CN112738880B - 一种基于LoRaWAN的物联网通信扩展方法及LoRaWAN物联网 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种基于LoRaWAN的物联网通信扩展方法及LoRaWAN物联网，方法包括：建立LoRaWAN网络，LoRaWAN网络包括LoRaWAN网关、采集器和服务器；待接入终端节点采用LoRaWAN终端模式向LoRaWAN网关发送注册请求，在第一预设反馈时间内未接收到LoRaWAN网关的反馈信息时，待接入终端节点切换为LoRa终端模式向设置在每个采集器通道中的采集器发送注册请求，并接收每个采集器的反馈信息，与最强的反馈信息中的信号强度值对应的采集器建立通信连接，以构建采集器私有网络；采用建立通信连接的采集器实现待接入终端节点的上行帧和下行帧的中继转发，并对待接入终端节点的注册信息进行存储和更新，以及对注册信息发送给服务器。本发明的有益效果：LoRaWAN网络和采集器私有网络的互不干扰，实现LoRaWAN的盲区覆盖。

Description

一种基于LoRaWAN的物联网通信扩展方法及LoRaWAN物联网

技术领域

本发明涉及物联网技术领域，尤其涉及一种基于LoRaWAN的物联网通信扩展方法及LoRaWAN物联网。

背景技术

近年来，随着LoRaWAN技术应用的推广，在物联网领域得到了大量的应用。LoRaWAN是使用了LoRa技术的一种无线物联网通信方案，定义了网络的协议和通讯架构。但是LoRaWAN是一种星型网络，这限制了它的网络覆盖。LoRaWAN网络架构是一个星型网络。在LoRaWAN网络中，当网关使用Sx1301芯片，支持8个LoRa通道，固定带宽125kHz，1个支持125/250/500kHz带宽通道用于与网关之间通信，1个高速率FSK通道。LoRaWAN实现了ADR技术(Adaptive Data Rate，速率自适应)，离网关越近，终端使用的速率越高。

然而现有技术中的LoRaWAN网络存在下述问题：

第一，在实际应用中网关安装在电线杆子上，并且网关的安装高度有限制，以及网关的信号覆盖范围有限。在距离远的终端设备将不能与网关建立有效的连接；

第二，在实际应用中的终端设备安装高度较低，甚至有些终端设备是安装在地下室或者镶嵌在墙壁里。这造成终端设备接收和发送信号都很微弱，形成孤岛而不能与网关建立有效的连接。

第三，在实际应用中部署的网关过多，会增大成本。

发明内容

针对现有技术中存在的上述问题，现提供一种基于LoRaWAN的物联网通信扩展方法及LoRaWAN物联网。

具体技术方案如下：

一种基于LoRaWAN的物联网通信扩展方法，其中，包括以下步骤：

步骤S1，建立LoRaWAN网络，LoRaWAN网络包括LoRaWAN网关、采集器和服务器，采集器包括LoRaWAN模块和LoRa模块；

步骤S2，待接入终端节点采用LoRaWAN终端模式向LoRaWAN网关发送注册请求，并在第一预设反馈时间内未接收到LoRaWAN网关的反馈信息时，待接入终端节点切换为LoRa终端模式向设置在每个采集器通道中的采集器发送注册请求，并接收每个采集器的反馈信息，与最强的反馈信息中的信号强度值对应的采集器建立通信连接，以构建采集器私有网络；

步骤S3，采用建立通信连接的采集器实现待接入终端节点的上行帧和下行帧的中继转发，并对待接入终端节点的注册信息进行存储和更新，以及对注册信息发送给服务器。

优选的，基于LoRaWAN的物联网通信扩展方法，其中，步骤S2具体包括以下步骤：

步骤S21，待接入终端节点采用LoRaWAN终端模式向LoRaWAN网关发送注册请求；

步骤S22，判断是否在第一预设反馈时间内接收到LoRaWAN网关的反馈信息；

若是，待接入终端节点与LoRaWAN网关建立通信连接；

若否，初始化注册周期，并执行步骤S23；

步骤S23，待接入终端节点采用LoRa终端模式向设置在每个采集器通道中的采集器发送注册请求；

步骤S24，判断是否在第二预设反馈时间内接收到采集器的反馈信息；

若是，与最强的反馈信息中的信号强度值对应的采集器建立通信连接；

若否，执行步骤S25；

步骤S25，判断注册周期是否超过预设周期；

若是，返回步骤S21；

若否，返回步骤S23，并将注册周期增加一次。

优选的，基于LoRaWAN的物联网通信扩展方法，其中，预设周期为2。

优选的，基于LoRaWAN的物联网通信扩展方法，其中，LoRaWAN网络和采集器私有网络的带宽不同。

优选的，基于LoRaWAN的物联网通信扩展方法，其中，LoRaWAN网络的带宽为125kHz。

优选的，基于LoRaWAN的物联网通信扩展方法，其中，还包括采集器私有网络的通道设置方法，具体包括以下步骤：

获取采集器通道的预设通道数量；

获取采集器的地址，并根据采集器的地址累加和对预设通道数量取余数，并将余数对应的通道作为采集器私有网络的通道。

优选的，基于LoRaWAN的物联网通信扩展方法，其中，步骤S3中的对待接入终端节点的注册信息进行存储和更新，具体包括以下步骤：

将待接入终端节点的注册信息存储到一子节点列表中；

每个预设心跳周期对子节点列表中的每个待接入终端节点发送心跳，并将未反馈心跳信息的待接入终端节点标记为子节点离网；

于待接入终端节点断开连接时，将待接入终端节点标记为子节点离网。

优选的，基于LoRaWAN的物联网通信扩展方法，其中，注册信息包括：待接入终端节点的地址和状态信息。

还提供一种LoRaWAN物联网，其中，包括：

LoRaWAN网络，包括：采用LoRaWAN终端模式的终端节点、LoRaWAN网关、采集器和服务器，LoRaWAN网关和服务器建立通信连接，采用LoRaWAN终端模式的终端节点和LoRaWAN网关建立通信连接，采集器和LoRaWAN网关建立通信连接；

采集器私有网络，包括：采用LoRa终端模式的终端节点和采集器，采集器和LoRa终端模式的终端节点建立通信连接；

待接入终端节点用于采用LoRaWAN终端模式向LoRaWAN网关发送注册请求，并在第一预设反馈时间内未接收到LoRaWAN网关的反馈信息时，待接入终端节点切换为LoRa终端模式向设置在每个采集器通道中的采集器发送注册请求，并接收每个采集器的反馈信息，与最强的反馈信息中的信号强度值对应的采集器建立通信连接；

采集器用于实现待接入终端节点的上行帧和下行帧的中继转发，并对待接入终端节点的注册信息进行存储和更新，以及对注册信息发送给服务器。

优选的，LoRaWAN物联网，其中，LoRaWAN网络和采集器私有网络的带宽不同。

上述技术方案具有如下优点或有益效果：

第一、通过在LoRaWAN的物联网中增加采集器，使得采集器与LoRaWAN网关可以实现很广的信号覆盖，从而实现LoRaWAN的盲区覆盖，并且避免形成孤岛，以及采集器在成本上比网关便宜很多，因此采用采集器可以降低成本；

第二、通过在终端节点设置两套工作机制，并且优先使用LoRaWAN终端模式向LoRaWAN网关发送注册请求，以寻找LoRaWAN网络入网，在第一预设反馈时间内没有加入LoRaWAN网络时，终端节点启用LoRa终端模式与采集器建立通信连接，以实现采用LoRa终端模式的终端节点和采集器构建采集器私有网络，从而实现LoRaWAN网络和采集器私有网络的互不干扰。

第三，采集器采用LoRaWAN模块与LoRaWAN网关连接，以及采集器采用LoRa模块与启用LoRa终端模式的终端节点连接，即可以通过采集器实现采用LoRa终端模式的终端节点和LoRaWAN网关连接通信连接。

第四，通过LoRaWAN网络和采集器私有网络的带宽不同，从而进一步避免采集器私有网络与LoRaWAN网络干扰。

附图说明

参考所附附图，以更加充分的描述本发明的实施例。然而，所附附图仅用于说明和阐述，并不构成对本发明范围的限制。

图1为本发明基于LoRaWAN的物联网通信扩展方法的实施例的流程图；

图2为本发明基于LoRaWAN的物联网通信扩展方法实施例的步骤S2的流程图一；

图3为本发明基于LoRaWAN的物联网通信扩展方法实施例的步骤S2的流程图二。

具体实施方式

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作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。

本发明包括一种基于LoRaWAN的物联网通信扩展方法，如图1所示，包括以下步骤：

步骤S1，建立LoRaWAN网络，LoRaWAN网络包括LoRaWAN网关、采集器和服务器，采集器包括LoRaWAN模块和LoRa模块；

步骤S2，待接入终端节点采用LoRaWAN终端模式向LoRaWAN网关发送注册请求，并在第一预设反馈时间内未接收到LoRaWAN网关的反馈信息时，待接入终端节点切换为LoRa终端模式向设置在每个采集器通道中的采集器发送注册请求，并接收每个采集器的反馈信息，与最强的反馈信息中的信号强度值对应的采集器建立通信连接，以构建采集器私有网络；

步骤S3，采用建立通信连接的采集器实现待接入终端节点的上行帧和下行帧的中继转发，并对待接入终端节点的注册信息进行存储和更新，以及对注册信息发送给服务器。

在上述实施例中，通过在LoRaWAN的物联网中增加采集器，使得采集器与LoRaWAN网关可以实现很广的信号覆盖，从而实现LoRaWAN的盲区覆盖，并且避免形成孤岛，以及采集器在成本上比网关便宜很多，因此采用采集器可以降低成本；

在上述实施例中，终端节点有两套工作机制，并且优先使用LoRaWAN终端模式向LoRaWAN网关发送注册请求，以寻找LoRaWAN网络入网，在第一预设反馈时间内没有加入LoRaWAN网络时，终端节点启用LoRa终端模式加入到采集器，以实现采用LoRa终端模式的终端节点和采集器构建采集器私有网络，从而实现LoRaWAN网络和采集器私有网络的互不干扰。

在上述实施例中，采集器采用LoRaWAN模块与LoRaWAN网关连接，采集器采用LoRa模块与启用LoRa终端模式的终端节点连接，即可以通过采集器实现采用LoRa终端模式的终端节点和LoRaWAN网关连接通信连接。

进一步地，在上述实施例中，如图2-3所示，步骤S2具体包括以下步骤：

在步骤S21之前，可以对待接入终端节点进行初始化处理，此时的待接入终端节点采用LoRaWAN终端模式；

步骤S21，待接入终端节点采用LoRaWAN终端模式向LoRaWAN网关发送注册请求；

步骤S22，判断是否在第一预设反馈时间内接收到LoRaWAN网关的反馈信息；

若是，待接入终端节点与LoRaWAN网关建立通信连接；

若否，初始化注册周期，并执行步骤S23；

步骤S23，待接入终端节点采用LoRa终端模式向设置在每个采集器通道中的采集器发送注册请求；

需要说明的是，可以根据通道号依次对采集器通道中的采集器发送注册请求；

步骤S24，判断是否在第二预设反馈时间内接收到采集器的反馈信息；

若是，可以将采集器的反馈信息写入反馈信息列表中，并且获取反馈信息中的信号强度值，将最强的信号强度值对应的采集器建立通信连接；

若否，执行步骤S25；

步骤S25，判断注册周期是否超过预设周期；

若是，返回步骤S21；

若否，将注册周期增加一次，并返回步骤S23。

在上述实施例中，在LoRaWAN物联网的网络规划中，距离网关远或者安装高度很低的终端节点，由于信号弱，而不能加入LoRaWAN网络中。在超出第一预设反馈时间未入网的情况下，终端节点切换为LoRa终端模式，向采集器的LoRa模块入网。从而扩展LoRaWAN物联网。

在上述实施例中，如图3所示，待接入终端节点接收到采集器的反馈信息具体可以包括以下步骤：

步骤A1，将通道号为CH0的采集器通道设置为当前采集器通道；

步骤A2，向当前采集器通道中的采集器发送注册请求，并判断是否在第三预设反馈时间内接收到当前采集器通道中的采集器的反馈信息；

若是，可以将采集器的反馈信息写入反馈信息列表中，并将下一通道号对应的采集器通道设置为当前采集器通道，返回步骤A2，直到向所有采集器通道中的采集器发送注册请求；

若否，将下一通道号对应的采集器通道设置为当前采集器通道，返回步骤A2，直到向所有采集器通道中的采集器发送注册请求；

步骤A3，获取反馈信息列表中的反馈信息对应的信号强度值，待接入终端节点与最强的信号强度值对应的采集器之间建立通信连接；

需要说明的是，第二预设反馈时间是所有采集器通道对应的第三预设反馈时间的总和；例如，采集器通道数量为6时，每个采集器通道对应的第三预设反馈时间均为30S时，第二预设反馈时间为6*30S＝180S。

进一步地，在上述实施例中，预设周期为2。

进一步地，在上述实施例中，于采集器与待接入终端节点建立通信连接时，采集器与待接入终端节点构建采集器私有网络；

LoRaWAN网络和采集器私有网络的带宽不同。

在上述实施例中，通过LoRaWAN网络和采集器私有网络的带宽不同，从而进一步避免采集器私有网络与LoRaWAN网络干扰。

进一步地，在上述实施例中，LoRaWAN网络的带宽为125kHz。

在上述实施例中，LoRaWAN网络中的LoRaWAN网关的每个通到的带宽固定为125kHz。为了避免采集器私有网络与LoRaWAN网络干扰，采集器私有网络选择带宽为非125kHz。

进一步地，在上述实施例中，还包括采集器私有网络的通道设置方法，具体包括以下步骤：

获取采集器通道的预设通道数量；

获取采集器的地址，并根据采集器的地址累加和对预设通道数量取余数，并将余数对应的通道作为采集器私有网络的通道。

作为优选的实施方式，以433频段实施网络中选择6个通道作为采集器的通道为例。

其中，通道信息如下表1所示：

表1

当采集器的CH通道没有配置合法的值(由于本实施方式只设置了6个通到，因此当CH≥6时，采集器的CH通道配置不合法，当采集器的CH通道配置不合法时，采集器重新向LoRaWAN网关注册)，则使用采集器地址计算一个通道。

例如采集器的地址为112233445566，那么unsigned char address[6]＝{0x11,0x22,0x33,0x44,0x55,0x66,}，累计和unsigned char sum＝0x11+0x22+0x33+0x44+0x55+0x66,计算后sum＝0x65然后对通道数6取余数sum％6＝5，即为采集器私有网络的通道为CH4。

作为优选的实施方式，可以使用命令对采集器私有网络配置指定的通道。

进一步地，在上述实施例中，步骤S3中的对待接入终端节点的注册信息进行存储和更新，具体包括以下步骤：

将待接入终端节点的注册信息存储到一子节点列表中；

每个预设心跳周期对子节点列表中的每个待接入终端节点发送心跳，并将未反馈心跳信息的待接入终端节点标记为子节点离网；

于待接入终端节点断开连接时，将待接入终端节点标记为子节点离网。

在上述实施例中，采集器的LoRaWAN模块与LoRaWAN网关连接后，即采集器接入LoRaWAN网络后，在收到采用LoRa终端模式的终端节点向LoRa模块入网登入时，采集器应答终端节点，并更新采集器管理的子节点列表。

采集器在预设心跳周期内没有收到终端节点的应答，则在子节点列表中对应的终端节点为标记子节点离网。

采集器收到子节点列表中的终端节点主动申请离网时，也在子节点列表中对应的终端节点为标记子节点离网。

在一个反馈周期内采集器的子节点列表出现更新，则主动将子节点列表中的更新信息通过LoRaWAN网关告知服务器。服务器根据更新信息更新网络拓扑和档案管理信息。

服务器抄读终端节点，先根据拓扑关系查询终端节点是否在采集器私有网络中，即查询终端节点是否是采集器的子节点；

如果不是，则使用LoRaWAN网络直接抄读终端节点；

如果是，则将终端节点地址添加到数据帧中，使用LoRaWAN网络将数据帧发送给对应的采集器，是的采集器收到数据帧后，根据帧中包含的地址，再发送给对应的终端节点。

需要说明的是，当终端节点将上报数据或者应答数据直接上报给主节点(主节点可以为LoRaWAN网关或者采集器)，如果主节点是采集器，采集器收到数据帧后这需要将终端地址添加到数据帧添中在上行传输给LoRaWAN网关，由LoRaWAN网关在上行传输给服务器。服务器根据接收数据帧的格式可以最终得到源地址的终端节点。

需要说明的是，心跳周期和反馈周期可以设置为同一时间周期。

进一步地，在上述实施例中，注册信息包括：待接入终端节点的地址和状态信息。

作为具体的实施方式一，在上述以433频段实施网络中选择6个通道作为采集器的通道为例中。

其中，通道信息如上表1所示：

首先，上电后采集器和待接入终端节点都向LoRaWAN网关注册入网，此时的待接入终端节点采用LoRaWAN终端模式向LoRaWAN网关发送注册请求。终端节点根据安装距离、安装高度、表箱材质等因素不一定能够入网。

需要说明的是，在规划中终端节点不能入网的地方安装采集器。由于采集器是特殊安装的入网是没有问题。

接着，超时没有入网的待接入终端节点，切换入网模式，向采集器的LoRa模块入网。为了选择最近的采集器，待接入终端节点需要在6个通道都发起注册请求。在申请两轮后，从应答的采集器列表中(应答的采集器列表中的采集器均向待接入终端节点发送了反馈信息，其中反馈信息中包括信号强度值，此处的信号强度值可以为RSSI值)，选择上下行的RSSI值最好的采集器申请登录入网。如果两轮后都没有采集器应答，则待接入终端节点切换LoRaWAN终端模式继续LoRaWAN网关发送注册请求。

需要说明的是，采集器在收到待接入终端节点注册请求时，应答待接入终端节点并在应答信息告知接收的RSSI值，这样待接入终端节点在收到注册应答后就有了上下行的RSSI值。便于终端节点筛选采集器。

其中，当采集器在收到待接入终端节点登入请求时(此时的待接入终端节点和采集器建立通信连接)，在登入成功后，于采集器的子节点列表中增加登入成功的终端节点的注册信息。

其中，采集器在设置为30分钟的预设心跳周期内，没有收到终端节点的应答则认为终端节点离网，并将未反馈心跳信息的待接入终端节点标记为子节点离网；

其中，当采集器收到终端节点的主动离网帧时，将未反馈心跳信息的待接入终端节点标记为子节点离网。

其中，采集器在设置为30分钟的反馈周期时，采集器将子节点列表中的更新信息通过LoRaWAN网关告知服务器。服务器根据更新信息更新网络拓扑和档案管理信息。

然而，服务器抄读终端节点，先根据拓扑关系查询终端节点是否在采集器私有网络中，即查询终端节点是否是采集器的子节点；

如果不是，则使用LoRaWAN网络直接抄读终端节点；

如果是，则将终端节点地址添加到数据帧中，使用LoRaWAN网络将数据帧发送给对应的采集器，是的采集器收到数据帧后，根据帧中包含的地址，再发送给对应的终端节点。

需要说明的是，当终端节点将上报数据或者应答数据直接上报给主节点(主节点可以为LoRaWAN网关或者采集器)，如果主节点是采集器，采集器收到数据帧后这需要将终端地址添加到数据帧添中在上行传输给LoRaWAN网关，由LoRaWAN网关在上行传输给服务器。服务器根据接收数据帧的格式可以最终得到源地址的终端节点。

作为具体的实施方式二，以915频段实施网络中选择6个通道作为采集器的通道为例。

通道信息如下表2：

表2

并且，在上表2中，可以采用命令指定采集器私有网络的通道为通道3，则不管采集器地址是多少，采集器私有网络的通道都为3。

首先，上电后采集器和待接入终端节点都向LoRaWAN网关注册入网，此时的待接入终端节点采用LoRaWAN终端模式向LoRaWAN网关发送注册请求。终端节点根据安装距离、安装高度、表箱材质等因素不一定能够入网。

需要说明的是，在规划中终端节点不能入网的地方安装采集器。由于采集器是特殊安装的入网是没有问题。

接着，超时没有入网的待接入终端节点，切换入网模式，向采集器的LoRa模块入网。为了选择最近的采集器，待接入终端节点需要在6个通道都发起注册请求。在申请两轮后，从应答的采集器列表中(应答的采集器列表中的采集器均向待接入终端节点发送了反馈信息，其中反馈信息中包括信号强度值，此处的信号强度值可以为RSSI值)，选择上下行的RSSI值最好的采集器申请登录入网。如果两轮后都没有采集器应答，则待接入终端节点切换LoRaWAN终端模式继续LoRaWAN网关发送注册请求。

需要说明的是，采集器在收到待接入终端节点注册请求时，应答待接入终端节点并在应答信息告知接收的RSSI值，这样待接入终端节点在收到注册应答后就有了上下行的RSSI值。便于终端节点筛选采集器。

其中，当采集器在收到待接入终端节点登入请求时(此时的待接入终端节点和采集器建立通信连接)，在登入成功后，于采集器的子节点列表中增加登入成功的终端节点的注册信息。

其中，采集器在设置为60分钟的预设心跳周期内，没有收到终端节点的应答则认为终端节点离网，并将未反馈心跳信息的待接入终端节点标记为子节点离网；

其中，当采集器收到终端节点的主动离网帧时，将未反馈心跳信息的待接入终端节点标记为子节点离网。

其中，采集器在设置为30分钟的反馈周期时，采集器将子节点列表中的更新信息通过LoRaWAN网关告知服务器。服务器根据更新信息更新网络拓扑和档案管理信息。

然而，服务器抄读终端节点，先根据拓扑关系查询终端节点是否在采集器私有网络中，即查询终端节点是否是采集器的子节点；

如果不是，则使用LoRaWAN网络直接抄读终端节点；

如果是，则将终端节点地址添加到数据帧中，使用LoRaWAN网络将数据帧发送给对应的采集器，是的采集器收到数据帧后，根据帧中包含的地址，再发送给对应的终端节点。

需要说明的是，当终端节点将上报数据或者应答数据直接上报给主节点(主节点可以为LoRaWAN网关或者采集器)，如果主节点是采集器，采集器收到数据帧后这需要将终端地址添加到数据帧添中在上行传输给LoRaWAN网关，由LoRaWAN网关在上行传输给服务器。服务器根据接收数据帧的格式可以最终得到源地址的终端节点。

还提供一种LoRaWAN物联网，其中，包括：

LoRaWAN网络，包括：采用LoRaWAN终端模式的终端节点、LoRaWAN网关、采集器和服务器，LoRaWAN网关和服务器建立通信连接，采用LoRaWAN终端模式的终端节点和LoRaWAN网关建立通信连接，采集器和LoRaWAN网关建立通信连接；

采集器私有网络，包括：采用LoRa终端模式的终端节点和采集器，采集器和LoRa终端模式的终端节点建立通信连接；

待接入终端节点用于采用LoRaWAN终端模式向LoRaWAN网关发送注册请求，并在第一预设反馈时间内未接收到LoRaWAN网关的反馈信息时，待接入终端节点切换为LoRa终端模式向设置在每个采集器通道中的采集器发送注册请求，并接收每个采集器的反馈信息，与最强的反馈信息中的信号强度值对应的采集器建立通信连接；

采集器用于实现待接入终端节点的上行帧和下行帧的中继转发，并对待接入终端节点的注册信息进行存储和更新，以及对注册信息发送给服务器。

进一步地，在上述实施例中，LoRaWAN网络和采集器私有网络的带宽不同。

在上述实施例中，本发明LoRaWAN物联网的具体实施方式与上述基于LoRaWAN的物联网通信扩展方法各实施例基本相同，在此不再赘述。

以上所述仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种基于LoRaWAN的物联网通信扩展方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1，建立LoRaWAN网络，所述LoRaWAN网络包括LoRaWAN网关、采集器和服务器，所述采集器包括LoRaWAN模块和LoRa模块；

步骤S2，待接入终端节点采用LoRaWAN终端模式向LoRaWAN网关发送注册请求，并在第一预设反馈时间内未接收到所述LoRaWAN网关的反馈信息时，所述待接入终端节点切换为LoRa终端模式向设置在每个采集器通道中的采集器发送注册请求，并接收每个采集器的反馈信息，与最强的反馈信息中的信号强度值对应的采集器建立通信连接，以构建采集器私有网络；

步骤S3，采用建立通信连接的采集器实现所述待接入终端节点的上行帧和下行帧的中继转发，并对所述待接入终端节点的注册信息进行存储和更新，以及对所述注册信息发送给服务器。

2.如权利要求1所述的基于LoRaWAN的物联网通信扩展方法，其特征在于，所述步骤S2具体包括以下步骤：

步骤S21，待接入终端节点采用LoRaWAN终端模式向LoRaWAN网关发送注册请求；

步骤S22，判断是否在第一预设反馈时间内接收到所述LoRaWAN网关的反馈信息；

若是，所述待接入终端节点与所述LoRaWAN网关建立通信连接；

若否，初始化注册周期，并执行步骤S23；

步骤S23，所述待接入终端节点采用LoRa终端模式向设置在每个采集器通道中的采集器发送注册请求；

步骤S24，判断是否在第二预设反馈时间内接收到采集器的反馈信息；

若是，与最强的反馈信息中的信号强度值对应的采集器建立通信连接；

若否，执行步骤S25；

步骤S25，判断所述注册周期是否超过预设周期；

若是，返回步骤S21；

若否，返回步骤S23，并将所述注册周期增加一次。

3.如权利要求2所述的基于LoRaWAN的物联网通信扩展方法，其特征在于，所述预设周期为2。

4.如权利要求1所述的基于LoRaWAN的物联网通信扩展方法，其特征在于，所述LoRaWAN网络和所述采集器私有网络的带宽不同。

5.如权利要求1所述的基于LoRaWAN的物联网通信扩展方法，其特征在于，所述LoRaWAN网络的带宽为125kHz。

6.如权利要求1所述的基于LoRaWAN的物联网通信扩展方法，其特征在于，还包括采集器私有网络的通道设置方法，具体包括以下步骤：

获取所述采集器通道的预设通道数量；

获取采集器的地址，并根据采集器的地址累加和对所述预设通道数量取余数，并将余数对应的通道作为采集器私有网络的通道。

7.如权利要求1所述的基于LoRaWAN的物联网通信扩展方法，其特征在于，所述步骤S3中的对所述待接入终端节点的注册信息进行存储和更新，具体包括以下步骤：

将所述待接入终端节点的注册信息存储到一子节点列表中；

每个预设心跳周期对所述子节点列表中的每个待接入终端节点发送心跳，并将未反馈心跳信息的所述待接入终端节点标记为子节点离网；

于所述待接入终端节点断开连接时，将所述待接入终端节点标记为所述子节点离网。

8.如权利要求7所述的基于LoRaWAN的物联网通信扩展方法，其特征在于，所述注册信息包括：所述待接入终端节点的地址和状态信息。

9.一种LoRaWAN物联网，其特征在于，包括：

LoRaWAN网络，包括：采用LoRaWAN终端模式的终端节点、LoRaWAN网关、采集器和服务器，所述LoRaWAN网关和服务器建立通信连接，采用LoRaWAN终端模式的所述终端节点和所述LoRaWAN网关建立通信连接，采集器和所述LoRaWAN网关建立通信连接；

采集器私有网络，包括：采用LoRa终端模式的终端节点和采集器，采集器和所述LoRa终端模式的终端节点建立通信连接；

待接入终端节点用于采用LoRaWAN终端模式向LoRaWAN网关发送注册请求，并在第一预设反馈时间内未接收到所述LoRaWAN网关的反馈信息时，所述待接入终端节点切换为LoRa终端模式向设置在每个采集器通道中的采集器发送注册请求，并接收每个采集器的反馈信息，与最强的反馈信息中的信号强度值对应的采集器建立通信连接；

采集器用于实现所述待接入终端节点的上行帧和下行帧的中继转发，并对所述待接入终端节点的注册信息进行存储和更新，以及对所述注册信息发送给服务器。

10.如权利要求9所述的LoRaWAN物联网，其特征在于，所述LoRaWAN网络和所述采集器私有网络的带宽不同。

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