CN109327361A - 一种Lora终端组网的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明适用于Lora终端领域，提供了一种Lora终端组网的方法，所述方法包括以下步骤：步骤S1：对Lora终端进行树形组网，包括服务器，连接所述服务器的网关，若干连接所述网关的一级Lora终端，若干连接所述一级Lora终端的二级Lora终端，若干连接所述二级Lora终端的三级Lora终端，及若干连接所述三级Lora终端的四级Lora终端，解决较偏远的地方、山洞、桥梁或者井下，网络布置甚至4G信号都不是很好，入网困难的问题。

Description

一种Lora终端组网的方法
技术领域
本发明属于Lora终端领域，尤其涉及一种Lora终端组网的方法。
背景技术
Lora针对的是低功耗、广域网应用，Lora节点与网关单跳通信，其作用距离超过15公里，连接节点可达100万个，低功耗和长距离的极限组合可以获得最大50千（Kbps）数据通信速率，Lora的通信距离由自身的特性所决定，由于终端节点与网关是单跳连接的，超出Lora特性技术范围的节点无法和网关通信，在更为偏远的地方由于网络的原因无法展现Lora优势，网关通常通过以太网或者4G连接进因特网与服务器进行连接，这就决定了网关的布置地点需要在接入因特网比较容易的地方。有时我们的节点会布置在比较偏远的地方、山洞、桥梁或者井下，网络布置甚至4G信号都不是很好，入网会比较困难。
发明内容
本发明的目的在于提供一种Lora终端组网的方法，旨在解决较偏远的地方、山洞、桥梁或者井下，网络布置甚至4G信号都不是很好，入网困难的问题。
本发明是这样实现的，一种Lora终端组网的方法，所述方法包括以下步骤：
步骤S1：对Lora终端进行树形组网，包括服务器，连接所述服务器的网关，若干连接所述网关的一级Lora终端，若干连接所述一级Lora终端的二级Lora终端，若干连接所述二级Lora终端的三级Lora终端，及若干连接所述三级Lora终端的四级Lora终端，Lora通过信道来通信，通过编辑信道发送和接收数据，Lora通信的数据包通常分为入网数据包和入网后的应用数据包，Lora的应用是请求入网时，服务器通过入网请求数据包的DevEUI字段来识别设备，入网成功后，服务器分配给Lora终端用于身份识别的Devaddr，后续Lora终端通过该Devaddr与服务器进行通信，通过修改Lora终端地址的方式来改变通讯结构，通过修改DevEUI和Devaddr字段，可以实现Lora终端不同的通信方式，从而达到组网的目的；
步骤S2：Lora终端在网络内通过ID和端口号进行通信，将入网请求数据包的DevEUI和通讯请求数据包的Devaddr替换为ID和端口号，ID占用两个字节长度，所以整个网络内Lora终端数最大为65536，相对应，每个Lora终端最大端口号为65535，为配合该组网形式，服务器在接收到入网数据包后，原本给Lora终端分配的Devaddr改为入网数据包自带的ID和端口号，后续的通信，地址字段统一使用ID+端口号的方式，使用树形组网可以使每个Lora终端只接收特定ID的信息，丢弃不是该Lora终端有效ID的信息，每个Lora终端只需要对上下级的数据进行处理或转发；
步骤S3：对Lora终端进行ID配置信息，每个Lora终端配置自身ID、上一级Lora终端的ID和各个下一级Lora终端的ID，配置完成后，Lora终端只接收配置ID的数据，其它ID的数据做丢弃处理；
步骤S4：数据包上行，通信时以四级Lora终端10为例，四级Lora终端10通过发送地址字段ID=10、端口号=1的入网请求数据包到空中，并把数据包中的上下行标志置为1，三级Lora终端9接收到入网请求数据包后，查看ID号，与三级Lora终端9配置时接收的ID号是否一致，如是则进行处理，如否则进行丢弃，由于ID10是下一级Lora终端的ID，检测上下行标志是否为1，如果是，表明是有效数据包，如果否，表明是无效数据包则丢弃，通过ID和端口号查找映射表，如果没有映射关系，则使用一个新的端口号来写入映射表，三级Lora终端9使用自身的ID和端口号替换原来的数据包后向空中继续转发，重新生成的数据包为三级Lora终端9地址字段，根据配置的ID有效原则，二级Lora终端7和四级Lora终端10会接收到三级Lora终端9发出的数据包并进行有效检测，四级Lora终端10检测到上下行标志还是1，丢弃该数据包，继续等待数据包返回，二级Lora终端7接收到数据包后按照三级Lora终端9的方式进行处理，处理后的数据包为二级Lora终端7地址字段，然后继续上传，一级Lora终端2转发数据包到网关，完成数据上传，每个Lora终端最大可能存在65536条映射表；
步骤S5：数据包下行，通信时以四级Lora终端10为例，网关下发数据给四级Lora终端10，接收到数据包后，网关已知道四级Lora终端10的最后映射的ID和端口号，最后到达网关的ID和端口号为2和11245，网关数据下发时，地址字段替换为ID和端口号，并把上下行标志设为0，网络内的一级Lora终端收到下发的数据包后检查ID字段，只有二级Lora终端2发现ID符合配置信息，其它由于ID号不符，丢弃该数据包，二级Lora终端2接收到数据包后，检查上下行标志，下行标志为0，数据包有效，进一步检测端口号，如果端口号为1，则数据包是发给二级Lora终端2的，如果端口号不为1，查找映射表，端口号为11245，发现是三级Lora终端7的数据包，把数据包的ID和端口号替换为下一级的ID=7和端口号=32415，继续向空中转发，三级Lora终端7接收到数据包后，按照同样的方法进行转发，最终到达四级Lora终端10，四级Lora终端10检测端口号为1，执行该数据包功能。
本发明的进一步技术方案是：所述服务器为Lora服务器。
本发明的进一步技术方案是：所述网关为Lora网关。
本发明的进一步技术方案是：所述服务器通过有线的方式RS485或USB为每个Lora终端配置自身ID、上一级节点ID及各个下一级Lora终端的ID。
本发明的进一步技术方案是：所述服务器通过无线的方式BLE或NFC为每个Lora终端配置自身ID、上一级节点ID及各个下一级Lora终端的ID。
本发明的有益效果是：通过Lora终端数据中转的方式，扩大Lora终端与网关的通信距离，网关可以装置于信号较好的地方，通过Lora终端将数据转发传输到偏远、网络较差的环境。
附图说明
图1是本发明实施例提供的一种Lora终端组网的方法的系统框图；
图2是本发明实施例提供的一种Lora终端组网的方法的Lora入网请求数据包的信息表；
图3是本发明实施例提供的一种Lora终端组网的方法的Lora成功后网络服务器下发数据包的信息表；
图4是本发明实施例提供的一种Lora终端组网的方法的地址字段表；
图5是本发明实施例提供的一种Lora终端组网的方法的Lora终端2的ID配置信息；
图6是本发明实施例提供的一种Lora终端组网的方法的Lora终端7的ID配置信息；
图7是本发明实施例提供的一种Lora终端组网的方法的Lora终端9的ID配置信息；
图8是本发明实施例提供的一种Lora终端组网的方法的上行数据包的地址字段表；
图9是本发明实施例提供的一种Lora终端组网的方法的Lora终端2的映射表。
具体实施方式
图1-9示出了本发明提供的一种Lora终端组网的方法，所述方法包括以下步骤：
步骤S1：对Lora终端进行树形组网，包括服务器，连接所述服务器的网关，若干连接所述网关的一级Lora终端，若干连接所述一级Lora终端的二级Lora终端，若干连接所述二级Lora终端的三级Lora终端，及若干连接所述三级Lora终端的四级Lora终端，Lora通过信道来通信，通过编辑信道发送和接收数据，Lora通信的数据包通常分为入网数据包和入网后的应用数据包，Lora的应用是请求入网时，服务器通过入网请求数据包的DevEUI字段来识别设备，入网成功后，服务器分配给Lora终端用于身份识别的Devaddr，后续Lora终端通过该Devaddr与服务器进行通信，通过修改Lora终端地址的方式来改变通讯结构，通过修改DevEUI和Devaddr字段，可以实现Lora终端不同的通信方式，从而达到组网的目的；
步骤S2：Lora终端在网络内通过ID和端口号进行通信，将入网请求数据包的DevEUI和通讯请求数据包的Devaddr替换为ID和端口号，地址字段如附图4所示，ID占用两个字节长度，所以整个网络内Lora终端数最大为65536，相对应，每个Lora终端最大端口号为65535，为配合该组网形式，服务器在接收到入网数据包后，原本给Lora终端分配的Devaddr改为入网数据包自带的ID和端口号，后续的通信，地址字段统一使用ID+端口号的方式，使用树形组网可以使每个Lora终端只接收特定ID的信息，丢弃不是该Lora终端有效ID的信息，每个Lora终端只需要对上下级的数据进行处理或转发；
步骤S3：对Lora终端进行ID配置信息，每个Lora终端配置自身ID、上一级Lora终端的ID和各个下一级Lora终端的ID，配置完成后，Lora终端只接收配置ID的数据，其它ID的数据做丢弃处理；这样能使通信结构体逻辑简洁，易于处理，例如Lora终端2，自身ID为2，上一级节点是网关，ID设为0，下一级ID分别为ID5、ID6和ID7，附图5为Lora终端2的ID配置信息，附图6为Lora终端7的ID配置信息，附图6为Lora终端9的ID配置信息，所有Lora终端配置完成后，如图1的树形组网网络便建立起来；
步骤S4：数据包上行，通信时以四级Lora终端10为例，四级Lora终端10通过发送地址字段ID=10、端口号=1的入网请求数据包到空中，并把数据包中的上下行标志置为1，三级Lora终端9接收到入网请求数据包后，查看ID号，与三级Lora终端9配置时接收的ID号是否一致，如是则进行处理，如否则进行丢弃，由于ID10是下一级Lora终端的ID，检测上下行标志是否为1，如果是，表明是有效数据包，如果否，表明是无效数据包则丢弃，通过ID和端口号查找映射表，如果没有映射关系，则使用一个新的端口号来写入映射表，三级Lora终端9使用自身的ID和端口号替换原来的数据包后向空中继续转发，重新生成的数据包为三级Lora终端9地址字段，附图8为上行数据包的地址字段表，根据配置的ID有效原则，二级Lora终端7和四级Lora终端10会接收到三级Lora终端9发出的数据包并进行有效检测，四级Lora终端10检测到上下行标志还是1，丢弃该数据包，继续等待数据包返回，二级Lora终端7接收到数据包后按照三级Lora终端9的方式进行处理，处理后的数据包为二级Lora终端7地址字段，然后继续上传，一级Lora终端2转发数据包到网关，完成数据上传，每个Lora终端最大可能存在65536条映射表；
步骤S5：数据包下行，通信时以四级Lora终端10为例，网关下发数据给四级Lora终端10，接收到数据包后，网关已知道四级Lora终端10的最后映射的ID和端口号，最后到达网关的ID和端口号为2和11245，网关数据下发时，地址字段替换为ID和端口号，并把上下行标志设为0，网络内的一级Lora终端收到下发的数据包后检查ID字段，只有二级Lora终端2发现ID符合配置信息，其它由于ID号不符，丢弃该数据包，二级Lora终端2接收到数据包后，检查上下行标志，下行标志为0，数据包有效，进一步检测端口号，如果端口号为1，则数据包是发给二级Lora终端2的，如果端口号不为1，查找映射表，附图9为Lora终端2的映射表，端口号为11245，发现是三级Lora终端7的数据包，把数据包的ID和端口号替换为下一级的ID=7和端口号=32415，继续向空中转发，三级Lora终端7接收到数据包后，按照同样的方法进行转发，最终到达四级Lora终端10，四级Lora终端10检测端口号为1，执行该数据包功能。
所述服务器为Lora服务器。
所述网关为Lora网关。
所述服务器通过有线的方式RS485或USB为每个Lora终端配置自身ID、上一级节点ID及各个下一级Lora终端的ID。
所述服务器通过无线的方式BLE或NFC为每个Lora终端配置自身ID、上一级节点ID及各个下一级Lora终端的ID。
通过Lora终端数据中转的方式，扩大Lora终端与网关的通信距离，网关可以装置于信号较好的地方，通过Lora终端将数据转发传输到偏远、网络较差的环境。其中，Lora终端等级可以大于4级。
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、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种Lora终端组网的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
步骤S1：对Lora终端进行树形组网，包括服务器，连接所述服务器的网关，若干连接所述网关的一级Lora终端，若干连接所述一级Lora终端的二级Lora终端，若干连接所述二级Lora终端的三级Lora终端，及若干连接所述三级Lora终端的四级Lora终端，Lora通过信道来通信，通过编辑信道发送和接收数据，Lora通信的数据包通常分为入网数据包和入网后的应用数据包，Lora的应用是请求入网时，服务器通过入网请求数据包的DevEUI字段来识别设备，入网成功后，服务器分配给Lora终端用于身份识别的Devaddr，后续Lora终端通过该Devaddr与服务器进行通信，通过修改Lora终端地址的方式来改变通讯结构，通过修改DevEUI和Devaddr字段，可以实现Lora终端不同的通信方式，从而达到组网的目的；
步骤S2：Lora终端在网络内通过ID和端口号进行通信，将入网请求数据包的DevEUI和通讯请求数据包的Devaddr替换为ID和端口号，ID占用两个字节长度，所以整个网络内Lora终端数最大为65536，相对应，每个Lora终端最大端口号为65535，为配合该组网形式，服务器在接收到入网数据包后，原本给Lora终端分配的Devaddr改为入网数据包自带的ID和端口号，后续的通信，地址字段统一使用ID+端口号的方式，使用树形组网可以使每个Lora终端只接收特定ID的信息，丢弃不是该Lora终端有效ID的信息，每个Lora终端只需要对上下级的数据进行处理或转发；
步骤S3：对Lora终端进行ID配置信息，每个Lora终端配置自身ID、上一级Lora终端的ID和各个下一级Lora终端的ID，配置完成后，Lora终端只接收配置ID的数据，其它ID的数据做丢弃处理；
步骤S4：数据包上行，通信时以四级Lora终端10为例，四级Lora终端10通过发送地址字段ID=10、端口号=1的入网请求数据包到空中，并把数据包中的上下行标志置为1，三级Lora终端9接收到入网请求数据包后，查看ID号，与三级Lora终端9配置时接收的ID号是否一致，如是则进行处理，如否则进行丢弃，由于ID10是下一级Lora终端的ID，检测上下行标志是否为1，如果是，表明是有效数据包，如果否，表明是无效数据包则丢弃，通过ID和端口号查找映射表，如果没有映射关系，则使用一个新的端口号来写入映射表，三级Lora终端9使用自身的ID和端口号替换原来的数据包后向空中继续转发，重新生成的数据包为三级Lora终端9地址字段，根据配置的ID有效原则，二级Lora终端7和四级Lora终端10会接收到三级Lora终端9发出的数据包并进行有效检测，四级Lora终端10检测到上下行标志还是1，丢弃该数据包，继续等待数据包返回，二级Lora终端7接收到数据包后按照三级Lora终端9的方式进行处理，处理后的数据包为二级Lora终端7地址字段，然后继续上传，一级Lora终端2转发数据包到网关，完成数据上传，每个Lora终端最大可能存在65536条映射表；
步骤S5：数据包下行，通信时以四级Lora终端10为例，网关下发数据给四级Lora终端10，接收到数据包后，网关已知道四级Lora终端10的最后映射的ID和端口号，最后到达网关的ID和端口号为2和11245，网关数据下发时，地址字段替换为ID和端口号，并把上下行标志设为0，网络内的一级Lora终端收到下发的数据包后检查ID字段，只有二级Lora终端2发现ID符合配置信息，其它由于ID号不符，丢弃该数据包，二级Lora终端2接收到数据包后，检查上下行标志，下行标志为0，数据包有效，进一步检测端口号，如果端口号为1，则数据包是发给二级Lora终端2的，如果端口号不为1，查找映射表，端口号为11245，发现是三级Lora终端7的数据包，把数据包的ID和端口号替换为下一级的ID=7和端口号=32415，继续向空中转发，三级Lora终端7接收到数据包后，按照同样的方法进行转发，最终到达四级Lora终端10，四级Lora终端10检测端口号为1，执行该数据包功能。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述服务器为Lora服务器。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述网关为Lora网关。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述服务器通过有线的方式RS485或USB为每个Lora终端配置自身ID、上一级节点ID及各个下一级Lora终端的ID。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述服务器通过无线的方式BLE或NFC为每个Lora终端配置自身ID、上一级节点ID及各个下一级Lora终端的ID。
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