基于LoRaWAN的高效无线地震数据传输协议设计方法技术

本发明专利技术属于公开了一种基于LoRaWAN的高效无线地震数据传输协议设计方法，包括：基于传输权重的扩频因子分配和基于哈希函数的传输时序分配，扩频因子分配，在地震仪终端采用粗粒度调节扩频因子，网关参照地震仪终端初次分配结果进行细粒度调节来实现不同扩频因子信道的冲撞权重均衡；传输时序分配，依据地震仪内置GPS高精度授时，使用哈希函数映射授予地震仪发送时序，将“不确定性碰撞”转变为“确定性碰撞”，实现大规模、可靠的无线地震数据传输网络构建。本发明专利技术的有益效果是：通过本发明专利技术的技术方案，能够有效扩展网络容量，提高网络的数据提取率，可以解决传统方法中存在的数据冲突和网络延迟问题。

【技术实现步骤摘要】
基于LoRaWAN的高效无线地震数据传输协议设计方法
本专利技术属于无线地震数据传输协议设计领域，特别是涉及一种基于LoRaWAN的高效无线地震数据传输协议设计方法。
技术介绍
地震勘探正在朝着大规模和高密度采集的方向发展。由于无线地震勘探设备与具有粗电缆的传统设备相比具有便携性，因此近年来已在石油和天然气行业发挥着越来越重要的作用。由于地震数据量大，数据传输通常受到无线信道带宽限制，导致数据传输冲突、传输延迟过高的情况出现，这使实时数据回收成为一项艰巨的任务。目前，新兴的LoRaWAN凭借着低功耗、远距离通信、以及其独有的扩频技术可以有效地提高无线数据传输效率。因此，通过提升现有硬件资源的自适应扩频因子分配方案和多地震仪终端信道分配方案来满足大规模地震数据传输工作成为一个新的研究思路，设计专有的高效无线地震数据传输协议是本专利技术的研究背景。
技术实现思路
专利技术所要解决的技术问题在于提供一种基于LoRaWAN的高效无线地震数据传输协议设计方法，在地震仪终端采用粗粒度调节扩频因子，网关参照地震仪终端初次分配结果进行细粒度本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于LoRaWAN的高效无线地震数据传输协议设计方法，其特征在于，包括：/nA.网关广播无线信号质量测试信标后，地震仪终端依据接收功率确定可用的扩频因子范围，在可用范围内，扩频因子越低被选择的概率越大；/nB.网关将地震仪终端的扩频因子分布情况存储在N

【技术特征摘要】
1.一种基于LoRaWAN的高效无线地震数据传输协议设计方法，其特征在于，包括：
A.网关广播无线信号质量测试信标后，地震仪终端依据接收功率确定可用的扩频因子范围，在可用范围内，扩频因子越低被选择的概率越大；
B.网关将地震仪终端的扩频因子分布情况存储在NSF中，设定相同扩频因子通信信道的堵塞权重P1x6，扩频因子相对传输时间权重w1x6，建立扩频因子通信信道的拥堵程度函数；
C.数据包构建:依据不同扩频因子的相对传输时间权重，构建数据包前导码的持续时间Tpreamble、数据包前导码长度npreamble、通信负载的字节长度npayload的无线数据传输时间目标函数；
D.根据步骤C构建的数据包，结合每个地震仪终端的唯一ID和内置GPS高精度授时，通过网关制定哈希函数Hi(k)获得时间序列插槽索引kindex，为传输网络提供精确对时。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤B网关将地震仪终端的扩频因子分布情况存储在NSF中，设定相同扩频因子通信信道的堵塞权重P1x6，扩频因子相对传输时间权重w1x6，建立扩频因子通信信道的拥堵程度函数，包括以下步骤：LoRaWAN网络中地震仪的扩频因子分布情况存储在NSF，NSF的第i个值表示网络中有NSF节点正在使用扩频因子[i]进行传输；具有相同的最小可用扩频因子的地震仪数量存储在NSF中，NSF的第i个值表示有NSF地震仪使用扩频因子[i]进行传输，扩频因子SF＝{7,8…,12}；
定义P1x6作为堵塞权重，w1x6为扩频因子相对传输时间权重，ws为扩频因子为s时的相对传输权重，则拥堵程度函数：



P＝NSF·w
其中P表示扩频因子通道为扩频因子SF的拥堵程度；
通过计算不同扩频因子相对传输时间相同产生数据接收...

【专利技术属性】
技术研发人员：佟训乾，杨泓渊，张林行，张怀柱，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：吉林;22