CN112367148A - 大面积山地果园LoRa无线传输丢帧检测方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了大面积山地果园LoRa无线传输丢帧检测方法和装置，该方法应用于发送端，包括：发送端向目标端发送通信数据；所述通信数据包括：地址码、功能码和校验码；所述地址码包括发送设备地址码和目标地址码；若在第一预设时长内发送端未接收到目标端回复的应答包，则再次发送所述通信数据或发出警报提醒；直至收到目标端回复的应答包，完成发送。该方法建立节点与网关、节点与节点之间有效的应答机制，用于检测在LoRa子节点和LoRa网关之间、以及LoRa子节点与LoRa子节点之间进行无线传输时是否发生了数据丢帧的情况，可解决大面积山地果园无线传输中数据丢帧严重的问题，确保数据包的完整，减少LoRa通信数据的缺失。

Description

大面积山地果园LoRa无线传输丢帧检测方法和装置
技术领域
本发明涉及通信技术领域，具体地讲，本发明涉及一种大面积山地果园LoRa无线传输丢帧检测方法和装置。
背景技术
目前，在大面积山地果园中，存在三种系统，①对管道压力不控制的系统，使用恒频的普通异步电动机，它以恒定转速带动药泵运转输出恒定流量，导致整个管网系统药液压力不稳定且各点压力各不相同，影响农药雾化的效果，造成能源浪费，甚至导致爆管。②单点压力控制系统。可有效解决压力不稳定的问题，但是，该系统仅控制药泵初始出药口的压力，喷雾压力是果农根据喷雾要求自行设定的，带有较大的随意性，药液在管道中流动时出现压力损失导致管网药液各点压力各不相同的问题仍未得到解决，无法使实际喷雾的各出药口压力达到最优。③基于Zigbee多点压力控制系统。可采集多点药液压力，并对多点压力进行控制，但所用Zigbee无线模块在山地果园使用时通信距离太短，丢包率太大，不太适合大面积山地果园使用。
许多传统无线系统使用频移键控调制作为物理层，例如Zigbee，可实现低功率调制，但此种调制方式通信距离太短，丢包率太大，不太适合大面积山地果园使用。而LoRa是用于创建远程通信链路的物理层或无线调制，其基于啁啾扩频调制，与频移键控调制保持相同的低功耗特性，但显著增加了通信范围。啁啾扩频由于可实现的通信距离长且抗干扰性强，几十年来一直用于军事和空间通信。LoRa的接受灵敏度最低为-125dB，而Zigbee的接收灵敏度为-95dB。LoRa的接收灵敏度远高于Zigbee，在同一功耗下，LoRa有更远的传输距离，因此基于LoRa的无线传感器网络适合大面积山地果园使用。
LoRa传输协议属于无线传输协议的一种，目前的LoRa通信中最为普遍的用法为LoRa数据透传；比如目前可应用在公共建筑：医院、学校、酒店、政府机关、机场车站、商超等场所的LORA抄表系统，包括：服务器、LoRa网关和多个LoRa节点，可获取各个节点的用电数据，同时下发一些控制指令。
LoRa节点对透传的数据不做检测，在数据传输过程中也会出现数据丢帧的可能性，这个会导致LoRa透传过程中存在丢包而不被发现，因此，需要建立一种识别数据是否发生丢帧的机制，让LoRa接收端检测发现数据包是否完整，若有丢失则告知发送端重新发送，起到LoRa通信数据帧缺失减少的作用。
发明内容
鉴于上述问题，本发明提供一种大面积山地果园LoRa无线传输丢帧检测方法，建立节点与网关、节点与节点之间有效的应答机制，可解决数据丢帧的问题。
作为本发明的第一方面，涉及一种大面积山地果园LoRa无线传输丢帧检测方法，应用于发送端，包括：
发送端向目标端发送通信数据；所述通信数据包括：地址码、功能码和校验码；所述地址码包括发送设备地址码和目标地址码；
若在第一预设时长内发送端未接收到目标端回复的应答包，则再次发送所述通信数据或发出警报提醒；直至收到目标端回复的应答包，完成发送。
本发明实施例提供的一种大面积山地果园LoRa无线传输丢帧检测方法，应用于发送端，其中LoRa网关或/和LoRa节点均可作为发送端，发送带有地址码、功能码和校验码的通信数据，并接收目标端的应答包；确保传输数据准确高效，实现发送端与目标端的通信。
在一个实施例中，在发送所述通信数据前，还包括：
发送端对所在空间中的目标通信信道进行检测，确认是否存在其他设备上传数据；
若存在时，则等待第二预设时长后，再次进行检测；直至所在空间中的目标通信信道不存在其他设备上传数据。
本实施例中，通过设置收发异频，可减少数据碰撞的机会，减少网络的拥堵。
第二方面，本发明还涉及一种大面积山地果园LoRa无线传输丢帧检测方法，应用于目标端，包括：
目标端接收到发送端发送的通信数据；所述通信数据包括：地址码、功能码和校验码；所述地址码包括发送设备地址码和目标地址码；
通过预设验证规则对所述通信数据进行验证，当验证结果正确时，解析所述通信数据，并向所述发送端回复应答包，执行所述功能码对应的操作指令；
其中，所述预设验证规则包括两种方式：
A、对所述通信数据中的校验码进行验证；若验证结果正常时，再验证所述通信数据中的目标地址码是否与自身的地址码相同；
B、对所述通信数据中的目标地址码进行验证；若验证结果与自身地址码相同时，再验证所述通信数据中的校验码是否正常。
在一个实施例中，在接收所述通信数据前，还包括：
接收端实时监听所在空间中的通信信道，确认是否存待接收的通信数据。
本发明实施例提供的一种大面积山地果园LoRa无线传输丢帧检测方法，应用于目标端，其中LoRa节点作为目标端，接收带有地址码、功能码和校验码的通信数据，验证后，可向发送端回复应答包；确保传输数据准确高效，实现发送端与目标端的通信。
第三方面，本发明提供一种大面积山地果园LoRa无线传输丢帧检测装置，包括：
第一LoRa发射电路模块，用于向目标端发送通信数据；所述通信数据包括：地址码、功能码和校验码；所述地址码包括发送设备地址码和目标地址码；
第一LoRa接收电路模块，用于接收目标端回复的应答包；
若在第一预设时长内所述第一LoRa接收电路模块未接收到目标端回复的应答包，则第一LoRa发射电路模块再次发送所述通信数据或发出警报提醒；直至第一LoRa接收电路模块收到目标端回复的应答包，完成发送。
在一个实施例中，还包括：
检测模块，用于对所在空间中的目标通信信道进行检测，确认是否存在其他设备上传数据；若存在时，则等待第二预设时长后，再次进行检测；
当检测模块检测直至所在空间中的目标通信信道不存在其他设备上传数据，所述第一LoRa发射电路模块向目标端发送通信数据。
第四方面，本发明提供一种大面积山地果园LoRa无线传输丢帧检测装置，包括：
第二LoRa接收电路模块，用于接收到发送端发送的通信数据；所述通信数据包括：地址码、功能码和校验码；所述地址码包括发送设备地址码和目标地址码；
验证模块，用于对所述通信数据中的校验码进行验证；若验证结果正常时，再验证所述通信数据中的目标地址码是否与自身的地址码相同；
或者用于对所述通信数据中的目标地址码进行验证；若验证结果与自身地址码相同时，再验证所述通信数据中的校验码是否正常；
第二LoRa发射电路模块，用于当验证模块验证所述通信数据中的目标地址码是与自身的地址码相同时，解析所述通信数据，并向所述发送端回复应答包；
执行模块，用于执行所述功能码对应的操作指令。
在一个实施例中，还包括：
监听模块，用于实时监听所在空间中的通信信道，确认是否存待接收的通信数据。
第五方面，本发明还提供一种大面积山地果园LoRa无线传输丢帧检测系统，包括：一个LoRa网关和多个LoRa子节点；
多个所述LoRa子节点之间依次串联并与所述LoRa网关连接；或多个所述LoRa子节点分别与所述LoRa网关连接；
其中，所述LoRa网关和/或所述LoRa子节点，作为发送端包括：
第一LoRa发射电路模块，用于向目标端发送通信数据；所述通信数据包括：地址码、功能码和校验码；所述地址码包括发送设备地址码和目标地址码；
第一LoRa接收电路模块，用于接收目标端回复的应答包；
若在第一预设时长内所述第一LoRa接收电路模块未接收到目标端回复的应答包，则第一LoRa发射电路模块再次发送所述通信数据或发出警报提醒；直至第一LoRa接收电路模块收到目标端回复的应答包，完成发送；
所述LoRa子节点作为接收端包括：
第二LoRa接收电路模块，用于接收到发送端发送的通信数据；所述通信数据包括：地址码、功能码和校验码；所述地址码包括发送设备地址码和目标地址码；
验证模块，用于对所述通信数据中的校验码进行验证；若验证结果正常时，再验证所述通信数据中的目标地址码是否与自身的地址码相同；
或者用于对所述通信数据中的目标地址码进行验证；若验证结果与自身地址码相同时，再验证所述通信数据中的校验码是否正常；
第二LoRa发射电路模块，用于当验证模块验证所述通信数据中的目标地址码是与自身的地址码相同时，解析所述通信数据，并向所述发送端回复应答包；
执行模块，用于执行所述功能码对应的操作指令。
本发明实施例提供的一种大面积山地果园LoRa无线传输丢帧检测系统，建立节点与网关、节点与节点之间有效的应答机制，用于检测在LoRa子节点和LoRa网关之间进行无线传输时是否发生了数据丢帧的情况，可确保数据包的完整，减少LoRa通信数据的缺失。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1为本发明实施例提供的大面积山地果园LoRa无线传输丢帧检测方法的流程图；
图2为一个LoRa无线传感器物联网子网结构图；
图3为本发明实施例提供的发送端的丢帧检测流程图；
图4为LoRa网关与LoRa子节点之间的数据传输关系示意图；
图5为本发明实施例提供的又一大面积山地果园LoRa无线传输丢帧检测方法的流程图；
图6为本发明实施例提供的目标端作为接收方的丢帧检测流程图；
图7为本发明实施例提供的大面积山地果园LoRa无线传输丢帧检测装置的框图；
图8为本发明实施例提供的又一大面积山地果园LoRa无线传输丢帧检测装置的框图。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”“前端”、“后端”、“两端”、“一端”、“另一端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例1：
本发明实施例提供了一种大面积山地果园LoRa无线传输丢帧检测方法，应用于发送端，参照图1所示包括S101～S102；
S101、发送端向目标端发送通信数据；所述通信数据包括：地址码、功能码和校验码；所述地址码包括发送设备地址码和目标地址码；
S102、若在第一预设时长内发送端未接收到目标端回复的应答包，则再次发送所述通信数据或发出警报提醒；直至收到目标端回复的应答包，完成发送。
在本实施例中，如图2所示，为一个LoRa无线传感器物联网子网结构图，在一个LoRa无线传感器物联网子网中，有一台LoRa网关和多个LoRa子节点，LoRa子节点带有传感器，LoRa子节点通过自身的传感器采集数据。其中，LoRa网关和LoRa节点组成的网络内，每个设备都具有自己的地址码，用于身份标识，做到数据来源可知。设备间通信(节点与网关之间，节点与节点之间)使用应答机制，网关和节点均可以作为发送端。
即一个完整的通信过程中一定有一个发起者和一个应答者，若果发送端发送通信数据给目标地址，达到第一预设时长，则超时(第一预设时长可以设置，比如为30秒、1分钟等等)没收到目标端的应答，则认为通信失败，发送端自主采取实施超时措施，比如再次发送通信数据，或者向LoRa服务器端发出警报提醒，或者通过自身携带的LED、蜂鸣器等发出声光报警。直至收到目标端回复的应答包，完成发送。
在一个实施例中，如图1所示，还包括：
S100：发送端对所在空间中的目标通信信道进行检测，确认是否存在其他设备上传数据；若存在时，则等待第二预设时长后，再次进行检测；直至所在空间中的目标通信信道不存在其他设备上传数据。
当发送端准备发送数据时，先检测所在空间中的目标通信信道中是否存在其他机器通信，若存在则等待若干毫秒(可设置)后再次检测，直到空间中没有其他机器通信后，方可发送数据包。
具体的，流程时序可参照图3所示，比如，发送端首先对通信频道进行检测，判断通信频道是否存在其他设备上传数据，当存在时，则等待第二预设时长(200ms)，再次对通信频道进行检测。当通信频道不存在其他设备上传数据时，则发送通信数据，等待确定是否收到应答包，当收到后，则完成设备间的一次应答通信。而超时未收到是，则再次回到上述对通信频道进行检测的步骤，循环执行，直到完成设备间的一次应答通信。通过采用应答机制，超时接收端午回答则为丢包，发送端重发。
本实施例中，发送端可以是LoRa网关，也可以是LoRa节点；其中：LoRa网关和LoRa节点，均分别具有LoRa发射电路、LoRa接收电路两部分，两路电路独立设计，将发送和接收隔绝在两个不同的信道，一路用于接收(下行)，另一路用于发送，两路电路工作在不同频率，避免接收和发射间的干扰，并达到全双工工作功能，可同时接收和发送通信数据，实现收发异频，减少通信数据碰撞的机会。
发送端发送的通信数据，包括发送设备地址码、目标地址码、功能码、数据长度、数据(若干字节)16位CRC校验码；其中16位CRC校验码，比如为：通过计算除数据中2个字节的功能以外的所有字节的CRC校验的值。本公开实施例对CRC校验码的计算及生成不作限定；发送端比如通过某种数学运算来建立数据位和校验位的约定关系，生成CRC校验码；并将此CRC校验码附在被传送数据后，目标端则对同一数据进行相同的计算，应该得到相同的结果。如果这两个CRC结果不一致，则说明发送中出现了可能出现了丢帧；从而发送端再次发送通信数据，确保传输数据的完整性、准确高效，实现发送端与目标端的通信。
其中通信数据的通信帧使用不同HEX码(可设置)表示不同的通信功能，在实现功能的同时，尽量减少数据通信帧的长度。比如通信帧可参照如表1所示：
表1：
设备地址 目标地址 功能码 CRC校验低8位 CRC校验高8位
数据帧可参照如表2所示：
表2：
设备地址 目标地址 功能码 数据长度 数据＊n CRC校验低8位 CRC校验高8位
其中：数据帧设计为多种功能，功能比如包涵关机、重启、重新入网、发送数据包、应答等功能码，最大限度减少数据帧的长度，降低丢包的可能性。
举例来说，a)设备地址为0x01的发送端向目标端(地址为0x02)发送启动命令(功能码为0xfb)，则：发送端发送的消息的HEX码为：01 02 01 E0 A0；分别表示自身设备地址码、目标地址码、功能码、CRC校验低8位、CRC校验高8位。而目标端收到消息后，检测无误则回应的消息HEX码为：02 01 fb 90 13；分别表示：自身设备地址码、目标地址码、功能码、CRC校验低8位、CRC校验高8位。
b)定义0x02功能是向接收机发送数据，应答功能码为0xfb发射端地址为0x01，接收端地址为0x02，则：
发送端发送的消息的HEX码为:
01 02 02 08 01 02 03 04 05 06 07 08 A4 B7
接收端回应的消息HEX为:
02 01 fb 90 13
c)地址为01的设备向全体设备广播一个重启命令，广播消息使用的地址为0xff，发送端发送的消息的HEX为:
01 FF 01 A0 30
参照图4所示，展示了LoRa网关与LoRa子节点之间的数据传输关系。LoRa网关主动将指令通过LoRa无线协议下达给LoRa子节点，该指令基于CRC(循环冗余检查)，上级LoRa网关发出组成为“地址码+功能码+CRC校验码”的指令。LoRa子节点收到上级LoRa网关的指令后，根据实际指令内容回传数据至上级LoRa网关，上级LoRa网关对收到的数据进行CRC校验。
上述CRC(循环冗余检查)是一种常见的数据传输检错功能，该方法通过对数据进行多项式计算，并将得到的结果附在帧的后面，而接收设备也执行类似的算法，以保证数据传输的正确性和完整性。
本实施例中，LoRa网关与子节点传输丢帧检测方法可应用于发送端，其中LoRa网关或/和LoRa节点均可作为发送端；可实现P2P点对点通信，也可以实现多点通信；通过发送带有地址码、功能码和校验码的通信数据，并接收目标端的应答包；使用应答机制，LoRa通信中发送数据的设备对目标端接收是否成功可知，并能对接收失败的情况重新发送消息，降低传输过程中数据丢失的可能性，确保传输数据的完整性，准确高效，实现发送端与目标端的通信。
实施例2：
本发明还提供了一种大面积山地果园LoRa无线传输丢帧检测方法，用于目标端，参照图5所示，包括S501～S502：
S501、目标端接收到发送端发送的通信数据；所述通信数据包括：地址码、功能码和校验码；所述地址码包括发送设备地址码和目标地址码；
S502、通过预设验证规则对所述通信数据进行验证，当验证结果正确时，解析所述通信数据，并向所述发送端回复应答包，执行所述功能码对应的操作指令；
其中，上述预设验证规则包括两种方式：
A、对所述通信数据中的校验码进行验证；若验证结果正常时，再验证所述通信数据中的目标地址码是否与自身的地址码相同；
B、对所述通信数据中的目标地址码进行验证；若验证结果与自身地址码相同时，再验证所述通信数据中的校验码是否正常。
在本实施例中，如图2所示，为一个LoRa无线传感器物联网子网结构图，在实际应用中，也可以包括多个子网；即：具有多个LoRa网关，每个LoRa网关下各自设多个LoRa子节点；那么也就存在网关与网关间的通信。此时，目标端也可以是LoRa网关和LoRa子节点。
目标端作为接收方，通过对通信数据进行验证，来确认是否发生丢帧；当存在丢帧情况下，则做丢包处理，不做回应；而当验证通过时，解析通信数据并向发送端回复应答包，并执行功能码对应的操作指令。
在一个实施例中，在接收所述通信数据前，参照图5所示，还包括：
S500、接收端实时监听所在空间中的通信信道，确认是否存待接收的通信数据。
具体地，参照图6所示，比如，目标端作为接收方，实时监听所在空间中的通信信道，判断通信信道是否存待接收的通信数据；当存在时，比如根据上述预设验证规则A方式，对通信数据中的校验码进行验证；若验证结果不正常时，丢弃处理；若验证结果正常时，再验证通信数据中的目标地址码是否与自身的地址码相同；不相同时，丢弃处理；相同时，对通信数据进行解析，并发送应答包，完成完成设备间的一次应答通信。然后执行通信数据中功能码对应的操作指令。
本发明实施例提供的一种大面积山地果园LoRa无线传输丢帧检测方法，应用于目标端，其中LoRa节点或LoRa网关作为目标端，接收带有地址码、功能码和校验码的通信数据；针对LoRa通信中的数据帧做CRC校验，检测帧的完整性，验证正确后，可向发送端回复应答包；使接收端知晓帧完整性，让不完整的通信重新发送，减少因通信帧不完整而导致的数据丢失；确保传输数据准确高效，实现发送端与目标端的通信。
具体地，针对上述实施例1-2来说，比如在山地果园管道喷雾压力检测系统的应用中，LoRa网关向LoRa压力采集节点发送重启命令，LoRa内网中，LoRa网关的地址为01，LoRa压力采集节点地址为02，其中重启的功能码为01，FB为标准应答码。
1)LoRa网关发送的消息的HEX码为:01 02 01 E0 A0，其中的第一个字节01为LoRa网关的LoRa内网地址，第二个字节02是LoRa压力采集节点的LoRa内网地址，第三个字节01为重启的功能码，最后两个字节06E3是前面三个字节的16bit CRC校验码。
2)数据被LoRa压力采集节点成功接收后，LoRa压力采集节点回应的消息HEX码应该为:02 01 FB 90 13，其中的第一个字节02为LoRa网关的LoRa内网地址，第二个字节01是LoRa压力采集节点的LoRa内网地址，第三个字节FB为标准应答码，最后两个字节90 13是前面三个字节的16bit CRC校验码。
在山地果园管道喷雾压力检测系统的应用中，LoRa压力采集节点向LoRa网关上报压力数据，LoRa内网中，LoRa网关的地址为01，LoRa压力采集节点地址为02，其中数据上报功能码为02，FB为标准应答码。
1)LoRa压力采集节点发送的HEX消息是:02 01 02 08 01 02 03 04 05 06 07 08AF F7，其中第一个字节02是LoRa压力采集节点的LoRa内网地址，第二个字节01为LoRa网关的LoRa内网地址，第三个字节02为数据上报功能码，第四个字节08是代表后续的数据长度是8个字节，第五至第十二个字节是发送的数据的实际内容01 02 03 04 05 06 08这一串HEX码，最后两位是校验位
2)数据被LoRa网关成功接收后，LoRa网关回应的消息HEX码应该为:02 01 FB 9013，其中的第一个字节02为LoRa网关的LoRa内网地址，第二个字节01是LoRa压力采集节点的LoRa内网地址，第三个字节FB为标准应答码，最后两个字节90 13是前面三个字节的16bit CRC校验码。
实施例3：
下述为本公开装置实施例，可以用于执行上述应用于发送端的检测方法的实施例。
图7是根据上述发送端实施例示出的一种大面积山地果园LoRa无线传输丢帧检测装置的框图，该装置用于发送端，即：LoRa网关或LoRa子节点，可以通过软件、硬件或者两者的结合实现成为电子设备的部分或者全部。
如图7所示，该装置包括：
第一LoRa发射电路模块71，用于向目标端发送通信数据；所述通信数据包括：地址码、功能码和校验码；所述地址码包括发送设备地址码和目标地址码；
第一LoRa接收电路模块72，用于接收目标端回复的应答包；
若在第一预设时长内所述第一LoRa接收电路模块未接收到目标端回复的应答包，则第一LoRa发射电路模块再次发送所述通信数据或发出警报提醒；直至第一LoRa接收电路模块收到目标端回复的应答包，完成发送。
在一个实施例中，还包括：
检测模块73，用于对所在空间中的目标通信信道进行检测，确认是否存在其他设备上传数据；若存在时，则等待第二预设时长后，再次进行检测；
当检测模块检测直至所在空间中的目标通信信道不存在其他设备上传数据，所述第一LoRa发射电路模块向目标端发送通信数据。
实施例4：
下述为本公开装置实施例，可以用于执行上述应用于目标端的检测方法的实施例。
图8是根据上述目标端实施例示出的一种大面积山地果园LoRa无线传输丢帧检测装置的框图，该装置用于目标端，即：LoRa网关或LoRa子节点，可以通过软件、硬件或者两者的结合实现成为电子设备的部分或者全部。
如图8所示，本发明又提供一种大面积山地果园LoRa无线传输丢帧检测装置该装置包括：
第二LoRa接收电路模块81，用于接收到发送端发送的通信数据；所述通信数据包括：地址码、功能码和校验码；所述地址码包括发送设备地址码和目标地址码；
验证模块82，用于对所述通信数据中的校验码进行验证；若验证结果正常时，再验证所述通信数据中的目标地址码是否与自身的地址码相同；
或者用于对所述通信数据中的目标地址码进行验证；若验证结果与自身地址码相同时，再验证所述通信数据中的校验码是否正常；
第二LoRa发射电路模块83，用于当验证模块验证所述通信数据中的目标地址码是与自身的地址码相同时，解析所述通信数据，并向所述发送端回复应答包；
执行模块84，用于执行所述功能码对应的操作指令。
在一个实施例中，还包括：
监听模块85，用于实时监听所在空间中的通信信道，确认是否存待接收的通信数据。
实施例5：
基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种LoRa网关与子节点传输丢帧检测系统，该系统包括上述实施例一个LoRa网关和多个LoRa子节点，由于该系统所解决问题的原理与前述发送端和目标端的传输丢帧检测方法相似，因此该系统的实施可以参见前述发送端和目标端的丢帧检测方法实施，重复之处不再赘述。
本发明还提供一种LoRa网关与子节点传输丢帧检测系统，包括：一个LoRa网关和多个LoRa子节点；
多个所述LoRa子节点之间依次串联并与所述LoRa网关连接；或多个所述LoRa子节点分别与所述LoRa网关连接；
其中，所述LoRa网关和/或所述LoRa子节点，作为发送端包括：
第一LoRa发射电路模块，用于向目标端发送通信数据；所述通信数据包括：地址码、功能码和校验码；所述地址码包括发送设备地址码和目标地址码；
第一LoRa接收电路模块，用于接收目标端回复的应答包；
若在第一预设时长内所述第一LoRa接收电路模块未接收到目标端回复的应答包，则第一LoRa发射电路模块再次发送所述通信数据或发出警报提醒；直至第一LoRa接收电路模块收到目标端回复的应答包，完成发送；
所述LoRa子节点作为接收端包括：
第二LoRa接收电路模块，用于接收到发送端发送的通信数据；所述通信数据包括：地址码、功能码和校验码；所述地址码包括发送设备地址码和目标地址码；
验证模块，用于对所述通信数据中的校验码进行验证；若验证结果正常时，再验证所述通信数据中的目标地址码是否与自身的地址码相同；
或者用于对所述通信数据中的目标地址码进行验证；若验证结果与自身地址码相同时，再验证所述通信数据中的校验码是否正常；
第二LoRa发射电路模块，用于当验证模块验证所述通信数据中的目标地址码是与自身的地址码相同时，解析所述通信数据，并向所述发送端回复应答包；
执行模块，用于执行所述功能码对应的操作指令。
本实施例中，该系统方便维护，可用于LoRa节点间组网、数据传输，LoRa节点与LoRa网关的组网、通信等场合，用于传输传感器数值、传输控制数字信号等应用场合。整个LoRa内网的地址编码可以容纳0～254编码(255为广播地址)，网络容量大。具有如下优势：
1.使用LoRa通信做收发异频，将发送和接收隔绝在两个不同的信道，减少数据碰撞的机会；
2.采用应答机制，LoRa通信中发送数据的设备对接收机接收是否成功可知，并能对接收失败的情况重新发送消息，降低传输过程中数据丢失的可能性；
3.每个节点具有地址码，数据来源目标可知；
4.通信包有广播通信包和P2P(点对点)通信包，可以多点通信亦可点对点通信；
5.针对LoRa通信中的数据帧做CRC校验，检测帧的完整性，使接收端知晓帧完整性，让不完整的通信重新发送，减少因通信帧不完整而导致的数据丢失。
6.数据帧设计为多种功能，功能包涵关机、重启、重新入网、发送数据包、应答等功能码，最大限度减少数据帧和通信帧的长度，降低数据通信中丢帧的风险和通信开销，降低丢包的可能性。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器和光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (9)

1.一种大面积山地果园LoRa无线传输丢帧检测方法，应用于发送端，其特征在于，包括：
发送端向目标端发送通信数据；所述通信数据包括：地址码、功能码和校验码；所述地址码包括发送设备地址码和目标地址码；
若在第一预设时长内发送端未接收到目标端回复的应答包，则再次发送所述通信数据或发出警报提醒；直至收到目标端回复的应答包，完成发送。
2.如权利要求1所述的一种大面积山地果园LoRa无线传输丢帧检测方法，其特征在于，在发送所述通信数据前，还包括：
发送端对所在空间中的目标通信信道进行检测，确认是否存在其他设备上传数据；
若存在时，则等待第二预设时长后，再次进行检测；直至所在空间中的目标通信信道不存在其他设备上传数据。
3.一种大面积山地果园LoRa无线传输丢帧检测方法，应用于目标端，其特征在于，包括：
目标端接收到发送端发送的通信数据；所述通信数据包括：地址码、功能码和校验码；所述地址码包括发送设备地址码和目标地址码；
通过预设验证规则对所述通信数据进行验证，当验证结果正确时，解析所述通信数据，并向所述发送端回复应答包，执行所述功能码对应的操作指令；
其中，所述预设验证规则包括两种方式：
A、对所述通信数据中的校验码进行验证；若验证结果正常时，再验证所述通信数据中的目标地址码是否与自身的地址码相同；
B、对所述通信数据中的目标地址码进行验证；若验证结果与自身地址码相同时，再验证所述通信数据中的校验码是否正常。
4.如权利要求3所述的一种大面积山地果园LoRa无线传输丢帧检测方法，其特征在于，在接收所述通信数据前，还包括：
接收端实时监听所在空间中的通信信道，确认是否存待接收的通信数据。
5.一种大面积山地果园LoRa无线传输丢帧检测装置，其特征在于，包括：
第一LoRa发射电路模块，用于向目标端发送通信数据；所述通信数据包括：地址码、功能码和校验码；所述地址码包括发送设备地址码和目标地址码；
第一LoRa接收电路模块，用于接收目标端回复的应答包；
若在第一预设时长内所述第一LoRa接收电路模块未接收到目标端回复的应答包，则第一LoRa发射电路模块再次发送所述通信数据或发出警报提醒；直至第一LoRa接收电路模块收到目标端回复的应答包，完成发送。
6.如权利要求5所述的一种大面积山地果园LoRa无线传输丢帧检测装置，其特征在于，还包括：
检测模块，用于对所在空间中的目标通信信道进行检测，确认是否存在其他设备上传数据；若存在时，则等待第二预设时长后，再次进行检测；
当检测模块检测直至所在空间中的目标通信信道不存在其他设备上传数据，所述第一LoRa发射电路模块向目标端发送通信数据。
7.一种大面积山地果园LoRa无线传输丢帧检测装置，其特征在于，包括：
第二LoRa接收电路模块，用于接收到发送端发送的通信数据；所述通信数据包括：地址码、功能码和校验码；所述地址码包括发送设备地址码和目标地址码；
验证模块，用于对所述通信数据中的校验码进行验证；若验证结果正常时，再验证所述通信数据中的目标地址码是否与自身的地址码相同；
或者用于对所述通信数据中的目标地址码进行验证；若验证结果与自身地址码相同时，再验证所述通信数据中的校验码是否正常；
第二LoRa发射电路模块，用于当验证模块验证所述通信数据中的目标地址码是与自身的地址码相同时，解析所述通信数据，并向所述发送端回复应答包；
执行模块，用于执行所述功能码对应的操作指令。
8.如权利要求7所述的一种大面积山地果园LoRa无线传输丢帧检测装置，其特征在于，还包括：
监听模块，用于实时监听所在空间中的通信信道，确认是否存待接收的通信数据。
9.一种LoRa网关与子节点传输丢帧检测系统，其特征在于，包括：一个LoRa网关和多个LoRa子节点；
多个所述LoRa子节点之间依次串联并与所述LoRa网关连接；或多个所述LoRa子节点分别与所述LoRa网关连接；
其中，所述LoRa网关和/或所述LoRa子节点，作为发送端包括：
第一LoRa发射电路模块，用于向目标端发送通信数据；所述通信数据包括：地址码、功能码和校验码；所述地址码包括发送设备地址码和目标地址码；
第一LoRa接收电路模块，用于接收目标端回复的应答包；
若在第一预设时长内所述第一LoRa接收电路模块未接收到目标端回复的应答包，则第一LoRa发射电路模块再次发送所述通信数据或发出警报提醒；直至第一LoRa接收电路模块收到目标端回复的应答包，完成发送；
所述LoRa子节点作为接收端包括：
第二LoRa接收电路模块，用于接收到发送端发送的通信数据；所述通信数据包括：地址码、功能码和校验码；所述地址码包括发送设备地址码和目标地址码；
验证模块，用于对所述通信数据中的校验码进行验证；若验证结果正常时，再验证所述通信数据中的目标地址码是否与自身的地址码相同；
或者用于对所述通信数据中的目标地址码进行验证；若验证结果与自身地址码相同时，再验证所述通信数据中的校验码是否正常；
第二LoRa发射电路模块，用于当验证模块验证所述通信数据中的目标地址码是与自身的地址码相同时，解析所述通信数据，并向所述发送端回复应答包；
执行模块，用于执行所述功能码对应的操作指令。
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Citations (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018206880A1 (fr) * 2017-05-11 2018-11-15 Orange Singularisation de trames à émettre par un objet connecté et blocage de trames réémises sur un réseau de communication sans-fil basse consommation
US20180343083A1 (en) * 2015-11-25 2018-11-29 Sagemcom Energy & Telecom Sas Gateway configuration method
CN108989455A (zh) * 2018-08-13 2018-12-11 中国科学院声学研究所南海研究站 一种基于LoRa物联网的数据上报和指令下发方法
CN208401852U (zh) * 2018-07-24 2019-01-18 安徽国讯芯微科技有限公司 一种LoRaWan上下异频全双工模块
CN109302450A (zh) * 2018-08-29 2019-02-01 中山大学 一种基于Statistic-TDMA与LoRa的数据传输方法
CN110061896A (zh) * 2019-05-06 2019-07-26 浙江明度智控科技有限公司 一种modbus-rtu总线地址冲突检测方法
CN110071786A (zh) * 2019-04-19 2019-07-30 武汉所为科技有限公司 一种提高LoRa通信完整性的方法
CN110290509A (zh) * 2019-07-30 2019-09-27 北京华三通信技术有限公司 数据传输方法及装置
CN110969826A (zh) * 2019-12-18 2020-04-07 华南农业大学 一种基于LoRa的果园管道喷雾压力监测系统及方法
CN110995956A (zh) * 2019-12-06 2020-04-10 深圳大学 基于LoRa的图片传输方法、装置及计算机设备
CN210351677U (zh) * 2019-09-30 2020-04-17 国网山东综合能源服务有限公司 一种物联网智慧能源网关
CN111278141A (zh) * 2020-02-24 2020-06-12 西安邮电大学 一种基于LoRa组网的通信方法及系统
CN111404945A (zh) * 2020-03-19 2020-07-10 厦门铁博士电子有限公司 自适应通信协议的方法及称重传感器
US20200288540A1 (en) * 2019-03-07 2020-09-10 Alibaba Group Holding Limited Gateway and data communication system
CN111669782A (zh) * 2020-07-02 2020-09-15 深圳市世纪本原科技股份有限公司 一种基于LoRa的网络防阻塞方法及装置

Patent Citations (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20180343083A1 (en) * 2015-11-25 2018-11-29 Sagemcom Energy & Telecom Sas Gateway configuration method
WO2018206880A1 (fr) * 2017-05-11 2018-11-15 Orange Singularisation de trames à émettre par un objet connecté et blocage de trames réémises sur un réseau de communication sans-fil basse consommation
CN208401852U (zh) * 2018-07-24 2019-01-18 安徽国讯芯微科技有限公司 一种LoRaWan上下异频全双工模块
CN108989455A (zh) * 2018-08-13 2018-12-11 中国科学院声学研究所南海研究站 一种基于LoRa物联网的数据上报和指令下发方法
CN109302450A (zh) * 2018-08-29 2019-02-01 中山大学 一种基于Statistic-TDMA与LoRa的数据传输方法
US20200288540A1 (en) * 2019-03-07 2020-09-10 Alibaba Group Holding Limited Gateway and data communication system
CN110071786A (zh) * 2019-04-19 2019-07-30 武汉所为科技有限公司 一种提高LoRa通信完整性的方法
CN110061896A (zh) * 2019-05-06 2019-07-26 浙江明度智控科技有限公司 一种modbus-rtu总线地址冲突检测方法
CN110290509A (zh) * 2019-07-30 2019-09-27 北京华三通信技术有限公司 数据传输方法及装置
CN210351677U (zh) * 2019-09-30 2020-04-17 国网山东综合能源服务有限公司 一种物联网智慧能源网关
CN110995956A (zh) * 2019-12-06 2020-04-10 深圳大学 基于LoRa的图片传输方法、装置及计算机设备
CN110969826A (zh) * 2019-12-18 2020-04-07 华南农业大学 一种基于LoRa的果园管道喷雾压力监测系统及方法
CN111278141A (zh) * 2020-02-24 2020-06-12 西安邮电大学 一种基于LoRa组网的通信方法及系统
CN111404945A (zh) * 2020-03-19 2020-07-10 厦门铁博士电子有限公司 自适应通信协议的方法及称重传感器
CN111669782A (zh) * 2020-07-02 2020-09-15 深圳市世纪本原科技股份有限公司 一种基于LoRa的网络防阻塞方法及装置

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