CN111182487B - 一种数据发送方法、数据接收方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本申请实施例提供了一种数据发送方法、数据接收方法及装置。该数据发送方法包括：获得应用程序层发出的待传输的负载数据；构建携带有所述负载数据和目标配置信息的第一预定协议报文；目标配置信息包括与射频发送相关的配置信息；基于第一预定协议报文，构建携带有负载数据和第一辅助信息的第二预定协议报文；基于第二预定协议报文，对前级设备的物理层芯片进行射频参数配置以及构建携带有负载数据的LoRa物理层协议报文，并将LoRa物理层协议报文发送至物理层芯片，以使得物理层芯片根据所配置的射频参数，在射频链路上发送LoRa物理层协议报文。可见，本方案可以降低数据发送过程中的层级转发时延，从而提高数据的发送效率。

Description

一种数据发送方法、数据接收方法及装置
技术领域
本申请涉及物联网技术领域，特别是涉及一种数据发送方法、数据接收方法及装置。
背景技术
所谓物联网(The Internet of things)是通过射频识别、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网连接起来，进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。其中，LoRa是可用于服务物联网的一种无线传输技术。
现有的LoRa网络包括：LoRa节点、LoRa网关、网络服务器和客户端四个部分。其中，LoRa节点和LoRa网关均为LoRa网络中的前级设备，且LoRa节点和LoRa网关之间的数据通讯为关于LoRa技术的通讯。
发明人发现：现有技术中的LoRa节点和LoRa网关之间传输数据时所采用的层级封装流程较为复杂，导致层级转发时延较高，最终影响数据的传输效率。
发明内容
本申请实施例的目的在于提供一种数据发送方法及装置，以降低数据发送过程中的层级转发时延，从而提高数据的发送效率。另外，本申请实施例还提供了一种数据接收方法及装置，以降低数据接收过程中的层级转发时延，从而提高数据的接收效率。具体技术方案如下：
第一方面，本申请实施例提供了一种数据发送方法，应用于LoRa网络中的前级设备，所述方法包括：
获得应用程序层发出的待传输的负载数据；
构建携带有所述负载数据和目标配置信息的第一预定协议报文；其中，所述目标配置信息包括与射频发送相关的配置信息；
基于所述第一预定协议报文，构建携带有所述负载数据和第一辅助信息的第二预定协议报文；其中，所述第一辅助信息包括根据所述第一预定协议报文中的目标配置信息所确定的信息；
基于所述第二预定协议报文，对所述前级设备的物理层芯片进行射频参数配置以及构建携带有所述负载数据的LoRa物理层协议报文，并将所述LoRa物理层协议报文发送至所述物理层芯片，以使得所述物理层芯片根据所配置的射频参数，在射频链路上发送所述LoRa物理层协议报文。
基于所述第二预定协议报文，对所述前级设备的物理层芯片进行射频参数配置以及构建携带有所述负载数据的LoRa物理层协议报文，包括：
从所述第二预定协议报文所携带的第一辅助信息中提取用于配置射频参数的信息，利用所提取的用于配置射频参数的信息，对所述前级设备的物理层芯片进行射频参数配置；
从所述第二预定协议报文所携带的第一辅助信息中提取用于构建LoRa物理层协议报文的信息，利用所提取的用于构建LoRa物理层协议报文的信息和所述第二预定协议报文所携带的负载数据，构建携带有所述负载数据的LoRa物理层协议报文。可选地，所述目标配置信息包括：
中心频点、无线射频识别RF编号、发送功率、编码率、扩频因子和频宽。
可选地，所述第一辅助信息包括：
所述RF编号、所述发送功率、所述编码率、所述扩频因子、发送频率和调制类型；
其中，所述发送频率为基于所述中心频点和所述频宽所计算的。
第二方面，本申请实施例提供了一种数据接收方法，应用于LoRa网络中的前级设备，所述方法包括：
获得物理层芯片采集到的LoRa物理层协议报文；其中，所述LoRa物理层协议报文中携带负载数据；
以所述LoRa物理层协议报文所携带的负载数据和第二辅助信息作为报文内容，构建第三预定协议报文；其中，所述第二辅助信息包括所述物理层芯片采集所述LoRa物理层协议报文时所依赖的射频参数；
以所述第三预定协议报文中的负载数据和第三辅助信息作为报文内容，构建第四预定协议报文；其中，所述第三辅助信息包括：从所述第三预定协议报文中的第二辅助信息中所提取的内容，以及发送方设备发送所述LoRa物理层协议报文时所依赖的射频参数；
将所述第四预定协议报文上报给应用程序层。
可选地，所述第二辅助信息包括：
信道编号、扩频因子、编码率和平均接收的信号强度指示RSSI。可选地，所述第三辅助信息包括：
所述信道编号、所述扩频因子、所述编码率、所述RSSI、接收频点、无线射频识别RF编号和频宽。
第三方面，本申请实施例提供了一种数据发送装置，应用于LoRa网络中的前级设备，所述装置包括：
数据获得单元，用于获得应用程序层发出的待传输的负载数据；
第一处理单元，用于构建携带有所述负载数据和目标配置信息的第一预定协议报文；其中，所述目标配置信息包括与射频发送相关的配置信息；
第二处理单元，用于基于所述第一预定协议报文，构建携带有所述负载数据和第一辅助信息的第二预定协议报文；其中，所述第一辅助信息包括根据所述第一预定协议报文中的目标配置信息所确定的信息；
第三处理单元，用于基于所述第二预定协议报文，对所述前级设备的物理层芯片进行射频参数配置以及构建携带有所述负载数据的LoRa物理层协议报文，并将所述LoRa物理层协议报文发送至所述物理层芯片，以使得所述物理层芯片根据所配置的射频参数，在射频链路上发送所述LoRa物理层协议报文。
可选地，所述第三处理单元，具体用于：
从所述第二预定协议报文所携带的第一辅助信息中提取用于配置射频参数的信息，利用所提取的用于配置射频参数的信息，对所述前级设备的物理层芯片进行射频参数配置；
从所述第二预定协议报文所携带的第一辅助信息中提取用于构建LoRa物理层协议报文的信息，利用所提取的用于构建LoRa物理层协议报文的信息和所述第二预定协议报文所携带的负载数据，构建携带有所述负载数据的LoRa物理层协议报文；
将所述LoRa物理层协议报文发送至所述物理层芯片，以使得所述物理层芯片根据所配置的射频参数，在射频链路上发送所述LoRa物理层协议报文。第四方面，本申请实施例提供了一种数据接收装置，应用于LoRa网络中的前级设备，所述装置包括：
报文获得单元，用于获得物理层芯片采集到的LoRa物理层协议报文；其中，所述LoRa物理层协议报文中携带负载数据；
第一处理单元，用于以所述LoRa物理层协议报文所携带的负载数据和第二辅助信息作为报文内容，构建第三预定协议报文；其中，所述第二辅助信息包括所述物理层芯片采集所述LoRa物理层协议报文时所依赖的射频参数；
第二处理单元，用于以所述第三预定协议报文中的负载数据和第三辅助信息作为报文内容，构建第四预定协议报文；其中，所述第三辅助信息包括：从所述第三预定协议报文中的第二辅助信息中所提取的内容，以及发送方设备发送所述LoRa物理层协议报文时所依赖的射频参数；
第三处理单元，用于将所述第四预定协议报文上报给应用程序层。
第五方面，本申请实施例提供了一种电子设备，所述电子设备为LoRa网络中的前级设备，包括处理器、通信接口、存储器和通信总线，其中，处理器，通信接口，存储器通过通信总线完成相互间的通信；
存储器，用于存放计算机程序；
处理器，用于执行存储器上所存放的程序时，实现本申请实施例所提供的一种数据发送方法的步骤。
第六方面，本申请实施例提供了一种电子设备，所述电子设备为LoRa网络中的前级设备，包括处理器、通信接口、存储器和通信总线，其中，处理器，通信接口，存储器通过通信总线完成相互间的通信；
存储器，用于存放计算机程序；
处理器，用于执行存储器上所存放的程序时，实现本申请实施例所提供的一种数据接收方法的步骤。
本申请实施例所提供的一种数据发送方法中，LoRa网络中的前级设备，即LoRa节点或LoRa网关，在发送负载数据时，依次将负载数据封装为第一预定协议报文、第二预定协议报文和LoRa物理层协议报文，并且，基于第二预定协议报文来对物理层芯片进行射频参数配置，进而将LoRa物理层协议报文发送至物理层芯片，以使得该物理层芯片根据所配置的射频参数，在射频链路上发送该LoRa物理层协议报文。可见，本方案通过设定的三层协议，对负载数据进行三层封装，封装流程较为简单，因此，可以降低数据发送过程中的层级转发时延，从而提高数据的发送效率。
另外，本申请实施例提供了一种数据接收方法中，LoRa网络中的前级设备，即LoRa节点或LoRa网关，获得物理层芯片采集到的LoRa物理层协议报文后，以LoRa物理层协议报文所携带的负载数据和第二辅助信息作为报文内容，构建第三预定协议报文，该第二辅助信息包括该物理层芯片采集LoRa物理层协议报文时所依赖的射频参数；进而，以第三预定协议报文中的负载数据和第三辅助信息作为报文内容，构建第四预定协议报文并上报给应用程序层，该第三辅助信息包括：从该第三预定协议报文中的第二辅助信息中所提取的内容，以及发送方设备发送该LoRa物理层协议报文时所依赖的射频参数。可见，本方案通过设定的三层协议，将负载数据封装为应用程序层待处理的报文，封装流程较为简单，因此，可以降低数据接收过程中的层级转发时延，从而提高数据的接收效率。
当然，实施本申请的任一产品或方法必不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
为了更清楚地说明本申请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，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，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的附图。
图1(a)为LoRa网络的结构示意图；
图1(b)为节点设备的硬件连接示意图；
图2为本申请实施例所提供的一种数据发送方法的流程图；
图3为本申请实施例所提供的三层传输模型的示意图；
图4为本申请实施例所提供的一种数据接收方法的流程图；
图5为本申请实施例所提供的一种数据发送装置的结构示意图；
图6为本申请实施例所提供的一种数据接收装置的结构示意图；
图7为本申请实施例所提供的一种电子设备的结构示意图；
图8为本申请实施例所提供的一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，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。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。
为了方便理解方案，首先对LoRa网络的网络组成进行介绍。
如图1(a)所示，LoRa网络可以包括：LoRa节点、LoRa网关、网络服务器和客户端四个部分，其中，LoRa节点和LoRa网关均为LoRa网络中的前级设备。其中，LoRa网关的硬件的一种示例性的连接示意图可以参见图1(b)，其中，LoRa网关中的CPU(Central ProcessingUnit，中央处理器)通过spi(Serial Peripheral Interface，串行外设接口)总线与物理层芯片PHY相连接，PHY通过spi总线与至少两个RF(RadioFrequency，无线射频识别)芯片相连接。需要说明的是，LoRa节点的硬件的连接方式与LoRa网关的硬件的连接方式类似，区别在于，LoRa节点的RF芯片的数量可以少于LoRa网关的RF芯片的数量。并且，图1(b)所示的硬件连接示意图仅仅作为示例性说明，并不应该构成对本申请实施例的限定。
具体的，LoRa网络所包括的各个部分的功能如下：
LoRa节点与传感器连接，用于采集传感器数据，并采用LoRa物理层协议将传感器数据上报至LoRa网关；另外，LoRa节点还可以接收LoRa网关通过LoRa物理层协议下发的数据。
LoRa网关将LoRa节点上报的传感器数据发送给网络服务器，此时完成传感器数据从LoRa方式到网络方式的转换，其中，LoRa网关并不对数据做处理，只是负责将数据打包封装，转发至有线网络或无线网络，最终传输给网络服务器；另外，LoRa网关还可以通过LoRa物理层协议向LoRa节点下发数据。
网络服务器可以对所接收到的传感器数据进行数据管理，具体包括：对传感器数据存储、汇总、报警分析以及数据输出等等。其中，所述的数据输出可以包括如下的一种或多种输出方式：
在网络服务器本地输出传感器数据或报警提示、通过远程客户端输出传感器数据或报警提示、通过与网络服务器相连接的显示设备输出传感器数据或报警提示，以及通过与远程客户端相连接的显示设备输出传感器数据或报警提示。其中，该客户端可以为APP或网页客户端。
另外，网络服务器还可以进行设备管理，具体包括：节点入网鉴权管理、网关最佳路由策略处理等。
下面以利用LoRa网络实现农场的土壤湿度检测作为具体应用实例，来介绍LoRa网络所包括的四个部分的功能：
(1)传感器采集土壤湿度数据，并将土壤湿度数据发送至LoRa节点；
(2)LoRa节点接收传感器上报的土壤湿度数据，并将该土壤湿度数据通过LoRa方式发送至LoRa网关；
(3)LoRa网关将接收到的土壤湿度数据发送给网络服务器；
(4)网络服务器将土壤湿度数据发送至客户端，进而，用户通过客户端可以查看土壤湿度数据，从而了解到农场的土壤湿度。
第一方面，为了解决现有技术问题，本申请实施例提供了一种数据发送方法，以降低数据发送过程中的层级转发时延，从而提高数据的发送效率。
需要说明的是，本申请实施例所提供的数据发送方法可以应用于LoRa网络中的前级设备，该前级设备可以为LoRa节点或LoRa网关。可以理解的是，当前级设备为LoRa节点时，数据的发送方设备为该LoRa节点，数据的目的方设备为LoRa网关；而当前级设备为LoRa网关时，数据的发送方设备为该LoRa网关，数据的目的方设备为LoRa节点。
如图2所示，本申请实施例提供了一种数据发送方法，可以包括如下步骤：
S201，获得应用程序层发出的待传输的负载数据；
其中，应用程序层发出待传输的负载数据后，该节点设备可以获得该应用程序层发出的待传输的负载数据，进而对该待传输的负载数据进行后续处理。
可以理解的是，当该前级设备为LoRa节点时，该应用程序层发出的待传输的负载数据可以为：应用程序层获得的传感器所采集的数据。而当该前级设备为LoRa网关时，该应用程序层发出的待传输的负载数据可以为：应用程序层获得网络服务器下发的数据，或者，基于用户操作所生成的数据。
S202，构建携带有该负载数据和目标配置信息的第一预定协议报文；其中，该目标配置信息包括与射频发送相关的配置信息；
在获得该负载数据后，需要对该负载数据进行封装，从而通过物理层芯片发出到目的方设备。具体的，该前级设备在获得该负载数据后，可以构建携带有该负载数据和目标配置信息的第一预定协议报文。其中，目标配置信息可以为通过人工方式所配置的信息，或者，通过系统自动配置方式所配置的信息，这都是合理的。需要说明的是，目标配置信息所包括的信息之间可能会绑定关联，即信息之间相互影响。
可选地，在一种实现方式中，该目标配置信息可以包括：中心频点、无线射频识别RF编号、发送功率、编码率、扩频因子和频宽。需要说明的是，在具体应用时，该目标配置信息还可以包括其他信息，例如：发送模式、时间戳、信号翻转、CRC(Cyclical RedundancyCheck，循环冗余码校验)值、负载长度和前导码长度中的一种或多种，当然并不局限于此。
为了便于方案理解，下面对目标配置信息可以包括的各个信息进行介绍：
该发送模式可以为立即发送、定时发送或基于GPS(Global Positioning System，全球定位系统)的同步发送等等，并且，该发送模式为物理层芯片所支持的模式，也就是发送模式受限于物理层芯片的硬件性能。该中心频点可以为400MHZ～510MHZ频段范围内的频率，当然并不局限于此。该时间戳为对该第一预定协议报文进行再次封装的时间。该RF编号为传输该负载数据的RF芯片的编号。发送功率为RF芯片传输数据时所采用的功率。信号翻转为用于对射频的I/Q信号是否做相位翻转设定的字段，其中，I/Q信号可以是模拟的也可以是数字的，并且，I的英文全称是in-phase，表示同相；Q的英文全称是quadrature，表示正交，与I相位差90度。CRC值用于负载数据校验及确认。编码率为物理层芯片传输报文的编码速率。扩频因子可以为sf[0～7]中的数据，用于表示数据速率，即每秒钟传输多少bit位，其中，sf0～sf7分别代表不同的数据速率。负载长度为负载数据的字符长度。频宽可以为125KHZ、250KHZ或500KHZ等，具体采用何种带宽依赖于射频调制解调。前导码长度为前导码的长度。
可以理解的是，所谓前导码，其和负载数据是一起发送至目的方设备，目的方设备如果判断出该前导码是自身已知的前导码，则保留该报文，否则，会丢弃该报文。并且，前导码的默认长度为12个符号长度。
S203，基于该第一预定协议报文，构建携带有该负载数据和第一辅助信息的第二预定协议报文；其中，该第一辅助信息包括根据该第一预定协议报文中的目标配置信息所确定的信息；
在构建完成第一预定协议报文后，可以对该第一预定协议报文进行封装，即基于该第一预定协议报文，构建携带有该负载数据和第一辅助信息的第二预定协议报文。
在上述的目标配置信息包括：中心频点、无线射频识别RF编号、发送功率、编码率、扩频因子和频宽的前提下，相应的，该第一辅助信息可以包括：RF编号、发送功率、编码率、扩频因子、发送频率和调制类型；其中，发送频率为基于中心频点和频宽所计算的。需要说明的是，在具体应用中，该第一辅助信息还可以包括其他信息，例如：发送时间、CRC使能标记、负载长度、隐式报文标记、频宽和前导码长度中的一种或多种，该一种或多种信息可以为根据目标配置信息所确定的，当然并不局限于此。其中，该调制类型可以为LoRa调制或FSK(Frequency-shiftkeying，频率偏移调变)调制。其中，CRC使能标记用于标记是否进行CRC校验。隐式报文标记用于表明是否隐藏发送。其中，该发送频率为基于中心频点和频宽所计算的，具体的，发送频率＝中心频率+|BW|，其中，BW代表频宽。其中，该发送时间为基于该时间戳计算得到的。
S204，基于该第二预定协议报文，对该前级设备的物理层芯片进行射频参数配置以及构建携带有该负载数据的LoRa物理层协议报文，并将该LoRa物理层协议报文发送至该物理层芯片，以使得该物理层芯片根据所配置的射频参数，在射频链路上发送该LoRa物理层协议报文。
在封装得到该第二预定协议报文后，为了通过物理层芯片发送该负载数据，可以基于该第二预定协议报文所携带的第一辅助信息中的相关射频信息，对该前级设备的物理层芯片进行射频参数配置，以使得物理层芯片基于所配置的射频参数来发出负载数据；并且，可以基于该第二预定协议报文所携带的负载数据和第一辅助信息，来生成LoRa物理层协议报文，进而将该LoRa物理层协议报文发送至该物理层芯片，以使得该物理层芯片根据所配置的射频参数，在射频链路上发送该LoRa物理层协议报文。
其中，所述基于该第二预定协议报文，对该前级设备的物理层芯片进行射频参数配置以及构建携带有所述负载数据的LoRa物理层协议报文，可以包括：
从该第二预定协议报文所携带的第一辅助信息中提取用于配置射频参数的信息，利用所提取的用于配置射频参数的信息，对该前级设备的物理层芯片进行射频参数配置；
从该第二预定协议报文所携带的第一辅助信息中提取用于构建LoRa物理层协议报文的信息，利用所提取的用于构建LoRa物理层协议报文的信息和该第二预定协议报文所携带的负载数据，构建携带有该负载数据的LoRa物理层协议报文。其中，在该第一辅助信息包括RF编号、发送功率、编码率、扩频因子、发送频率和调制类型的前提下，对物理层芯片所配置的射频参数可以包括：发送频率、RF编号、调制类型、发送功率、编码率和扩频因子。需要说明的是，在具体应用中，在第一辅助信息包含其他辅助信息的前提下，对物理层芯片所配置的射频参数还可以包括其他信息。
其中，该LoRa物理层协议报文为符合现有技术中的LoRa物理层协议的报文。需要强调的是，该第一预定协议报文和第二预定协议报文为符合本申请实施例所提供的私有报文协议的报文。
本申请实施例所提供的一种数据发送方法中，LoRa网络中的前级设备，即LoRa节点或LoRa网关，在发送负载数据时，依次将负载数据封装为第一预定协议报文、第二预定协议报文和LoRa物理层协议报文，并且，基于第二预定协议报文来对物理层芯片进行射频参数配置，进而将LoRa物理层协议报文发送至物理层芯片，以使得该物理层芯片根据所配置的射频参数，在射频链路上发送该LoRa物理层协议报文。可见，本方案通过设定的三层协议，对负载数据进行三层封装，封装流程较为简单，因此，可以降低数据发送过程中的层级转发时延，从而提高数据的发送效率。
为了方案清楚，下面结合具体实施例来对本申请实施例所提供的数据发送方法进行介绍。该具体实施例中，前级设备可以为LoRa网关或者LoRa节点，并且，将该数据发送流程按照逻辑从上至下可以分为：传输层、驱动层和物理层，如图4所示。
具体的，本申请实施例所提供的一种数据发送方法，可以包括：
(1)前级设备内的传输层获得应用程序层发出的待传输的负载数据，构建携带有该负载数据和目标配置信息的第一预定协议报文；其中，该目标配置信息包括与射频发送相关的配置信息；
(2)前级设备传输层将第一预定协议报文下发至前级设备内的驱动层；
(3)前级设备内的驱动层在获得第一预定协议报文后，基于该第一预定协议报文，构建携带有该负载数据和第一辅助信息的第二预定协议报文；
其中，该第一辅助信息包括根据该第一预定协议报文中的目标配置信息所确定的信息。
(4)前级设备内的驱动层将该第二预定协议报文下发至前级设备内的物理层；
(5)前级设备内的物理层在获得该第二预定协议报文后，基于该第二预定协议报文，对该前级设备的物理层芯片进行射频参数配置以及构建携带有该负载数据的LoRa物理层协议报文，并将该LoRa物理层协议报文发送至该物理层芯片，以使得该物理层芯片根据所配置的射频参数，在射频链路上发送该LoRa物理层协议报文。
第二方面，基于上述第一方面所提供的一种数据发送方法，为了解决现有技术问题，本申请实施例提供了一种数据接收方法，以降低数据接收过程中的层级转发时延，从而提高数据的接收效率。
需要说明的是，本申请实施例所提供的数据接收方法可以应用于LoRa网络中的前级设备，该前级设备可以为LoRa节点或LoRa网关。可以理解的是，当前级设备为LoRa节点时，数据的发送方设备为该LoRa网关，数据的目的方设备为LoRa节点；而当前级设备为LoRa网关时，数据的发送方设备为该LoRa节点，数据的目的方设备为LoRa网关。
如图4所示，本申请实施例所提供的一种数据接收方法，可以包括如下步骤：
S401，获得物理层芯片采集到的LoRa物理层协议报文；
其中，该前级设备中的物理层芯片可以通过RF芯片来采集LoRa物理层协议报文，进而该前级设备获得物理层芯片采集到的LoRa物理层协议报文，并执行后续的处理。其中，该LoRa物理层协议报文中携带负载数据。其中，该LoRa物理层协议报文为符合现有技术中的LoRa物理层协议的报文。
S402，以该LoRa物理层协议报文所携带的负载数据和第二辅助信息作为报文内容，构建第三预定协议报文；
其中，该第二辅助信息包括该物理层芯片采集该LoRa物理层协议报文时所依赖的射频参数。
在获得LoRa物理层协议报文后，为了向应用程序层传输该负载数据，可以利用该LoRa物理层协议报文所携带的负载数据以及第二辅助信息，来构建第三预定协议报文。可以理解的是，该物理层芯片采集该LoRa物理层协议报文时所依赖的射频参数可以从该物理层芯片中提取得到。
具体的，该第二辅助信息可以包括：
信道编号、扩频因子、编码率和平均RSSI(Received Signal StrengthIndication，接收的信号强度指示)。可以理解的是，在具体应用中，该第二辅助信息还可以包括其他信息，例如：CRC使能标记、平均SNR(Signal-to-noise ratio，信噪比)、最小SNR、最大SNR、时间戳、调试解调器的ID、接收最大峰值位置和交叉信噪比中的一种或多种，当然并不局限于此。为了便于方案清楚，下面对第二辅助信息包括的内容进行介绍：
信道编号：用于传输信号的信道的编号。其中，对于一个频率范围而言，按照频带宽度对该频率范围进行划分，可以得到多个信道，现有的LoRa调制解调模式将该多个信道的编号划分为IF0～IF7。扩频因子：数据传输速率，其中，通过sf0～sf7来表征不同的数据传输速率。编码率：物理层芯片接收报文的编码速率。CRC使能标记：是否有数据CRC校验开启。平均SNR：计算得到的多个信噪比的平均值。最大SNR：计算得到的多个信噪比中的最大值。最小SNR：计算得到的多个信噪比中的最小值。平均RSSI：接收的信号强度指示的平均值。调试解调器的ID：接收LoRa物理层协议报文的RF的编号。CRC值：负载数据校验及确认，如果CRC使能未开启，此值无意义。接收最大峰值位置：表示物理层芯片中的FIFO(First InFirst Out，先进先出)数据缓存器的门限值；交叉信噪比：从物理层芯片中的FIFO数据缓存器中提取的特定的参数。
S403，以该第三预定协议报文中的负载数据和第三辅助信息作为报文内容，构建第四预定协议报文；
其中，该第三辅助信息包括：从该第三预定协议报文中的第二辅助信息中所提取的内容，以及发送方设备发送该LoRa物理层协议报文时所依赖的射频参数。
在得到第三预定协议报文后，可以利用该第三预定协议报文中的负载数据和第二辅助信息，以及发送方设备发送该LoRa物理层协议报文时所依赖的射频参数，来构建第四预定协议报文。需要说明的是，用于构建第四预定协议报文的、发送方设备发送该LoRa物理层协议报文时所依赖的射频参数可以基于该第二辅助信息中的信道编号所确定，具体的，可以根据现有的关于信道编号与射频参数的对应关系，来确定用于构建第四预定协议报文的、发送方设备发送该LoRa物理层协议报文时所依赖的射频参数。
在所述第二辅助信息包括：信道编号、扩频因子、编码率和平均接收的信号强度指示RSSI的前提下，该第三辅助信息可以包括：信道编号、扩频因子、编码率、RSSI、接收频点、无线射频识别RF编号和频宽。需要说明的是，该第三辅助信息还可以包括其他信息，例如：CRC使能标记、平均信噪比SNR、最小SNR、最大SNR、时间戳、CRC值、RF编号、CRC状态信息和负载长度中的一种或多种，当然并不局限于此。
其中，CRC状态信息用于表示负载数据校验是否正确。
需要强调的是，该第三预定协议报文和第四预定协议报文为符合本申请实施例所提供的私有报文协议的报文。
S404，将该第四预定协议报文上报给应用程序层。
在得到第四预定协议报文后，可以将该第四预定协议报文上报给应用程序层，进而由应用程序层对该第四预定协议报文进行后续处理。当该前级设备为LoRa网关，该应用程序层可以将该第四预定协议报文转发至网络服务器，进而由该网络服务器对该第四预定协议报文进行后续处理，例如：负载数据提取处理；而当该前级设备为LoRa节点时，该应用程序层可以将该第四预定协议报文进行负载数据提取处理，当然并不局限于此。
本申请实施例提供了一种数据接收方法中，LoRa网络中的前级设备，即LoRa节点或LoRa网关，获得物理层芯片采集到的LoRa物理层协议报文后，以LoRa物理层协议报文所携带的负载数据和第二辅助信息作为报文内容，构建第三预定协议报文，该第二辅助信息包括该物理层芯片采集LoRa物理层协议报文时所依赖的射频参数；进而，以第三预定协议报文中的负载数据和第三辅助信息作为报文内容，构建第四预定协议报文并上报给应用程序层，该第三辅助信息包括：从该第三预定协议报文中的第二辅助信息中所提取的内容，以及发送方设备发送该LoRa物理层协议报文时所依赖的射频参数。可见，本方案通过设定的三层协议，将负载数据封装为应用程序层待处理的报文，封装流程较为简单，因此，可以降低数据接收过程中的层级转发时延，从而提高数据的接收效率。
为了方案清楚，下面结合具体实施例来对本申请实施例所提供的数据接收方法进行介绍。该具体实施例中，前级设备为LoRa网关或LoRa节点，并且，将该数据接收流程按照逻辑从上至下可以分为：传输层、驱动层和物理层，如图3所示。
具体的，本申请实施例所提供的一种数据接收方法，可以包括：
(1)前级设备内的物理层获得物理层芯片采集到的LoRa物理层协议报文，上报给LoRa网关内的驱动层；
(2)前级设备内的驱动层以该LoRa物理层协议报文所携带的负载数据和第二辅助信息作为报文内容，构建第三预定协议报文，并将该第三预定协议报文上报给传输层；
其中，该第二辅助信息包括该物理层芯片采集该LoRa物理层协议报文时所依赖的射频参数。
(4)前级设备内的传输层以该第三预定协议报文中的负载数据和第三辅助信息作为报文内容，构建第四预定协议报文，并上报给应用程序层；
其中，该第三辅助信息包括：从该第三预定协议报文中的第二辅助信息中所提取的内容，以及发送方设备发送所述LoRa物理层协议报文时所依赖的射频参数。
第三方面，基于上述第一方面所提供的一种数据发送方法，本申请实施例提供了一种数据发送装置，应用于LoRa网络中的前级设备，所述前级设备为LoRa节点或LoRa网关。如图5所示，该数据发送装置可以包括：
数据获得单元510，用于获得应用程序层发出的待传输的负载数据；
第一处理单元520，用于构建携带有所述负载数据和目标配置信息的第一预定协议报文；其中，所述目标配置信息包括与射频发送相关的配置信息；
第二处理单元530，用于基于所述第一预定协议报文，构建携带有所述负载数据和第一辅助信息的第二预定协议报文；其中，所述第一辅助信息包括根据所述第一预定协议报文中的目标配置信息所确定的信息；
第三处理单元540，用于基于所述第二预定协议报文，对所述前级设备的物理层芯片进行射频参数配置以及构建携带有所述负载数据的LoRa物理层协议报文，并将所述LoRa物理层协议报文发送至所述物理层芯片，以使得所述物理层芯片根据所配置的射频参数，在射频链路上发送所述LoRa物理层协议报文。
本申请实施例所提供的一种数据发送装置，在发送负载数据时，依次将负载数据封装为第一预定协议报文、第二预定协议报文和LoRa物理层协议报文，并且，基于第二预定协议报文来对物理层芯片进行射频参数配置，进而将LoRa物理层协议报文发送至物理层芯片，以使得该物理层芯片根据所配置的射频参数，在射频链路上发送该LoRa物理层协议报文。可见，本方案通过设定的三层协议，对负载数据进行三层封装，封装流程较为简单，因此，可以降低数据发送过程中的层级转发时延，从而提高数据的发送效率。
可选地，所述第三处理单元530，具体用于：
从所述第二预定协议报文所携带的第一辅助信息中提取用于配置射频参数的信息，利用所提取的用于配置射频参数的信息，对所述前级设备的物理层芯片进行射频参数配置；
从所述第二预定协议报文所携带的第一辅助信息中提取用于构建LoRa物理层协议报文的信息，利用所提取的用于构建LoRa物理层协议报文的信息和所述第二预定协议报文所携带的负载数据，构建携带有所述负载数据的LoRa物理层协议报文；
将所述LoRa物理层协议报文发送至所述物理层芯片，以使得所述物理层芯片根据所配置的射频参数，在射频链路上发送所述LoRa物理层协议报文。
可选地，所述目标配置信息包括：
中心频点、无线射频识别RF编号、发送功率、编码率、扩频因子和频宽。
可选地，所述第一辅助信息包括：
所述RF编号、所述发送功率、所述编码率、所述扩频因子、发送频率和调制类型；
其中，所述发送频率为基于所述中心频点和所述频宽所计算的。
第四方面，基于上述的第二方面所提供的数据接收方法，本申请实施例还提供了一种数据接收装置，应用于LoRa网络中的前级设备，所述前级设备为LoRa节点或LoRa网关。如图6所示，该数据接收装置可以包括：
报文获得单元610，用于获得物理层芯片采集到的LoRa物理层协议报文；其中，所述LoRa物理层协议报文中携带负载数据；
第一处理单元620，用于以所述LoRa物理层协议报文所携带的负载数据和第二辅助信息作为报文内容，构建第三预定协议报文；其中，所述第二辅助信息包括所述物理层芯片采集所述LoRa物理层协议报文时所依赖的射频参数；
第二处理单元630，用于以所述第三预定协议报文中的负载数据和第三辅助信息作为报文内容，构建第四预定协议报文；其中，所述第三辅助信息包括：从所述第三预定协议报文中的第二辅助信息中所提取的内容，以及发送方设备发送所述LoRa物理层协议报文时所依赖的射频参数；
第三处理单元640，用于将所述第四预定协议报文上报给应用程序层。
本申请实施例提供了一种数据接收装置，获得物理层芯片采集到的LoRa物理层协议报文后，以LoRa物理层协议报文所携带的负载数据和第二辅助信息作为报文内容，构建第三预定协议报文，该第二辅助信息包括该物理层芯片采集LoRa物理层协议报文时所依赖的射频参数；进而，以第三预定协议报文中的负载数据和第三辅助信息作为报文内容，构建第四预定协议报文并上报给应用程序层，该第三辅助信息包括：从该第三预定协议报文中的第二辅助信息中所提取的内容，以及发送方设备发送该LoRa物理层协议报文时所依赖的射频参数。可见，本方案通过设定的三层协议，将负载数据封装为应用程序层待处理的报文，封装流程较为简单，因此，可以降低数据接收过程中的层级转发时延，从而提高数据的接收效率。
可选地，所述第二辅助信息包括：
信道编号、扩频因子、编码率和平均接收的信号强度指示RSSI。
可选地，所述第三辅助信息包括：
所述信道编号、所述扩频因子、所述编码率、所述RSSI、接收频点、无线射频识别RF编号和频宽。
第五方面，基于上述第一方面所提供的一种数据发送方法，本申请实施例还提供了一种电子设备，所述电子设备为LoRa网络中的前级设备，所述前级设备为LoRa节点或LoRa网关，如图7所示，该电子设备包括处理器701、通信接口702、存储器703和通信总线704，其中，处理器701，通信接口702，存储器703通过通信总线704完成相互间的通信，
存储器703，用于存放计算机程序；
处理器701，用于执行存储器703上所存放的程序时，实现本申请实施例所提供的一种数据发送方法。
上述电子设备提到的通信总线可以是外设部件互连标准(Peripheral ComponentInterconnect，PCI)总线或扩展工业标准结构(Extended Industry StandardArchitecture，EISA)总线等。该通信总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。
通信接口用于上述电子设备与其他设备之间的通信。
存储器可以包括随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)，也可以包括非易失性存储器(Non-Volatile Memory，NVM)，例如至少一个磁盘存储器。可选的，存储器还可以是至少一个位于远离前述处理器的存储装置。
上述的处理器可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，CPU)、网络处理器(Network Processor，NP)等；还可以是数字信号处理器(Digital SignalProcessing，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。
第六方面，基于上述第二方面所提供的一种数据接收方法，本申请实施例还提供了一种电子设备，所述电子设备为LoRa网络中的前级设备，所述前级设备为LoRa节点或LoRa网关，如图8所示，该电子设备包括处理器801、通信接口802、存储器803和通信总线804，其中，处理器801，通信接口802，存储器803通过通信总线804完成相互间的通信，
存储器803，用于存放计算机程序；
处理器801，用于执行存储器803上所存放的程序时，实现本申请实施例所提供的一种数据接收方法。
上述电子设备提到的通信总线可以是外设部件互连标准(Peripheral ComponentInterconnect，PCI)总线或扩展工业标准结构(Extended Industry StandardArchitecture，EISA)总线等。该通信总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。
通信接口用于上述电子设备与其他设备之间的通信。
存储器可以包括随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)，也可以包括非易失性存储器(Non-Volatile Memory，NVM)，例如至少一个磁盘存储器。可选的，存储器还可以是至少一个位于远离前述处理器的存储装置。
上述的处理器可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，CPU)、网络处理器(Network Processor，NP)等；还可以是数字信号处理器(Digital SignalProcessing，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。
第七方面，基于上述第一方面所提供的一种数据发送方法，本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质内存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现本申请实施例第一方面所提供的一种数据发送方法。
第八方面，基于上述第二方面所提供的一种数据接收方法，本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质内存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现本申请实施例第二方面所提供的一种数据接收方法。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
本说明书中的各个实施例均采用相关的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并非用于限定本申请的保护范围。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，均包含在本申请的保护范围内。

Claims (11)

1.一种数据发送方法，其特征在于，应用于LoRa网络中的前级设备，所述方法包括：
获得应用程序层发出的待传输的负载数据；
构建携带有所述负载数据和目标配置信息的第一预定协议报文；其中，所述目标配置信息包括中心频点、无线射频识别RF编号、发送功率、编码率、扩频因子和频宽；
基于所述第一预定协议报文，构建携带有所述负载数据和第一辅助信息的第二预定协议报文；其中，所述第一辅助信息包括根据所述第一预定协议报文中的目标配置信息所确定的RF编号、发送功率、编码率、扩频因子、发送频率和调制类型；
基于所述第二预定协议报文，对所述前级设备的物理层芯片进行射频参数配置以及构建携带有所述负载数据的LoRa物理层协议报文，并将所述LoRa物理层协议报文发送至所述物理层芯片，以使得所述物理层芯片根据所配置的射频参数，在射频链路上发送所述LoRa物理层协议报文。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于所述第二预定协议报文，对所述前级设备的物理层芯片进行射频参数配置以及构建携带有所述负载数据的LoRa物理层协议报文，包括：
从所述第二预定协议报文所携带的第一辅助信息中提取用于配置射频参数的信息，利用所提取的用于配置射频参数的信息，对所述前级设备的物理层芯片进行射频参数配置；
从所述第二预定协议报文所携带的第一辅助信息中提取用于构建LoRa物理层协议报文的信息，利用所提取的用于构建LoRa物理层协议报文的信息和所述第二预定协议报文所携带的负载数据，构建携带有所述负载数据的LoRa物理层协议报文。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述发送频率为基于所述中心频点和所述频宽所计算的。
4.一种数据接收方法，其特征在于，应用于LoRa网络中的前级设备，所述方法包括：
获得物理层芯片采集到的LoRa物理层协议报文；其中，所述LoRa物理层协议报文中携带负载数据；
以所述LoRa物理层协议报文所携带的负载数据和第二辅助信息作为报文内容，构建第三预定协议报文；其中，所述第二辅助信息包括所述物理层芯片采集所述LoRa物理层协议报文时所依赖的射频参数；
以所述第三预定协议报文中的负载数据和第三辅助信息作为报文内容，构建第四预定协议报文；其中，所述第三辅助信息包括：从所述第三预定协议报文中的第二辅助信息中所提取的内容，以及发送方设备发送所述LoRa物理层协议报文时所依赖的射频参数；
将所述第四预定协议报文上报给应用程序层；
其中，所述LoRa物理层协议报文由发送方设备的物理层芯片根据配置的射频参数，从射频链路上发送而来的；所述LoRa物理层协议报文由所述发送方设备通过以下方式构建得到：
获得所述发送方设备应用程序层发出的待传输的负载数据；构建携带有所述负载数据和目标配置信息的第一预定协议报文，其中，所述目标配置信息包括中心频点、无线射频识别RF编号、发送功率、编码率、扩频因子和频宽；
基于所述第一预定协议报文，构建携带有所述负载数据和第一辅助信息的第二预定协议报文，其中，所述第一辅助信息包括根据所述第一预定协议报文中的目标配置信息所确定的RF编号、发送功率、编码率、扩频因子、发送频率和调制类型；
基于所述第二预定协议报文，对所述发送方设备的物理层芯片进行射频参数配置以及构建携带有所述负载数据的LoRa物理层协议报文，并将所述LoRa物理层协议报文发送至所述发送方设备的物理层芯片。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述第二辅助信息包括：
信道编号、扩频因子、编码率和平均接收的信号强度指示RSSI。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述第三辅助信息包括：
所述信道编号、所述扩频因子、所述编码率、所述RSSI、接收频点、无线射频识别RF编号和频宽。
7.一种数据发送装置，其特征在于，应用于LoRa网络中的前级设备，所述装置包括：
数据获得单元，用于获得应用程序层发出的待传输的负载数据；
第一处理单元，用于构建携带有所述负载数据和目标配置信息的第一预定协议报文；其中，所述目标配置信息包括中心频点、无线射频识别RF编号、发送功率、编码率、扩频因子和频宽；
第二处理单元，用于基于所述第一预定协议报文，构建携带有所述负载数据和第一辅助信息的第二预定协议报文；其中，所述第一辅助信息包括根据所述第一预定协议报文中的目标配置信息所确定的RF编号、发送功率、编码率、扩频因子、发送频率和调制类型；
第三处理单元，用于基于所述第二预定协议报文，对所述前级设备的物理层芯片进行射频参数配置以及构建携带有所述负载数据的LoRa物理层协议报文，并将所述LoRa物理层协议报文发送至所述物理层芯片，以使得所述物理层芯片根据所配置的射频参数，在射频链路上发送所述LoRa物理层协议报文。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述第三处理单元，具体用于：
从所述第二预定协议报文所携带的第一辅助信息中提取用于配置射频参数的信息，利用所提取的用于配置射频参数的信息，对所述前级设备的物理层芯片进行射频参数配置；
从所述第二预定协议报文所携带的第一辅助信息中提取用于构建LoRa物理层协议报文的信息，利用所提取的用于构建LoRa物理层协议报文的信息和所述第二预定协议报文所携带的负载数据，构建携带有所述负载数据的LoRa物理层协议报文；
将所述LoRa物理层协议报文发送至所述物理层芯片，以使得所述物理层芯片根据所配置的射频参数，在射频链路上发送所述LoRa物理层协议报文。
9.一种数据接收装置，其特征在于，应用于LoRa网络中的前级设备，所述装置包括：
报文获得单元，用于获得物理层芯片采集到的LoRa物理层协议报文；其中，所述LoRa物理层协议报文中携带负载数据；
第一处理单元，用于以所述LoRa物理层协议报文所携带的负载数据和第二辅助信息作为报文内容，构建第三预定协议报文；其中，所述第二辅助信息包括所述物理层芯片采集所述LoRa物理层协议报文时所依赖的射频参数；
第二处理单元，用于以所述第三预定协议报文中的负载数据和第三辅助信息作为报文内容，构建第四预定协议报文；其中，所述第三辅助信息包括：从所述第三预定协议报文中的第二辅助信息中所提取的内容，以及发送方设备发送所述LoRa物理层协议报文时所依赖的射频参数；
第三处理单元，用于将所述第四预定协议报文上报给应用程序层；
其中，所述LoRa物理层协议报文由发送方设备的物理层芯片根据配置的射频参数，从射频链路上发送而来的；所述LoRa物理层协议报文由所述发送方设备通过以下方式构建得到：
获得所述发送方设备应用程序层发出的待传输的负载数据；构建携带有所述负载数据和目标配置信息的第一预定协议报文，其中，所述目标配置信息包括中心频点、无线射频识别RF编号、发送功率、编码率、扩频因子和频宽；
基于所述第一预定协议报文，构建携带有所述负载数据和第一辅助信息的第二预定协议报文，其中，所述第一辅助信息包括根据所述第一预定协议报文中的目标配置信息所确定的RF编号、发送功率、编码率、扩频因子、发送频率和调制类型；
基于所述第二预定协议报文，对所述发送方设备的物理层芯片进行射频参数配置以及构建携带有所述负载数据的LoRa物理层协议报文，并将所述LoRa物理层协议报文发送至所述发送方设备的物理层芯片。
10.一种电子设备，所述电子设备为LoRa网络中的前级设备，其特征在于，包括处理器、通信接口、存储器和通信总线，其中，处理器，通信接口，存储器通过通信总线完成相互间的通信；
存储器，用于存放计算机程序；
处理器，用于执行存储器上所存放的程序时，实现权利要求1-3任一所述的方法步骤。
11.一种电子设备，所述电子设备为LoRa网络中的前级设备，其特征在于，包括处理器、通信接口、存储器和通信总线，其中，处理器，通信接口，存储器通过通信总线完成相互间的通信；
存储器，用于存放计算机程序；
处理器，用于执行存储器上所存放的程序时，实现权利要求4-6任一所述的方法步骤。
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