一种基于LoRa智能路灯控制器的中继组网方法技术

本发明专利技术公开了一种基于LoRa智能路灯控制器的中继组网方法，包括如下步骤：S1、中继设备通过循环开启RX2和RX3；S2、当中继设备收到TX1时，并解析TX1的内容；S3、终端设备在TX1之后间隔t3发射TX5；S4、中继设备在正确解析终端设备的TX5之后，下发TX2至终端设备；S5、中继设备收到来自终端设备的TX5并下发TX2之后，通过TX3上传至LoRa基站；S6、需要等待来自LoRa基站的响应，接收来自LoRa基站的响应，通过TX4转发至终端设备；S7、终端设备在约定的时间打开RX3，此时一次通过中继的通信过程完成。本发明专利技术将附近无法直接与LoRa基站通信的其他类型的终端设备中继至LoRa基站，增加了的LoRa基站的实际覆盖距离，安装终端设备时，不需要进行繁琐的信号测量。信号测量。信号测量。

【技术实现步骤摘要】
一种基于LoRa智能路灯控制器的中继组网方法


[0001]本专利技术涉及通信
，具体为一种基于LoRa智能路灯控制器的中继组网方法。

技术介绍

[0002]在智慧城市无线物联网系统中，LoRa网络是典型的星型网络，即以LoRa基站为中心，物联网终端设备分布在LoRa基站周边，物联网终端设备通过与LoRa基站进行双向通信，以达到数据采集和对终端设备的控制。智慧城市的终端应用繁多，部分应用在实际使用中存在屏蔽、阻挡和产品本身的限制，导致LoRa基站无法达到全域的覆盖，但是LoRa路灯控制器的通信环境良好，在城市的分布广泛。
[0003]现有常用应用如下水道井盖检测、地下管网检测、冻库数据采集等，由于无线信号被屏蔽或阻挡，使物联网终端设备无法与LoRa基站通信。解决信号覆盖问题的常用办法是增加LoRa基站，但是会显著增加成本。那么基于现有终端设备(LoRa路灯控制器)开发中继设备就具有较大价值。本专利属于物联网组网技术。
[0004]中继技术具有以下缺点：
[0005]1.与LoRa不同的其他无线通信技术点对点通信距离很短，需要多级中继桥接。
[0006]2.当前无线通信的中继产品，一般需要独立开发一款产品，且需要单独管理；
[0007]3.Mesh组网需要变更现有产品的通信协议，在级联过程中丢包比较严重，控制的延时和采集延时较高，对于部分智慧城市应用的高可靠性和低控制延时的要求不相适应。
[0008]导致原因：
[0009]1.通信距离较短，无法通过一级中继组成范围较大的网络。
[0010]2.没有基础网络，基于LoRa技术的智慧城市建设可以以LoRa智能路灯控制器为网络基础，快速的搭建网络。

技术实现思路

[0011]本专利技术的目的在于提供一种基于LoRa智能路灯控制器的中继组网方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0012]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种基于LoRa智能路灯控制器的中继组网方法，包括如下步骤：
[0013]S1、中继设备通过循环开启RX2和RX3；
[0014]S2、当中继设备收到TX1时，会关闭RX2和RX3循环开启的动作，并解析TX1的内容，TX1的长度至少会包含一次RX3的长度，TX1中包含了终端设备使用的通信配置，包括终端设备下一次发射TX5的频率和速率，以及发射的时间t3，RX3打开时间t4，这样使中继正确的接收到TX5的内容；
[0015]S3、终端设备在TX1之后间隔t3发射TX5，TX5内包含的内容就是终端设备真正需要传递的信息；
[0016]S4、中继设备在正确解析终端设备的TX5之后，下发TX2至终端设备；TX2的内容包括对终端设备的TX5进行响应和中继TX4开始时间t4；
[0017]S5、中继设备收到来自终端设备的TX5并下发TX2之后，会打包TX5的内容，通过TX3上传至LoRa基站，中继设备在发送TX3时会完全伪装成终端设备，LoRa服务器无法判断是否通过中继转发；
[0018]S6、如果上述TX5是一条需要LoRa基站确认的消息类型，那么中继在完成TX3的发送之后，需要等待来自LoRa基站的响应，即中继打开RX1接收来自LoRa基站的响应，并在约定的时间将RX1解析到的内容通过TX4转发至终端设备，如果中继在RX1上收到了正确的响应消息，那么紧随其后的那个RX2将不会打开，如果中继在RX1上未能收到正确的响应，那么中继会打开RX2；
[0019]S7、终端设备在约定的时间打开RX3，并完成对TX4的正确解析，此时一次通过中继的通信过程完成。
[0020]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0021]1、本专利技术是在智慧城市LoRa智能路灯控制器的基础上进行的开发扩展，智慧城市是包含了多种多样的终端应用，各种终端应用安装在不同的场景，导致通信环境存在差异，LoRa基站的安装分布只能按照通信距离最短的终端应用进行安装，其中智能路灯控制器安装在路灯杆上，通信环境良好，可以作为一个中继的载体，将附近无法直接与LoRa基站通信的其他类型的终端设备中继至LoRa基站，增加了的LoRa基站的实际覆盖距离，安装终端设备时，不需要进行繁琐的信号测量。
[0022]2、本专利技术只需要简单修改LoRa智能路灯控制器软件，并设计中继使能开关，通过应用平台开启和关闭LoRa智能控制器的中继功能，从而实现LoRa智能控制器和中继的产品合二为一。
[0023]3、本专利技术通过第三接收窗口的设计使得通过中继传递数据的低功耗设备不需要与网络保持时间同步，从而提升了通信网络的稳定性。
[0024]4、本专利技术通过中继设备循环开启接收窗口，使中继设备能够保持智能路灯控制器功能的同时，仍然可以作为中继功能。
附图说明
[0025]图1为本专利技术智慧城市星型组网物联网终端设备典型覆盖图；
[0026]图2为本专利技术中继的空中接口设计图；
[0027]图3为本专利技术结合自适应启动中继功能的工作流程图；
[0028]图4为本专利技术终端设备的一种自动进入中继模式的流程图。
具体实施方式
[0029]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0030]请参阅图1
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4，本专利技术提供一种技术方案：一种基于LoRa智能路灯控制器的中继组
网方法，
[0031]图1为智慧城市星型组网物联网终端设备典型覆盖图：
[0032]1类设备是那些受到阻挡或屏蔽的终端设备，这类设备的通信距离比较近，2类设备是安装位置好、通信环境良好的终端应用，传统的做法是增加LoRa基站的架设，以达到覆盖所有终端设备类型，本专利技术通过开启2类设备的中继功能，可以使1类设备通过中继实现与LoRa基站的通信,达到提升LoRa基站覆盖范围、降低网络布署成本的目的。
[0033]图2为中继的空中接口设计，步骤：
[0034]S1、中继设备通过循环开启RX2(第二接收窗口)和RX3(第三接收窗口)，RX2用于接收来自应用服务器的(基站)的控制信号，RX3用于接收来自下级终端设备的通信请求。
[0035]S2、TX1是一个来自终端设备的包含特殊帧头的唤醒信号，当中继设备收到TX1时，会关闭RX2和RX3循环开启的动作，并解析TX1的内容。TX1的长度至少会包含一次RX3的长度，TX1中包含了终端设备使用的通信配置(包括终端设备下一次发射TX5的频率和速率，以及发射的时间t3，RX3打开时间t4)，这样可以使中继能够正确的接收到TX5的内容。
[0036]S3、终端设备在TX1之后间隔t3发射TX5，TX5内包含的内容就是终端设备真正需要传递的信息。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于LoRa智能路灯控制器的中继组网方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、中继设备通过循环开启RX2和RX3；S2、当中继设备收到TX1时，会关闭RX2和RX3循环开启的动作，并解析TX1的内容，TX1的长度至少会包含一次RX3的长度，TX1中包含了终端设备使用的通信配置，包括终端设备下一次发射TX5的频率和速率，以及发射的时间t3，RX3打开时间t4，这样使中继正确的接收到TX5的内容；S3、终端设备在TX1之后间隔t3发射TX5，TX5内包含的内容就是终端设备真正需要传递的信息；S4、中继设备在正确解析终端设备的TX5之后，下发TX2至终端设备；TX2的内容包括对终端设备的TX5进行响应和中继TX4开始时间t4；S5、中继设备收到来自终端设备的TX5并下发TX2之后，会打包TX5的内容，通过TX3上传至LoRa基站，中继设备在发送TX3时会完全伪装成终端设备，LoRa服务器无法判断是否通过中继转发；S6、如果上述TX5是一条需要LoRa基站确认的消息类型，那么中继在完成TX3的发送之后，需要等待来自Lo...

【专利技术属性】
技术研发人员：李志雄，李养民，王檩煜，周欢，陈晓，禹勇强，
申请(专利权)人：广东荣文科技集团有限公司，
类型：发明
国别省市：