CN111132260A - 一种多路由自组网的Lora通信方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种多路由自组网的Lora通信方法及系统，包括：向发送信号探测请求的弱节点发送反馈信息，所述反馈信息用于弱节点甄选最佳目标后生成通信请求；提取并保存所述通信请求中的弱节点信息，与所述弱节点建立通信映射；接收具有映射关系的弱节点数据，并将所述数据转发至中心节点。本发明通过建立一种多路由自由组网结构的Lora模块通信网络，提高了Lora模块通信网络的稳定性，避免由于环境因素导致某个Lora模块与中心节点无法建立通信连接，而导致的监控信息丢失问题。

Description

一种多路由自组网的Lora通信方法及系统

技术领域

本发明涉及多路由组网技术领域，具体涉及一种多路由自组网的Lora通信方法及系统。

背景技术

Lora是一种远距离无线通信技术，通过不同模块间的相互连接，自我组网，凭借其强大的传播能力，在无线抄表、安防、工业、农业等方向上的应用越来越广泛。但是在实际使用中，Lora模块的远距离传输通常基于较好的工况条件，比如设备功率足够大，波特率相对较小，且比较空旷的传输路径，但是在实际使用中，却会遇到有较多金属物覆盖，阻挡或者电压不够稳定的情况，导致实际的传输距离在几百米左右，甚至在一些复杂情况下即使缩短了距离也不能保证所有点位都能传输质量。

因此为了在部分复杂恶劣环境下保证Lora组网的传输质量，需要采用对Lora的现有方案进行改进。

发明内容

针对现有技术的上述不足，本发明提供一种多路由自组网的Lora通信方法及系统，以解决上述技术问题。

第一方面，本发明提供一种多路由自组网的Lora通信方法，包括：

向发送信号探测请求的弱节点发送反馈信息，所述反馈信息用于弱节点甄选最佳目标后生成通信请求；

提取并保存所述通信请求中的弱节点信息，与所述弱节点建立通信映射；

接收具有映射关系的弱节点数据，并将所述数据转发至中心节点。

进一步的，弱节点根据反馈信息甄选最佳目标后生成通信请求，包括：

提取接收到的所有反馈信息中的信号强度，所述信号强度为发送反馈信息的中间节点与中心节点的信号强度；

筛选出信号强度最高的反馈信息，提取所述信号强度最高的反馈信息中的中间节点地址信息；

将所述中间节点地址信息存储至本地，并向所述中间节点地址信息发送通信请求。

进一步的，在所述弱节点根据反馈信息甄选最佳目标后生成通信请求前，所述方法还包括：

弱节点确认无法与中心节点建立通信连接，则发送信号探测请求，所述信号探测请求包括弱节点地址信息。

进一步的，所述接收具有映射关系的弱节点数据并将所述数据转发至中心节点，包括：

提取所述弱节点数据的目标地址；

将所述弱节点数据插入数据发送队伍最前位置，优先将所述弱节点数据发送至所述目标地址。

第二方面，本发明提供一种多路由自组网的Lora通信系统，包括：

中心节点和子节点，所述中心节点连接远端服务器；所述子节点包括中间节点和弱节点，所述中间节点与中心节点通信连接，所述若节点与中间节点通信连接；

所述子节点包括信号探测模块和甄选模块，所述信号探测模块用于发送含有所述弱节点地址信息的信号探测请求；所述甄选模块用于根据反馈信息甄选最优中间节点。

进一步的，所述子节点还包括：

广播模块，所述广播模块用于将带有目标地址和源地址的数据包裹发送至建立通信连接的中间节点；

转发模块，所述转发模块用于向中心节点转发弱节点的数据。

进一步的，所述子节点还包括：

通信监控模块，所述通信监控模块用于监控本地与中心节点的通信质量；所述通信监控模块连接所述信号探测模块。

本发明的有益效果在于，所述子节点还包括：

通信监控模块，所述通信监控模块用于监控本地与中心节点的通信质量；所述通信监控模块连接所述信号探测模块。

本发明提供的多路由自组网的Lora通信方法及系统，通过设置中间节点，在弱节点与中心节点通信无法建立后，弱节点通过与中间节点建立通信连接，由中间节点将弱节点的数据转发至中心节点，实现了Lora模块的稳定通信。本发明通过建立一种多路由自由组网结构的Lora模块通信网络，提高了Lora模块通信网络的稳定性，避免由于环境因素导致某个Lora模块与中心节点无法建立通信连接，而导致的监控信息丢失问题。

此外，本发明设计原理可靠，结构简单，具有非常广泛的应用前景。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，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的附图。

图1是本发明一个实施例的方法的示意性流程图。

图2是本发明一个实施例的系统的示意性架构图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将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，都应当属于本发明保护的范围。

下面对本发明中出现的关键术语进行解释。

LoRa就是远距离无线电(Long Range Radio)，它最大特点就是在同样的功耗条件下比其他无线方式传播的距离更远，实现了低功耗和远距离的统一，它在同样的功耗下比传统的无线射频通信距离扩大3-5倍。

图1是本发明一个实施例的方法的示意性流程图。其中，图1执行主体可以为一种多路由自组网的Lora通信系统。

如图1所示，该方法100包括：

步骤110，向发送信号探测请求的弱节点发送反馈信息，所述反馈信息用于弱节点甄选最佳目标后生成通信请求；

步骤120，提取并保存所述通信请求中的弱节点信息，与所述弱节点建立通信映射；

步骤130，接收具有映射关系的弱节点数据，并将所述数据转发至中心节点。

可选地，作为本发明一个实施例，弱节点根据反馈信息甄选最佳目标后生成通信请求，包括：

提取接收到的所有反馈信息中的信号强度，所述信号强度为发送反馈信息的中间节点与中心节点的信号强度；

筛选出信号强度最高的反馈信息，提取所述信号强度最高的反馈信息中的中间节点地址信息；

将所述中间节点地址信息存储至本地，并向所述中间节点地址信息发送通信请求。

可选地，作为本发明一个实施例，在所述弱节点根据反馈信息甄选最佳目标后生成通信请求前，所述方法还包括：

弱节点确认无法与中心节点建立通信连接，则发送信号探测请求，所述信号探测请求包括弱节点地址信息。

可选地，作为本发明一个实施例，所述接收具有映射关系的弱节点数据并将所述数据转发至中心节点，包括：

提取所述弱节点数据的目标地址；

将所述弱节点数据插入数据发送队伍最前位置，优先将所述弱节点数据发送至所述目标地址。

为了便于对本发明的理解，下面以本发明多路由自组网的Lora通信方法的原理，结合实施例中对Lora通信进行组网的过程，对本发明提供的多路由自组网的Lora通信方法做进一步的描述。

具体的，所述多路由自组网的Lora通信方法包括：

若某个子节点确定无法与中心节点建立通信连接(可以通过丢喂狗信号进行判断通信，若对方无回应则判定无法通信)，则该子节点即为弱节点，若节点广播带有本地IP地址的信号探测请求，此时与弱节点距离较近的多个子节点都可以接收到信号探测请求。

接收到信号探测请求的子节点将本地与中间节点的信号强度和本地地址打包生成反馈信息，根据信号探测请求中的弱节点IP地址将反馈信息发送至弱节点。

弱节点接收到多个子节点返回的反馈信息，从所有反馈信息中提取出各子节点与中心节点的信号强度，筛选出信号强度最高的反馈信息，并将筛选出的反馈信息所属子节点作为中间节点。提取中间节点反馈信息中的地址信息，将该地址信息保存至本地通信列表中，向中间节点发送通信请求，通信请求中写入弱节点地址信息。

中间节点接收到通信请求后，将弱节点地址信息保存至本地通信列表，与弱节点建立通信映射关系，并向弱节点返回通信建立成功提示。

弱节点接收到通信建立成功提示后，将本地监控数据打包并写入数据包目标地址和源地址后发送至中间节点。

中间节点接收到弱节点发送的数据包后，根据数据包源地址并非本地地址判断出数据包属于转发数据包，将转发数据包插入数据发送队伍最前，优先将数据包转发至中心节点。

本实施例提供的多路由自组网的Lora通信方法，弱节点并非是固定的，而是一个动态的节点选择，无法与中心节点建立通信连接的子节点都做完弱节点执行上述方法。

如图2示，本实施例提供的多路由自组网的Lora通信系统包括：

中心节点和子节点，所述中心节点连接远端服务器；所述子节点包括中间节点和弱节点，所述中间节点与中心节点通信连接，所述若节点与中间节点通信连接；所述子节点包括信号探测模块和甄选模块，所述信号探测模块用于发送含有所述弱节点地址信息的信号探测请求；所述甄选模块用于根据反馈信息甄选最优中间节点。

可选地，作为本发明一个实施例，所述子节点还包括：

广播模块，所述广播模块用于将带有目标地址和源地址的数据包裹发送至建立通信连接的中间节点；

转发模块，所述转发模块用于向中心节点转发弱节点的数据。

可选地，作为本发明一个实施例，所述子节点还包括：

通信监控模块，所述通信监控模块用于监控本地与中心节点的通信质量；所述通信监控模块连接所述信号探测模块。

尽管通过参考附图并结合优选实施例的方式对本发明进行了详细描述，但本发明并不限于此。在不脱离本发明的精神和实质的前提下，本领域普通技术人员可以对本发明的实施例进行各种等效的修改或替换，而这些修改或替换都应在本发明的涵盖范围内/任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种多路由自组网的Lora通信方法，其特征在于，包括：

向发送信号探测请求的弱节点发送反馈信息，所述反馈信息用于弱节点甄选最佳目标后生成通信请求；

提取并保存所述通信请求中的弱节点信息，与所述弱节点建立通信映射；

接收具有映射关系的弱节点数据，并将所述数据转发至中心节点。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，弱节点根据反馈信息甄选最佳目标后生成通信请求，包括：

提取接收到的所有反馈信息中的信号强度，所述信号强度为发送反馈信息的中间节点与中心节点的信号强度；

筛选出信号强度最高的反馈信息，提取所述信号强度最高的反馈信息中的中间节点地址信息；

将所述中间节点地址信息存储至本地，并向所述中间节点地址信息发送通信请求。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述弱节点根据反馈信息甄选最佳目标后生成通信请求前，所述方法还包括：

弱节点确认无法与中心节点建立通信连接，则发送信号探测请求，所述信号探测请求包括弱节点地址信息。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述接收具有映射关系的弱节点数据并将所述数据转发至中心节点，包括：

提取所述弱节点数据的目标地址；

将所述弱节点数据插入数据发送队伍最前位置，优先将所述弱节点数据发送至所述目标地址。

5.一种多路由自组网的Lora通信系统，其特征在于，包括：

中心节点和子节点，所述中心节点连接远端服务器；所述子节点包括中间节点和弱节点，所述中间节点与中心节点通信连接，所述若节点与中间节点通信连接；

所述子节点包括信号探测模块和甄选模块，所述信号探测模块用于发送含有所述弱节点地址信息的信号探测请求；所述甄选模块用于根据反馈信息甄选最优中间节点。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述子节点还包括：

广播模块，所述广播模块用于将带有目标地址和源地址的数据包裹发送至建立通信连接的中间节点；

转发模块，所述转发模块用于向中心节点转发弱节点的数据。

7.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述子节点还包括：

通信监控模块，所述通信监控模块用于监控本地与中心节点的通信质量；所述通信监控模块连接所述信号探测模块。

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