lora节点发送的入网确认报文，就认为lora节点入网成功，如果在该时隙窗口内没有收到入网确认报文，就向该lora节点发送一个取消入网报文；
S5、lora网关收到入网确认报文后向lora节点发送一个数据窗口报文，该数据窗口报文携带lora工作频段和唯一标识，lora节点收到数据窗口报文后切换到工作频段进行数据接收和发送；
S6、lora节点在入网后，定时接收lora网关发送的数据窗口，如果该定时时间内未收到lora网关发送的数据窗口，就认为lora网关离线或出现异常，重新发起入网流程。


2.根据权利要求1所述的一种稳定安全的lora组网及通信方法，其特征在于，所述步骤S1中，入网频段为固定频段，用于设备入网报文的交互，lora节点入网后不再使用该入网频段，lora网关每隔一段时间后切换带该入网频段发送的入网窗口报文，保证新接入的lora节点能够入网；入网窗口报文携带同步时间信息，用于RTT算法的测距；入网...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢方增，王培佩，杜军，郑直，
申请(专利权)人：武汉长光科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42