CN107071869A - 兼容LoRaWAN Class A、Class B和手抄模式的多模终端及多模兼容方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种兼容LoRaWAN Class A、Class B和手抄模式的多模终端及多模兼容方法，包括LoRa无线收发芯片、MCU微控制器、时钟晶振、LoRaWAN手抄模式单元、LoRaWAN Class A模式单元和LoRaWAN Class B模式单元，其中，LoRa无线收发芯片、时钟晶振、LoRaWAN手抄模式单元、LoRaWAN Class A模式单元和LoRaWAN Class B模式单元均连接MCU微控制器。本发明多模终端兼容Class A模式、Class B模式和手抄模式，可在这三种工作模式间自由切换，可增强终端适应性。

Description

兼容LoRaWAN Class A、Class B和手抄模式的多模终端及多 模兼容方法

技术领域

本发明属于LoRaWAN终端技术领域，尤其涉及一种兼容LoRaWAN Class A、Class B和手抄模式的多模终端及多模兼容方法。

背景技术

LoRa是Semtech公司提出的一种低功耗物联网技术，广泛应用于无线抄表等领域。LoRaWAN是采用LoRa技术构建的低功耗无线互联广域网。LoRaWAN终端有三种工作模式，Class A模式、Class B模式和Class C模式。Class C模式下，终端无法进入省电模式，仅适用于有外部供电的情况。Class A模式下最省电，上行数据发送完成后才接收下行数据，下行数据接收成功或超时后进入休眠模式。终端在Class B模式下会周期性唤醒接收下行数据。

现有部分LoRaWAN终端采用自定义协议的手抄模式，手抄模式和Class B模式类似，但手抄模式采用固定信道和速率，缺少信道和速率控制，导致整体系统容量较小，无法大规模组网，仅限局部使用。LoRaWAN采用多信道和自适应速率控制，大大提升系统容量。LoRaWAN广覆盖建设要较长周期，而手抄模式可有效解决网络盲区覆盖问题。而兼容了Class A模式、Class B模式和手抄模式的多模终端可解决上述问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种兼容LoRaWAN Class A、Class B和手抄模式的多模终端及多模兼容方法。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一、兼容LoRaWAN Class A、Class B和手抄模式的多模终端，包括LoRa无线收发芯片、MCU微控制器、时钟晶振、LoRaWAN手抄模式单元、LoRaWAN Class A模式单元和LoRaWANClass B模式单元，其中，LoRa无线收发芯片、时钟晶振、LoRaWAN手抄模式单元、LoRaWANClass A模式单元和LoRaWAN Class B模式单元均连接MCU微控制器。

二、兼容LoRaWAN Class A、Class B和手抄模式的多模终端的多模兼容方法，包括：

(1)多模终端开启后，初始工作模式为Class A模式；多模终端搜索Beacon信号，若未搜索到Beacon信号，多模终端搜切换至手抄模式并休眠；若搜索到Beacon信号，切换至Class B模式；在Class B模式下，若无上行数据发送同时也无下行数据接收，多模终端切换至手抄模式并休眠；

(2)手抄模式下，若有上行数据发送请求，若当前手抄模式是由Class A模式切换进入，则多模终端切换至Class A模式，在Class A模式下发送上行数据，上行数据发送完成且下行数据接收成功或超时，多模终端切换至手抄模式并休眠；若当前手抄模式是由ClassB模式切换进入，则多模终端切换至Class B模式，在Class B模式下发送上行数据，上行数据发送完成后，多模终端切换至手抄模式并休眠；

(3)手抄模式下，当Class B模式的周期唤醒定时器超时，多模终端切换至Class B模式，在Class B模式下接收下行数据，接收下行数据完成后，多模终端再次切换至手抄模式并休眠；

(4)手抄模式下，当手抄模式的周期唤醒定时器超时，多模终端启动接收手抄下行数据，接收下行数据完成后，多模终端保持在手持模式下并休眠；

(5)Class B模式下，若预设时间内未接收到下行数据，也未搜索到Beacon信号，多模终端切换至Class A模式。

本发明多模终端兼容Class A模式、Class B模式和手抄模式，可在这三种工作模式间自由切换。在Class A模式或Class B模式睡眠时切换到手抄模式，满足手持抄表需求；当有上行数据发送请求时，切换到Class A模式或Class B模式发送数据，完成后切换到手抄模式并休眠；当Class B模式周期唤醒定时器到时，由手持模式切换到Class B模式，接收下行数据；手抄模式下，终端周期唤醒以接收下行手持指令。

和现有技术相比，本发明具有如下优点和有益效果：

能工作在LoRaWAN广域覆盖网路下，同时可工作在手持抄表模式下，增强了终端适应性。在LoRaWAN Class A、Class B网络覆盖下，多模终端能够自适应工作在Class A和Class B模式下，充分发挥LoRaWAN广域网信道和速率控制优势，提升网络容量；在没有LoRaWAN覆盖的盲区下，多模终端还能够利用手持抄表完成数据采集。

附图说明

图1为本发明多模终端的结构示意图；

图2为本发明多模终端的状态转换图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明技术方案做详细说明。

见图1，本发明多模终端，包括LoRa无线收发芯片、MCU微控制器、时钟晶振、LoRaWAN手抄模式单元、LoRaWAN Class A模式单元和LoRaWAN Class B模式单元，其中，LoRa无线收发芯片、时钟晶振、LoRaWAN手抄模式单元、LoRaWAN Class A模式单元和LoRaWAN Class B模式单元均连接MCU微控制器。LoRa无线收发芯片用来发送和接收数据，LoRaWAN手抄模式单元、LoRaWAN Class A模式单元、LoRaWAN Class B模式单元分别用来执行手抄模式、Class A模式、Class B模式的工作模式。

见图2，多模终端开机后，初始模式为Class A模式，首先，尝试搜索Beacon信号，搜索到Beacon信号后则向MCU微控制器发送BeaconTimingReq指令，多模终端进入Class B模式；MCU微控制器接收到BeaconTimingAns指令后，多模终端切换到手抄模式并休眠。若未搜索到Beacon信号，则切换到手抄模式并休眠。

当多模终端处手抄模式时，若有上行数据发送请求，则切换回前一工作模式，即Class A模式或Class B模式，数据处理完成后再回到手抄模式并休眠。若Class B模式接收定时器超时，则从手抄模式切换到Class B模式以接收下行数据；当数据接收完成或未接收到数据，返回手抄模式并休眠。

Claims (2)

1.兼容LoRaWAN Class A、Class B和手抄模式的多模终端，其特征是，包括：

LoRa无线收发芯片、MCU微控制器、时钟晶振、LoRaWAN手抄模式单元、LoRaWAN Class A模式单元和LoRaWAN Class B模式单元，其中，LoRa无线收发芯片、时钟晶振、LoRaWAN手抄模式单元、LoRaWAN Class A模式单元和LoRaWAN Class B模式单元均连接MCU微控制器。

2.兼容LoRaWAN Class A、Class B和手抄模式的多模终端的多模兼容方法，其特征是，包括：

(1)多模终端开启后，初始工作模式为Class A模式；多模终端搜索Beacon信号，若未搜索到Beacon信号，多模终端搜切换至手抄模式并休眠；若搜索到Beacon信号，切换至ClassB模式；在Class B模式下，若无上行数据发送同时也无下行数据接收，多模终端切换至手抄模式并休眠；

(2)手抄模式下，若有上行数据发送请求，若当前手抄模式是由Class A模式切换进入，则多模终端切换至Class A模式，在Class A模式下发送上行数据，上行数据发送完成且下行数据接收成功或超时，多模终端切换至手抄模式并休眠；若当前手抄模式是由Class B模式切换进入，则多模终端切换至Class B模式，在Class B模式下发送上行数据，上行数据发送完成后，多模终端切换至手抄模式并休眠；

(3)手抄模式下，当Class B模式的周期唤醒定时器超时，多模终端切换至Class B模式，在Class B模式下接收下行数据，接收下行数据完成后，多模终端再次切换至手抄模式并休眠；

(4)手抄模式下，当手抄模式的周期唤醒定时器超时，多模终端启动接收手抄下行数据，接收下行数据完成后，多模终端保持在手持模式下并休眠；

(5)Class B模式下，若预设时间内未接收到下行数据，也未搜索到Beacon信号，多模终端切换至Class A模式。