CN107181501A - 长距离广域网络设备控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种长距离广域网络设备控制方法，包含下列步骤：从多个收发器中选择第一收发器，指定第一组频段给第一收发器。从前述多个收发器中选择第二收发器，指定第二组频段给第二收发器，其中第二组频段不同于第一组频段。设定第一收发器与第二收发器，使第一收发器发送第一请求至母节点时加入第一旗标，且第二收发器发送第一请求至母节点时加入第一旗标。

Description

长距离广域网络设备控制方法

技术领域

本发明关于一种长距离广域网络设备控制方法，特别是一种针对配置与控制长距离广域网络设备的方法。

背景技术

长距离广域网络(Long Range Wide Area Network,LoRaWAN/LoRa)是由国际商用机器公司(International Business Machine,IBM)所开发与推动的一种网络通讯技术。藉由LoRa的技术，电子装置可以更容易加入物联网(Internet of Things,IoT)。

然而，基于各国的可用频段不同，以及各国不同的法规限制，在每个国家的LoRa频段数以及频道分布都不太相同。这一个状况大大地提高了LoRa布设的难度与成本。

发明内容

鉴于上述问题，本发明提出一种长距离广域网络设备控制方法，藉由对多个收发器的适当设定，使得多个收发器可以被母节点在逻辑上视为同一个收发器，从而所述多个收发器联合起来作为一个LoRa的基地台。

依据本发明一实施例的长距离广域网络设备控制方法，包含下列步骤：从多个收发器中选择第一收发器，指定第一组频段给第一收发器。从前述多个收发器中选择第二收发器，指定第二组频段给第二收发器，其中第二组频段不同于第一组频段。设定第一收发器与第二收发器，使第一收发器发送第一请求至母节点时加入第一旗标，且第二收发器发送第一请求至母节点时加入第一旗标。

藉由前述的设定与作动，第一收发器与第二收发器可以提供的频段为第一组频段与第二组频段的联集，因此对于终端设备而言，可用的频段数较单元收发器更多。此外，借着第一旗标，第一收发器与第二收发器对母节点而言被视为同一个网络节点。

以上的关于本发明内容的说明及以下的实施方式的说明用以示范与解释本发明的精神与原理，并且提供本发明的权利要求保护范围更进一步的解释。

附图说明

图1为依据本发明一实施例的多个长距离广域网络设备配置图。

图2为依据本发明一实施例的长距离广域网络设备控制方法流程图。

其中，附图标记：

110～190 长距离广域网络设备

210～290 建筑

300 后端控制设备

400 终端装置

A～C 信号涵盖范围

具体实施方式

以下在实施方式中详细叙述本发明的详细特征以及优点，其内容足以使任何本领域的技术人员了解本发明的技术内容并据以实施，且根据本说明书所公开的内容、权利要求保护范围及附图，任何本领域的技术人员可轻易地理解本发明相关的目的及优点。以下的实施例进一步详细说明本发明的观点，但非以任何观点限制本发明的范畴。

请一并参照图1与图2，其中图1为依据本发明一实施例的多个长距离广域网络设备配置图，而图2为依据本发明一实施例的长距离广域网络设备控制方法流程图。如图1所示，多个长距离广域网络收发器(Long Range Wide AreaNetwork Transceiver,以下称LoRa收发器)110～190其对应分布于多个建筑210～290，且所有的LoRa收发器都透过有线网络或无线网络连接到后端控制设备300，从而以后端控制设备300作为多个LoRa收发器的母节点。终端装置400藉由其中一个LoRa收发器来与后端控制设备300进行沟通。后端控制设备300对于所控制的多个LoRa收发器执行如图2的控制步骤流程。

当后端控制设备300要设定一个第一逻辑收发器时，首先如步骤S210所示，后端控制设备300从LoRa收发器110至LoRa收发器190之中，选择一个LoRa收发器作为第一收发器，并将第一组频段指定给所选择的LoRa收发器。以图1的例子而言，后端控制设备300选择了LoRa收发器150作为第一收发器，而LoRa收发器150被后端控制设备300设定以第一频段至第八频段来运行。

接着如步骤S220所示，后端控制设备300从剩下的8个LoRa收发器之中，选择一个LoRa收发器作为第二收发器，并将第二组频段指定给所选择的LoRa收发器，第二组频段不同于第一组频段。以图1的例子而言，后端控制设备300选择了LoRa收发器170作为第二收发器，而LoRa收发器170被后端控制设备300设定以第九频段至第十六频段来运行。

再来，如步骤S230所示，后端控制设备300对被选择的第一收发器与第二收发器进行设定，使第一收发器与第二收发器在对后端控制设备300发送请求时，都会加上第一旗标。以图1的例子而言，当LoRa收发器150与LoRa收发器170要对后端控制设备300发送请求时，都会加上第一旗标，而后端控制设备300藉由第一旗标，将LoRa收发器150与LoRa收发器170在逻辑上辨识为第一网络(子)节点。

藉由上述的控制方法，当终端装置400要传送数据给后端控制设备300时，终端装置400透过第一频段至第十六频段其中至少之一将欲传送的数据发给第一收发器(LoRa收发器150)或第二收发器(LoRa收发器170)，而收到数据的收发器，例如LoRa收发器170，将收到的数据加上第一旗标以及终端装置信息发送给后端控制设备300。藉此，后端控制设备300可以辨识所收到的数据是从终端装置400透过第一网络节点传来的。此外，藉由LoRa收发器150与LoRa收发器170，终端装置400等于透过一个有十六个频段的基地台来与后端控制设备300连接。

于一实施例中，在步骤S220中选择第二收发器时，依据第一收发器的位置来决定第二收发器的。举例来说，如果后端控制设备300欲以最佳信号品质的策略来配置各LoRa收发器时，后端控制设备会选择最接近第一收发器(LoRa收发器150)的LoRa收发器作为第二收发器，如此两个收发器的信号涵盖范围高度重叠，在其信号涵盖范围重叠的区域里，终端装置400得以用十六个频段其中任一个频段来传送数据给后端控制设备300。如果后端控制设备300欲以最大信号涵盖范围的策略来配置各LoRa收发器时，后端控制设备300或将选择与第一收发器(LoRa收发器150)距离适中(例如5公里至6公里)的一个LoRa收发器作为第二收发器。然而后端控制设备300得以依据第一收发器的位置，以不同的配置策略来选择适当的LoRa收发器作为第二收发器，本发明并不加以限制。

于一实施例中，当终端装置400要透过第一网络节点来与后端控制设备300沟通时，终端装置400发出请求，作为第一网络节点的第一收发器的LoRa收发器150收到此一请求后，经处理将这个请求通知后端控制设备300。而后端控制设备300进一步通知第一网络节点的第二收发器，也就是LoRa收发器170。如此，LoRa收发器150与LoRa收发器170被设定对终端装置400提供服务。

因此，于一实施例中，当终端装置400透过第一网络节点传送请求给后端控制设备300时，透过LoRa收发器150或LoRa收发器170将请求传送给后端控制设备300。而当后端控制设备300要回应此一请求时，后端控制设备300将回应传送给LoRa收发器150与LoRa收发器170，再由LoRa收发器150与LoRa收发器170分别透过各频段将回应发出，从而让终端装置400收到回应。

于本发明另一实施例中，后端控制设备300更从LoRa收发器110～140、LoRa收发器160与LoRa收发器180～190中选择第三收发器，并指定第三组频段给第三收发器，其中第三组频段不同于第一组频段。请参照图1的实施例，后端控制设备300选择LoRa收发器160作为第三收发器。后端控制设备300并设定LoRa收发器160，使LoRa收发器160以不同于第一组频段的频段来运行，并使LoRa收发器160在对后端控制设备300发送请求时，加入第一旗标。如此，LoRa收发器150、LoRa收发器160与LoRa收发器170被后端控制设备300辨识为第一网络节点。

于一实施例中，第三组频段是第十七频段至第廿四频段，然而于另一些实施例中，第三组频段也可以是第十三频段至第十八频段。于再一实施例中，第三组频段可以是第九频段至第十六频段。举例来说，LoRa收发器160被设定以第九频段至第十六频段运行。且LoRa收发器160的信号涵盖范围C与LoRa收发器170的信号涵盖范围B的配置，使得终端装置400不论为于LoRa收发器150的信号涵盖范围A的哪一个地点，都能使用到十六个频段。

于一实施例中，当终端装置400位于信号涵盖范围B与信号涵盖范围C的重叠区域时，且当终端装置400以第十三个频段传送一份数据，则这份数据会同时被LoRa收发器160与LoRa收发器170收到并转传给后端控制设备300。也就是说，后端控制设备300会收到两份相同的数据，具体来说，从数据内容、终端装置信息到第一旗标都完全相同。由于网络传输的特性，后端控制设备300收到这两份数据的时间差通常极小。因此于一实施例中，如果后端控制设备300在收到一份数据后的一时间区间内，例如200毫秒内，收到完全相同的第二份数据，则后端控制设备300将两份数据是为相同的数据，而不重复处理。

于另一实施例中，LoRa收发器160虽然被后端控制设备300选择并设定其运行频段为第九频段至第十六频段。然而后端控制设备300并不会立即使LoRa收发器160开始运行，而是使LoRa收发器160处于休眠状态。后端控制设备300会依据第二收发器，也就是LoRa收发器170的运行状态来决定是否启用LoRa收发器160。

于一实施例中，如果LoRa收发器170的无线基地台功能异常或是失效，则LoRa收发器170的内嵌控制器传送一个故障信号给后端控制设备300。则后端控制设备300控制LoRa收发器160开始以第九频段至第十六频段运行。此外，后端控制设备300更可以控制LoRa收发器170近入休眠状态。前述的功能异常例如是第十一频段无法作动等状况。

于另一实施例中，后端控制设备300定时或不定时地发送轮询信号(polling signal)给所连接的各LoRa收发器。如果LoRa收发器170没有对于轮询信号进行回应的次数达到一定次数，则后端控制设备300判断LoRa收发器170运行状态异常，从而后端控制设备300启动LoRa收发器160运行在第九频段至第十六频段。

于一实施例中，请回到图2，依据本发明一实施例的长距离广域网络设备控制方法更包含下列步骤：如步骤S240所示，后端控制设备300从LoRa收发器110～140与LoRa收发器180～190中选择了LoRa收发器120，并指定第一组频段(第一频段至第八频段)给LoRa收发器120，其中LoRa收发器120的位置与LoRa收发器150的位置不同。如步骤S250所示，后端控制设备300接着选择LoRa收发器140，并指定第二组频段(第九频段至第十六频段)给LoRa收发器140。如步骤S260所示，后端控制设备300设定LoRa收发器120与LoRa收发器140，使LoRa收发器120发送请求至后端控制设备300时加入第二旗标，并使LoRa收发器140发送请求至后端控制设备300时加入第二旗标。如此，LoRa收发器120与LoRa收发器140对于后端控制设备300来说，被视为一个第二网络节点。而终端装置400得以选择透过第一网络节点或第二网络节点来与后端控制设备300沟通。

于一实施例中，逻辑上的第一网络节点实际上包含了LoRa收发器150至LoRa收发器170，第一网络节点有能力对终端装置400提供廿四个频段的服务，而第二网络节点实际上包含了LoRa收发器120与LoRa收发器140，第二网络节点有能力对终端装置400提供十六个频段的服务。此时LoRa收发器110、LoRa收发器130、LoRa收发器180与LoRa收发器190尚未被使用。于一实施例中，后端控制设备300不为个别网络节点选择备用LoRa收发器，而是选择LoRa收发器130与LoRa收发器180作为第一网络节点与第二网络节点共用的备用收发器。

于此一实施例中，后端控制设备300依据LoRa收发器170的运行状态、LoRa收发器的140运行状态与两个备用收发器各别的闲置状态，选择性地启用备用收发器，并指定第二组频段(第九频段至第十六频段)给备用收发器，并依据LoRa收发器140的运行状态与LoRa收发器170的运行状态选择性地设定被启用的备用收发器。举例来说，后端控制设备300选择LoRa收发器130当做第一顺位的备用收发器，并选择LoRa收发器180当做第二顺位的备用收发器。如果属于第一网络节点的LoRa收发器170功能异常，此时LoRa收发器130与LoRa收发器180都处于闲置状态，则后端控制设备300启用LoRa收发器130，指定第二组频段给LoRa收发器130，并设定LoRa收发器130在对后端控制设备300传送数据或请求的时候加入第一旗标。如此，LoRa收发器130替代了LoRa收发器170在第一网络节点中的角色。

此时，如果LoRa收发器140功能异常，由于后端控制设备300检查LoRa收发器130已经被第一网络节点所使用，后端控制设备300接着启用第二顺位的LoRa收发器180，指定第二频段给收发器180，并设定LoRa收发器180，使LoRa收发器180在对后端控制设备300传送数据或请求时，加入第二旗标。如此，LoRa收发器180替代了LoRa收发器140在第二网络节点中的角色。

于一实施例中，如果第一网络节点中的第一收发器(LoRa收发器150)功能异常，由于第一收发器是用来提供终端装置做各种设定功能之用，因此后端控制设备300将重新设定第一网络节点。具体来说，解除第一网络节点后，未被使用且良好的LoRa收发器有LoRa收发器110、LoRa收发器160、LoRa收发器170与LoRa收发器190，而LoRa收发器120与LoRa收发器140属于第二网络节点，LoRa收发器130与LoRa收发器180是备用收发器。因此后端控制设备300从LoRa收发器110、LoRa收发器160、LoRa收发器170与LoRa收发器190之中，选择LoRa收发器160做为第一网络节点的第一收发器，并选择LoRa收发器170做为第一网络节点的第二收发器，选择LoRa收发器190做为第一网络节点的第三收发器。相关的设定方法已于先前的实施例中叙述过，于此不再赘述。

综上所述，藉由前述的设定与作动，第一收发器与第二收发器可以提供的频段为第一组频段与第二组频段的联集，因此对于终端设备而言，可用的频段数较单元收发器更多。此外，借着第一旗标，第一收发器与第二收发器对母节点(后端控制设备)而言被视为同一个网络节点。

Claims (9)

1.一种长距离广域网络设备控制方法，其特征在于，包含：

从多个收发器中选择一第一收发器，指定一第一组频段给该第一收发器；

从该些收发器中选择一第二收发器，指定一第二组频段给该第二收发器，其中该第二组频段不同于该第一组频段；以及

设定该第一收发器与该第二收发器，使该第一收发器发送一第一请求至一母节点时加入一第一旗标，且该第二收发器发送该第一请求至该母节点时加入该第一旗标。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包含：

从该些收发器中选择一第三收发器；

指定一第三组频段给该第三收发器，其中该第三组频段不同于该第一组频段；以及

设定该第三收发器，使该第三收发器发送该第一请求至该母节点时加入该第一旗标。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，该第三组频段与该第二组频段至少部分相同。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，该第三收发器的位置与该第二收发器的位置不同，且该第三组频段与该第二组频段完全相同。

5.如权利要求3所述的方法，其特征在于，该第三组频段与该第二组频段完全相同，且还包含依据该第二收发器的一运行状态而选择性地启用该第三收发器。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，于选择该第二收发器的步骤中，依据该第一收发器的位置，从该些收发器选择该第二收发器。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包含：

从该些收发器中选择一第三收发器，指定该第一组频段给该第三收发器，该第三收发器的位置与该第一收发器的位置不同；

从该些收发器中选择一第四收发器，指定该第二组频段给该第四收发器；以及

设定该第三收发器与该第四收发器，使该第三收发器发送一第二请求至该母节点时加入一第二旗标，且该第四收发器发送该第二请求至该母节点时加入该第二旗标。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，还包含从该些收发器中选择一备用收发器。

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，依据该第二收发器的运行状态、该第四收发器的运行状态与该备用收发器的一闲置状态，选择性地启用该备用收发器，并指定该第二组频段给该备用收发器，并依据该第二收发器的运行状态与该第四收发器的运行状态选择性地设定该备用收发器，使该备用收发器发送该第一请求至该母节点时加入该第一旗标，或使该备用收发器发送该第二请求至该母节点时加入该第二旗标。