CN109451443B - 基于Lora无线的数据传输方法、装置及系统 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供了一种基于Lora无线的数据传输方法、装置及系统，涉及通信技术领域。方法包括：控制第一设备在第一范围内广播待广播的数据，使得位于第一范围内的第一接收设备基于广播而接收到数据；在第一设备广播完待广播的数据后，控制第二设备在第二范围内广播待广播的数据；以及使得还位于第二范围内的第一接收设备在接收到数据少于待广播的数据时，第一接收设备基于广播而接收待广播的数据中除接收到数据外的数据。由于其可以由第二设备在针对第二接收设备广播该待广播的数据时，位于第二设备的第二范围内的第一接收设备便可以顺基于第二设备的广播而接收到缺失的数据，这样就大幅缩短了补发的耗时，提高了无线传输方式的数据传输效率。

Description

基于Lora无线的数据传输方法、装置及系统

技术领域

本申请涉及通信技术领域，具体而言，涉及一种基于Lora无线的数据传输方法、装置及系统。

背景技术

在通过LoRa无线通信的方式进行设备与设备之间的数据传输时，由于通信环境会发生不断变化导致接收数据的设备往往会产生丢包，这时就需要采用点对点发送的方式或广播发送的方式向该接收数据的设备补发丢失的数据包。但在设备层级很多的情况下，无论采用采用点对点发送的方式还是广播发送的方式都需要大量的时间，从而导致数据传输的效率很低，另外由于很多LoRa设备都采用电池供电，长时间的电池供电会导致LoRa通信设备供电电压降低，这样导致个别设备发送功率降低，从而影响设备层级之间的数据可靠传输。

发明内容

本申请在于提供一种基于Lora无线的数据传输方法、装置及系统，以提高无线传输方式的数据传输效率。

本申请的实施例通过如下方式实现：

第一方面，本申请实施例提供了一种基于Lora无线的数据传输方法，所述方法包括：

控制第一设备在第一范围内广播待广播的数据，使得位于所述第一范围内的第一接收设备基于广播而接收到数据；

在所述第一设备广播完所述待广播的数据后，控制第二设备在第二范围内广播所述待广播的数据，使得位于所述第二范围内的第二接收设备接收到广播的数据；以及使得还位于所述第二范围内的所述第一接收设备在所述接收到数据少于所述待广播的数据时，所述第一接收设备基于广播而接收所述待广播的数据中除所述接收到数据外的数据。

结合第一方面，在一些可能的实现方式中，控制第一设备在第一范围内广播待广播的数据，包括：

控制第一设备的当前状态从第一通信频率的休眠状态切换到第二通信频率的通信状态，并也控制第一接收设备的当前状态从所述休眠状态切换到所述通信状态；

控制所述第一设备在第一范围内以所述第二通信频率广播待广播的数据；

对应的，控制第二设备在第二范围内广播所述待广播的数据，包括：

控制第二设备的当前状态从所述休眠状态切换到所述通信状态；

控制所述第二设备在第二范围内以所述第二通信频率广播所述待广播的数据。

结合第一方面，在一些可能的实现方式中，在控制第二设备的当前状态从所述休眠状态切换到所述通信状态之后，所述方法还包括：

控制所述第一设备判断所述第二设备上的数据是否少于所述待广播的数据；

若是，控制所述第一设备向所述第二设备发送所述待广播的数据中除所述第二设备上的数据之外的数据；

在控制所述第一设备确定所述第二设备上具有所述待广播的数据时，执行步骤：控制所述第二设备在第二范围内以所述第二通信频率广播所述待广播的数据。

结合第一方面，在一些可能的实现方式中，还有其它设备接收所述第一设备以所述第二通信频率广播的所述待广播的数据，且所述其它设备上的数据少于所述待广播的数据，控制所述第一设备向所述第二设备发送所述待广播的数据中除所述第二设备上的数据之外的数据，包括：

根据所述第二设备缺失的数据和所述其它设备缺失的数据，确定出所述第二设备和所述其它设备的平均缺失数据，其中，所述第二设备缺失的数据为所述待广播的数据中除所述第二设备上的数据之外的数据，以及所述其它设备缺失的数据为所述待广播的数据中除所述其它设备上的数据之外的数据；

判断所述平均缺失数据的数据量是否大于预设数据量；

若是，控制所述第一设备广播所述第二设备缺失的数据和所述其它设备缺失的数据，若否，控制所述第一设备依次向所述第二设备发送所述第二设备缺失的数据，向所述其它设备发送所述其它设备缺失的数据。

结合第一方面，在一些可能的实现方式中，在所述第一范围内的设备包括所述第一接收设备在内的多个接收设备；在控制所述第一设备在第一范围内以所述第二通信频率广播待广播的数据之前，所述方法还包括：

根据每个所述接收设备的信号接收强度，判断所述多个接收设备中信号接收强度的强度低于预设强度的设备数量是否大于预设数量；

若是，根据所述多个接收设备中信号接收强度最低的目标接收设备的目标信号接收强度，确定出所述目标接收设备在目标信号接收强度的状态下若成功接收所述广播的所述待广播的数据，所述广播所需的目标扩频因子值和目标带宽值；

控制所述第一设备将所述广播的当前扩频因子的值调节为所述目标扩频因子值，并将所述广播的当前带宽的值调节为所述目标带宽值。

第二方面，本申请实施例提供了一种基于Lora无线的数据传输装置，所述装置包括：

第一控制模块，用于控制第一设备在第一范围内广播待广播的数据，使得位于所述第一范围内的第一接收设备基于广播而接收到数据。

第二控制模块，用于在所述第一设备广播完所述待广播的数据后，控制第二设备在第二范围内广播所述待广播的数据，使得位于所述第二范围内的第二接收设备接收到广播的数据；以及使得还位于所述第二范围内的所述第一接收设备在所述接收到数据少于所述待广播的数据时，所述第一接收设备基于广播而接收所述待广播的数据中除所述接收到数据外的数据。

结合第二方面，在一些可能的实现方式中，

所述第一控制模块，还用于控制第一设备的当前状态从第一通信频率的休眠状态切换到第二通信频率的通信状态，并也控制第一接收设备的当前状态从所述休眠状态切换到所述通信状态；控制所述第一设备在第一范围内以所述第二通信频率广播待广播的数据。

所述第二控制模块，还用于控制第二设备的当前状态从所述休眠状态切换到所述通信状态；控制所述第二设备在第二范围内以所述第二通信频率广播所述待广播的数据。

结合第二方面，在一些可能的实现方式中，所述装置还包括：第三控制模块；

所述第三控制模块，用于判断所述第二设备上的数据是否少于所述待广播的数据；若是，控制所述第一设备向所述第二设备发送所述待广播的数据中除所述第二设备上的数据之外的数据；在控制所述第一设备确定所述第二设备上具有所述待广播的数据时，执行步骤：控制所述第二设备在第二范围内以所述第二通信频率广播所述待广播的数据。

结合第二方面，在一些可能的实现方式中，还有其它设备接收所述第一设备以所述第二通信频率广播的所述待广播的数据，且所述其它设备上的数据少于所述待广播的数据，

所述第三控制模块，还用于根据所述第二设备缺失的数据和所述其它设备缺失的数据，确定出所述第二设备和所述其它设备的平均缺失数据，其中，所述第二设备缺失的数据为所述待广播的数据中除所述第二设备上的数据之外的数据，以及所述其它设备缺失的数据为所述待广播的数据中除所述其它设备上的数据之外的数据；判断所述平均缺失数据的数据量是否大于预设数据量；若是，控制所述第一设备广播所述第二设备缺失的数据和所述其它设备缺失的数据，若否，控制所述第一设备依次向所述第二设备发送所述第二设备缺失的数据，向所述其它设备发送所述其它设备缺失的数据。

第三方面，本申请实施例提供了一种基于Lora无线的数据传输系统，包括：集中器、第i级中继器集和M个表计，i取1至N整数，N为大于1的整数，M为正整数。

第1级中继器集中的每个中继器与集中器连接，第i级中继器集中的每个中继器与第i-1级对应的中继器连接，所述M个表计中每个表计与第i级对应的中继器或所述集中器连接。

在所述集中器作为第一设备，所述第1级中继器集中的中继器作为第二设备和/或其它设备，以及所述M个表计中的表计作为第一接收设备和第二接收设备时，所述集中器用于执行如第一方面，以及第一方面任一实现方式所述的基于Lora无线的数据传输方法。或

在所述第i-1级中继器集中的任一个中继器作为第一设备，所述第i级中继器集中的任一个中继器作为第二设备和/或其它设备，以及所述M个表计中的表计作为第一接收设备和第二接收设备时，所述集中器用于执行如第一方面，以及第一方面任一实现方式所述的基于Lora无线的数据传输方法。

第四方面，本申请实施例提供了一种具有计算机可执行的非易失程序代码的计算机可读储存介质，所述程序代码使所述计算机执行如第一方面，以及第一方面任一实现方式所述的基于Lora无线的数据传输方法。

本申请实施例的有益效果包括：

第一接收设备在接收到数据少于待广播的数据，即第一接收设备接收的数据存在缺失时，无需第一设备再单独向第一接收设备补发缺失的数据。其可以由第二设备在针对第二接收设备广播该待广播的数据时，位于第二设备的第二范围内的第一接收设备便可以顺基于第二设备的广播而接收到缺失的数据，这样就大幅缩短了补发的耗时，提高了无线传输方式的数据传输效率。

为使本申请的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1示出了本申请实施例提供的一种基于Lora无线的数据传输系统的结构框图；

图2示出了本申请实施例提供的一种基于Lora无线的数据传输方法的流程图；

图3示出了本申请实施例提供的一种基于Lora无线的数据传输方法的应用场景图；

图4示出了本申请实施例提供的一种基于Lora无线的数据传输装置的结构框图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

请参阅图1，本申请的一些实施例提供了一种基于Lora无线的数据传输系统10，该基于Lora无线的数据传输系统10包括：集中器11、第i级中继器集12和M个表计13，其中，i取1至N整数，N为大于1的整数，M为正整数。

集中器11可以为市面上一些可以具备无线通信能力例如具备LoRa无线通信能力的集中器11，中继器12则也可以为市面上一些可以具备无线通信能力例如LoRa无线通信能力的中继器12，再者，表计13则还可以是市面上一些可以具备无线通信能力例如LoRa无线通信能力的水表、电表、气表或热量表等。这样，集中器11、中继器12和表计13之间的通信方式则可以采用LoRa无线通信，以保证各设备的距离比较远时也能够具有良好的通信能力。当然，本实施例采用LoRa的通信方式仅为一种实现方式，并不作为对本实施例的限定；例如，基于实际应用场景的不同，本实施例中的集中器11、中继器12和表计13之间也可以采用GFSK、等其它小无线的通信方式。

本实施例中，第1级中继器集12中的每个中继器12可以与集中器11无线的通信连接，第i级中继器集12中的每个中继器12则可以与第i-1级中继器集12中对应的一个中继器12无线通信连接，而M个表计13中每个表计13则可以与第i级中继器集12中对应的一个中继器12或集中器11无线通信连接。

基于上述的连接方式，在集中器11作为第一设备，而第1级中继器集12中的中继器12作为第二设备和/或其它设备，以及M个表计13中的表计13作为第一接收设备和第二接收设备时，那么集中器11基于运行预设的程序则可以用于执行基于Lora无线的数据传输方法。或者，在第i-1级中继器集12中的任一个中继器12作为第一设备，而第i级中继器集12中的任一个中继器12作为第二设备和/或其它设备，以及M个表计13中的表计13作为第一接收设备和第二接收设备时，那么集中器11则也可以基于运行预设的程序而用于执行该基于Lora无线的数据传输方法。

以下将对基于Lora无线的数据传输方法进行详细地说明。

请参阅图2，本申请的一些实施例提供了一种基于Lora无线的数据传输方法，该基于Lora无线的数据传输方法可以由集中器执行。该基于Lora无线的数据传输方法可以包括：步骤S100和步骤S200。

步骤S100：控制第一设备在第一范围内广播待广播的数据，使得位于所述第一范围内的第一接收设备基于广播而接收到数据。

步骤S200：在所述第一设备广播完所述待广播的数据后，控制第二设备在第二范围内广播所述待广播的数据，使得位于所述第二范围内的第二接收设备接收到广播的数据；以及使得还位于所述第二范围内的所述第一接收设备在所述接收到数据少于所述待广播的数据时，所述第一接收设备基于广播而接收所述待广播的数据中除所述接收到数据外的数据。

需要说明的是，步骤S100和步骤S200可以适用到基于Lora无线的数据传输系统的整个数据传输过程中，本实施例将以程序升级为例来对整个数据传输过程中集中器如何执行该基于Lora无线的数据传输方法进行详细地说明。为便于理解，可以在描述整个数据传输过程中参照步骤S100和步骤S200。

以下将结合图2至图3对本申请的基于Lora无线的数据传输方法进行详细说明。

本实施例中，中继器和表计可以具有两种通信状态。两种工作模式分别可以是休眠状态和通信状态。

针对休眠状态，若中继器和表计处于休眠状态，集中器与表计之间的通信频率以及中继器与表计之间的通信频率可以为频率A，集中器与中继器之间及中继器与中继器之间的通信频率为频率B。且在此状态下，集中器、中继器和表计在每个周期内的休眠时长可以大于每个周期内的工作时长，以保证在休眠状态时能够降低能耗。例如，若每个周期为3秒，那么休眠时长可以是2.995秒，而工作时长可以是0.005秒。集中器、中继器和表计处于每个周期的工作时长内时，集中器、中继器和表计则可以侦听是否获得相应的信号或数据。也就是说，在处于休眠状态时，集中器、中继器和表计基于反馈侦听到的信号或数据，可以有至少一个周期的延时。

而针对数据传输通信状态，若集中器、中继器和表计处于数据传输通信状态，集中器与表计之间、中继器与表计之间、以及中继器与中继器之间的通信频率均可以为频率C。且在此状态下，中继器和表计无休眠状态，可以根据每个表计的当前状态和每个中继器的当前状态，确定出广播时的扩频因子值和带宽值，以保证在通信状态时能够实现大数据量和长距离的通信。

需要说明的是，实际中为避免广播风暴或干扰到其它无需通信的设备，频率A、频率B、频率C的频率可以是不同的。但本实施例中，将休眠状态下的通信频率统称为第一通信频率，以及将通信状态下的通信频率统称为第二通信频率，其是为了便于理解本方案。也就是说，第一通信频率可以是一个泛指，即在休眠状态下的各个频率都可以叫做第一通信频率。

集中器可以作为控制下属各中继器或者表计进行升级的控制设备，那么集中器在控制各中继器或者表计进行升级之前，集中器可以先获得需要发送给各中继器或者表计进行升级的待广播的数据。其中，待广播的数据便可以是用于各中继器或者表计进行升级的升级包。

作为集中器获得待广播的数据的可选方式，集中器还可以与外部的主站进行有线或无线的方式通信，以通过与外部的主站通信来获得待广播的数据。

详细地，主站可以向集中器发送用于将集中器上的升级信息进行初始化的初始化指令。集中器基于获得的该初始化指令便可以将之前控制各中继器或者表计进行升级所存储的历史升级文件信息、历史升级包、历史升级包接收记录等数据清空，从而实现升级信息的初始化。而且，初始化指令中还可以携带本次升级的升级文件信息，其中，本次升级的升级文件信息可以包括：待升级表计的标识、升级包的大小、升级包包含的多个子包中每个子包的大小、以及总校验和等信息，而待升级表计的标识则可以表示其为水表、电表、气表惑热量表的标识。

然后，主站还可以控制集中器向处于休眠状态的第1级中继器集中的每个中继器和M个表计中的每个表计发送该初始化指令，使得每个中继器和每个表计基于收到该初始化指令而可以执行同集中器相同的升级信息的初始化。

需要说明的是，作为集中器来说，集中器与主站的通信可以是一直处于通信状态，而集中器与中继器或表计之间的通信则可以处于休眠状态或通信状态。

在集中器获得并转发初始化指令后，基于集中器与主站的通信处于通信状态，主站可以将待广播的数据发送给集中器。可选地，主站可以将为升级包的待广播的数据分割成与本次升级的升级文件信息对应的多个子包，从而向集中器发送这些多个子包。

为保证数据的正确性，集中器可以基于本次升级的升级文件信息对接收到的每个子包进行校验，即可以检验每个子包的合法性、完整性、设备标识、校验码、重复性等。若所有的检验均通过，则集中器确定该子包正确，从而保存该子包；反之，若任一个检验不通过，则集中器确定该子包错误，从而将该子包删除。

需要说明的是，检验子包的合法性可以是检验子包的帧结构是否符合预设的协议规定，若符合则检验通过，反之则不通过。

检验子包的完整性可以是检验子包的长度是否与子包中预设的长度标识所表示的长度一致，若一致则检验通过，反之则不通过。

检验子包的设备标识可以是检验子包携带的目标升级设备标识是否与本次升级的升级文件信息里的一致，若一致则检查通过，反之则也不通过。

检验子包的校验码可以是用预设的计算方法计算出检验子包指定字节内容的和值，检查计算出的和值是否与本次升级的升级文件信息中的校验码相同，若相同则检查通过，反之则不通过。

检验子包的重复性可以是读取该子包中携带的包序号，以根据读取到的包序号查询集中器中接收子包的接收记录，从而就可以判断该升级包是否已在之前接收到，如果是则该子包为重复包，则检验不通过，反之则检验也通过。

那么，在主站发送完成所有的子包后，即主站完成对待广播的数据的发送后，主站可以去查询集中器接收每个子包的接收记录，从而可以根据每个子包的接收记录确定集中器是否还有未接收到子包。

若确定没有未接收到子包，那么主站可以确定该集中器接收了完整的待广播的数据，从而便可以不再向该集中器发送待广播的数据。

若确定还有未接收到子包，那么主站便可以向集中器补发未接收到子包，并在补发完成后再次确定集中器是否还有未接收到子包，若还没有未接收到子包，便向集中器再次补发未接收到子包，以形成循环发送，直接确定集中器没有未接收到子包。

本实施例中，集中器获得了由多个子包构成的完整的待广播的数据后，集中器可以作为第一设备开始执行该基于Lora无线的数据传输方法。

集中器可以向集中器能够广播到的第一范围内广播用于各设备进入升级模式的升级指令，其中，集中器能够广播到的第一范围中可以涵盖第1级中继器集中的每个中继器和M个表计中位于第一范围内的每个表计。这样，第1级中继器集中的每个中继器和M个表计中位于第一范围内的每个表计则都可以接收到该升级指令。

第1级中继器集中的每个中继器可以基于该升级指令判断每个中继器的当前状态是否需要从第一通信频率的休眠状态切换到第二通信频率的通信状态以接收待广播的数据。以及，M个表计中位于第一范围内的每个表计也可以基于该升级指令判断每个表计的当前状态是否需要从第一通信频率的休眠状态切换到第二通信频率的通信状态以接收待广播的数据。

本实施例中，判断是否需要切换到通信状态以接收待广播的数据的方式可以包括：基于该升级指令去判断是否存在相应的升级文件信息，若存在，则确定切换到通信状态，反之则不切换到通信状态。而不存在升级文件信息的原因可能是：1该表计不是位于第一范围内的表计，从而未接收到集中器广播的升级文件信息；2该中继器也不是位于第一范围内的中继器，从而未接收到集中器广播的升级文件信息；3该表计虽然位于第一范围内，但该表计已升级完毕而将存储的升级文件信息删除。

在等待大于等于一个周期的时长后，第1级中继器集中的每个中继器和M个表计中位于第一范围内的每个表计的当前状态基本上都切换到了第二通信频率的通信状态。那么，在等待大于等于一个周期的时长后，集中器控制自身的当前状态从第一通信频率换到第二通信频率的通信状态，且集中器便可以控制集中器在第一范围内以第二通信频率广播待广播的数据。其中，集中器以第二通信频率广播待广播的数据可以是集中器以第二通信频率依次广播升级包的多个子包中的每个子包。

本实施例中，在集中器以第二通信频率广播待广播的数据之前，集中器可以根据每个表计的当前状态和每个中继器的当前状态，确定自身在广播时该广播的扩频因子值和带宽值。

基于此，集中器作为第一设备，以及M个表计和第1级中继器集共同作为包含第一接收设备在内的多个接收设备。那么，集中器可以基于多个接收设备的当前状态确定每个接收设备的信号接收强度。

在信号传输过程中，设备在广播方式下的接收灵敏度和设备的信号接收强度可以决定设备对数据的接收效果的好坏，且一般来说，为保证数据能够被有效的接收，需要保证设备广播方式下的接收灵敏度至少大于设备的信号接收强度。而集中器在获得每个第一接收设备的信号接收强度后，集中器便可以基于每个第一接收设备的信号接收强度计算出多个信号接收强度的平均值，并再基于平均值计算出这多个信号接收强度的标准差。这样，集中器则可以基于每个第一接收设备的信号接收强度和标准差，对多个第一接收设备进行分组。其中，多个第一接收设备中任意两个第一接收设备的信号接收强度的差值小于该标准差则该任意两个第一接收设备则分配在同一组中；反之，则分配在不同组中。因此，便可以获得N个分组，且N个分组的每个分组中均可以至少包含一个第一接收设备。

集中器中还预设了关于接收信号的预设强度，该预设强度可以是一个临界值，即设备的信号接收强度高于该预设强度便可以保证成功对数据进行接收，反之，则不能够成功对数据进行接收。从而集中器可以判断获得的N个分组中是否有至少一个分组中第一接收设备的信号接收强度低于预设强度，并判断多个接收设备中信号接收强度的强度低于预设强度的设备数量是否大于预设数量。

若没有任何一个分组中第一接收设备的信号接收强度低于预设强度，那么说明所有的第一接收设备按自己的信号接收强度都可以成功接收广播的数据。故集中器可以根据多个第一接收设备中最低的信号接收强度，确定出广播的接收灵敏度为与该最低的信号接收强度相同或略小于该最低的信号接收强度。

由于，广播的接收灵敏度的公式如下式1所示：

S＝NF+SNR+lg BW-174 (1)

式(1)中，S为广播的接收灵敏度，NF为固定的网络噪声值，SNR为与扩频因子值相关的信噪比值，且扩频因子值越大信噪比值越小，而BW为带宽值，174为固定的为基准值。

那么，在以较小的信号接收强度确定出的广播的接收灵敏度中：目标扩频因子值一般比较小，而目标带宽值则比较大。这样，就能够保证以该目标扩频因子值和目标带宽值进行广播时，数据的传输速率比较快。

若有分组中的第一接收设备的信号接收强度低于预设强度，但多个接收设备中信号接收强度的强度低于预设强度的设备数量不大于预设数量。例如，信号接收强度的强度低于预设强度的设备数量还不到多个第一接收设备总数量的百分之一，但并不限定，根据实际情况其也可以是百分之二、百分之三。

这种情况下，可以认为这些设备如果能够成功接收会极大的降低传输效率，且这些设备的数量太少，就算不成功接收也不会影响本次的广播，况且这些设备还可以有其它的设备广播时对其进行补发。故集中器还是以信号接收强度不低于预设强度的第一接收设备中最小的信号接收强度来确定广播所需的目标扩频因子值和目标带宽值。确定过程可参考上述描述，在此就不再累述。

若有分组中的第一接收设备的信号接收强度低于预设强度，且多个接收设备中信号接收强度低于预设强度的设备数量还大于预设数量。例如，多个第一接收设备信号接收强度低于预设强度的数量大于第一接收设备总数量的设定值。

这种情况下，可以认为这些设备的接收效果比较差，故集中器以低于预设强度的设备中的最小的信号接收强度来确定广播所需的目标扩频因子值和目标带宽值。确定过程可参考上述描述，在此就不再累述。这种情况下，确定出的目标扩频因子值比较大，且目标带宽值比较小，所以广播过程中数据的传输速率会比较慢，但是能够保证成功率。

基于上述的对目标扩频因子值和目标带宽值的确定过程，集中器便可以将广播的当前扩频因子的值调节为目标扩频因子值，并将广播的当前带宽的值也调节为目标带宽值。从而以该目标扩频因子值和目标带宽值，并以第二通信频率依次广播升级包的多个子包中的每个子包。相应的，第1级中继器集中的每个中继器和M个表计中位于第一范围内的每个表计都可以接收到广播的子包，并检验接收的子包的正确性，若检验通过则保存该子包，反之则删除。其中，检验正确性的方式可以参照前述集中器进行检验的方式，在此就不再累述。这样，基于集中器将多个子包均依次广播后，第1级中继器集中的每个中继器和M个表计中位于第一范围内的每个表计都可以接收到相应的数据。且由于可能丢包，第1级中继器集中的每个中继器和M个表计中位于第一范围内的每个表计接收到的相应的数据不一定是完整的待广播的数据，即第1级中继器集中的每个中继器可能接收的是多个子包中的至少部分子包，以及M个表计中位于第一范围内的每个表计可能接收的也是多个子包中的至少部分子包。

可以理解到，在这种情况下，M个表计中位于第一范围内的每个表计则可以作为本实施例中所述的第二接收设备，即若某个表计基于广播而接收到数据少于待广播的数据，便可以基于下一次中继器在该某个表计所在的范围内广播而顺便接收缺失的数据。

在集中器广播完该待广播的数据后，下次的广播便可以由与该集中器通信连接的第1级中继器集中的每个中继器广播该待广播的数据。为避免广播的待广播的数据存在缺失，则集中器可以确定第1级中继器集中每个中继器的待广播的数据是否完整，即判断第1级中继器集中每个中继器上的数据是否少于该待广播的数据。

此时，第1级中继器集中任一个中继器可以作为第二设备，且由于集中器确定第1级中继器集中每个中继器的待广播的数据是否完整的方式都可以相同，故本实施例以集中器确定第1级中继器集中某一个中继器为例来进行说明。

可选地，集中器可以控制集中器自身去查询中继器对每个子包的接收记录而判断中继器上的数据是否少于待广播的数据。若集中器基于每个子包的接收记录确定该中继器还有未接收的子包，即判定该中继器上的数据是否少于待广播的数据，该未接收的子包便可以是待广播的数据中除该中继器上的数据之外的数据，即该未接收的子包为缺失的数据。

集中器确定该中继器还有未接收的子包时，由于第1级中继器集中未接收的子包的除该中继器外还可能包含其它中继器，其中，其它中继器便可以是本实施例中所述的其它设备。那么，集中器便可以先确定采用何种方式向该中继器和其它中继器发送它们缺失的数据的效率比较高。

可选地，集中器可以基于第1级中继器集中该中继器缺失的数据以及第1级中继器集中其它中继器缺失的数据，确定出第1级中继器集中该中继器缺失的数据以及第1级中继器中其它中继器的平均缺失数据。其中，该平均缺失数据的数据量可以由未接收的子包的平均数量来表示。

这样，集中器便可以判断该平均缺失数据的数据量是否大于预设数据量。若平均缺失数据的数据量大于预设数据量，则表示采用广播发送缺失的数据要比点对点发送缺失的数据的耗时短，则集中器便可以控制集中器广播第1级中继器集中该中继器缺失的数据以及第1级中继器集中其它中继器缺失的数据。且再次广播后，集中器还可以继续判断第1级中继器是否还有中继器还存在未接收的子包，若是，便基于广播或点对点发送的方式再次发送而形成循环，直至第1级中继器没有中继器还存在未接收的子包。

集中器确定第1级中继器中每个中继器上的数据均是完整的待广播的数据后，下面的广播便可以通过第1级中继器中每个中继器继续进行。

集中器可以控制第1级中继器中每个中继器的当前状态继续维持在通信状态，以保证第1级中继器中每个中继器可以广播待广播的数据。然后，集中器便可以依次控制第1级中继器每个中继器广播该待广播的数据。

可以理解到是，由于集中器控制第1级中继器每个中继器广播该待广播的数据的方式可以相同，本实施例则以集中器控制第1级中继器集中的某一个作为第二设备的中继器来进行说明，以便于理解。

基于此，集中器便可以控制第1级中继器集中的该中继器向该中继器能够广播到的第二范围内广播升级指令，使得位于第二范围内的第2级中继器集中与该受控的中继器通信的中继器，和M个表计中与该受控的中继器通信的表计获得升级指令，从而使得与该受集中器控制的中继器连接的中继器和表计的当前状态维持在通信状态或从休眠状态切换到通信状态。其中，第2级中继器集中与该受集中器控制的中继器连接的中继器或表计则可以作为第二接收设备。这样，集中器便可以再控制第1级中继器集中的该中继器在该中继器能够广播到的第二范围内以第二通信频率广播待广播的数据。其中，该受集中器控制的中继器以第二通信频率广播待广播的数据也可以是受集中器控制的中继器以第二通信频率依次广播升级包的多个子包中的每个子包。

相应的，与该受集中器控制的中继器连接的中继器或表计则作为位于第二范围内的第二接收设备则可以在自身的数据有缺失时接收到广播的数据中自身缺失的数据。再者，若第一接收设备还位于该第二范围内，则该第一接收设备可以基于升级指令而继续处于通信状态或切换到通信状态。那么在该第一接收设备的接收到数据少于待广播的数据时，该第一接收设备便可以基于广播而接收待广播的数据中除第一接收设备基于集中器广播而接收到数据外的数据，即该第一接收设备则可以顺便接收到自己缺失的数据。

之后，若集中器控制第1级中继器集中的每个中继器均进行广播后，集中器则可以控制第1级中继器集中的每个中继器的当前状态调整到休眠状态，并再继续控制第2级中继器集中的每个中继器也进行流程第1级中继器集中的每个中继器相同的广播操作，直至集中器控制到第N级中继器中的每个中继器也均进行广播后，整个升级流程便可以结束。

需要说明的是，集中器对第2级中继器集以及第2级中继器集之后的每一级中继器集控制可以与对第1级中继器集的控制相同，在此就不再累述。

如图3所示，下面通过一个示例来说明本实施例的方案：

A为集中器，B、C、D为中继器，1-11为表计。其中，B和C组成第1级中继器集均与A连接，D自己组成第2级中继器集与C连接。表计1-4、B和C则位于A的第一范围内，表计5则位于B的第二范围内，表计1、6-8和D则位于C的第三范围内，而表计8-11则位于D的第四范围内。

当A广播完所有升级包后，表计1可能还缺少部分升级包，但A无需及时向表计1补发，等C广播升级包时，表计1则可以基于C的广播接收到了之前缺少的升级包，从而完成自身的升级。而由于C广播升级包的主要对象是表计6-8，只是“顺便”完成了对1的升级包“补发”。由于实际中的各中继器和集中器的信号覆盖范围难免有较多重叠区域，这就使得上述“顺便补发”非常频繁，降低了整个升级过程中有针对性的升级包补发事件的发生频率以及需要补发的升级包的数量，缩短了升级时间。

请参阅图4，本申请的一些实施例提供了一种基于Lora无线的数据传输装置100，应用于集中器。该基于Lora无线的数据传输装置100可以包括：

第一控制模块110，用于控制第一设备在第一范围内广播待广播的数据，使得位于所述第一范围内的第一接收设备基于广播而接收到数据。

第二控制模块120，用于在所述第一设备广播完所述待广播的数据后，控制第二设备在第二范围内广播所述待广播的数据，使得位于所述第二范围内的第二接收设备接收到广播的数据；以及使得还位于所述第二范围内的所述第一接收设备在所述接收到数据少于所述待广播的数据时，所述第一接收设备基于广播而接收所述待广播的数据中除所述接收到数据外的数据。

可选地，所述第一控制模块110，还用于控制第一设备的当前状态从第一通信频率的休眠状态切换到第二通信频率的通信状态，并也控制第一接收设备的当前状态从所述休眠状态切换到所述通信状态；控制所述第一设备在第一范围内以所述第二通信频率广播待广播的数据。

所述第二控制模块120，还用于控制第二设备的当前状态从所述休眠状态切换到所述通信状态；控制所述第二设备在第二范围内以所述第二通信频率广播所述待广播的数据。

可选地，该基于Lora无线的数据传输装置100还可以包括：

所述第三控制模块130，用于判断所述第二设备上的数据是否少于所述待广播的数据；若是，控制所述第一设备向所述第二设备发送所述待广播的数据中除所述第二设备上的数据之外的数据；在控制所述第一设备确定所述第二设备上具有所述待广播的数据时，执行步骤：控制所述第二设备在第二范围内以所述第二通信频率广播所述待广播的数据。

可选地，还有其它设备接收所述第一设备以所述第二通信频率广播的所述待广播的数据，且所述其它设备上的数据少于所述待广播的数据，

所述第三控制模块130，还用于根据所述第二设备缺失的数据和所述其它设备缺失的数据，确定出所述第二设备和所述其它设备的平均缺失数据，其中，所述第二设备缺失的数据为所述待广播的数据中除所述第二设备上的数据之外的数据，以及所述其它设备缺失的数据为所述待广播的数据中除所述其它设备上的数据之外的数据；判断所述平均缺失数据的数据量是否大于预设数据量；若是，控制所述第一设备广播所述第二设备缺失的数据和所述其它设备缺失的数据，若否，控制所述第一设备依次向所述第二设备发送所述第二设备缺失的数据，向所述其它设备发送所述其它设备缺失的数据。

需要说明的是，由于所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

本领域内的技术人员应明白，本申请实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请实施例可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请实施例可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

综上所述，本申请实施例提供了一种基于Lora无线的数据传输方法、装置及系统。方法包括：控制第一设备在第一范围内广播待广播的数据，使得位于第一范围内的第一接收设备基于广播而接收到数据；在第一设备广播完待广播的数据后，控制第二设备在第二范围内广播待广播的数据，使得位于第二范围内的第二接收设备接收到广播的数据；以及使得还位于第二范围内的第一接收设备在接收到数据少于待广播的数据时，第一接收设备基于广播而接收待广播的数据中除接收到数据外的数据。

由于在第一接收设备在接收到数据少于待广播的数据，即第一接收设备接收的数据存在缺失时，无需第一设备再单独向第一接收设备补发缺失的数据。其可以由第二设备在针对第二接收设备广播该待广播的数据时，位于第二设备的第二范围内的第一接收设备便可以顺基于第二设备的广播而接收到缺失的数据，这样就大幅缩短了补发的耗时，提高了无线传输方式的数据传输效率。

以上仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

以上，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种基于Lora无线的数据传输方法，其特征在于，所述方法包括：

控制第一设备在第一范围内广播待广播的数据，使得位于所述第一范围内的第一接收设备基于广播而接收到数据；

在所述第一设备广播完所述待广播的数据后，控制第二设备在第二范围内广播所述待广播的数据，使得位于所述第二范围内的第二接收设备接收到广播的数据；以及使得还位于所述第二范围内的所述第一接收设备在所述接收到数据少于所述待广播的数据时，所述第一接收设备基于广播而接收所述待广播的数据中除所述接收到数据外的数据；

控制第一设备在第一范围内广播待广播的数据，包括：

控制第一设备的当前状态从第一通信频率的休眠状态切换到第二通信频率的通信状态，并也控制第一接收设备的当前状态从所述休眠状态切换到所述通信状态；

控制所述第一设备在第一范围内以所述第二通信频率广播待广播的数据；

对应的，控制第二设备在第二范围内广播所述待广播的数据，包括：

控制第二设备的当前状态从所述休眠状态切换到所述通信状态；

控制所述第二设备在第二范围内以所述第二通信频率广播所述待广播的数据。

2.根据权利要求1所述的基于Lora无线的数据传输方法，其特征在于，在控制第二设备的当前状态从所述休眠状态切换到所述通信状态之后，所述方法还包括：

控制所述第一设备判断所述第二设备上的数据是否少于所述待广播的数据；

若是，控制所述第一设备向所述第二设备发送所述待广播的数据中除所述第二设备上的数据之外的数据；

在控制所述第一设备确定所述第二设备上具有所述待广播的数据时，执行步骤：控制所述第二设备在第二范围内以所述第二通信频率广播所述待广播的数据。

3.根据权利要求2所述的基于Lora无线的数据传输方法，其特征在于，还有其它设备接收所述第一设备以所述第二通信频率广播的所述待广播的数据，且所述其它设备上的数据少于所述待广播的数据，控制所述第一设备向所述第二设备发送所述待广播的数据中除所述第二设备上的数据之外的数据，包括：

根据所述第二设备缺失的数据和所述其它设备缺失的数据，确定出所述第二设备和所述其它设备的平均缺失数据，其中，所述第二设备缺失的数据为所述待广播的数据中除所述第二设备上的数据之外的数据，以及所述其它设备缺失的数据为所述待广播的数据中除所述其它设备上的数据之外的数据；

判断所述平均缺失数据的数据量是否大于预设数据量；

若是，控制所述第一设备广播所述第二设备缺失的数据和所述其它设备缺失的数据，若否，控制所述第一设备依次向所述第二设备发送所述第二设备缺失的数据，向所述其它设备发送所述其它设备缺失的数据。

4.根据权利要求1所述的基于Lora无线的数据传输方法，其特征在于，在所述第一范围内的设备包括所述第一接收设备在内的多个接收设备；在控制所述第一设备在第一范围内以所述第二通信频率广播待广播的数据之前，所述方法还包括：

根据每个所述接收设备的信号接收强度，判断所述多个接收设备中信号接收强度的强度低于预设强度的设备数量是否大于预设数量；

若是，根据所述多个接收设备中信号接收强度最低的目标接收设备的目标信号接收强度，确定出所述目标接收设备在目标信号接收强度的状态下若成功接收所述待广播的数据，所述广播所需的目标扩频因子值和目标带宽值；

控制所述第一设备将所述广播的当前扩频因子的值调节为所述目标扩频因子值，并将所述广播的当前带宽的值调节为所述目标带宽值。

5.一种基于Lora无线的数据传输装置，其特征在于，所述装置包括：

第一控制模块，用于控制第一设备在第一范围内广播待广播的数据，使得位于所述第一范围内的第一接收设备基于广播而接收到数据；

第二控制模块，用于在所述第一设备广播完所述待广播的数据后，控制第二设备在第二范围内广播所述待广播的数据，使得位于所述第二范围内的第二接收设备接收到广播的数据；以及使得还位于所述第二范围内的所述第一接收设备在所述接收到数据少于所述待广播的数据时，所述第一接收设备基于广播而接收所述待广播的数据中除所述接收到数据外的数据；

所述第一控制模块，还用于控制第一设备的当前状态从第一通信频率的休眠状态切换到第二通信频率的通信状态，并也控制第一接收设备的当前状态从所述休眠状态切换到所述通信状态；控制所述第一设备在第一范围内以所述第二通信频率广播待广播的数据；

所述第二控制模块，还用于控制第二设备的当前状态从所述休眠状态切换到所述通信状态；控制所述第二设备在第二范围内以所述第二通信频率广播所述待广播的数据。

6.根据权利要求5所述的基于Lora无线的数据传输装置，其特征在于，所述装置还包括：第三控制模块；

所述第三控制模块，用于判断所述第二设备上的数据是否少于所述待广播的数据；若是，控制所述第一设备向所述第二设备发送所述待广播的数据中除所述第二设备上的数据之外的数据；在控制所述第一设备确定所述第二设备上具有所述待广播的数据时，执行步骤：控制所述第二设备在第二范围内以所述第二通信频率广播所述待广播的数据。

7.根据权利要求6所述的基于Lora无线的数据传输装置，其特征在于，还有其它设备接收所述第一设备以所述第二通信频率广播的所述待广播的数据，且所述其它设备上的数据少于所述待广播的数据，

所述第三控制模块，还用于根据所述第二设备缺失的数据和所述其它设备缺失的数据，确定出所述第二设备和所述其它设备的平均缺失数据，其中，所述第二设备缺失的数据为所述待广播的数据中除所述第二设备上的数据之外的数据，以及所述其它设备缺失的数据为所述待广播的数据中除所述其它设备上的数据之外的数据；判断所述平均缺失数据的数据量是否大于预设数据量；若是，控制所述第一设备广播所述第二设备缺失的数据和所述其它设备缺失的数据，若否，控制所述第一设备依次向所述第二设备发送所述第二设备缺失的数据，向所述其它设备发送所述其它设备缺失的数据。

8.一种基于Lora无线的数据传输系统，其特征在于，包括：集中器、第i级中继器集和M个表计，i取1至N整数，N为大于1的整数，M为正整数；

第1级中继器集中的每个中继器与集中器连接，第i级中继器集中的每个中继器与第i-1级中继器连接，所述M个表计中每个表计与第i级中继器或所述集中器连接；

在所述集中器作为第一设备，所述第1级中继器集中的中继器作为第二设备和/或其它设备，以及所述M个表计中的表计作为第一接收设备和第二接收设备时，所述集中器用于执行如权利要求1-3任一权项所述的基于Lora无线的数据传输方法；或

在所述第i-1级中继器集中的任一个中继器作为第一设备，所述第i级中继器集中的任一个中继器作为第二设备和/或其它设备，以及所述M个表计中的表计作为第一接收设备和第二接收设备时，所述集中器用于执行如权利要求1-3任一权项所述的基于Lora无线的数据传输方法。

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