CN107547305A - 一种网络通信系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种网络通信系统，包括网关及节点，所述网关包括发射模块及接收模块；所述节点包括收发模块、异常处理模块及采集终端模块；所述收发模块用于接收由所述发射模块发出的轮询数据；所述收发模块还用于向所述接收模块发出回复数据或者异常数据；所述异常数据由所述异常处理模块搜集；所述采集终端模块用于采集环境信息，并将所述环境信息交由所述异常处理模块处理。本发明还提供了运作上述系统的方法。实施本发明的好处是：可提高网关数据处理效率，缩短通信周期；采用网关轮询+节点中断上报相互结合的通信方法，保证了在较短的通信周期下具有较高通信成功率和较强健壮性。

Description

一种网络通信系统及方法

技术领域

本发明涉及物联网通信领域，特别涉及采用LoRa技术的网络系统和通信方法。

背景技术

随着节点的增加，从可靠性以及低功耗的角度出发，传统的物联网系统更新节点监控数据的方法多采用的是轮询的方法，该方法的缺点是当节点出现意外后者需要插队上报数据的时候，不能够抢占上报顺序，只能等到轮询到自己的时候才可以更新状态，这给一些要求实时监控异常数据的应用场景带来了隐患，虽然缩短轮询周期可以在一定程度上解决这个问题，但是这回增加网络负担，消耗过多的资源及能耗，同时也会获取过多的无效数据。为了解决这个问题，专利CN200810226077和专利CN201410730152提出了在轮询的过程中加入中断机制的思想，即当节点发生异常的时候能够中断系统，优先更新异常节点数据，但是所提出的方案有如下缺点：

1、当异常节点多的时候，因为所有节点共享一个网络通道，系统不能及时响应；

2、由于所有节点共享一个物理通道的限制，导致主节点在轮询的时候，必须划出时隙用来监听是否有异常节点，增加了系统设计的复杂度；

3、将异常上报的时隙夹在轮询的周期中，主节点是在轮询的间歇时隙监听异常，获取异常节点信息仍不是实时的，依然存在着一定的滞后。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种具有更小通信周期、更高通信成功率和健壮性的网络通信系统及方法。

为了解决上述技术问题，本发明中披露了一种网络通信系统及通信方法，本发明的技术方案是这样实施的：

一种网络通信系统，包括网关及节点，所述网关包括发射模块及接收模块；所述节点包括收发模块、异常处理模块及采集终端模块；所述收发模块用于接收由所述发射模块发出的轮询数据；所述收发模块还用于向所述接收模块发出回复数据或者异常数据；所述异常数据由所述异常处理模块搜集；所述采集终端模块用于采集环境信息，并将所述环境信息交由所述异常处理模块处理。

优选地，所述网络采用LoRa技术；所述发射模块为LoRa发射模块，所述接收模块为LoRa接收模块。

优选地，所述网关还包括轮询点名转换模块；所述收发模块还用于接收由所述发射模块发出的点名数据；所述轮询点名转换模块用于切换所述轮询数据及所述点名数据的发出。

一种通信方法，包括以下步骤：

S101：网关根据所述轮询点名转换模块的指示，通过所述发射模块发出轮询数据或点名数据；

S102：节点通过所述收发模块接收所述轮询数据或点名数据；

S103：节点将所述回复数据通过所述收发模块发射给网关；

S104：网关通过所述接收模块接收所述回复数据。

优选地，还包括以下步骤：

S201：节点通过所述采集终端模块采集环境信息数据；

S202：节点将所述环境信息数据传送给异常处理模块进行处理，判断信息是否异常；

S203：若信息异常，网关通过所述接收模块接收节点中断发送过来的异常信息。

实施本发明的有益效果是：

1、发射模块发送数据的同时，接收模块接收节点发送过来的数据，可在时间上可以缩短为原来的1/2，通信周期也减为原来的1/2。在节点数较多的物联网通信系统中，本发明能体现出更佳效果；

2、通信方法采用网关轮询+节点中断上报相互结合的通信方法，可以解决一定程度上的节点误漏，从而保证了在较短的通信周期下具有较高通信成功率和较强健壮性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一种实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为一个实施例中，LoRa通信系统结构图；

图2为一个实施例中，网关轮询或者点名通信方法流程图；

图3为一个实施例中，节点中断上报通信方法流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

一种网络通信系统，包括网关及节点，所述网关包括发射模块及接收模块；所述节点包括收发模块、异常处理模块及采集终端模块；所述收发模块用于接收由所述发射模块发出的轮询数据；所述收发模块还用于向所述接收模块发出回复数据或者异常数据；所述异常数据由所述异常处理模块搜集；所述采集终端模块用于采集环境信息，并将所述环境信息交由所述异常处理模块处理。

本领域技术人员可以理解的是，涉及到具体模块之间的通信，可根据具体场合的需要，采用物联网的各种现有技术，在此不作赘述。

参照图1，在一个优选实施例中，所述网络采用LoRa技术；所述发射模块为LoRa发射模块，所述接收模块为LoRa接收模块。LoRa是LPWAN通信技术中的一种，是美国Semtech公司采用和推广的一种基于扩频技术的超远距离无线传输方案。现有的节点数目比较多的Lora通信系统中，网关一直采用单一的Lora模块，这意味着同一模块承担着接收和发出数据的两个功能，这样的缺陷在于一方面增大了Lora模块的损耗和使用寿命，另一方面需要通过缩短通信距离和增加通信功耗的代价来唤醒较短的通信周期，得不偿失。本实施例的网关采用了双Lora模块(即发射模块采用LoRa发射模块，所述接收模块采用LoRa接收模块)，这样的好处在于，在Lora发射模块发送数据的同时，Lora接收模块接收节点(收发模块)发送过来的数据，不需要像单Lora模块的网关那样，发射完一组数据之后，还需要等待节点回复数据后才可以发射第二组数据。

在一个优选实施例中，所述网关还包括轮询点名转换模块；所述收发模块还用于接收由所述发射模块发出的点名数据；所述轮询点名转换模块用于切换所述轮询数据及所述点名数据的发出。

一种采用上述网络通信系统的通信方法，包括以下步骤：

S101：网关根据所述轮询点名转换模块的指示，通过所述发射模块发出轮询数据或点名数据；

S102：节点通过所述收发模块接收所述轮询数据或点名数据；

S103：节点将所述回复数据通过所述收发模块发射给网关；

S104：网关通过所述接收模块接收所述回复数据。

上述步骤可参照图2。

在一个优选实施例中，还包括以下步骤：

S201：节点通过所述采集终端模块采集环境信息数据；

S202：节点将所述环境信息数据传送给异常处理模块进行处理，判断信息是否异常；

S203：若信息异常，。

上述步骤可参照图3。

上述方法的实质是融合了网关轮询和节点中断上报的方法，可以解决一定程度上的节点误漏，应用在上述网络通信系统后，可保证在更短的通信周期内，实现较高的通信成功率，也提高了系统的健壮性。

上述列举的各种实施例，在不矛盾的前提下，可以相互组合实施，本领域技术人员可结合附图和上文对实施例的解释，作为对不同实施例中的技术特征进行组合的依据。

需要指出的是，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种网络通信系统，包括网关及节点，其特征在于：

所述网关包括发射模块及接收模块；

所述节点包括收发模块、异常处理模块及采集终端模块；

所述收发模块用于接收由所述发射模块发出的轮询数据；

所述收发模块还用于向所述接收模块发出回复数据或者异常数据；

所述异常数据由所述异常处理模块搜集；

所述采集终端模块用于采集环境信息，并将所述环境信息交由所述异常处理模块处理。

2.根据权利要求1所述的网络通信系统，其特征在于：

所述网络采用LoRa技术；

所述发射模块为LoRa发射模块，所述接收模块为LoRa接收模块。

3.根据权利要求1或2所述的网络通信系统，其特征在于：

所述网关还包括轮询点名转换模块；

所述收发模块还用于接收由所述发射模块发出的点名数据；

所述轮询点名转换模块用于切换所述轮询数据及所述点名数据的发出。

4.一种采用如权利要求3所述网络通信系统的通信方法，其特征在于：

包括以下步骤：

S101：网关根据所述轮询点名转换模块的指示，通过所述发射模块发出轮询数据或点名数据；

S102：节点通过所述收发模块接收所述轮询数据或点名数据；

S103：节点将所述回复数据通过所述收发模块发射给网关；

S104：网关通过所述接收模块接收所述回复数据。

5.如权利要求4所述的通信方法，其特征在于：

包括以下步骤：

S201：节点通过所述采集终端模块采集环境信息数据；

S202：节点将所述环境信息数据传送给异常处理模块进行处理，判断信息是否异常；

S203：若信息异常，网关通过所述接收模块接收节点中断发送过来的异常信息。