【技术实现步骤摘要】
一种基于可插拔模块的LoRa多通道通信扩展方法
本专利技术涉及LoRa无线通信设备管理领域，特别是涉及一种基于可插拔模块的LoRa多通道通信扩展方法。
技术介绍
近年来，LoRa无线通信因具有低功耗、传输距离长和架设简单方便等特点被物联网应用领域广泛关注。最基本的LoRa通信系统通常包含基站、中继和终端3个部分。在通信距离允许的范围内，基站和终端之间可以通过中继实现单跳或多跳传输，协议上具有很强的自定义性和扩展性。目前大多数的LoRa还是应用在低速率、低数据量的情况下，如：远程抄表及定位。而随着物联网应用场景开发的深入，LoRa需要应用在数据信息量较高、全天候工作和具有一定实时性需求的场景，对于数据量、工作量和实时性要求，最直接的处理方法就是降低通信冲突、进行多通道通信扩展，从而减少在一对多模式下的轮询、冲突等待等操作的时间，提高了通道的效率。LoRa多通道扩展方式包含增加同信道内的上下行通信节点或者扩展多个新信道的链路，在硬件上就是增加并行收发的LoRa模块的数量。目前LoRa多通道的通信应用不少，但LoR...
【技术保护点】
1.一种基于可插拔模块的LoRa多通道通信扩展方法，其特征在于：采用主板CPU对多个可插拔模块MCU进行控制和数据传输的形式。可插拔模块采用带有金手指的PCB扩展卡形式，包含嵌入式MCU、LoRa通信芯片和电源管理模块、指示灯，扩展卡由主板供电并采用UART与主板UART以串口透传方式进行通信，扩展卡包含了CD(Card Detect卡存在检测)引脚来检测卡的插拔，状态IO引脚检测扩展卡空闲/发送状态，控制IO引脚控制扩展卡功能。主板CPU通过UART和状态IO实时监测扩展卡状态。同时，本专利技术中LoRa扩展卡通过硬件设计实现接口热插拔功能。/n在软件上采用智能多通道感知...
【技术特征摘要】
1.一种基于可插拔模块的LoRa多通道通信扩展方法，其特征在于：采用主板CPU对多个可插拔模块MCU进行控制和数据传输的形式。可插拔模块采用带有金手指的PCB扩展卡形式，包含嵌入式MCU、LoRa通信芯片和电源管理模块、指示灯，扩展卡由主板供电并采用UART与主板UART以串口透传方式进行通信，扩展卡包含了CD(CardDetect卡存在检测)引脚来检测卡的插拔，状态IO引脚检测扩展卡空闲/发送状态，控制IO引脚控制扩展卡功能。主板CPU通过UART和状态IO实时监测扩展卡状态。同时，本发明中LoRa扩展卡通过硬件设计实现接口热插拔功能。
在软件上采用智能多通道感知及接入协议，主板CPU在初始化各串口，分配并初始化临时缓冲区后，当有LoRa扩展卡插入主板扩展槽上电时，主板自动感知及初始化的过程包含以下步骤：
步骤(1)：主板CPU扫描GPIO状态时发现对应扩展插槽的CD管脚被扩展卡拉低，由此检测到卡插入；LoRa扩展卡包含MCU，上电完成自检后，定时通过串口发送包含组网职能、ID号、信道、位速率及卡自检位的数据帧，CPU开启总线上的UART端口中断，不断读取端口发送的数据，丢弃不完整数据帧，直到读取到一帧完整数据后保存并解析；判断接收到正确的符合LoRa串口通信格式的数据帧后确定该串口端口设备为符合配置条件的LoRa扩展卡，开始配置流程；
步骤(2)：配置文件获取，主板CPU首先从本地目录下获取扩展卡配置文件，如果检测不到，则根据LoRa扩展卡的组网职能：当为基站扩展卡时，向云端发送请求，采用UDP协议获取配置文件并保存本地，当为中继或终端扩展卡时，以配置文件包的形式通过LoRa通信来获取，并通过扩展卡串口发送并保存本地。主板获取本地配置文件后自动解析为配置命令；
步骤(3)：LoRa扩展卡配置，主板CPU通过串口为扩展卡MCU下发配置命令，扩展卡上的LoRa通信模块获取新的ID号、信道和位速率，当组网方式为指定拓扑结构的情况下，扩展卡还获取包含指定多跳传输的路由表；配置完成后扩展卡MCU发送重启请求，主板CPU控制扩展卡电源控制IO进行重启；
步骤(4)：重启后的LoRa扩展卡会自动发送更新了组网职能、ID号、信道、位速率信息的数据帧，判断解析后与配置文件对比匹配一致则配置成功；对比不一致，则配置失败重新配置；配置成功后操作系统注册该扩展卡设备，主板CPU为LoRa扩展卡分配缓存资源及GPIO指示灯。正式使用该通道的LoRa功能；
多通道的每次扩展及卸载操作后进行LoRa网络更新，即，记录日志更新LoRa网络的通道状态，更新网络拓扑显示，并定时如，5min间隔上报北向接口。
2.根据权利要求1所...
【专利技术属性】
技术研发人员：黄樟钦，高寒，李达，黄玲，张晓波，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：北京;11
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