CN111194073A - 数据接收或发送方法、装置、终端及可读存储介质 - Google Patents

数据接收或发送方法、装置、终端及可读存储介质 Download PDF

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Abstract

本申请关于一种数据接收或发送方法、装置、终端及可读存储介质，属于物联网信息技术领域。该方法包括：在周期性的唤醒时间进行信道活动检测，信道活动检测用于监听前导码，当监听到前导码中的第i个间隔符号时，监听第i个间隔符号后的第i个序号符号；根据第i个序号符号所指示的序号，确定第i个序号符号和第n+1个间隔符号之间的剩余时长；在第i个序号符号后的剩余时长内进行休眠状态；在剩余时长后的时刻唤醒，接收之后的数据。本公开通过将前导码编码为间隔符号与序号符号间隔组合的方式，确定前导码的发送进度来减少终端设备进入CAD状态的时长，在完整接收有效数据的基础上降低了终端设备在接收数据时的能耗。

Description

数据接收或发送方法、装置、终端及可读存储介质
技术领域
本申请涉及网络信息安全技术领域，特别涉及一种数据接收或发送方法、装置、终端及可读存储介质。
背景技术
随着科学技术的发展，物联网设备呈现出多样化的趋势。对于某些分布广泛、设备本体的使用时间较长但数据传输时间较短、数据传输精度要求较低的物联网设备，常使用长距离扩频调制技术(Long Range，LoRa)将终端设备与网关进行连接，实现数据的传输。因这些终端设备(如智能水表、智能门锁等)需要传输数据的时间相较于整个设备本体的使用时间非常短，为节省终端设备的耗能，终端设备将在非激活时间处于休眠状态，并借助空中唤醒技术(Wake On Radio，WOR)，在终端设备需要进行数据传输时提前激活设备。
空中唤醒技术一般采用周期性激活的形式，由终端设备进行自主激活。在使用空中唤醒对终端设备进行激活后，若终端设备在一定时间内仍未接收到来自网关的数据时，则将重新进入休眠状态。为保证终端设备可以完整地对有效数据进行接收，在进行有效数据的传输之前，网关将向终端设备发送一段前导码，终端设备接收该前导码的时间大于终端设备的两次唤醒信号之间的时间间隔。在终端设备接收到前导码后，终端设备将处于信道活动检测(Channel Activity Detction，CAD)状态，直到终端设备接收到有效数据。
然而，为保证终端设备可以完整地接收有效数据，位于有效数据之前的前导码较长，若终端设备过早接收到前导码并进入CAD状态，则会引发终端设备能耗过大的现象。
发明内容
本申请关于一种数据接收或发送方法、装置、终端及可读存储介质，可以解决因有效数据前导码较长，终端设备过早接收到前导码并进入CAD状态，引发终端设备能耗过大的问题。该技术方案如下：
一方面，提供了一种数据接收方法，该方法包括：
在周期性的唤醒时间进行信道活动检测，信道活动检测用于监听前导码，前导码包括2n+1个符号，2n+1个符号包括交替出现的n+1个间隔符号和n个序号符号，n个序号符号所指示的序号依次递增；
当监听到前导码中的第i个间隔符号时，监听第i个间隔符号后的第i个序号符号；
根据第i个序号符号所指示的序号，确定第i个序号符号和第n+1个间隔符号之间的剩余时长；
在第i个序号符号后的剩余时长内进行休眠状态；
在剩余时长后的时刻唤醒，接收第n+1个间隔符号和第n+1个间隔符号之后的数据，n为正整数。
另一方面，提供了一种数据发送方法，该方法包括：
获取待发送的数据；
发送前导码，前导码包括2n+1个符号，2n+1个符号包括交替出现的n+1个间隔符号和n个序号符号，n个序号符号所指示的序号依次递增，n为正整数；
在前导码后发送数据。
另一方面，提供了一种数据接收装置，该装置包括：
监听模块，用于在周期性的唤醒时间进行信道活动检测，信道活动检测用于监听前导码，前导码包括2n+1个符号，2n+1个符号包括交替出现的n+1个间隔符号和n个序号符号，n个序号符号所指示的序号依次递增；
监听模块，用于当监听到前导码中的第i个间隔符号时，监听第i个间隔符号后的第i个序号符号；
处理模块，用于根据第i个序号符号所指示的序号，确定第i个序号符号和第n+1个间隔符号之间的剩余时长；
处理模块，用于在第i个序号符号后的剩余时长内进行休眠状态；
接收模块，用于在剩余时长后的时刻唤醒，接收第n+1个间隔符号和之后位于第n+1个间隔符号的数据。
另一方面，提供了一种数据发送装置，该装置包括：
获取模块，用于获取待发送的数据；
发送模块，用于发送前导码，前导码包括2n+1个符号，2n+1个符号包括交替出现的n+1个间隔符号和n个序号符号，n个序号符号所指示的序号依次递增；
发送模块，用于在前导码后发送数据。
另一方面，提供了一种计算机设备，所述计算机设备包括处理器和存储器，所述存储器中存储有至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集，所述至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集由所述处理器加载并执行以实现上述本申请实施例中提供的数据接收方法。
另一方面，提供了一种计算机设备，所述计算机设备包括处理器和存储器，所述存储器中存储有至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集，所述至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集由所述处理器加载并执行以实现上述本申请实施例中提供的数据发送方法。
另一方面，提供了一种计算机可读存储介质，所述可读存储介质中存储有至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集，所述至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集由处理器加载并执行以实现上述本申请实施例中提供的数据接收方法。
另一方面，提供了一种计算机可读存储介质，所述可读存储介质中存储有至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集，所述至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集由处理器加载并执行以实现上述本申请实施例中提供的数据发送方法。
本申请提供的技术方案带来的有益效果至少包括：
通过将前导码编码为间隔符号与序号符号间隔组合的方式，确定前导码的发送进度来减少终端设备进入CAD状态的时长，在完整接收有效数据的基础上降低了终端设备在接收数据时的能耗。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例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示出了本申请一个示例性实施例提供的数据接收方法的的信息网络结构示意图；
图2示出了相关技术中常用LoRa数据包的格式的示意图；
图3示出了相关技术中终端设备的数据接收方法的示意图；
图4示出了本申请实施例提供的一种数据接收方法的流程图；
图5示出了本申请实施例提供的一种前导码的编码方法的示意图；
图6示出了本申请实施例提供的一种数据接收方法的流程图；
图7示出了本申请实施例提供的一种数据接收方法的示意图；
图8示出了本申请实施例提供的一种数据接收方法的流程图；
图9示出了本申请实施例提供的一种数据接收方法的示意图；
图10示出了本申请实施例提供的一种数据接收方法的流程示意图；
图11示出了本申请实施例提供的一种数据发送方法的流程图；
图12示出了本申请实施例提供的一种数据接收和发送方法的流程图；
图13示出了本申请实施例提供的一种数据接收和发送方法的示意图；
图14示出了本申请实施例提供的一种数据接收和发送的方式与相关技术中数据接收和发送的方式的对比图；
图15示出了本申请实施例提供的一种数据接收和发送的方式的示意图；
图16示出了本申请实施例提供的数据接收方法装置的框图；
图17示出了本申请实施例提供的数据发送方法装置的框图；
图18示出了本申请实施例提供的服务器的结构框图。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请实施方式作进一步地详细描述。
首先，对本申请实施例中涉及的名词进行简单的介绍：
长距离扩频调制技术(Long Range，LoRa)，即一种低功耗局域网无线标准，是一种基于扩频技术的超远距离无线传输方案。LoRa主要在包括433MHz、868MHz、915MHz的全球免费频段中运行，为用户提供一种简单的能实现远距离、长电池寿命、大容量的系统，进而扩展传感网络。LoRa技术具有远距离、低功耗、多节点、低成本的特性。在网关与终端设备之间通过LoRa技术实现数据传输时，网关向终端设备发送的数据包中包括：前导码和有效数据。
空中唤醒技术(Wake On Radio，WOR)，在LoRa技术中，为保证终端设备在低功耗状态下的休眠，引入空中唤醒技术。终端设备的网络端口处于休眠状态，并周期性地自动激活，并查看是否接收到网关向其发送的前导码或有效数据，若接收到前导码或有效数据，则进入激活状态，若在激活后一段时间内没有接收到前导码或有效数据，则重新进入休眠状态。
前导码(preamble)，属于LoRa数据包中携带的一种数据类型。前导码不会使终端设备进入状态，而会使终端设备进入一种能耗介于工作状态与休眠状态之间的信道活动检测(Channel Activity Detection，CAD)状态。为保证终端设备对于LoRa数据包中有效数据的完整接收，网关向终端设备发送前导码的时间需要大于终端设备两次自动激活之间的时间间隔。
符号(Symbol)，LoRa前导码中的单位，每个符号由若干个比特(binary digit)组成，终端设备接收每个符号的时间相同。
图1示出了本申请一个示例性实施例提供的数据接收方法的信息网络结构示意图。
参考图1，LoRa技术是低功耗广域网(Low Power Wide Area Network，LPWAN)的一个分支，即在终端设备与网络进行连接以及数据交互的同时，最大程度的实现了长距离的通信和低能耗的统一。LoRa技术具有远距离、低功耗、多节点、低成本的特点。LoRa网络主要由终端设备、网关与云服务器或网络构成。如图1所示，LoRa网络的网关101与终端设备102、终端设备103及终端设备104连接。终端设备102、终端设备103及终端设备104均为内置LoRa模块的终端设备，且具有低能耗，联网时间相较于设备本体的使用时间短的特点。示例性地，终端设备102是一个智能门锁，其在除了远程操控开启或关闭的情况之外，LoRa模块的网络接口均处于休眠状态以减少能耗；终端设备103是一个智能电表，终端设备104是一个智能水表，终端设备103与终端设备104在除了与网关进行信息交互的情况之外，LoRa模块的网络接口均处于休眠状态以减少能耗，同时设备处于正常运行，记录数据的状态。终端设备102至104均具有低能耗、联网时间短以及设备本体的使用时间长的特点。网关101与网络105进行连接。可选地，网络105包括互联网以及云服务端，网关将从终端设备102至104的数据发送到网络105中，实现终端设备数据与外界的交互。可选地，终端设备104为一个智能水表，智能水表需要定期向互联网发送采集到的数据，则网关101可以通过LoRa模块的网络接口对智能水表中的数据进行定期收集，并且通过与互联网的连接将网络数据发送到网络中，包括将网络数据发送到某个地址中或将网络数据发送到云端进行存储。可选地，终端设备102至104通过空中唤醒技术确保终端设备可以周期性地自动激活，并在接收到前导码或前导码的某一部分时进入CAD状态。
图2示出了相关技术中典型的LoRa数据包的格式。参考图2，常用的LoRa数据包的格式包括前导码和有效数据。其中，前导码以及有效数据的时域单位均为符号(Symbol)，前导码中共包含n个symbol，n为大于1的正整数，且为保证当网关向终端设备发送数据时，前导码必定可以被终端设备在激活时间内接收，激活时间是指终端设备在某次通过空中唤醒技术自动激活后到重新休眠的时间，可选地，唤醒时间是周期性的。前导码的发送时间长度大于终端设备两次激活中间的时间间隔。即前导码的总时间与终端设备两次激活时间的关系参考如下公式1：
公式1：Tpreamble＞Tdorm
式中，Tpreamble表示传输前导码的总时间，Tdorm表示终端设备的休眠周期，即终端设备的相邻两次激活时间之间的时间间隔。
可选地，前导码的总时间还可以参考如下公式2：
公式2：Tpreamble＝(lpreamble+4.25)×Tsymbol
式中，lpreamble为前导码的总长度，Tsymbol为传输每个符号的时间，4.25用于表示为其他数据进行预留的符号数量。
可选地，当每个传输符号的时间不同时，Tsymbol表示传输每个符号的平均时间。
图3示出了相关技术中终端设备的数据接收方法的示意图。请参考图3，图3中的终端设备共具有4种状态，分别为休眠、激活、CAD、工作状态。其中，休眠状态表示终端设备不开启接收与发送数据的功能；激活状态表示终端设备开启接收数据的功能，并且开始检测网关通过LoRa信号进行传输的数据；CAD状态表示终端设备开启接收数据功能，并在已接收到网关通过LoRa信号发送的前导码后，进入CAD状态，工作状态指在全部前导码接收结束后，终端设备开始接收有效数据，并按有效数据进行其他进程时进入的工作状态。可选地，前文所述状态仅代表终端设备的网络端口的状态，而非代表终端设备本身的使用状态。示例性地，终端设备是一个智能门锁，无论其网络端口处于唤醒、休眠、CAD或工作状态，智能门锁本身的使用状态恒定为锁定或打开，不会改变，在未在有效数据中接收到改变智能门锁工作状态的指令时，智能门锁的工作状态与其网络端口的状态无关。而智能门锁本身的使用状态即设备的使用状态。
图3中，终端设备首先处于休眠状态，此时终端设备只具备工作功能，而网络端口并未开启。此时，终端设备的能耗最低。因终端设备使用了空中唤醒技术，终端设备的网络接口会定时被激活，在此时，终端设备进入激活状态。总体电流约为1微安。进入激活状态后，终端设备的能耗比在休眠状态时稍高。当激活状态开始后一定时间内，终端设备的网络端口并未接收到网关发送的LoRa信号，则终端设备重新进入休眠状态。在终端设备第二次进入激活状态之后，若终端设备在重新进入休眠状态前接收到了网关发送的LoRa信号的前导码，则终端设备进入CAD状态，持续接收前导码并且等待接收有效数据。此时，通过终端设备的电流约为10毫安。当接收到有效数据时，终端进入工作状态模式。由于在CAD状态下，终端设备的能耗较高，故称处于CAD状态下时间最长的情况为“最差情况”。可选地，在最差情况下，终端设备处于CAD状态的时长等于终端设备接收前导码的时长。
图4示出了本申请的一个示例性实施例提供的一种数据接收方法的流程图，以该方法应用于终端设备中为例进行说明，该方法包括：
步骤401，在周期性的唤醒时间进行信道活动检测，信道活动检测用于监听前导码。
终端设备会借助空中唤醒技术，周期性地唤醒网络端口。在唤醒时间内，终端设备会进行信道活动检测，监听网关是否向其发送前导码。
可选地，一个唤醒周期包括：唤醒时段和休眠时段，当网络端口中的信道在唤醒时段内未监听到前导码时，网络端口进入休眠时段；当网络端口中的信道在唤醒时段中的信道里监听到前导码时，终端设备暂停周期性唤醒。
网络端口中的信道监听到的前导码为按照编码要求编写的前导码。与相关技术不同的是，该前导码共包括2n+1个符号，2n+1个符号中包括两种不同类型的符号：间隔符号与序号符号。可选地，间隔符号与序号符号依次交替出现。间隔符号将相邻的两个序号符号进行隔离。间隔符号与序号符号均由若干个比特组成，n为正整数。
可选地，每个间隔符号的比特数量相同，每个序号符号的比特数量相同。示例性地，序号符号包括m个比特，m为正整数；间隔符号包括k个比特，k为正整数。可选地，终端设备在监听到前导码之前即已经获知m与k的个数。m和k可以相同或不同。
可选地，间隔符号的第一个比特和第k个比特的取值均为1，序号符号的第一个比特取值为0。通过此取值方式，可以进一步完善间隔符号对于相邻两个序号符号的间隔作用，不易引起混淆。在一个示例中，间隔符号为k个取值均为1的比特。
可选地，间隔符号和序号符号的比特数量相同，或，间隔符号与序号符号的比特数量不同。当间隔符号和序号符号的比特数量相同时，终端设备接收每个符号所用的时间相同。
可选地，终端设备根据第i个序号符号的m个比特的排列方式进行二进制换算，得到第i个序号符号所指示的序号，1≤i≤n+1。示意性地，第三个序号符号具有8个比特，8个比特的排列方式为“00000011”，则根据二进制换算，可以得第三个序号符号所指示的序号为3。
可选地，前导码共包括2n+1个符号，依照间隔符号与序号符号依次交替出现的规律，间隔符号共有n+1个，序号符号共有n个，则第一个序号符号所代表的十进制数可以为二进制数字可表示的最小非负数0。可选地，为方便计数，选取第一个序号符号所代表的十进制数为1，第n个序号符号所代表的十进制数可以为n，当第n个序号符号所代表的十进制数为n时，n的取值范围为如公式3所示：
公式3：2m-1＞n
此公式是根据序号符号的第一个比特取值为0推导得出的。当序号符号的第一个比特取值为0时，可以表示出的最大的十进制数字为2m-1，而当n＝2m-1时，第n个符号序号的最后m-1位将全部为1，与间隔符号中的k个1冲突，故n选择此取值范围。
可选地，在一个唤醒周期中，终端设备的唤醒时间至少为接收一个符号所需要的时间。因经过规定，不存在单位符号的时间内所有比特均为0的情况，避免出现虽然前导码在发送，但是终端设备无法接收的情况。进一步地，当监听到比特取值为1时，终端设备保持信道活动检测状态直至监听到间隔符号，以及位于间隔符号之后的序号符号。
图5示出了本申请实施例提供的一种前导码的编码方法的示意图。
参考图5，该前导码共包括2n+1个符号，符号包括间隔符号与序号符号。间隔符合与序号符号依次间隔交替出现，间隔符号将相邻两个序号符号进行隔离。
可选地，该前导码中的第一个符号为间隔符号，第二个符号为序号符号，则可得出该前导码中的第奇数个符号均为间隔符号，第偶数个符号均为序号符号，且该前导码中的符号个数为奇数。
可选地，间隔符号的比特数k取值为8，则间隔符号为8个取值为1的比特，间隔符号的二进制表示方法为“11111111”，该前导码的第奇数个符号的二进制表示方法均为“11111111”，即该前导码的第1、第3、第5……第2n+1个符号的二进制表示方法均为“11111111”。可选地，终端设备在监听到前导码之前即获取到间隔符号的二进制表示方法。
可选地，序号符号的比特数m的取值为8，则可以得到n的取值为n＜28-1即n<255。当序号符号的比特数m的取值为8时，该前导码的第2个符号的表示方式即为“00000001”，该前导码的第4个符号的表示方式为“00000010”……将该前导码的第2n个符号进行二进制换算，即可得到其指示的n。
可选地，在接收前导码之前，终端设备已知前导码包含的符号数量，或，在接收前导码之前，终端设备已知前导码中n的值。
步骤402，当监听到前导码中的第i个间隔符号时，监听第i个间隔符号后的第i个序号符号。
可选地，前导码中符号的排布方式为第i个间隔符号在前，第i个序号符号在后，故在监听到第i个间隔符号后监听到的序号符号为第i个序号符号。
可选地，监听到第i个间隔符号，指完整监听到第i个间隔符号当中的所有比特。
步骤403，根据第i个序号符号所指示的序号，确定第i个序号符号和第n+1个间隔符号之间的剩余时长。
可选地，第i个序号符号和第n+1个间隔符号中的剩余时长为第i个序号符号和第n+1个间隔符号中的符号数量与终端设备接收每个符号的时间的乘积。示例性地，终端设备接收每个符号的时间为1.3毫秒，经过检测，终端设备接收到的是第3个序号符号，终端设备已知前导码共包含17个符号，则第三个序号符号与第17个符号中间共有10个符号，则剩余时长为13毫秒。
步骤404，在第i个序号符号后的剩余时长内进行休眠状态。
在获得剩余时长之后，终端设备即可进入休眠状态，确保能耗的减少。
步骤405，在剩余时长后的时刻唤醒，接收第n+1个间隔符号和位于第n+1个间隔符号之后的数据。
可选地，在剩余时长后的时刻唤醒，终端设备将会接收到第n+1个间隔符号。可选地，第n+1个间隔符号之后的数据即为有效数据。可选地，在部分Lora数据格式中，前导码与有效数据之间仍存在具有其他作用的数据，例如，指示终端开启其他通道进行准备的数据，此时，在第n+1个间隔符号之后，终端设备会继续对具有其他作用的数据进行接收，并在之后继续接收有效数据。
综上所述，本实施例提供的方法，通过周期性地唤醒网络端口进行信道活动检测，对前导码进行监听，通过将前导码编码为间隔符号与序号符号间隔组合的方式，确定前导码的发送进度，重新进入休眠状态并在第i个序号符号和最后一个间隔符号之间的时间内保持了休眠，在剩余时长后的时刻再次唤醒网络端口进行后续数据的收集，减少了终端设备进入CAD状态的时长，在完整接收有效数据的基础上降低了终端设备接收数据的能耗。
在基于图4的可选实施例中，图6示出了本申请实施例提供的一种数据接收方法的流程图，在本实施例中，上述实施例中的步骤402可以替换实现为步骤4021，步骤403可以替换实现为步骤4031，步骤404可以替换实现为步骤4041，以该方法应用于终端设备中为例进行说明，该方法包括：
步骤4021：当从第i个间隔符号中间开始监听时，监听第i+1个间隔符号后的第一个符号序号。
步骤4031，根据第i+1个序号符号所指示的序号，确定第i+1个序号符号和第n+1个间隔符号之间的剩余时长。
步骤4041，在第i+1个序号符号后的剩余时长内进行休眠状态。
图7示出了本申请实施例提供的一种数据接收方法的示意图。
参考图7，m＝k＝8。因唤醒周期原因，终端设备的网络端口在网关发送前导码至第i个间隔符号的中段时被唤醒，在唤醒之后，终端设备开启的信道立即监听到了前导码，则终端设备立即进入CAD状态。可选地，间隔符号为8个取值为1的比特。终端设备接收到了第i个间隔符号的最后u位比特，u<8，示意性地，终端设备接收到了最后5位比特。同时，第i个序号符号为“00000011”，则终端设备进入CAD状态后，接收到的前8位数字确定为“11111000”。由于前八位数字不符合间隔符号的构成标准，故终端设备将继续接收数据。可选地，接下来终端数据接收到的数字为“000111111111100000100”，即第i个序号符号的后5位比特、第i+1个间隔符号与第i+1个序号符号。可选地，当监听到取值为1的超过连续8个比特时，将最后一个取值为1的比特开始的倒数8个连续比特确定为前导码中的间隔符号。即，在不判断第i个序号符号的情况下，通过倒序判断的方式，将最后8个连续且值为1的比特组成的“11111111”确定为第i+1个间隔符号，将“00000100”确定为第i+1个序号符号。在确定i+1个序号符号之后，进入休眠状态并于开始接收第n+1个间隔符号的时刻被唤醒，以接收第n+1个间隔符号以及有效数据。
进一步地，当终端设备被唤醒并开始从第i个序号符号的中间开始监听时，也可以采用监听到取值为1的超过连续k个比特，并且将最后k个1作为间隔符号。
综上所述，本实施例提供的方法，通过周期性地唤醒网络端口进行信道活动检测，对前导码进行监听，通过将前导码编码为间隔符号与序号符号间隔组合的方式，确定前导码的发送进度，重新进入休眠状态并在第i个序号符号和最后一个间隔符号之间的时间内保持了休眠，在剩余时长后的时刻再次唤醒网络端口进行后续数据的收集，减少了终端设备进入CAD状态的时长，在完整接收有效数据的基础上降低了终端设备接收数据的能耗。因网关和终端设备之间缺少其他通信方式，终端设备的唤醒与前导码的发送属于异步唤醒，故无法确认终端设备被唤醒时前导码的发送情况。当终端设备被唤醒时恰好接收到间隔符号的中间部分时，保持信道活动检测状态直至监听到间隔符号，并通过倒数计数的方式确定间隔符号的具体位置，达到更加准确地确定剩余时长，完成间隔符号和有效数据接收的效果。
在基于图4的可选实施例中，图8示出了本申请实施例提供的一种数据接收方法的流程图，在本实施例中，上述实施例中的步骤402至步骤405可替换为步骤4022与步骤4032，以该方法应用于终端设备中为例进行说明，该方法包括：
步骤4022，当从第n+1个间隔符号中间开始监听时，保持信道活动检测状态。
步骤4032，监听到之后的数据属于有效数据时，结束信道活动检测状态，进入工作状态。
图9示出了本申请的一个示例性实施例提供的一种数据接收方法的示意图。
参考图9，k＝8，因唤醒周期原因，终端设备的网络端口在网关发送前导码至第n+1个间隔符号的中段时被唤醒，在唤醒之后，终端设备的信道立即监听到了前导码，则终端设备立即进入CAD状态。可选地，间隔符号为8个取值为1的比特。终端设备接收到了第n+1个间隔符号的最后u位比特，u<8，示意性地，终端设备接收到了最后五位比特，同时，在第n+1个符号之后，前导码即发送完毕，网关向终端设备发送有效数据。可选地，终端设备可以通过数据发送时波长的区别判断有效数据与前导码。示例性地，传输前导码所用信号的频率随着时间线性增加的信号，而有效数据为频率随着时间线性增加的信号与频率随着时间线性减少的信号的复杂组合或频率与时间无关的信号，即无法判断有效数据的频率。进一步地，由于传输前导码所用信号选用的是频率随着时间线性增加的信号，其波长一般不会改变，而传输有效数据所用信号为频率随着时间线性增加的信号和频率随着时间线性较少的信号的复杂组合或频率与时间无关的信号，其波长会改变且与传输前导码所用信号的波长不一致。所以当终端设备在监听到之后的数据信号与之前的波长不一致或频率无规律发生突变时，即判断其为有效数据并开始进入工作状态。
进一步地，当终端设备被唤醒并开始从第n个序号符号的中间开始监听时，可以完整监听到第n+1个间隔符号，同时监听到第n+1个间隔符号之后的数据信号与第n+1个间隔符号的信号的波长不一致或频率无规律发生突变时，即判断其为有效数据并开始进入工作状态。
综上所述，本实施例提供的方法，通过周期性地唤醒网络端口进行信道活动检测，对前导码进行监听，通过将前导码编为间隔符号与序号符号间隔组合的方式，确定前导码的发送进度，重新进入休眠状态并在剩余时长后的时刻再次唤醒网络端口进行后续数据的收集，避免了终端设备过早进入CAD状态，引发终端设备能耗过大的现象，在完整接收有效数据的基础上降低了终端设备接收数据的能耗。针对终端设备被唤醒时前导码已经发送至第n+1个间隔符号的极端情况，根据前导码与有效数据波长的不同及频率的突变，判断有效数据的位置并及时接收，保证对于有效数据的完整接收。
图10示出了本申请实施例提供的一种数据接收方法的流程示意图，该流程包括：
步骤1001，终端设备周期性唤醒。
即指终端设备运用空中唤醒技术进行的周期性主动唤醒。
步骤1002，终端设备收到前导码。
即指终端设备在唤醒过程中接收到前导码的过程。
步骤1003，动态判断后续前导码中剩余符号的数量。
即指终端设备通过对首个识别出的间隔符号之后的序号符号的数据进行记录，并根据之前预存的前导码总长度判断出后续前导码的符号数量。
当前导码较长时，执行步骤1004。
步骤1004，终端设备进入休眠状态。
即指设备进入休眠状态，不处于CAD状态。
当前导码较短，或终端设备进入休眠状态并在有效数据到达前唤醒时，执行步骤1005。
步骤1005，终端设备接收有效数据。
即指当设备接收到第n+1个间隔符号时，设备终端直接开始接收有效数据
步骤1006，终端设备进入休眠模式。
即指接收数据工作完成或接收数据工作尚未开始时，终端设备的网络端口处于休眠状态。
图11示出了本申请实施例提供的一种数据发送方法的流程图，以该方法应用于网关当中为例，该方法包括：
步骤1101，获取待发送的数据。
可选地，待发送的数据即为有效数据。可选地，在部分Lora数据格式中，前导码与有效数据之间仍存在具有其他作用的数据，例如，指示终端开启其他通道进行准备的数据，此时，待发送的数据即为具有其他作用的数据与有效数据。
网关获取待发送的数据的方式包括：根据终端设备的设备本体的使用生成需要发送的数据以及从网络接收发送给终端设备的数据进行转发。
在一个示例中，终端设备为一个智能水表。网关根据智能水表的设备本体的使用内容，生成要求智能水表进行将收集到的用户用水数据进行整理、打包并发送的工作的数据，并将其发送到网关中。
在一个示例中，终端设备为一个智能门锁，用户通过手机APP对该智能门锁进行远程控制，此时，APP发送的数据经由网络发送至网关，由网关进行转发。
步骤1102，发送前导码。
网关发送的前导码即为按照要求编写的，可被终端设备以上述任一实施例中的数据接收方法所检测、接收并识别的前导码。
步骤1103，在前导码后发送数据。
在发送前导码后，终端设备可以通过网络端口的信道监听到前导码。此时，即可向终端设备发送后续的有效数据。
可选地，在部分Lora数据格式中，前导码与有效数据之间仍存在具有其他作用的数据，例如，指示终端开启其他通道进行准备的数据，此时，待发送的数据即为具有其他作用的数据与有效数据。
综上所述，本实施例提供的方法，通过向终端设备发送其可以检测、接收并识别的前导码，并在前导码之后附加有效数据的方法，保证了有效数据可以被终端设备完整接收。
图12示出了本申请实施例一种数据传输方法的流程图，以该方法应用于网关与终端设备中为例，该方法包括：
步骤1201，网关获取待发送的数据。
待发送的数据即为有效数据。
网关获取待发送的数据的方式包括：根据终端设备的设备本体的使用生成需要发送的数据以及从网络接收发送给终端设备的数据进行转发。
在一个示例中，终端设备为一个智能水表。网关根据智能水表的设备本体的使用内容，生成要求智能水表进行将收集到的用户用水数据进行整理、打包并发送的设备本体的使用的数据，并将其发送到网关中。
在一个示例中，终端设备为一个智能门锁，用户通过手机APP对该智能门锁进行远程控制，此时，APP发送的数据经由网络发送至网关，由网关进行转发。
步骤1202，终端设备在周期性的唤醒时间进行信道检测活动，监听前导码。
终端设备会借助空中唤醒技术，周期性地唤醒网络端口，在唤醒时间内，终端会进行信道活动检测，监听网关是否向其发送前导码。
可选地，一个唤醒周期包括唤醒时段和休眠时段，当网络端口中的信道在唤醒时段内未监听到前导码时，网络端口进入休眠时段，若网络端口在唤醒时段中的信道里监听到前导码时，终端设备停止周期性唤醒。
步骤1203，网关向终端设备发送前导码。
网关发送的前导码即为按照要求编写的，可被终端设备以上述任一实施例中的数据接收方法所检测、接收并识别的前导码。
步骤1204，终端设备根据唤醒时前导码的发送状态，选择接收及休眠方式。
图13示出了本申请实施例提供的一种数据接收和发送的方式的示意图。
参考图13，终端设备的在网关发送前导码之前主动唤醒，并在休眠之前接收到网关发送的前导码。在本示例中，m为8，k为8，2m-1＞n，且间隔符号的表示方式为“11111111”，第一个序号符号的表示方式为“00000001”。在此过程中，前导码监听到第一个间隔符号的第一个比特为“1”，则进入CAD状态，且保持监听知道监听到间隔符号“11111111”。在监听到间隔符号之后，确认其之后的序号符号为“00000001”，则终端设备进入休眠状态，并提前一个符号的接收时间主动唤醒，进入CAD状态，接收到第n+1个间隔符号“11111111”，并在之后进入工作状态，接收网关发送的有效数据。
图14示出了本申请实施例提供的一种数据接收和发送的方式与相关技术中数据接收和发送的方式的对比图。
参考图14，在相关技术的终端设备中，终端设备在接收到前导码中首个为“1”的比特之后，即开始处于CAD状态，知道进入工作状态。相关技术与本申请实施例提供的技术的接收方式中，终端设备处于CAD状态的时间具有明显的差别。
示例性地，设在相关技术与本申请实施例的数据接收方法中，二种终端设备的扩频因子均为7，带宽均为125kHz。前导码的符号的数量为101个，即n＝50。
终端设备接收每个符号的时间可以参考如下公式4：
公式4：
Figure BDA0002212811590000161
式中，SF为扩频因子，BW为带宽。则可以得到接收每个符号的时间为1.28ms。
可选地，当采用相关技术的数据接收方法的终端设备对该前导码进行接收时，其从前导码的第一个间隔符号的第一个比特开始接收，直到前导码的第n+1个符号的最后一个比特停止接收，总共接收101个符号，该终端设备共需处于CAD状态的时间为101*1.28＝129.28ms；而当采用本申请实施例中的数据接收方法的终端设备对该前导码进行接收时，在接收前两个符号后即进入休眠状态，并在接收第n+1个间隔符号时被唤醒，共需处于CAD状态的时间为3*1.28＝3.84ms。由此可见，本申请实施例中的数据接收方法相比相关技术中的数据接收方法，可以使终端设备处在CAD状态下的时间更短。且本申请实施例中的数据接收方法也可以实现对有效数据的完整接收。
图15示出了本申请实施例提供的一种数据接收和发送的方式的示意图。
参考图15，终端设备在网关发送前导码时主动唤醒，并直接接收到网关发送的前导码并进入CAD状态。在本示例中，m为8，k为8，2m-1＞n，且间隔符号的表示方式为“11111111”。可选地，终端设备在唤醒时监听到的为第i个间隔符号的中间位置，示例性地，终端设备接收到了第i个间隔符到的最后5位比特，则终端进入CAD状态后，接收到的前8位数字为“11111XXX”，因2m-1＞n，故前八位数字不符合间隔符号的构成标准，故终端设备将继续接收数据。直到终端设备接听到取值为1的超过连续8个比特时，将最后一个取值为1的比特开始的倒数8个连续比特确定为前导码中的间隔符号，并获取其之后的一个序号符号的值。随后，终端进入休眠状态，并在第n+1个间隔符号时激活，并且接收最后一个间隔符号和之后由网关发送的有效数据。
步骤1205，网关发送有效数据。
在发送前导码后，终端设备可以通过网络端口的信道监听到前导码。此时，即可向终端设备发送后续的有效数据。
步骤1206，终端设备判断并接收有效数据。
可选地，终端设备在重新唤醒，并接收第n+1个间隔符号之后，判断之后接收的数据为有效数据。
可选地，终端设备在接收第n+1个间隔符号之后，根据数据波长和频率的变化判断之后接收的数据为有效数据。
综上所述，本实施例提供的方法，通过周期性地唤醒网络端口进行信道活动检测，对前导码进行监听，通过将前导码编码为间隔符号与序号符号间隔组合的方式，确定前导码的发送进度，重新进入休眠状态并在第i个序号符号和最后一个间隔符号之间的时间内保持了休眠，在剩余时长后的时刻再次唤醒网络端口进行后续数据的收集，减少了终端设备进入CAD状态的时长，在完整接收有效数据的基础上降低了终端设备接收数据的能耗。同时，网关通过向终端设备发送其可以检测、接收并识别的前导码，并在前导码之后附加有效数据的方法，保证了有效数据可以被终端设备完整接收。并且通过计算，可以得出本实施例提供的方法相较于相关技术的方法，可以有效减少终端设备处于CAD状态的时间，达到减少终端设备能耗的效果。
图16示出了本申请实施例提供的数据接收装置的框图，该装置可以通过软件、硬件或两者的结合实现成为终端设备的全部或一部分。该装置包括：
监听模块1601，用于在周期性的唤醒时间进行信道活动检测，信道活动检测用于监听前导码，前导码包括2n+1个符号，2n+1个符号包括交替出现的n+1个间隔符号和n个序号符号，n个序号符号所指示的序号依次递增，n为正整数；
监听模块1601，用于当监听到前导码中的第i个间隔符号时，监听第i个间隔符号后的第i个序号符号；
处理模块1602，用于根据第i个序号符号所指示的序号，确定第i个序号符号和第n+1个间隔符号之间的剩余时长；
处理模块1602，用于在第i个序号符号后的剩余时长内进行休眠状态；
接收模块1603，用于在剩余时长后的时刻唤醒，接收第n+1个间隔符号和位于第n+1个间隔符号之后的数据。
在一个示例中，第i个序号符号包括m个比特，m为正整数；
本实施例提供的装置，还包括获取模块，用于根据第i个序号符号的m个比特进行二进制换算，得到第i个序号符号所指示的序号；
本实施例提供的装置，还包括确定模块，用于根据每个符号的时间长度L，确定第i个序号符号和第n+1个间隔符号之间的剩余时长等于(n-i)*2L，1≤i≤n+1。
在一个示例中，间隔符号包括k个指定取值的比特，且第1个比特和第k个比特的取值均为1，k为正整数；
序号符号包括m个比特，第1个比特的取值为0，第2至第m个特征的取值用于指示序号。
在一个示例中，确定模块，用于当监听到取值为1的超过k个连续比特时，将最后一个取值为1的比特开始的倒数k个连续比特确定为前导码中的间隔符号。
在一个示例中，确定模块，用于当监听到取值为1的超过k个连续比特时，将最后一个取值为1的比特开始的倒数k个连续比特确定为前导码中的间隔符号。
在一个示例中，处理模块1602，用于当监听到取值为1的比特时，保持信道活动检测状态直至监听到间隔符号。
在一个示例中，前导码传输时间的长度大于唤醒时间的周期长度。
在一个示例中，m与n之间满足如下关系：2m-1＞n。
需要说明的是：上述实施例提供的数据发送装置，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将设备的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。
图17示出了本申请实施例提供的数据发送装置的框图，该装置可以通过软件、硬件或两者的结合实现成为网关的全部或一部分。该装置包括：
获取模块1701，用于获取待发送的数据；
发送模块1702，用于发送前导码，前导码包括2n+1个符号，2n+1个符号包括交替出现的n+1个间隔符号和n个序号符号，n个序号符号所指示的序号依次递增；
发送模块1702，用于在前导码后发送数据。
在一个示例中，间隔符号包括k个指定取值的比特，且第1个比特和第k个比特的取值均为1，k为正整数；
序号符号包括m个比特，第1个比特的取值为0，第2至第m个特征的取值用于指示序号。
在一个示例中，间隔符号包括k个取值为1的比特。
需要说明的是：上述实施例提供的数据发送装置，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将设备的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。
图18示出了本公开一个示例性实施例提供的数据接收或发送终端的结构示意图，该用户设备包括：
处理器1801包括一个或者一个以上处理核心，处理器1801通过运行软件程序以及模块，从而执行各种功能应用以及信息处理。
接收器1802和发射器1803可以实现为一个通信组件，该通信组件可以是一块通信芯片。
存储器1804通过总线1805与处理器1801相连。
存储器1804可用于存储至少一个指令，处理器1801用于执行该至少一个指令，以实现上述方法实施例中的各个步骤。
本申请实施例还提供一种计算机设备，该计算机设备包括存储器和处理器，存储器中存储有至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集，至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集由处理器加载并实现上述数据接收或发送方法。
本申请实施例还提供一种计算机可读存储介质，该可读存储介质中存储有至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集，至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集由处理器加载并执行以实现上述数据接收或发送方法。
本申请还提供了一种计算机程序产品，当计算机程序产品在计算机上运行时，使得计算机执行上述各个方法实施例提供的数据接收或发送方法。
本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，该计算机可读存储介质可以是上述实施例中的存储器中所包含的计算机可读存储介质；也可以是单独存在，未装配入终端中的计算机可读存储介质。该计算机可读存储介质中存储有至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集，至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集由处理器加载并执行以实现上述数据接收及发送方法。
可选地，该计算机可读存储介质可以包括：只读存储器(ROM，Read Only Memory)、随机存取记忆体(RAM，Random Access Memory)、固态硬盘(SSD，Solid State Drives)或光盘等。其中，随机存取记忆体可以包括电阻式随机存取记忆体(ReRAM,Resistance RandomAccess Memory)和动态随机存取存储器(DRAM，Dynamic Random Access Memory)。上述本申请实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
以上仅为本申请的可选实施例，并不用以限制本申请，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，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (17)

1.一种数据接收方法，其特征在于，所述方法包括：
在周期性的唤醒时间进行信道活动检测，所述信道活动检测用于监听前导码，所述前导码包括2n+1个符号，所述2n+1个符号包括交替出现的n+1个间隔符号和n个序号符号，所述n个序号符号所指示的序号依次递增，n为正整数；
当监听到所述前导码中的第i个间隔符号时，监听所述第i个间隔符号后的第i个序号符号；
根据所述第i个序号符号所指示的序号，确定所述第i个序号符号和第n+1个间隔符号之间的剩余时长；
在所述第i个序号符号后的所述剩余时长内进行休眠状态；
在所述剩余时长后的时刻唤醒，接收所述第n+1个间隔符号和位于所述第n+1个间隔符号之后的数据。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第i个序号符号包括m个比特，m为正整数；
所述根据所述第i个序号符号所指示的序号，确定所述第i个序号符号和第n个序号符号之间的剩余时长，包括：
根据所述第i个序号符号的m个比特进行二进制换算，得到所述第i个序号符号所指示的序号；
根据每个所述符号的时间长度L，确定所述第i个序号符号和第n+1个间隔符号之间的剩余时长等于(n-i)*2L，1≤i≤n+1。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
所述间隔符号包括k个指定取值的比特，且第1个比特和第k个比特的取值均为1，k为正整数；
所述序号符号包括m个比特，第1个比特的取值为0，第2至第m个特征的取值用于指示序号。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
当监听到取值符合所述指定取值的m个连续比特时，将所述m个连续比特确定监听到所述前导码中的间隔符号。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述间隔符号包括k个取值为1的比特；所述方法还包括：
当监听到取值为1的超过k个连续比特时，将最后一个取值为1的比特开始的倒数k个连续比特确定为所述前导码中的间隔符号。
6.根据权利要求1至5任一所述的方法，其特征在于，所述在周期性的唤醒时间进行信道活动检测，包括：
在周期性的唤醒时间对取值为1的比特进行监听；
当监听到所述取值为1的比特时，保持所述信道活动检测状态直至监听到所述间隔符号。
7.根据权利要求1至5任一所述的方法，其特征在于，所述前导码传输时间的长度大于所述唤醒时间的周期长度。
8.根据权利要求1至5任一所述的方法，其特征在于，所述m与所述n之间满足如下关系：2m-1＞n。
9.一种数据发送方法，其特征在于，所述方法包括：
获取待发送的数据；
发送前导码，所述前导码包括2n+1个符号，所述2n+1个符号包括交替出现的n+1个间隔符号和n个序号符号，所述n个序号符号所指示的序号依次递增；
在所述前导码后发送所述数据。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，
所述间隔符号包括k个指定取值的比特，且第1个比特和第k个比特的取值均为1，k为正整数；
所述序号符号包括m个比特，第1个比特的取值为0，第2至第m个特征的取值用于指示序号。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述间隔符号包括k个取值为1的比特。
12.一种数据接收装置，其特征在于，所述装置包括：
监听模块，用于在周期性的唤醒时间进行信道活动检测，所述信道活动检测用于监听前导码，所述前导码包括2n+1个符号，所述2n+1个符号包括交替出现的n+1个间隔符号和n个序号符号，所述n个序号符号所指示的序号依次递增，n为正整数；
所述监听模块，用于当监听到所述前导码中的第i个间隔符号时，监听所述第i个间隔符号后的第i个序号符号；
处理模块，用于根据所述第i个序号符号所指示的序号，确定所述第i个序号符号和第n+1个间隔符号之间的剩余时长；
所述处理模块，用于在所述第i个序号符号后的所述剩余时长内进行休眠状态；
接收模块，用于在所述剩余时长后的时刻唤醒，接收所述第n+1个间隔符号和位于所述第n+1个间隔符号之后的数据。
13.一种数据发送装置，其特征在于，所述装置包括：
获取模块，用于获取待发送的数据；
发送模块，用于发送前导码，所述前导码包括2n+1个符号，所述2n+1个符号包括交替出现的n+1个间隔符号和n个序号符号，所述n个序号符号所指示的序号依次递增；
所述发送模块，用于在所述前导码后发送所述数据。
14.一种计算机设备，其特征在于，所述计算机设备包括处理器和存储器，所述存储器中存储有至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集，所述至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集由所述处理器加载并执行以实现如权利要求1至8任一所述的数据接收方法。
15.一种计算机设备，其特征在于，所述计算机设备包括处理器和存储器，所述存储器中存储有至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集，所述至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集由所述处理器加载并执行以实现如权利要求9至11任一所述的数据发送方法。
16.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述可读存储介质中存储有至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集，所述至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集由处理器加载并执行以实现如权利要求1至8任一所述的数据接收方法。
17.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述可读存储介质中存储有至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集，所述至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集由处理器加载并执行以实现如权利要求9至11任一所述的数据发送方法。
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