CN110312299A - 基于LoRa技术的通信系统、网关、终端和通信方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于LoRa技术的通信系统、网关、终端和通信方法，所述系统包括：网关，用于发送包含前导码的LoRa数据包，其中，所述前导码的发送时长为n1；终端，用于在每次经过时长为p1的休眠后，进行一次时长为q1的信道活动检测，若未检测到所述前导码，则继续时长为p1的休眠；若检测到所述前导码，则接收并处理所述数据包后继续时长为p1的休眠；其中，p1>q1，p1+q1小于或等于n1。应用本发明能够在数据双向交互的应用场景中，既保证终端及时接收数据、及时有效交互，又能降低终端设备的功耗。

Description

基于LoRa技术的通信系统、网关、终端和通信方法
技术领域
本发明涉及通信技术领域，特别是指一种基于LoRa技术的通信系统、网关、终端和通信方法。
背景技术
LoRa是一种基于扩频技术的远距离无线传输技术，其实也是是诸多LPWAN通信技术中的一种，最早由美国Semtech公司采用和推广。这一方案为用户提供一种简单的能实现远距离、低功耗无线通信手段。目前，LoRa主要在ISM频段运行，主要包括433、868、915MHz等。
LoRa(Long Range广距离)的优势在于技术方面的长距离能力。单个网关或基站可以覆盖整个城市或数百平方公里范围。在一个给定的位置，距离在很大程度上取决于环境或障碍物。
为降低基于LoRa技术的设备的功耗，现有技术提出了一种基于LoRa低功耗无线通信技术的水表数据采集方法，该方法中基于lora技术的水表终端主动上报数据；当水表终端不上报数据时无线处于关闭状态来降低功耗。这种方法适合低频率单向数据传输系统。但是对于数据双向交互频繁的应用场景中，终端无法做到及时接收数据、及时有效交互。
因此，有必要提供一种基于LoRa技术的通信系统，能够在数据双向交互频繁的应用场景中，既保证终端及时接收数据、及时有效交互，又能降低终端设备的功耗。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提出一种基于LoRa技术的通信系统、网关、终端和通信方法，能够在数据双向交互的应用场景中，既保证终端及时接收数据、及时有效交互，又能降低终端设备的功耗。
基于上述目的本发明提供一种基于LoRa技术的通信系统，包括：
网关，用于发送包含前导码的LoRa数据包，其中，所述前导码的发送时长为n1；
终端，用于在每次经过时长为p1的休眠后，进行一次时长为q1的信道活动检测，响应于未检测到所述前导码，则继续时长为p1的休眠；响应于检测到所述前导码，则接收并处理所述数据包后继续时长为p1的休眠；
其中，p1>q1，p1+q1小于或等于n1。
其中，所述通信系统的模式包括工作模式和非工作模式，p1为所述工作模式下休眠时长的值，q1为所述工作模式下信道活动检测的时长的值；所述系统还包括：
服务器，用于向所述网关发送非工作模式的切换指令；以及
所述网关还用于根据接收的非工作模式的切换指令，向所述终端下发非工作模式的参数修改指令控制所述终端进行相应参数的修改；
所述终端还用于根据所述网关下发的非工作模式的参数修改指令，对无线通讯参数进行相应修改，并将休眠时长调整为非工作模式下的值p2，将信道活动检测的时长调整为非工作模式下的值q2；之后，向所述网关返回参数修改的确认信息；
所述网关还用于接收到所述终端返回的参数修改的确认信息后，将本网关的无线通讯参数修改为非工作模式下的无线通讯参数，使得发送的LoRa数据包的前导码的发送时长调整为n2；并其中，n2>n1；
其中，p2-q2>p1-q1，p2+q2小于或等于n2。
进一步，所述服务器还用于向所述网关发送工作模式的切换指令；
所述网关还用于根据接收的工作模式的切换指令，向所述终端下发携带工作模式的参数修改指令的数据包控制所述终端进行相应参数的修改；
所述终端还用于根据所述网关下发的工作模式的参数修改指令，对无线通讯参数进行相应修改，并将休眠时长调整为工作模式下的值p1，将信道活动检测时长调整为工作模式下的值q1后，向所述网关返回参数修改的确认信息；
所述网关还用于接收到所述终端返回的参数修改的确认信息后，将本网关的无线通讯参数修改为工作模式下的无线通讯参数，使得发送的LoRa数据包的前导码的发送时长调整为n1。
本发明还提供一种基于LoRa技术的终端，包括：
休眠控制模块，用于每次经过时长为p1的休眠后唤醒所述终端并发送信道活动检测通知；
信道活动检测模块，用于接收到所述信道活动检测通知后，进行一次时长为q1的信道活动检测，响应于未检测到网关发送的、发送时长为n1的LoRa数据包的前导码，则通知所述休眠控制模块继续休眠；若检测到所述前导码，则接收所述数据包；
数据包处理模块，用于对所述信道活动检测模块接收的数据包进行处理后，通知所述休眠控制模块继续时长为p1的休眠；
其中，p1>q1，p1+q1小于或等于n1。
其中，所述数据包处理模块具体用于确认所述数据包携带有所述网关下发的非工作模式/工作模式的参数修改指令后，根据所述非工作模式/工作模式的参数修改指令中携带的修改参数，对自身的无线通讯参数进行修改，并将休眠时长调整为非工作模式/工作模式下的值p2/p1，将信道活动检测的时长调整为非工作模式/工作模式下的值q2/q1；其中，p2-q2>p1-q1，p2+q2小于或等于n2；n2为所述网关在非工作模式下发送的LoRa数据包的前导码的发送时长。
本发明还提供一种基于LoRa技术的网关，包括：
数据包发送模块，用于发送包含前导码的LoRa数据包，其中，所述前导码的发送时长在工作模式/非工作模式下为n1/n2；
工作模式调整模块，用于根据服务器发送的非工作模式/工作模式的切换指令，向所述终端下发非工作模式/工作模式的参数修改指令控制所述终端对自身无线通讯参数进行相应修改，将休眠时长调整为非工作模式/工作模式下的值p2/p1，将信道活动检测的时长调整为非工作模式/工作模式下的值q2/q1；并将本网关的无线通讯参数修改为非工作模式/工作模式下的无线通讯参数，使得发送的LoRa数据包的前导码的发送时长调整非为工作模式/工作模式下的值n2/n1；
其中，p2-q2>p1-q1，p2+q2小于或等于n2；
其中，p1为所述终端工作模式下休眠时长的值，q1为所述终端工作模式下信道活动检测的时长的值。
本发明还提供一种基于LoRa技术的通信方法，包括：
终端在经过一次时长为p1的休眠后，进行一次时长为q1的信道活动检测；
若所述终端未检测到网关发送的、发送时长为n1的LoRa数据包的前导码，则继续时长为p1的休眠；
若所述终端检测到所述前导码，则接收并处理所述数据包后继续时长为p1的休眠。
其中，p1>q1，p1+q1小于或等于n1。
其中，所述数据包具体为携带非工作模式的参数修改指令的数据包；以及
在所述接收并处理所述数据包之前，还包括：
服务器向所述网关发送非工作模式的切换指令；
所述网关根据接收的非工作模式的切换指令，向所述终端下发携带非工作模式的参数修改指令的数据包；以及
所述处理所述数据包，具体包括：
所述终端确认所述数据包携带有所述网关下发的非工作模式的参数修改指令后，根据所述非工作模式的参数修改指令中携带的修改参数，对自身的无线通讯参数进行修改，并将休眠时长调整为非工作模式下的值p2，将信道活动检测的时长调整为非工作模式下的值q2；之后，向所述网关返回参数修改的确认信息；以及
在所述接收并处理所述数据包后，还包括：
所述网关接收到所述终端返回的参数修改的确认信息后，将当前的无线通讯参数修改为非工作模式下的无线通讯参数，使得发送的LoRa数据包的前导码的发送时长调整为n2；并其中，n2>n1；
其中，p2-q2>p1-q1，p2+q2小于或等于n2。
本发明的技术方案中，网关向终端发送包含前导码的LoRa数据包，其中，所述前导码的发送时长为n1；终端每经过一次时长为p1的休眠后，唤醒并进行一次时长为q1的信道活动检测，若未检测到所述前导码，则继续时长为p1的休眠；若检测到所述前导码，则接收并处理所述数据包后继续时长为p1的休眠，等待下一次唤醒；其中，p1>q1，p1+q1小于或等于n1。由于p1+q1的时长中，终端会完成至少一次的信道活动检测，而p1+q1≤n1，也就是说，n1大于等于p1+q1的时长，那么在时长n1中也必定能经历一次信道活动检测；从而保证网关的每个数据包的前导码都是可以被终端进行至少一次的信道活动检测，也就保证了终端可以及时接收网络发送的数据包，进行及时的有效交互；同时，由于休眠时长p1大于信道活动检测时长q1，终端大部分时间都处于休眠状态，从而可以大大降低终端设备的功耗。
附图说明
图1为现有技术的LoRa数据包的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的基于LoRa技术的通信原理示意图；
图3为本发明实施例提供的一种基于LoRa技术的通信系统的架构图；
图4为本发明实施例提供的一种基于LoRa技术的通信方法流程图；
图5为本发明实施例提供的一种服务器控制网关和终端切换到非工作模式的方法流程图；
图6为本发明实施例提供的一种服务器控制网关和终端切换到工作模式的方法流程图；
图7为本发明实施例提供的一种基于LoRa技术的终端的内部结构框图；
图8为本发明实施例提供的一种基于LoRa技术的网关的内部结构框图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。
本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的全部或任一单元和全部组合。
需要说明的是，本发明实施例中所有使用“第一”和“第二”的表述均是为了区分两个相同名称非相同的实体或者非相同的参量，可见“第一”“第二”仅为了表述的方便，不应理解为对本发明实施例的限定，后续实施例对此不再一一说明。
本发明的发明人对现有的基于LoRa技术的通信方式进行分析，基于LoRa技术的网关与终端之间，发送的LoRa数据包构成如图1所示，主要包括：前导码、可选类型的报头、数据有效负载。其中，前导码用于保持接收机与输入的数据流同步。作用是提醒接收芯片，即将发送的是有效信号，注意接收，以免丢失有用信号，当前导码发送完毕后，会立即发送有效数据。
前导码的长度可以在10～65539之间进行设定。基于这样的机制，每一个数据包的前导码发送时间就可以在1.31ms～35.79min之间进行调整。采用CAD(channel activitydetection，信道活动检测)技术，探测前导码的时间在0.4ms～2ms就可以完成。
由此，本发明的发明人考虑到，如果在CAD检测完毕后、前导码发送的剩余时间就可以让射频芯片处于睡眠模式，这样可以有效降低功耗。
基于上述分析，本发明技术方案的原理，如图2所示，网关向终端发送包含前导码的LoRa数据包，其中，所述前导码的发送时长为n1；终端每经过一次时长为p1的休眠后，唤醒并进行一次时长为q1的信道活动检测，若未检测到所述前导码，则继续时长为p1的休眠；若检测到所述前导码，则接收并处理所述数据包后继续时长为p1的休眠，等待下一次唤醒；其中，p1>q1，p1+q1小于或等于n1。由于p1+q1的时长中，终端会完成至少一次的信道活动检测，而p1+q1≤n1，也就是说，n1大于等于p1+q1的时长，那么在时长n1中也必定能经历一次信道活动检测；从而保证网关的每个数据包的前导码都是可以被终端进行至少一次的信道活动检测，也就保证了终端可以及时接收网络发送的数据包，进行及时的有效交互；同时，由于休眠时长p1大于信道活动检测的时长q1，终端大部分时间都处于休眠状态，从而可以大大降低终端设备的功耗。
下面结合附图详细说明本发明技术方案。
本发明实施例提供的一种基于LoRa技术的通信系统，架构如图3所示，包括：网关301、终端302、服务器303。
其中，终端302是使用LoRa无线通讯技术的终端用于收集信息并通过LoRa无线信号向网关301上传数据；终端302具体可以是定位工牌。
网关301是基于LoRa技术的网关，用于中继终端302上传的数据和下发服务器303发送给终端302的数据。
服务器303用于分析终端302上传的数据和控制网关301和终端302的行为。
具体地，网关301用于发送包含前导码的LoRa数据包，其中，所述前导码的发送时长为n1；
终端302用于在每次经过时长为p1的休眠后，进行一次时长为q1的信道活动检测，响应于未检测到所述前导码，则继续时长为p1的休眠；响应于检测到所述前导码，则接收并处理所述数据包后继续时长为p1的休眠；其中，p1>q1，p1+q1小于或等于n1。
例如，如图2所示，网关301采用的无线通讯参数中，扩频因子SF＝7、载波频率433MHz，带宽125kHz，前导码长度为600，则前导码的发送时长n1等于618.75ms，一次信道活动检测的时长q1大概为1.8ms，则为满足p1+q1≤n1，休眠时长p1需小于或等于616.95ms。比如，实际应用中，可选取p1＝500ms。由此看出，终端302休眠时长可达500ms，仅用1.8ms唤醒并进行信道活动检测，可以大大节省功耗；同时，每隔501.8ms的一次信道活动检测，将不会错过对发送时长为618.75ms的前导码的检测，从而终端302保证可以及时接收网关301发送的数据包，不会有丢包现象。
也就是说，由于网关301每次发数据包，前导码都要发送618.75ms。而终端302每隔500ms的休眠进行一次信道活动检测，信道活动检测时间大概1.8ms。这样完成信号检测最多需要501.8ms，即前导码发送的时长大于完成信号检测所需最大时长，这样就可以保证只要有数据包准备发送，在数据包发送前导码这段时间内，一定可以顺利完成信道活动检测。这样500ms的时间我们不需要射频芯片工作，控制射频芯片进入睡眠模式。只需要500ms后唤醒射频芯片并立即进入信道活动检测。就可以实现低功耗。
终端302的芯片工作在接收模式下电流均值为20mA，在休眠模式下为1uA，根据以上参数的选择，可以计算出终端302的平均电流为：
(20×1.8+0.001×500)/501.8＝0.072mA；
由此可见终端302的电流降低效果十分明显，大大降低了终端302的功耗。
本发明实施例提供的一种基于LoRa技术的通信方法，具体流程如图4所示，包括如下步骤：
步骤S401：终端302进行一次休眠。
本步骤中，终端302可以进行一次时长为p1的休眠。
步骤S402：终端302唤醒后进行一次信道活动检测；若检测到前导码，则执行步骤S403接收并处理所述数据包；若未检测到前导码，则跳转到步骤S401，继续下一次的休眠。
具体地，在经过步骤S401的设定时长的休眠后，于本步骤中，终端302唤醒并进行一次时长为q1的信道活动检测；在一次时长为q1的信道活动检测过程中，若终端302检测到网关发送的、发送时长为n1的LoRa数据包的前导码，则执行步骤S403接收并处理所述数据包；若未检测到网关发送的、发送时长为n1的LoRa数据包的前导码，则跳转到步骤S401，继续下一次的休眠。
步骤S403：终端302接收并处理网关301发送的数据包后，跳转到步骤S401，继续下一次的休眠。
然而根据实际应用场景，有时候终端302并不是24小时都处于工作状态。比如，如果应用到员工工牌上，下午5点到第二天上午8点这段时间内作为工牌的终端302是不需要实时在线的。这样如果这段时间内网关301与终端302之间还是按照工作状态下的前导码的发送长就显得有点浪费。如果此时采用最长的前导码长度65535，扩频因子SF＝12，带宽为BW＝125kHz，前导码发送时长就会变为2147590ms。此时终端302的CAD探测时间变为61.1ms，将休眠时长设为2147490ms，则根据相同原理，此时终端302的电流消耗降低为(20×61.1+0.001×2147490)/(61.1+2147490)＝0.0015mA。这样电流消耗降低为原来的20％。可见在根据不同的场景，改变网关和终端的无线通讯参数可以进一步降低功耗。
由此，作为一种更优的实施方式，p1具体可以是工作模式下休眠时长的值，q1具体可以是工作模式下信道活动检测的时长的值；本发明实施例提供的一种基于LoRa技术的通信系统中，服务器303可以向网关301发送非工作模式的切换指令，以控制网关301和终端302切换到非工作模式，具体流程如图5所示，包括如下步骤：
步骤S501：服务器303向网关301发送非工作模式的切换指令。
步骤S502：网关301根据接收的非工作模式的切换指令，向所述终端302下发携带非工作模式的参数修改指令的数据包控制所述终端302进行相应参数的修改。
步骤S503：终端302接收并处理网关301发送的数据包。
具体地，终端302在经过一次时长为p1的休眠后，进行一次时长为q1的信道活动检测；若检测到网关发送的、发送时长为n1的LoRa数据包的前导码，则接收并处理所述数据包；若终端302确认数据包中携带非工作模式的参数修改指令，则根据所述网关301下发的非工作模式的参数修改指令，对无线通讯参数进行相应修改，并将终端302的休眠时长调整为非工作模式下的值p2，将信道活动检测的时长调整为非工作模式下的值q2。其中，p2-q2>p1-q1。
步骤S504：终端302向网关301返回参数修改的确认信息。
步骤S505：网关301接收到终端302返回的参数修改的确认信息后，将本网关的无线通讯参数修改为非工作模式下的无线通讯参数，使得发送的LoRa数据包的前导码的发送时长调整为n2。
其中，p2+q2小于或等于n2，n2>n1；网关修改的无线通讯参数可以包括：扩频因子、或前导码长度；或者，网关修改的无线通讯参数可以包括：扩频因子和前导码长度。
之后，网关301与终端302可以根据非工作模式下的无线通讯参数相互进行通讯。
例如，网关301根据接收的非工作模式的切换指令，将前导码长度修改为非工作模式下的值6553，将扩频因子SF修改为非工作模式下的值12，带宽仍为BW＝125kHz，则前导码的发送时长就会变为非工作模式下的值：n2＝2147590ms。
并且，网关301通过向终端302下发非工作模式的参数修改指令，控制终端302对无线通讯参数进行相应修改，比如，将扩频因子SF修改为非工作模式下的值12，并将终端的休眠时长调整为非工作模式下的值p2＝2147590ms，将信道活动检测的时长调整为非工作模式下的值q2＝61.1ms；此时终端302的电流消耗降低为(20×61.1+0.001×2147490)/(61.1+2147490)＝0.0015mA。这样，大大增加了终端302的休眠时间，进一步降低了功耗。
显然，服务器还可向网关301发送工作模式的切换指令，以控制网关301和终端302切换回工作模式，具体流程如图6所示，包括如下步骤：
步骤S601：服务器303向网关301发送工作模式的切换指令。
步骤S602：网关301根据接收的工作模式的切换指令，向所述终端302下发携带工作模式的参数修改指令的数据包控制所述终端302进行相应参数的修改。
步骤S603：终端302接收并处理网关301发送的数据包。
具体地，终端302在经过一次时长为p1的休眠后，进行一次时长为q1的信道活动检测；若检测到网关发送的、发送时长为n1的LoRa数据包的前导码，则接收并处理所述数据包；若终端302确认数据包中携带工作模式的参数修改指令，则根据所述网关301下发的工作模式的参数修改指令，对无线通讯参数进行相应修改，并将休眠时长调整为工作模式下的值p1，将CAD时长调整为工作模式下的值q1。
步骤S604：终端302向网关301返回参数修改的确认信息。
步骤S605：网关301接收到终端302返回的参数修改的确认信息后，将本网关的无线通讯参数修改为工作模式下的无线通讯参数，使得发送的LoRa数据包的前导码的发送时长调整为n1；其中，网关修改的无线通讯参数可以包括：扩频因子、或前导码长度；或者，网关修改的无线通讯参数可以包括：扩频因子和前导码长度。
上述终端302的一种内部结构框图，如图7所示，包括：休眠控制模块701、信道活动检测模块702、数据包处理模块703。
其中，休眠控制模块701用于每次经过时长为p1的休眠后唤醒所述终端并发送信道活动检测通知；具体地，休眠控制模块701可以在工作模式下每次经过时长为p1的休眠后唤醒所述终端并发送信道活动检测通知；在非工作模式下每次经过时长为p2的休眠后唤醒所述终端并发送信道活动检测通知。
信道活动检测模块702用于接收到所述信道活动检测通知后，进行一次时长为q1的信道活动检测，响应于未检测到网关发送的、发送时长为n1的LoRa数据包的前导码，则通知所述休眠控制模块继续休眠；响应于检测到所述前导码，则接收所述数据包。具体地，信道活动检测模块702接收到所述信道活动检测通知后，若在工作模式下则进行一次时长为q1的信道活动检测，若在非工作模式下则进行一次时长为q2的信道活动检测；若未检测到所述前导码，则通知所述休眠控制模块继续休眠；若检测到所述前导码，则接收所述数据包。
数据包处理模块703用于对所述信道活动检测模块接收的数据包进行处理后，通知所述休眠控制模块继续休眠。
具体地，数据包处理模块703对所述信道活动检测模块接收的数据包进行处理时，若确认所述数据包携带有所述网关下发的非工作模式的参数修改指令后，根据所述非工作模式的参数修改指令中携带的修改参数，对自身的无线通讯参数进行修改，并将终端302的休眠时长调整为非工作模式下的值p2，将信道活动检测的时长调整为非工作模式下的值q2；若确认所述数据包携带有所述网关下发的工作模式的参数修改指令后，根据所述工作模式的参数修改指令中携带的修改参数，对自身的无线通讯参数进行修改，并将终端302的休眠时长调整为工作模式下的值p1，将信道活动检测的时长调整为工作模式下的值q1。
上述网关301的一种内部结构框图，如图8所示，包括：数据包发送模块801、工作模式调整模块802。
数据包发送模块801用于发送包含前导码的LoRa数据包，其中，所述前导码的发送时长在工作模式下为n1；
工作模式调整模块802用于根据服务器303发送的非工作模式的切换指令，向所述终端302下发非工作模式的参数修改指令控制所述终端302对自身无线通讯参数进行相应修改，将终端302的休眠时长调整为非工作模式下的值p2，将信道活动检测的时长调整为非工作模式下的值q2；并将本网关的无线通讯参数修改为非工作模式下的无线通讯参数，使得发送的LoRa数据包的前导码的发送时长调整非为工作模式下的值n2。
此外，工作模式调整模块802还可根据服务器303发送的工作模式的切换指令，向所述终端302下发工作模式的参数修改指令控制所述终端302对自身无线通讯参数进行相应修改，将终端302的休眠时长调整为非工作模式下的值p1，将信道活动检测的时长调整为非工作模式下的值q1；并将本网关的无线通讯参数修改为工作模式下的无线通讯参数，使得发送的LoRa数据包的前导码的发送时长调整为工作模式下的值n1。
其中，网关的工作模式调整模块802修改的无线通讯参数可以包括：扩频因子、或前导码长度；或者，工作模式调整模块802修改的无线通讯参数可以包括：扩频因子和前导码长度。
本发明实施例的技术方案中，网关向终端发送包含前导码的LoRa数据包，其中，所述前导码的发送时长为n1；终端每经过一次时长为p1的休眠后，唤醒并进行一次时长为q1的信道活动检测，若未检测到所述前导码，则继续时长为p1的休眠；若检测到所述前导码，则接收并处理所述数据包后继续时长为p1的休眠，等待下一次唤醒；其中，p1>q1，p1+q1小于或等于n1。由于p1+q1的时长中，终端会完成至少一次的信道活动检测，而p1+q1≤n1，也就是说，n1大于等于p1+q1的时长，那么在时长n1中也必定能经历一次信道活动检测；从而保证网关的每个数据包的前导码都是可以被终端进行至少一次的信道活动检测，也就保证了终端可以及时接收网络发送的数据包，进行及时的有效交互；同时，由于休眠时长p1大于信道活动检测时长q1，终端大部分时间都处于休眠状态，从而可以大大降低终端设备的功耗。
本技术领域技术人员可以理解，本发明中已经讨论过的各种操作、方法、流程中的步骤、措施、方案可以被交替、更改、组合或删除。进一步地，具有本发明中已经讨论过的各种操作、方法、流程中的其他步骤、措施、方案也可以被交替、更改、重排、分解、组合或删除。进一步地，现有技术中的具有与本发明中公开的各种操作、方法、流程中的步骤、措施、方案也可以被交替、更改、重排、分解、组合或删除。
所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本发明的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本发明的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。因此，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何省略、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 (12)

1.一种基于LoRa技术的通信系统，其特征在于，包括：
网关，用于发送包含前导码的LoRa数据包，其中，所述前导码的发送时长为n1；
终端，用于在每次经过时长为p1的休眠后，进行一次时长为q1的信道活动检测，响应于未检测到所述前导码，则继续时长为p1的休眠；响应于检测到所述前导码，则接收并处理所述数据包后继续时长为p1的休眠；
其中，p1>q1，p1+q1小于或等于n1。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述通信系统的模式包括工作模式和非工作模式，p1为所述工作模式下休眠时长的值，q1为所述工作模式下信道活动检测的时长的值；所述系统还包括：
服务器，用于向所述网关发送非工作模式的切换指令；以及
所述网关还用于根据接收的非工作模式的切换指令，向所述终端下发非工作模式的参数修改指令控制所述终端进行相应参数的修改；
所述终端还用于根据所述网关下发的非工作模式的参数修改指令，对无线通讯参数进行相应修改，并将休眠时长调整为非工作模式下的值p2，将信道活动检测的时长调整为非工作模式下的值q2；之后，向所述网关返回参数修改的确认信息；
所述网关还用于接收到所述终端返回的参数修改的确认信息后，将本网关的无线通讯参数修改为非工作模式下的无线通讯参数，使得发送的LoRa数据包的前导码的发送时长调整为n2；并其中，n2>n1；
其中，p2-q2>p1-q1，p2+q2小于或等于n2。
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，
所述服务器还用于向所述网关发送工作模式的切换指令；
所述网关还用于根据接收的工作模式的切换指令，向所述终端下发携带工作模式的参数修改指令的数据包控制所述终端进行相应参数的修改；
所述终端还用于根据所述网关下发的工作模式的参数修改指令，对无线通讯参数进行相应修改，并将休眠时长调整为工作模式下的值p1，将信道活动检测时长调整为工作模式下的值q1后，向所述网关返回参数修改的确认信息；
所述网关还用于接收到所述终端返回的参数修改的确认信息后，将本网关的无线通讯参数修改为工作模式下的无线通讯参数，使得发送的LoRa数据包的前导码的发送时长调整为n1。
4.根据权利要求2或3所述的系统，其特征在于，所述网关修改的无线通讯参数包括：扩频因子、和/或前导码长度。
5.一种基于LoRa技术的终端，其特征在于，包括：
休眠控制模块，用于每次经过时长为p1的休眠后唤醒所述终端并发送信道活动检测通知；
信道活动检测模块，用于接收到所述信道活动检测通知后，进行一次时长为q1的信道活动检测，响应于未检测到网关发送的、发送时长为n1的LoRa数据包的前导码，则通知所述休眠控制模块继续休眠；响应于检测到所述前导码，则接收所述数据包；
数据包处理模块，用于对所述信道活动检测模块接收的数据包进行处理后，通知所述休眠控制模块继续时长为p1的休眠；
其中，p1>q1，p1+q1小于或等于n1。
6.根据权利要求5所述的终端，其特征在于，
所述数据包处理模块具体用于确认所述数据包携带有所述网关下发的非工作模式/工作模式的参数修改指令后，根据所述非工作模式/工作模式的参数修改指令中携带的修改参数，对自身的无线通讯参数进行修改，并将休眠时长调整为非工作模式/工作模式下的值p2/p1，将信道活动检测的时长调整为非工作模式/工作模式下的值q2/q1；其中，p2-q2>p1-q1，p2+q2小于或等于n2；n2为所述网关在非工作模式下发送的LoRa数据包的前导码的发送时长。
7.一种基于LoRa技术的网关，其特征在于，包括：
数据包发送模块，用于发送包含前导码的LoRa数据包，其中，所述前导码的发送时长在工作模式/非工作模式下为n1/n2；
工作模式调整模块，用于根据服务器发送的非工作模式/工作模式的切换指令，向所述终端下发非工作模式/工作模式的参数修改指令控制所述终端对自身无线通讯参数进行相应修改，将休眠时长调整为非工作模式/工作模式下的值p2/p1，将信道活动检测的时长调整为非工作模式/工作模式下的值q2/q1；并将本网关的无线通讯参数修改为非工作模式/工作模式下的无线通讯参数，使得发送的LoRa数据包的前导码的发送时长调整非为工作模式/工作模式下的值n2/n1；
其中，p2-q2>p1-q1，p2+q2小于或等于n2；
其中，p1为所述终端工作模式下休眠时长的值，q1为所述终端工作模式下信道活动检测的时长的值。
8.根据权利要求7所述的网关，其特征在于，所述网关修改的无线通讯参数包括：扩频因子、和/或前导码长度。
9.一种基于LoRa技术的通信方法，其特征在于，包括：
终端在经过一次时长为p1的休眠后，进行一次时长为q1的信道活动检测；
若所述终端未检测到网关发送的、发送时长为n1的LoRa数据包的前导码，则继续时长为p1的休眠；
若所述终端检测到所述前导码，则接收并处理所述数据包后继续时长为p1的休眠。
其中，p1>q1，p1+q1小于或等于n1。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述数据包具体为携带非工作模式的参数修改指令的数据包；以及
在所述接收并处理所述数据包之前，还包括：
服务器向所述网关发送非工作模式的切换指令；
所述网关根据接收的非工作模式的切换指令，向所述终端下发携带非工作模式的参数修改指令的数据包；以及
所述处理所述数据包，具体包括：
所述终端确认所述数据包携带有所述网关下发的非工作模式的参数修改指令后，根据所述非工作模式的参数修改指令中携带的修改参数，对自身的无线通讯参数进行修改，并将休眠时长调整为非工作模式下的值p2，将信道活动检测的时长调整为非工作模式下的值q2；之后，向所述网关返回参数修改的确认信息；以及
在所述接收并处理所述数据包后，还包括：
所述网关接收到所述终端返回的参数修改的确认信息后，将当前的无线通讯参数修改为非工作模式下的无线通讯参数，使得发送的LoRa数据包的前导码的发送时长调整为n2；并其中，n2>n1；
其中，p2-q2>p1-q1，p2+q2小于或等于n2。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，在所述服务器向所述网关发送非工作模式的切换指令后，还包括：
所述服务器向所述网关发送工作模式的切换指令；
所述网关根据接收的工作模式的切换指令，向所述终端下发携带工作模式的参数修改指令的数据包控制所述终端进行相应参数的修改；
所述终端根据所述网关下发的工作模式的参数修改指令，对无线通讯参数进行相应修改，并将休眠时长调整为工作模式下的值p1，将信道活动检测时长调整为工作模式下的值q1后，向所述网关返回参数修改的确认信息；
所述网关接收到所述终端返回的参数修改的确认信息后，将本网关的无线通讯参数修改为工作模式下的无线通讯参数，使得发送的LoRa数据包的前导码的发送时长调整为n1。
12.根据权利要求9-11任一所述的方法，其特征在于，所述网关修改的无线通讯参数包括：扩频因子、和/或前导码长度。
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