CN109511112A - 一种用于LoRa自组网的网关设备 - Google Patents

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Abstract

一种用于LoRa自组网的网关设备，所述网关设备包括：第一类网关模块，通过8个LoRa上行信道多扩频因子并行接收数据；至少一个第二类网关模块，各通过一路LoRa下行信道并行发送数据；4G模块和以太网接口，用于连接互联网，分别通过无线和有线两种方式连接云端的NS/AS服务器。通过本发明提供的网关设备，用户无需关心LoRa/LoRaWAN无线网络的具体构建过程，只需调用LoRa自组网提供的标准接口既可快速生成自己的无线应用解决方案，大大缩短了用户产品开发时间和验证周期，提高用户的体验。

Description

一种用于LoRa自组网的网关设备
技术领域
本发明涉及Lora技术领域，尤其涉及一种用于LoRa自组网的网关设备。
背景技术
LoRaWAN是为LoRa远距离通信网络设计的一套通讯协议和系统架构。Lora通信系统通常包含终端、基站、网络服务器、应用服务器这四个部分。基站和终端之间采用星型网络拓扑，由于LoRa的长距离特性，它们之间得以使用单跳传输。终端节点可以同时发给多个基站，基站则对网络服务器和终端之间的LoRaWAN协议数据做转发处理，将LoRaWAN数据分别承载在了LoRa射频传输和TCP/IP上。
LoRa自组网是基于LoRa/LoRaWAN技术的无线接入产品。但现有的产品，用户在构建自组网时，需要针对不同的第三方应用深入了解LoRa/LoRaWAN无线网络的具体构建过程，来自主生成自己的无线应用解决方案，但这需要用户具备一定的产品研发技能，要求用户具有较高的研发能力，这个过程会导致用户产品开发时间和验证周期较长，用户体验不高。
发明内容
针对现有技术的缺陷，本发明提出一种用于LoRa自组网的网关设备。通过该网关设备，用户无需关心LoRa/LoRaWAN无线网络的具体构建过程，只需调用LoRa自组网提供的标准接口既可快速生成自己的无线应用解决方案，大大缩短了用户产品开发时间和验证周期，提高用户的体验。
根据本发明的一个方面，本发明提供了一种用于LoRa自组网的网关设备，所述网关设备包括：
第一类网关模块，通过8个LoRa上行信道多扩频因子并行接收数据；
至少一个第二类网关模块，各通过一路LoRa下行信道并行发送数据；
4G模块和以太网接口，用于连接互联网，分别通过无线和有线两种方式连接云端的NS/AS服务器。
根据本发明的一个方面，所述第一类网关模块的个数为1个，所述至少一个第二类网关模块的个数为2个。
根据本发明的一个方面，所述网关设备还包括网关核心板，用于提供可扩展以太网接口。
根据本发明的一个方面，所述网关设备包括前面板和背面板，所述前面板和所述背面板包括至少一个接口。
根据本发明的一个方面，所述前面板包括射频模块和主控模块，所述射频模块包括电源指示灯、接收数据指示灯、发送数据指示灯、GPS天线接口、LoRa天线接口。
根据本发明的一个方面，所述主控模块包括电源指示灯、自定义状态指示灯和系统状态指示灯。
根据本发明的一个方面，所述背面板包括电源接口、串口接口、复位按钮。
根据本发明的一个方面，所述第一类网关模块和所述第二类网关模块与LoRa天线相连接，所述4G模块与LTE天线相连接。
根据本发明的一个方面，所述网关设备支持加密通信和LoRa无线传输速率自适应。
根据本发明的一个方面，所述网关设备支持远程参数配置和软件升级，可内嵌LoRa服务器模块，向第三方应用平台直接提供标准网络协议接口，并且支持以组播和广播方式下行发送数据。
通过本发明的网关设备，用户无需关心LoRa/LoRaWAN无线网络的具体构建过程，只需调用LoRa自组网提供的标准接口既可快速生成自己的无线应用解决方案，大大缩短了用户产品开发时间和验证周期，提高用户的体验。
通过参照以下附图及对本发明的具体实施方式的详细描述，本发明的特征及优点将会变得清楚。
附图说明
图1是用于LoRa自组网的网关设备的一个结构示意图；
图2是用于LoRa自组网的网关设备的接口分布示意图；
图3是用于LoRa自组网的网关设备的另一个结构示意图。
具体实施方式
下面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做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。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
图1示出了用于LoRa自组网的网关设备的一个结构示意图。本发明提供了一种用于LoRa自组网的网关设备，所述网关设备包括：
第一类网关模块，通过8个LoRa上行信道多扩频因子并行接收数据；
至少一个第二类网关模块，各通过一路LoRa下行信道并行发送数据；
4G模块和以太网接口，用于连接互联网，分别通过无线和有线两种方式连接云端的NS/AS服务器。
优选地，所述第一类网关模块的个数为1个，所述至少一个第二类网关模块的个数为2个。所述网关设备还包括网关核心板，用于提供可扩展以太网接口。
具体地，LoRa网关LXGW001包含一个成熟商用的树莓派核心板，用于扩展以太网口，第一类网关模块为一个SX1301网关模块，第二类网关模块为两个SX1278网关模块。
其中SX1301网关模块可支持8个LoRa上行信道多扩频因子并行接收数据，两个SX1278网关模块各支持一路LoRa下行信道。这样保证了LoRa网关LXGW001不仅可以多路并行接收数据，也可以两路并行发送数据，而且保证了接收、发送可以以全双工方式运行，与市面上普通的LoRa网关只支持半双工收发方式相比，本发明的网关设备可以成倍增加网关上下行带宽，极大的扩展了LoRa自组网的应用场景。
LoRa网关核心板采用成熟商用的树莓派板，并运行Linux操作系统，保证了LoRa网关运行的稳定性。
4G模块和以太网口用于连接互联网，LoRa网关LXGW001可以分别通过LTE无线和有线两种方式连接云端的NS/AS服务器。
根据本发明的另一个方面，所述网关设备包括前面板和背面板，所述前面板和所述背面板包括至少一个接口。所述前面板包括射频模块和主控模块，所述射频模块包括电源指示灯、接收数据指示灯、发送数据指示灯、GPS天线接口、LoRa天线接口。所述主控模块包括电源指示灯、自定义状态指示灯和系统状态指示灯。所述背面板包括电源接口、串口接口、复位按钮。
具体地，如图2所示，图2示出了用于LoRa自组网的网关设备的接口分布示意图。本产品接口分布在前后两个面板上，前面板至少包括LAN口、天线、LED指示灯等，背面板至少包括电源接口、串口接口、复位按钮等。
其中电源接口采用的是5.08mm-3Pin公头接口，RS232/RS485合并在一起用一个5.08mm-6Pin公头接口。LoRa天线、4G LTE天线的SMA接头均为标准SMA螺纹母头。如需启用4G模块，需要拆下背面板，装入SIM卡。
图2中所示的接口及相关说明参见表1：
表1：接口说明
本发明的网关设备基本性能参数如表2所示：
表2：网关设备基本性能参数
本发明的网关设备支持的LoRa性能参数如表3所示：
表3：LoRa性能参数
本发明的网关设备支持的4G LTE性能参数如表4所示：
表4：4G LTE性能参数
图3示出了用于LoRa自组网的网关设备的另一个结构示意图。如图3所示，所述第一类网关模块和所述第二类网关模块与LoRa天线相连接，所述4G模块与LTE天线相连接，所述网关设备支持加密通信和LoRa无线传输速率自适应。所述网关设备支持远程参数配置和软件升级，可内嵌LoRa服务器模块，向第三方应用平台直接提供标准网络协议接口，并且支持以组播和广播方式下行发送数据。
通过本发明的网关设备，用户无需关心LoRa/LoRaWAN无线网络的具体构建过程，只需调用LoRa自组网提供的标准接口既可快速生成自己的无线应用解决方案，大大缩短了用户产品开发时间和验证周期，提高用户的体验。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种用于LoRa自组网的网关设备，其特征在于，所述网关设备包括：
第一类网关模块，通过8个LoRa上行信道多扩频因子并行接收数据；
至少一个第二类网关模块，各通过一路LoRa下行信道并行发送数据；
4G模块和以太网接口，用于连接互联网，分别通过无线和有线两种方式连接云端的NS/AS服务器。
2.根据权利要求1所述的网关设备，其特征在于，所述第一类网关模块的个数为1个，所述至少一个第二类网关模块的个数为2个。
3.根据权利要求1所述的网关设备，其特征在于，所述网关设备还包括网关核心板，用于提供可扩展以太网接口。
4.根据权利要求1所述的网关设备，其特征在于，所述网关设备包括前面板和背面板，所述前面板和所述背面板包括至少一个接口。
5.根据权利要求4所述的网关设备，其特征在于，所述前面板包括射频模块和主控模块，所述射频模块包括电源指示灯、接收数据指示灯、发送数据指示灯、GPS天线接口、LoRa天线接口。
6.根据权利要求5所述的网关设备，其特征在于，所述主控模块包括电源指示灯、自定义状态指示灯和系统状态指示灯。
7.根据权利要求4所述的网关设备，其特征在于，所述背面板包括电源接口、串口接口、复位按钮。
8.根据权利要求1所述的网关设备，其特征在于，所述第一类网关模块和所述第二类网关模块与LoRa天线相连接，所述4G模块与LTE天线相连接。
9.根据权利要求7所述的网关设备，其特征在于，所述网关设备支持加密通信和LoRa无线传输速率自适应。
10.根据权利要求7所述的网关设备，其特征在于，所述网关设备支持远程参数配置和软件升级，可内嵌LoRa服务器模块，向第三方应用平台直接提供标准网络协议接口，并且支持以组播和广播方式下行发送数据。
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