CN112105040A - 一种无线数据通信方法和系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种无线数据通信方法、系统，该方法包括：上位机将物联网LongIoT数字射频桢协议发送给网关；LongIoT数字射频桢协议基于对LoRa标准协议中的Payload部分扩展得到；网关将LongIoT数字射频桢协议转发给无线终端设备，以控制无线终端设备；基于对LoRa标准协议中的Payload部分扩展得到LongIoT数字射频桢协议，直接通过LongIoT数字射频桢协议实现网关与无线终端设备之间的无线数据通信，进而控制无线终端设备，无需其他数据，实现双方有效数据通信。

Description

一种无线数据通信方法和系统
技术领域
本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种无线数据通信方法和系统。
背景技术
LoRa作为一种低功耗无线局域网标准，是一种远距离无线电，具有低功耗、传输距离远的特点，在同样的功耗下比传统的无线射频通信距离扩大3-5倍；随着LoRa无线技术的广泛应用，越来越多的物联网设备基于LoRa标准协议进行数据的传输；而通过LoRa标准协议对数据进行传输，首先网关需要LoRa标准协议对数据进行封装，然后将封装后的数据发送至物联网设备，双方的数据通信需要网关进行处理操作后进行。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种无线数据通信方法和系统，实现网关与无线终端设备之间的无线数据通信系统,实现双方可靠、有效数据通信。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种无线数据通信方法包括：
上位机将物联网LongIoT数字射频桢协议发送给网关；所述LongIoT数字射频桢协议基于对LoRa标准协议中的Payload部分扩展得到；
所述网关将所述LongIoT数字射频桢协议转发给无线终端设备，以控制所述无线终端设备。
本发明的有益效果是：基于对LoRa标准协议中的Payload部分扩展得到LongIoT数字射频桢协议，直接通过LongIoT数字射频桢协议实现网关与无线终端设备之间的无线数据通信，进而控制无线终端设备，无需其他数据封装处理，实现双方有效数据通信。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进：
进一步，LongIOT数字射频桢协议在所述Payload中定义了荷载数据，所述荷载数据至少包括协议数据和协议指令。
采用上述进一步方案的有益效果是：在Payload中定义具体协议内容实现LongIoT数字射频桢协议的扩展。
进一步，所述LongIOT数字射频桢协议的荷载数据对应的地址长度与用于LongIOT数字射频桢协议扩展的保留区长度之和等于所述Payload地址长度。
采用上述进一步方案的有益效果是：在Payload中预留了足够的保留区域，以应对复杂和更多的应用场景和需求变得更多和复杂。
进一步，所述协议指令至少包括：所述上位机对网关的控制指令、针对无线终端设备的指定控制指令和针对指定无线终端设备的控制指令。
采用上述进一步方案的有益效果是：通过直接在协议中定义对网关和无线终端设备的指令，实现对网关和无线终端设备逻辑特征的控制，进而可直接有效的进行数据通信。
进一步，所述协议数据至少包括：网关设置模式，所述网关将所述LongIoT数字射频桢协议转发给无线终端设备之前包括：
根据所述网关设置模式，将所述网关的工作模式设置在调试DEBUG模式，向所述上位机返回一个包含RSSI的数据包；
或/和，根据所述网关设置模式，设置网关的发射功率。
采用上述进一步方案的有益效果是：通过在协议中定义协议数据，实现对网关模式的设置，通过DEBUG模式实现上位机对网关的信息掌握，通过发送功率的设置，以调整网关最远有效范围。
进一步，所述协议数据至少包括：网关的工作参数协调码，所述网关将所述LongIoT数字射频桢协议转发给无线终端设备之前包括：
根据所述网关的工作参数协调码，所述网关设置所述工作参数协调码，设置完成，所述网关重启；所述网关的工作参数协调码与所述无线终端设备的工作参数协调码相同。
采用上述进一步方案的有益效果是：通过在协议中定义工作参数协调码，保证网关与无线终端设备的正常工作。
进一步，所述协议数据至少包括：设备检测模式，所述网关将所述LongIoT数字射频桢协议转发给无线终端设备之前包括：
所述网关根据所述设备检测模式将网关信息、无线终端设备信息发送给所述上位机，所述无线终端设备信息包括设备ID、设备类型和设备版本。
采用上述进一步方案的有益效果是：通过在协议中定义设备检测模式，进而网关将网关信息、无线终端设备信息发送给上位机，进而上位机可根据接收到的信息制定特定指令，实现控制。
进一步，本发明解决上述技术问题的技术方案如下：无线数据通信系统，该无线数据通信系统包括上位机、网关和无线终端设备；
上位机将物联网LongIoT数字射频桢协议发送给网关；所述LongIoT数字射频桢协议基于对LoRa标准协议中的Payload部分扩展得到；
所述网关将所述LongIoT数字射频桢协议转发给无线终端设备，以控制所述无线终端设备。
本发明的有益效果是：基于对LoRa标准协议中的Payload部分扩展得到LongIoT数字射频桢协议，直接通过LongIoT数字射频桢协议实现网关与无线终端设备之间的无线数据通信，进而控制无线终端设备，无需其他数据，看实现双方有效数据通信。
进一步，所述LongIOT数字射频桢协议在所述Payload中定义了荷载数据，所述荷载数据至少包括协议数据和协议指令。
采用上述进一步方案的有益效果是：在Payload中定义具体协议内容实现LongIoT数字射频桢协议的扩展。
进一步，所述LongIOT数字射频桢协议的荷载数据对应的地址长度与用于LongIOT数字射频桢协议扩展的保留区长度之和等于所述Payload地址长度。
采用上述进一步方案的有益效果是：在Payload中预留了足够的保留区域，以应对复杂和更多的应用场景和需求变得更多和复杂。
附图说明
图1为本发明实施例1提供的一种无线数据通信方法的流程示意图；
图2为本发明实施例1提供的一种无线数据通信系统的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
实施例1：
如图1所示，图1为本发明实施例提供的无线数据通信方法，该无线数据通信方法包括：
S101、上位机将物联网LongIoT数字射频桢协议发送给网关；LongIoT数字射频桢协议基于对LoRa标准协议中的Payload部分扩展得到。
S102、网关将LongIoT数字射频桢协议转发给无线终端设备，以控制无线终端设备。
在本实施例中，通过LongIoT数字射频桢协议实现网关与无线终端设备之间的无线数据通信，具体的，该LongIoT数字射频桢协议基于对LoRa标准协议中的Payload部分扩展得到，上位机可以使用LongIoT数字射频桢协议对网关、无线终端设备进行控制；在本实施例中，无线终端设备接收到LongIoT数字射频桢协议，可根据LongIoT数字射频桢协议直接进行对应处理。
相对于LoRa标准协议，本实施例中的LongIoT数字射频桢协议是在Payload中定义了荷载数据，荷载数据定义了具体协议内容，至少包括协议数据和协议指令。根据具体场景应用在荷载数据定义协议内容，进而根据荷载数据实现双方有效数据通信。在一些实施例中，荷载数据中还可以包括协议编号、协议包长度、协议序号、地址类型和数据校验等内容，并可以荷载数据定义的加解密算法对协议中的数据进行了加密处理，保证了数据安全。
在本实施例中，LongIOT数字射频桢协议的荷载数据对应的地址长度与用于LongIOT数字射频桢协议扩展的保留区长度之和等于Payload地址长度。由于LongIOT数字射频桢协议是在Payload中定义的，假设Payload长度为256Bytes,LongIOT协议使用了100Bytes，保留了256Bytes-100Bytes＝156Bytes，用于LongIOT数字射频桢协议扩展用，LongIOT数字射频桢协议会根据具体场景应用在100Bytes中定义LongIOT协议的内容，当应用场景和需求变得更多和复杂时，LongIOT数字射频桢协议可以对Payload中保留的扩展区域进行协议扩展，即上位机可使用该保留区长度实现对网关或无线终端设备的其他控制。在一些实施例中，在LongIOT数字射频桢协议的保留趋于进行协议扩展时，应用层应用还可以根据LongIOT数字射频桢协议的协议长度，对LongIOT数字射频桢协议发送的无线参数(如前导码，频宽等信息)进行动态调整，例如当LongIOT数字射频桢协议的协议长度大于阈值200Bytes，则调整频宽为最大频宽，采用最大频宽设计，使LongIOT协议具有低延时、可扩展、多场景适用等特点。
在本实施例中，荷载数据的协议指令至少包括：上位机对网关的控制指令、针对无线终端设备的指定控制指令和针对指定无线终端设备的控制指令。其中上位机对网关的控制指令包括但不限于Request、Response和Details指令，例如上位机通过Request指令请求设定网关的信道配置参数，通过Response指令设定网关的通信信道、通信参数、是否跳频、跳频信道等配置。例如上位机通过Details指令控制网关组播、广播或定向无线终端设备发送该LongIoT数字射频桢协议；针对无线终端设备的指定控制指令，如控制无线终端设备的指定继电器开关，电机启动等；针对指定无线终端设备的控制指令，如对指定门禁、灯光、窗帘等无线终端设备的开启或关闭指令，根据无线终端设备的不同来实现的特殊控制。将上述指令定义在荷载数据里，进而网关和无线终端设备可以直接实现有效数据通信。
在本实施例中，荷载数据的协议数据至少包括：网关的工作参数协调码、网关设置模式；当协议数据包括网关的工作参数协调码时，网关将LongIoT数字射频桢协议转发给无线终端设备之前，根据物联网LongIoT数字射频桢协议的网关设置模式，网关设置工作参数协调码，设置完成，网关重启，其中网关的工作参数协调码与无线终端设备的工作参数协调码相同，进而使得网关和无线终端设备正常工作。需要说明的是，该工作参数协调码可以是网关和无线终端设备的通信信道和通信参数。
在本实施例中，荷载数据的协议数据至少包括：网关设置模式，网关将LongIoT数字射频桢协议转发给无线终端设备之前包括：根据网关设置模式，将网关的工作模式设置在调试DEBUG模式，向上位机返回一个包含RSSI(Received Signal Strength Indication，接收信号的强度指示)的数据包。即在这个模式下网关在收到数据后另外返回一个包含RSSI的数据包，网关重启动后失效；通过向上位机返回包含RSSl的数据，可以使得上位机对网关的运行情况进行确认，例如使得上位机对信道资源进行评判；例如使得上位机实现上位机与网关之间的距离测量。在本实施例中，根据网关设置模式，网关还可以设置网关的发射功率，例如减小发射功率可缩小最远有效范围，进而实现指定无线终端设备的控制。
在本实施例中，协议数据至少包括：设备检测模式，网关将LongIoT数字射频桢协议转发给无线终端设备之前包括：网关根据LongIoT数字射频桢协议将网关信息、无线终端设备信息发送给上位机，无线终端设备信息包括设备ID、设备类型和设备版本。可以理解的是，网关与无线终端设备通信连接，可获取该无线终端设备的设备信息；网关信息可以是网关正常运行或异常的信息，也可以网关的ID等硬件信息。网关将网关信息、无线终端设备信息发送给上位机，进而上位机可根据接收到的信息制定特定指令，实现控制。
实施例2：
本实施例提供一种无线数据通信系统，该无线数据通信系统包括上位机201、网关202和无线终端设备203；
上位机201将物联网LongIoT数字射频桢协议发送给网关202；LongIoT数字射频桢协议基于对LoRa标准协议中的Payload部分扩展得到；
网关202将LongIoT数字射频桢协议转发给无线终端设备203，以控制无线终端设备203。
应当理解的是，本实施例中的网关和无线终端设备均支持Lora技术；在本实施例中，无线终端设备203接收到LongIoT数字射频桢协议，可根据LongIoT数字射频桢协议直接进行对应处理。
在本实施例中，LongIOT数字射频桢协议在Payload中定义了荷载数据，荷载数据至少包括协议数据和协议指令。
在本实施例中，LongIOT数字射频桢协议的荷载数据对应的地址长度与用于LongIOT数字射频桢协议扩展的保留区长度之和等于Payload地址长度。LongIOT数字射频桢协议充分考虑了协议的扩展性、LoRa的传输特点和协议使用的具体场景，在Payload中预留了足够的保留区域。
在本实施例中，协议指令至少包括：上位机对网关的控制指令、针对无线终端设备的指定控制指令和针对指定无线终端设备的控制指令。
其中协议数据至少包括：网关设置模式，网关将LongIoT数字射频桢协议转发给无线终端设备之前包括：根据网关设置模式，将网关的工作模式设置在调试DEBUG模式，向上位机返回一个包含RSSI的数据包；或/和，根据网关设置模式，设置网关的发射功率。
其中协议数据至少包括：网关的工作参数协调码，网关将LongIoT数字射频桢协议转发给无线终端设备之前包括：根据网关的工作参数协调码，网关设置工作参数协调码，设置完成，网关重启；网关的工作参数协调码与无线终端设备的工作参数协调码相同。
其中协议数据至少包括：设备检测模式，网关将LongIoT数字射频桢协议转发给无线终端设备之前包括：网关根据设备检测模式将网关信息、无线终端设备信息发送给上位机，无线终端设备信息包括设备ID、设备类型和设备版本。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种无线数据通信方法，其特征在于，所述无线数据通信方法包括：
上位机将物联网LongIoT数字射频桢协议发送给网关；所述LongIoT数字射频桢协议基于对LoRa标准协议中的Payload部分扩展得到；
所述网关将所述LongIoT数字射频桢协议转发给无线终端设备，以控制所述无线终端设备。
2.根据权利要求1所述的无线数据通信方法，其特征在于，所述LongIOT数字射频桢协议在所述Payload中定义了荷载数据，所述荷载数据至少包括协议数据和协议指令。
3.根据权利要求1所述的无线数据通信方法，其特征在于，所述LongIOT数字射频桢协议的荷载数据对应的地址长度与用于LongIOT数字射频桢协议扩展的保留区长度之和等于所述Payload地址长度。
4.根据权利要求2所述的LoRa信道探测方法，其特征在于，所述协议指令至少包括：所述上位机对网关的控制指令、针对无线终端设备的指定控制指令和针对指定无线终端设备的控制指令。
5.根据权利要求2所述的无线数据通信方法，其特征在于，所述协议数据至少包括：网关设置模式，所述网关将所述LongIoT数字射频桢协议转发给无线终端设备之前包括：
根据所述网关设置模式，将所述网关的工作模式设置在调试DEBUG模式，向所述上位机返回一个包含RSSI的数据包；
或/和，根据所述网关设置模式，设置网关的发射功率。
6.根据权利要求2所述的无线数据通信方法，其特征在于，所述协议数据至少包括：网关的工作参数协调码，所述网关将所述LongIoT数字射频桢协议转发给无线终端设备之前包括：
根据所述网关的工作参数协调码，所述网关设置所述工作参数协调码，设置完成，所述网关重启；所述网关的工作参数协调码与所述无线终端设备的工作参数协调码相同。
7.根据权利要求2所述的无线数据通信方法，其特征在于，所述协议数据至少包括：设备检测模式，所述网关将所述LongIoT数字射频桢协议转发给无线终端设备之前包括：
所述网关根据所述设备检测模式将网关信息、无线终端设备信息发送给所述上位机，所述无线终端设备信息包括设备ID、设备类型和设备版本。
8.一种无线数据通信系统，其特征在于，所述无线数据通信系统包括上位机、网关和无线终端设备；
所述上位机将物联网LongIoT数字射频桢协议发送给网关；所述LongIoT数字射频桢协议基于对LoRa标准协议中的Payload部分扩展得到；
所述网关将所述LongIoT数字射频桢协议转发给无线终端设备，以控制所述无线终端设备。
9.根据权利要求8所述的无线数据通信系统，其特征在于，所述LongIOT数字射频桢协议在所述Payload中定义了荷载数据，所述荷载数据至少包括协议数据和协议指令。
10.根据权利要求9所述的无线数据通信系统，其特征在于，所述LongIOT数字射频桢协议的荷载数据对应的地址长度与用于LongIOT数字射频桢协议扩展的保留区长度之和等于所述Payload地址长度。
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