CN110972210A - 基于农业物联网的LoRa网关断网决策方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及一种基于农业物联网的LoRa网关断网决策方法、装置、计算机设备及存储介质，其中该方法包括：获取基于农业物联网的LoRa网关断网决策请求，所述请求中包括节点数据包；根据所述请求判断当前LoRa网关的网络情况是否发生异常；若当前LoRa网关的网络情况为异常，则所述LoRa网关分析节点数据包并判断所述节点数据包中是否存在异常数据；若所述节点数据包中存在异常数据，则根据数据异常类型生成对应的节点指令并将所述节点指令进行存储；将所述节点指定发送至对应的节点以执行相应的操作。本发明中网关在发生断网时整个农业物联网系统不会瘫痪，可以及时地对突发的异常情况进行处理，保证了整个农业物联网系统的安全性以及稳定性。

Description

基于农业物联网的LoRa网关断网决策方法及装置
技术领域
本发明涉及物联网技术领域，特别是涉及一种基于农业物联网的LoRa网关断网决策方法、装置、计算机设备及存储介质。
背景技术
目前，随着物联网技术的发展，物联网的应用逐渐普及，在工业、农业、环境、交通、物流、安保等基础设施领域的应用，有效的推动了这些方面的智能化发展，使得有限的资源更加合理的使用分配，从而提高了行业效率、效益。其中，农业物联网，即通过各种仪器仪表实时显示或作为自动控制的参变量参与到自动控制中的物联网。可以为温室精准调控提供科学依据，达到增产、改善品质、调节生长周期、提高经济效益的目的。
在传统技术中，针对传统架构的农业物联网系统，LoRa网关与节点的数据必须通过以太网传输至服务器，所以在断网的情况下，整个物联网系统会处于瘫痪状态。此时，LoRa网关和LoRa节点的数据无法被处理，农业监测信息在服务器空缺，以及突发的异常情况无法被处理，直接影响到整个系统的安全以及稳定性。
发明内容
基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种基于农业物联网的LoRa网关断网决策方法、装置、计算机设备及存储介质。
一种基于农业物联网的LoRa网关断网决策方法，所述方法包括：
获取基于农业物联网的LoRa网关断网决策请求，所述请求中包括节点数据包；
根据所述请求判断当前LoRa网关的网络情况是否发生异常；
若当前LoRa网关的网络情况为异常，则所述LoRa网关分析节点数据包并判断所述节点数据包中是否存在异常数据；
若所述节点数据包中存在异常数据，则根据数据异常类型生成对应的节点指令并将所述节点指令进行存储；
将所述节点指定发送至对应的节点以执行相应的操作。
在其中一个实施例中，所述方法还包括：
当所述LoRa网关检测到网络情况从异常变为正常后，则从数据库中查询在断网期间是否存在断网数据；
若存在断网数据，则将断网期间的所有断网数据上报至对应的服务器。
在其中一个实施例中，所述根据所述请求判断当前LoRa网关的网络情况是否发生异常的步骤还包括：
通过检测与服务器的数据包交互情况判断当前LoRa网关的网络情况是否发生异常。
在其中一个实施例中，在所述根据所述请求判断当前LoRa网关的网络情况是否发生异常的步骤之后还包括：
若当前LoRa网关的网络情况为正常，则直接将所述节点数据包发送至对应的服务器，由所述服务器进行数据存储分析并进行相应的处理。
在其中一个实施例中，所述LoRa网关分析节点数据包并判断所述节点数据包中是否存在异常数据的步骤包括：
所述LoRa网关分析节点数据包，判断所述节点数据包中的农业检测数据是否超过阈值；
若所述农业检测数据超过阈值，则判断所述节点数据包中存在异常数据，并记录数据异常的类型。
在其中一个实施例中，所述若所述节点数据包中存在异常数据，则根据数据异常类型生成对应的节点指令并将所述节点指令进行存储的步骤还包括：
若所述节点数据包中存在异常数据，则根据数据异常的类型自动封装相应的节点操作指定并生成指令数据包；
将所述指令数据包通过数据中间件存储数据库中；
通过SPI操作LoRa射频模块给指定节点发送所述指令数据包。
一种基于农业物联网的LoRa网关断网决策装置，所述装置包括：
获取模块，所述获取模块用于获取基于农业物联网的LoRa网关断网决策请求，所述请求中包括节点数据包；
第一判断模块，所述第一判断模块用于根据所述请求判断当前LoRa网关的网络情况是否发生异常；
第二判断模块，所述第二判断模块用于若当前LoRa网关的网络情况为异常，则所述LoRa网关分析节点数据包并判断所述节点数据包中是否存在异常数据；
指令生成模块，所述指令生成模块用于若所述节点数据包中存在异常数据，则根据数据异常类型生成对应的节点指令并将所述节点指令进行存储；
指令发送模块，所述指令发送模块用于将所述节点指定发送至对应的节点以执行相应的操作。
在其中一个实施例中，所述装置还包括数据恢复模块，所述数据恢复模块用于：
当所述LoRa网关检测到网络情况从异常变为正常后，则从数据库中查询在断网期间是否存在断网数据；
若存在断网数据，则将断网期间的所有断网数据上报至对应的服务器。
一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述任意一项方法的步骤。
一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述任意一项方法的步骤。
上述基于农业物联网的LoRa网关断网决策方法、装置、计算机设备及存储介质，通过获取基于农业物联网的LoRa网关断网决策请求，所述请求中包括节点数据包；根据所述请求判断当前LoRa网关的网络情况是否发生异常；若当前LoRa网关的网络情况为异常，则所述LoRa网关分析节点数据包并判断所述节点数据包中是否存在异常数据；若所述节点数据包中存在异常数据，则根据数据异常类型生成对应的节点指令并将所述节点指令进行存储；将所述节点指定发送至对应的节点以执行相应的操作。本发明实现了当网络情况发生异常，网关无法与服务器进行通信时，此时网关进入网关自主处理程序，将数据进行存储，对敏感异常数据进行检测，发现异常时可以通过LoRa技术将节点动作指令通过数据包发送给节点进行紧急处理，以此保证了网关在发生断网时整个农业物联网系统不会瘫痪，可以及时地对突发的异常情况进行处理，提高了整个农业物联网系统的安全性以及稳定性。
附图说明
图1为一个实施例中基于农业物联网的LoRa网关断网决策方法的应用环境图；
图2为一个实施例中基于农业物联网的LoRa网关断网决策处理的流程示意图；
图3为一个实施例中基于农业物联网的LoRa网关断网决策方法的流程示意图；
图4为另一个实施例中基于农业物联网的LoRa网关断网决策方法的流程示意图；
图5为再一个实施例中基于农业物联网的LoRa网关断网决策方法的流程示意图；
图6为又一个实施例中基于农业物联网的LoRa网关断网决策方法的流程示意图；
图7为一个实施例中基于农业物联网的LoRa网关断网决策装置的结构框图；
图8为另一个实施例中基于农业物联网的LoRa网关断网决策装置的结构框图；
图9为一个实施例中计算机设备的内部结构图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
目前，在针对传统架构的农业物联网系统中，LoRa网关与节点的数据必须通过以太网传输至服务器，所以在断网的情况下，整个物联网系统会处于瘫痪状态，此时LoRa网关和LoRa节点的数据无法被处理，农业监测信息在服务器空缺，以及突发的异常情况无法被处理，直接影响到整个系统的安全以及稳定性。基于此，本发明提供一种基于农业物联网的LoRa网关断网决策方法，旨在解决上述技术问题。
本发明提供的基于农业物联网的LoRa网关断网决策方法可以应用于如图1所示的应用环境中。具体地，在该应用环境中包括：服务器110、网关装置120以及节点装置130，该网关装置120可采用搭载有Linux系统的树莓派作为主控模块，树莓派通过SPI接口连接LoRa射频模块，驱动射频模块进行LoRa通信，通过以太网口或者4G路由器连接服务器，与服务器110进行数据通信。具体地，结合图2所示的LoRa网关断网决策的处理流程图进行说明如下：LoRa节点通过LoRa技术将节点信息传输至LoRa网关，网关首先对当前网络情况进行判断，如果网络情况正常，网关会将LoRa节点信息通过以太网传输至服务器，由服务器进行处理反馈。当网络情况发生异常，网关无法与服务器进行通信时，此时网关进入网关自主处理程序，将数据进行存储，对敏感异常数据进行检测，发现异常时可以通过蜂鸣器进行报警或者通过LoRa技术将节点动作指令通过数据包发送给节点进行紧急处理。此时服务器检测到网关离线时，也会通过短信发送提醒管理人员及时处理。当网关检测到网络通信恢复后，会将断网期间所有的数据汇报给服务器，包括紧急事件的处理情况，服务器填补断网期间数据空缺，同时存储网关的紧急事件处理情况，供工作人员分析改进。
在一个实施例中，如图3所示，提供了一种基于农业物联网的LoRa网关断网决策方法，该方法应用于如图1所示的应用环境中包括：
步骤302，获取基于农业物联网的LoRa网关断网决策请求，请求中包括节点数据包；
步骤304，根据请求判断当前LoRa网关的网络情况是否发生异常；
步骤306，若当前LoRa网关的网络情况为异常，则LoRa网关分析节点数据包并判断节点数据包中是否存在异常数据；
步骤308，若节点数据包中存在异常数据，则根据数据异常类型生成对应的节点指令并将节点指令进行存储；
步骤310，将节点指定发送至对应的节点以执行相应的操作。
具体地，可参考图2所示的LoRa网关断网决策处理的流程示意图。首先，LoRa网关获取基于农业物联网的LoRa网关断网决策请求，该请求中包括节点数据包。接着，根据请求判断当前LoRa网关的网络情况是否发生异常。若服务器检测到LoRa网关离线时，也会通过短信发送提醒管理人员及时处理。
在一个具体的实施例中，根据请求判断当前LoRa网关的网络情况是否发生异常的步骤还包括：通过检测与服务器的数据包交互情况判断当前LoRa网关的网络情况是否发生异常。
若判断当前LoRa网关的网络情况为异常，则LoRa网关分析节点数据包并判断节点数据包中是否存在异常数据。
在一个具体的实施例中，若判断当前LoRa网关的网络情况为正常，则直接将节点数据包发送至对应的服务器，由服务器进行数据存储分析并进行相应的处理。
具体地，在网络情况正常的情况下，LoRa网关一般不分析LoRa节点数据包，直接发送给服务器，由服务器进行数据存储和分析，并做出相应的处理。网络情况异常时，网关分析数据包，包括农业检测数据(温度，湿度等)是否超过阈值来定义有无敏感数据。
由于LoRa网关采用基于Linux系统的树莓派，主程序启动之前，网关程序先检查与本地数据库连接情况，以及所需数据表的创建情况。在数据库连接正常，数据表存在的前提下，可通过数据中间件，将LoRa节点数据包里的数据存储到数据库中。
若判断节点数据包中存在异常数据，则分析LoRa数据包。例如：发现某种数据类型异常，自动封装相应的节点操作指定，如温度过高，发送节点温度调节指令，使节点执行相应的操作，通过生成节点指令也通过数据中间件存储数据库以便查阅。最后，将节点指定发送至对应的节点以执行相应的操作。
在上述实施例中，通过获取基于农业物联网的LoRa网关断网决策请求，请求中包括节点数据包；根据请求判断当前LoRa网关的网络情况是否发生异常；若当前LoRa网关的网络情况为异常，则LoRa网关分析节点数据包并判断节点数据包中是否存在异常数据；若节点数据包中存在异常数据，则根据数据异常类型生成对应的节点指令并将节点指令进行存储；将节点指定发送至对应的节点以执行相应的操作。上述方案实现了当网络情况发生异常，网关无法与服务器进行通信时，此时网关进入网关自主处理程序，将数据进行存储，对敏感异常数据进行检测，发现异常时可以通过LoRa技术将节点动作指令通过数据包发送给节点进行紧急处理，以此保证了网关在发生断网时整个农业物联网系统不会瘫痪，可以及时地对突发的异常情况进行处理，提高了整个农业物联网系统的安全性以及稳定性。
在一个实施例中，如图4所示，提供了一种基于农业物联网的LoRa网关断网决策方法，该方法还包括：
步骤402，当LoRa网关检测到网络情况从异常变为正常后，则从数据库中查询在断网期间是否存在断网数据；
步骤404，若存在断网数据，则将断网期间的所有断网数据上报至对应的服务器。
在本实施例中，当网络恢复是还可以将断网期间的数据库信息上报服务器。具体地，可参考图2所示的LoRa网关断网决策处理的流程示意图，在网关检测到网络通信情况从异常变为正常后，从数据库查询信息，逐条打包通过时间降序发送给服务器，发送时间在网关空闲状态，线程优先级低于LoRa节点上报数据的线程优先级，防止此时LoRa节点数据包丢失。
本实施例中实现了当网关检测到网络通信恢复后，会将断网期间所有的数据汇报给服务器，包括紧急事件的处理情况，服务器填补断网期间数据空缺，同时存储网关的紧急事件处理情况，供工作人员分析改进。
在一个实施例中，如图5所示，提供了一种基于农业物联网的LoRa网关断网决策方法，该方法中LoRa网关分析节点数据包并判断节点数据包中是否存在异常数据的步骤包括：
步骤502，LoRa网关分析节点数据包，判断节点数据包中的农业检测数据是否超过阈值；
步骤504，若农业检测数据超过阈值，则判断节点数据包中存在异常数据，并记录数据异常的类型。
在一个实施例中，如图6所示，提供了一种基于农业物联网的LoRa网关断网决策方法，该方法中若节点数据包中存在异常数据，则根据数据异常类型生成对应的节点指令并将节点指令进行存储的步骤还包括：
步骤602，若节点数据包中存在异常数据，则根据数据异常的类型自动封装相应的节点操作指定并生成指令数据包；
步骤604，将指令数据包通过数据中间件存储数据库中；
步骤606，通过SPI操作LoRa射频模块给指定节点发送指令数据包。
在上述实施例中，可以根据数据异常类型生成节点指令并发送指令数据包给节点。具体地，可参考图2所示的LoRa网关断网决策处理的流程示意图，分析LoRa数据包，如发现某种数据类型异常，自动封装相应的节点操作指定，例如：温度过高，发送节点温度调节指令，使节点执行相应的操作，通过生成节点指令也通过数据中间件存储数据库以便查阅。发送指令数据包给节点，主控制器通过SPI操作LoRa射频模块给指定节点发送指令数据包。
上述实施例中实现了当网络情况发生异常，网关无法与服务器进行通信时，此时网关进入网关自主处理程序，将数据进行存储，对敏感异常数据进行检测，发现异常时可以通过蜂鸣器进行报警或者通过LoRa技术将节点动作指令通过数据包发送给节点进行紧急处理，提高了整个农业物联网系统的安全性以及稳定性。
应该理解的是，虽然图2-6的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，图2-6中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些子步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
在一个实施例中，如图7所示，提供了一种基于农业物联网的LoRa网关断网决策装置700，该装置包括：
获取模块701，用于获取基于农业物联网的LoRa网关断网决策请求，请求中包括节点数据包；
第一判断模块702，用于根据请求判断当前LoRa网关的网络情况是否发生异常；
第二判断模块703，用于若当前LoRa网关的网络情况为异常，则LoRa网关分析节点数据包并判断节点数据包中是否存在异常数据；
指令生成模块704，用于若节点数据包中存在异常数据，则根据数据异常类型生成对应的节点指令并将所述节点指令进行存储；
指令发送模块705，用于将节点指定发送至对应的节点以执行相应的操作。
在一个实施例中，如图8所示，提供了一种基于农业物联网的LoRa网关断网决策装置700，该装置还包括数据恢复模块706，用于：
当LoRa网关检测到网络情况从异常变为正常后，则从数据库中查询在断网期间是否存在断网数据；
若存在断网数据，则将断网期间的所有断网数据上报至对应的服务器。
在一个实施例中，第一判断模块702还用于：
通过检测与服务器的数据包交互情况判断当前LoRa网关的网络情况是否发生异常。
在一个实施例中，第一判断模块702还用于：
若当前LoRa网关的网络情况为正常，则直接将节点数据包发送至对应的服务器，由服务器进行数据存储分析并进行相应的处理。
在一个实施例中，第二判断模块703还用于：
LoRa网关分析节点数据包，判断节点数据包中的农业检测数据是否超过阈值；
若农业检测数据超过阈值，则判断节点数据包中存在异常数据，并记录数据异常的类型。
在一个实施例中，指令生成模块704还用于：
若节点数据包中存在异常数据，则根据数据异常的类型自动封装相应的节点操作指定并生成指令数据包；
将指令数据包通过数据中间件存储数据库中；
通过SPI操作LoRa射频模块给指定节点发送指令数据包。
关于基于农业物联网的LoRa网关断网决策装置的具体限定可以参见上文中对于基于农业物联网的LoRa网关断网决策方法的限定，在此不再赘述。
在一个实施例中，提供了一种计算机设备，其内部结构图可以如图9所示。该计算机设备包括通过装置总线连接的处理器、存储器以及网络接口。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作装置、计算机程序和数据库。该内存储器为非易失性存储介质中的操作装置和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的网络接口用于与外部的终端通过网络连接通信。该计算机程序被处理器执行时以实现一种基于农业物联网的LoRa网关断网决策方法。
本领域技术人员可以理解，图9中示出的结构，仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图，并不构成对本申请方案所应用于其上的计算机设备的限定，具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。
在一个实施例中，提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现以上各个方法实施例中的步骤。
在一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现以上各个方法实施例中的步骤。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(RAM)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM以多种形式可得，诸如静态RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据率SDRAM(DDRSDRAM)、增强型SDRAM(ESDRAM)、同步链路(Synchlink)DRAM(SLDRAM)、存储器总线(Rambus)直接RAM(RDRAM)、直接存储器总线动态RAM(DRDRAM)、以及存储器总线动态RAM(RDRAM)等。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种基于农业物联网的LoRa网关断网决策方法，其特征在于，所述方法包括：
获取基于农业物联网的LoRa网关断网决策请求，所述请求中包括节点数据包；
根据所述请求判断当前LoRa网关的网络情况是否发生异常；
若当前LoRa网关的网络情况为异常，则所述LoRa网关分析节点数据包并判断所述节点数据包中是否存在异常数据；
若所述节点数据包中存在异常数据，则根据数据异常类型生成对应的节点指令并将所述节点指令进行存储；
将所述节点指定发送至对应的节点以执行相应的操作。
2.根据权利要求1所述的基于农业物联网的LoRa网关断网决策方法，其特征在于，所述方法还包括：
当所述LoRa网关检测到网络情况从异常变为正常后，则从数据库中查询在断网期间是否存在断网数据；
若存在断网数据，则将断网期间的所有断网数据上报至对应的服务器。
3.根据权利要求1所述的基于农业物联网的LoRa网关断网决策方法，其特征在于，所述根据所述请求判断当前LoRa网关的网络情况是否发生异常的步骤还包括：
通过检测与服务器的数据包交互情况判断当前LoRa网关的网络情况是否发生异常。
4.根据权利要求3所述的基于农业物联网的LoRa网关断网决策方法，其特征在于，在所述根据所述请求判断当前LoRa网关的网络情况是否发生异常的步骤之后还包括：
若当前LoRa网关的网络情况为正常，则直接将所述节点数据包发送至对应的服务器，由所述服务器进行数据存储分析并进行相应的处理。
5.根据权利要求1所述的基于农业物联网的LoRa网关断网决策方法，其特征在于，所述LoRa网关分析节点数据包并判断所述节点数据包中是否存在异常数据的步骤包括：
所述LoRa网关分析节点数据包，判断所述节点数据包中的农业检测数据是否超过阈值；
若所述农业检测数据超过阈值，则判断所述节点数据包中存在异常数据，并记录数据异常的类型。
6.根据权利要求5所述的基于农业物联网的LoRa网关断网决策方法，其特征在于，所述若所述节点数据包中存在异常数据，则根据数据异常类型生成对应的节点指令并将所述节点指令进行存储的步骤还包括：
若所述节点数据包中存在异常数据，则根据数据异常的类型自动封装相应的节点操作指定并生成指令数据包；
将所述指令数据包通过数据中间件存储数据库中；
通过SPI操作LoRa射频模块给指定节点发送所述指令数据包。
7.一种基于农业物联网的LoRa网关断网决策装置，其特征在于，所述装置包括：
获取模块，所述获取模块用于获取基于农业物联网的LoRa网关断网决策请求，所述请求中包括节点数据包；
第一判断模块，所述第一判断模块用于根据所述请求判断当前LoRa网关的网络情况是否发生异常；
第二判断模块，所述第二判断模块用于若当前LoRa网关的网络情况为异常，则所述LoRa网关分析节点数据包并判断所述节点数据包中是否存在异常数据；
指令生成模块，所述指令生成模块用于若所述节点数据包中存在异常数据，则根据数据异常类型生成对应的节点指令并将所述节点指令进行存储；
指令发送模块，所述指令发送模块用于将所述节点指定发送至对应的节点以执行相应的操作。
8.根据权利要求7所述的基于农业物联网的LoRa网关断网决策装置，其特征在于，所述装置还包括数据恢复模块，所述数据恢复模块用于：
当所述LoRa网关检测到网络情况从异常变为正常后，则从数据库中查询在断网期间是否存在断网数据；
若存在断网数据，则将断网期间的所有断网数据上报至对应的服务器。
9.一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至6中任一项所述方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至6中任一项所述的方法的步骤。
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