CN112787885B - 一种无线双LoRa主从通信方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种无线双LoRa主从通信方法及系统，涉及到一个主端设备和若干个从端设备的通信方法；所述主端设备设有两个LoRa模块，分别命名为第一模块和第二模块；所述第一模块和第二模块采用不同的频道与从端设备进行通信，用于不同的业务；所述第一模块为主频道，主要负责主端设备向从端设备的命令下发，以及从端设备除轮询信息采集外的业务；所述第二模块为辅助频道，专门负责轮询信息的采集。本发明克服了现有技术中轮询数据和告警数据的相互干扰。

Description

一种无线双LoRa主从通信方法及系统
技术领域
本发明涉及一种无线双LoRa主从通信方法及系统，属于无线通信技术领域。
背景技术
在一点（主端设备）对多点（从端设备）通信时，通常采用同一频道、半双工通信方式，主端设备和从端设备同时只有一个设备处于发送状态，其余设备处于接收状态。主端发送命令，从端接收到主端发送的命令后，进行解析，发现是针对自己的操作后，响应主端的命令，回传相应的数据。
在某些特殊的使用场景下，主端主要业务为点名轮询各从端的实时数据，从端响应并返回当前实时数据。假设从端返回的数据量较大，需分帧返回。则该频道占用率非常饱满，从端有紧急情况，想主动上报告警信号，等待时间长，容易与轮询业务干扰，极易导致轮询数据和主动告警上报数据在空中相互干扰，造成数据丢失。
发明内容
发明目的：针对现有技术中存在的问题与不足，本发明提供一种无线双LoRa主从通信方法及系统，克服上述轮询数据和告警数据的相互干扰。
技术方案：一种无线双LoRa主从通信方法，涉及到一个主端设备和若干个从端设备的通信方法；所述主端设备设有两个LoRa模块，分别命名为第一模块和第二模块；所述第一模块和第二模块采用不同的频道与从端设备进行通信，用于不同的业务；所述第一模块为主频道，主要负责主端设备向从端设备的命令下发，以及从端设备除轮询信息采集外的业务；所述第二模块为辅助频道，专门负责轮询信息的采集。
所述无线双LoRa主从通信方法，为用于避雷器监测的无线双LoRa通信方式，所述主端设备为避雷器监测集中器；所述从端设备为避雷器监测集中处理单元（集中处理单元简称“DCU”）。
所述第一模块和第二模块工作频道不同，分别称为第一频道和第二频道；所述第二频道频率=第一频道频率+5MHz。
所述避雷器监测DCU的LoRa模块，工作在第一频道，当避雷器监测集中器巡检本避雷器监测DCU，回复巡检数据时，避雷器监测DCU将LoRa模块的频率跳变为第二频道，发送完成后，频率重新跳变为第一频道。
所述避雷器监测集中器通过第二模块接收实时数据时，避雷器监测DCU最多分10帧，将所要中继的数据发送给避雷器监测集中器；所述避雷器监测DCU实时数据发送完成后，自动将无线LoRa通信模块的频道由第二频道改为第一频道，从而能继续接收避雷器监测集中器下发的其它命令。
当避雷器监测DCU发现避雷器监测终端雷击次数发生变化后，会通过无线LoRa通信模块从第一频道主动将雷击事件上报给避雷器监测集中器。
所述避雷器监测集中器通过第一模块下发非召测命令给DCU，DCU通过LoRa通信模块接收命令，并通过LoRa通信模块发送执行情况给集中器，集中器通过第一模块接收执行情况；集中器通过第一模块下发召测数据，DCU通过LoRa通信模块接收召测数据，并通过LoRa通信模块跳转到第二频道，发送数据，完毕后，将频率跳转到第一频道；所述集中器通过第二模块接收召测数据；当有雷击事件，DCU通过LoRa通信模块，通过第一频道主动上传雷击事件；集中器通过第一模块接收雷击事件，并通过第一模块通知DCU收到雷击事件，DCU通过LoRa通信模块发送回传信息。
一种用于避雷器监测的无线双LoRa主从通信系统，包括一个避雷器监测集中器和若干个避雷器监测DCU；所避雷器监测集中器中设有两个无线LoRa通信模块，所述避雷器监测DCU设有一个无线LoRa通信模块。
所述避雷器监测集中器和避雷器监测DCU均包括ARM处理器、及分别与所述ARM处理器连接的数据存贮单元、有线通信单元、时钟单元、无线通信单元、电源单元；所述避雷器监测集中器通过无线通信单元与避雷器监测DCU通信连接；
其中有线通信单元包括RS232电路、RS-285电路，无线通信单元包括LoRa通信模块、以及蓝牙模块。避雷器监测DCU通过无线蓝牙采集附近避雷器监测终端的信息，通过无线LoRa通信模块将信息发送给避雷器监测集中器，由避雷器监测集中器将数据转发给监测中心主机。
附图说明
图1是本发明实施例的系统原理图；
图2是本发明实施例的方法流程图。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。
如图1所示，一种用于避雷器监测的无线双LoRa主从通信系统，系统包括一个避雷器监测集中器和若干个避雷器监测DCU。避雷器监测集中器中设有两个无线LoRa通信模块，避雷器监测DCU设有一个无线LoRa通信模块。
避雷器监测集中器和避雷器监测DCU均包括ARM处理器、及分别与ARM处理器连接的数据存贮单元、有线通信单元、时钟单元、无线通信单元、电源单元；避雷器监测集中器通过无线通信单元与避雷器监测DCU通信连接；避雷器监测集中器的无线通信单元包括两个无线LoRa通信模块，两个无线LoRa通信模块分别与避雷器监测集中器的ARM处理器连接，且两个无线LoRa通信模块——模块1和模块2的工作频道不同，分别称为频道1和频道2；频道1用于向避雷器监测DCU发送命令；频道2只接收避雷器监测集中器从频道1下发的查询实时工况命令、DCU从频道2（即频道1+5MHz）回传的实时工况数据。
其中有线通信单元包括RS232电路、RS-285电路，无线通信单元包括LoRa通信模块、以及蓝牙模块。避雷器监测DCU通过无线蓝牙采集附近避雷器监测终端的信息，通过无线LoRa通信模块将信息发送给避雷器监测集中器，由避雷器监测集中器将数据转发给监测中心主机。工作人员可在现场通过有线RS485或RS232与避雷器监测DCU和避雷器监测终端进行人机对话，配置设备的参数、查询实时或历史记录。
ARM处理器采用ST公司的STM32F103芯片。数据存贮单元采用华邦公司的W25Q系列Flash作为数据存贮单元。时钟单元采用Epson公司Rx8025作为硬时钟芯片。蓝牙模块采用蓝牙5.0低功耗协议。无线LoRa通信模块采用SEMTECH公司SX127x作为LoRa通信的主芯片。
一种用于避雷器监测的无线双LoRa主从通信方法，避雷器监测集中器中有两个无线LoRa通信模块，分别是模块1和模块2；模块1工作在频道1，负责除了巡检接收数据的所有业务，模块2工作在频道2，专门负责巡检接收数据业务。
避雷器监测DCU有一个LoRa通信模块。平时工作在频道1，当避雷器监测集中器巡检本避雷器监测DCU，回复巡检数据时频率跳变为频道2，发送完成后，频率重新跳变为频道1。
模块1工作在频道1，模块2工 作在频道2上，其中频道2的频率是频道1频率+5MHz。避雷器监测集中器下发的所有命令均从模块1使用频道1下发。而频道2只接收避雷器监测集中器从频道1下发的查询实时工况命令，避雷器监测DCU从频道2（即频道1+5MHz）回传的实时工况数据。
避雷器监测DCU无线LoRa通信模块平时工作在频道1，当集中器下发除轮询实时数据的命令时，DCU接收到该命令后，通过频道1回传该命令的执行情况；当集中器查询该DCU实时数据时，DCU将无线LoRa频率由频道1改为频道2，通过频道2将实时数据发送给集中器，集中器通过无线LoRa通信模块2接收实时数据，由于DCU最多中继10个间隔（30个监测终端）的数据，每次只能中转1个间隔（3个监测终端）的数据，因此集中器查询DCU实时数据时，DCU最多分10帧，才能将所要中继的数据发送给集中器。DCU实时数据发送完成后，自动将无线LoRa的频道由频道2改为频道1，从而能继续接收集中器下发的其它命令。
当DCU发现避雷器监测终端雷击次数发生变化后，会通过无线LoRa从频道1主动将雷击事件上报给集中器，由于通常情况下，集中器无线LoRa的频道1只是在下发轮询下一个DCU实时数据时，才占用LoRa模块1的资源，大部分时间处于接收状态，并且无线LoRa通信方式能有效避免空中数据的碰撞，因DCU和集中器同时发送数据而引起的数据丢失的概率得到了显著的下降。
如图2所示，集中器通过模块1下发非召测命令给DCU，DCU通过LoRa通信模块接收命令，并通过LoRa通信模块发送执行情况给集中器，集中器通过模块1接收执行情况；集中器通过模块1下发召测数据，DCU通过LoRa通信模块接收召测数据，并通过LoRa通信模块跳转到频道2，发送数据，完毕后，将频率跳转到频道1；集中器通过模块2接收召测数据；当有雷击事件，DCU通过LoRa通信模块，通过频道1主动上传雷击事件；集中器通过模块1接收雷击事件，并通过模块1通知DCU收到雷击事件，DCU通过LoRa通信模块发送回传信息。

Claims (6)

1.一种无线双LoRa主从通信方法，其特征在于：涉及到一个主端设备和若干个从端设备的通信方法；所述主端设备设有两个LoRa模块，分别命名为第一模块和第二模块；所述第一模块和第二模块采用不同的频道与从端设备进行通信，用于不同的业务；所述第一模块为主频道，负责主端设备向从端设备的命令下发，以及从端设备除轮询信息采集外的业务；所述第二模块为辅助频道，负责轮询信息的采集；
所述无线双LoRa主从通信方法，为用于避雷器监测的无线双LoRa通信方式，所述主端设备为避雷器监测集中器；所述从端设备为 避雷器监测DCU；
所述第一模块和第二模块工作频道不同，分别称为第一频道和第二频道；所述第二频道的 频率=第一频道的 频率+5M Hz；
所述避雷器监测集中器通过第一模块下发非召测命令给避雷器监测DCU，避雷器监测DCU通过LoRa通信模块接收命令，并通过LoRa通信模块发送执行情况给集中器，集中器通过第一模块接收执行情况；集中器通过第一模块下发召测数据，避雷器监测DCU通过LoRa通信模块接收召测数据，并通过LoRa通信模块跳转到第二频道，发送数据，完毕后，将频率跳转到第一频道；所述集中器通过第二模块接收召测数据；当有雷击事件，避雷器监测DCU通过LoRa通信模块，通过第一频道主动上传雷击事件；集中器通过第一模块接收雷击事件，并通过第一模块通知避雷器监测DCU收到雷击事件，避雷器监测DCU通过LoRa通信模块发送回传信息。
2.根据权利要求1所述的无线双LoRa主从通信方法，其特征在于：所述避雷器监测DCU的LoRa模块，工作在第一频道，当避雷器监测集中器巡检本避雷器监测DCU，回复巡检数据时，避雷器监测DCU将LoRa模块的频率跳变为第二频道，发送完成后，频率重新跳变为第一频道。
3.根据权利要求1所述的无线双LoRa主从通信方法，其特征在于：所述避雷器监测集中器通过第二模块接收实时数据时，避雷器监测DCU最多分10帧，将所要中继的数据发送给避雷器监测集中器；所述避雷器监测DCU实时数据发送完成后，自动将无线LoRa通信模块的频道由第二频道改为第一频道，从而能继续接收避雷器监测集中器下发的其它命令。
4.根据权利要求1所述的无线双LoRa主从通信方法，其特征在于：当避雷器监测DCU发现避雷器监测终端雷击次数发生变化后，会通过无线LoRa通信模块从第一频道主动将雷击事件上报给避雷器监测集中器。
5.一种实现如权利要求1所述无线双LoRa主从通信方法的用于避雷器监测的无线双LoRa主从通信系统，其特征在于：包括一个避雷器监测集中器和若干个避雷器监测DCU；所述避雷器监测集中器中设有两个无线LoRa通信模块，所述避雷器监测DCU设有一个无线LoRa通信模块。
6.如权利要求5所述的用于避雷器监测的无线双LoRa主从通信系统，其特征在于：所述避雷器监测集中器和避雷器监测DCU均包括ARM处理器、及分别与所述ARM处理器连接的数据存贮单元、有线通信单元、时钟单元、无线通信单元、电源单元；所述避雷器监测集中器通过无线通信单元与避雷器监测DCU通信连接；
其中有线通信单元包括RS232电路、RS-285电路，无线通信单元包括LoRa通信模块、以及蓝牙模块；避雷器监测DCU通过无线蓝牙采集附近避雷器监测终端的信息，通过无线LoRa通信模块将信息发送给避雷器监测集中器，由避雷器监测集中器将数据转发给监测中心主机。
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