CN113423084B - LoRa网关与设备配对布置方法及桥墩撞击检测上的应用 - Google Patents

LoRa网关与设备配对布置方法及桥墩撞击检测上的应用 Download PDF

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Abstract

本申请涉及一种LoRa网关与设备配对布置方法及桥墩撞击检测上的应用。LoRa网关与设备配对布置特定区域，能够针对LoRa网关和设备进行配对，并在现场布置时，将LoRa网关的信道和地址写入设备中，建立起两者之间的通讯，并且在必要时还能够随时调整设备与哪个LoRa网关的正常通讯关系。

Description

LoRa网关与设备配对布置方法及桥墩撞击检测上的应用
技术领域
本申请属于物联网技术领域，尤其是涉及一种LoRa网关与设备配对布置方法及桥墩撞击检测上的应用。
背景技术
随着物联网产业的快速发展，无线通信技术成为物联网应用的核心技术之一。在特定的应用环境下，对无线通信技术提出了更高的要求。LoRa通讯技术作为窄带无线通信技术，具有远距离、低功耗、多节点、低成本、抗干扰能力强等特性，被广泛应用于各种场合的远距离低速率物联网无线通信领域。
在无线通信系统上一般由终端设备、网关和服务器构成，网关作为终端设备和服务器的中心连接设备，负责终端设备的数据采集、数据传输以及终端设备的管理。
在现有对于LoRa通讯技术的应用中，lora的应用大多为远程抄表等很大区域内(如一个城市)大规模设备(几千或几万)连接在一个已知信道和地址(信道和地址是可相互通讯的识别依据)的LoRa网关上。因此，这种场景下，没有配对的需求，安装设备时，直接把信道和地址设置成LoRa网关的地址即可。
而在传感检测领域，比如对于桥墩撞击的检测时，每个桥墩通常都设置一个网关，在较小的区域内设置多个LoRa网关，一个LoRa网关对应1～5个LoRa设备。在布置LoRa网关和设备时，就不能提前将唯一的信道和地址写入设备中，需要根据实际情况确定来进行布置。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：为解决现有技术中的不足，从而提供一种能够根据现场实际情况调整信道和地址的LoRa网关与设备配对布置方法，并且还提供一种在桥墩保护上的应用。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种LoRa网关与设备配对布置方法，包括：
S1：将LoRa网关和具有LoRa通讯模块的设备布置到所需位置使LoRa网关与服务器建立通信连接；
S2：将待配对LoRa网关调整至配对模式，将设备调整为配对模式；配对模式下待配对LoRa网关和具有LoRa通讯模块的设备通过协议临时握手；
S3：操作人员将设备的ID数据发送至服务器端，服务器将ID数据转发给待配对LoRa网关，待配对LoRa网关根据ID数据发出呼唤信息；
S4：具有LoRa通讯模块的设备收到呼唤信息后发送配对请求，待配对LoRa网关收到配对请求后，检验收到的配对请求是否合规，必要时还可检测数量是否与发出的ID数据的数量一致；
S5：检验配对请求合规时，且收到的配对请求的数量与发出的ID数据的数量一致时，发送具有信道与地址信息的配置信息，具有LoRa通讯模块的设备收到配置信息后形成与待配对LoRa网关进行正常通讯的信道与地址，并关闭配对模式转换为正常通讯模式。
优选地，本发明的LoRa网关与设备配对布置方法，S4步骤中，还检测数量是否与发出的ID数据的数量一致；
S5步骤中检验配对请求合规，且收到的配对请求的数量与发出的ID数据的数量一致时，才发送具有信道与地址信息的配置信息。
优选地，本发明的LoRa网关与设备配对布置方法，待配对LoRa网关发出呼唤信息后，若在设定时间内未接到配对请求，则退出配对模式。
优选地，本发明的LoRa网关与设备配对布置方法，所述设定时间为30秒到60秒。
本发明还提供一种桥墩撞击检测上的应用，使用桥墩撞击检测系统；
所述桥墩撞击检测系统包括：
服务器、若干LoRa网关和若干检测设备，检测设备的检测数据发生与所述检测设备配对的LoRa网关，再由LoRa网关发送到服务器；
其中，每个桥墩处设置有一个LoRa网关和若干检测设备，所述检测设备包括一个加速度传感器和LoRa通讯模块，每个桥墩处的LoRa网关和检测设备通过上文中所述的LoRa网关与设备配对布置方法配对完成。
优选地，本发明的桥墩撞击检测上的应用，所述检测设备围绕桥墩设置。
优选地，本发明的桥墩撞击检测上的应用，所述检测设备的加速度传感器检测到超过设定值后，开启LoRa通讯模块并将采集到的加速度值通过LoRa通讯模块传送到LoRa网关，再由LoRa传输到服务器上。
进一步，本发明还提供一种LoRa网关与设备配对布置方法，
S1：将LoRa网关和具有LoRa通讯模块的设备布置到所需位置，使LoRa网关与服务器建立通信连接；
S2：将待配对LoRa网关调整至配对模式，将转发LoRa网关调整至信息转发模式，将所有的具有LoRa通讯模块的设备调整至广播和配对模式；广播和配对模式下，具有LoRa通讯模块的设备会向外发送ID数据，并与待配对LoRa网关建立临时握手；
S3：处于广播和配对模式的设备向外发送ID数据，转发LoRa网关接收到ID数据后，将ID数据发送至服务器端，服务器将ID数据转发给待配对LoRa网关，待配对LoRa网关根据ID数据发出呼唤信息；
S4：具有LoRa通讯模块的设备收到呼唤信息后发送配对请求，待配对LoRa网关收到配对请求后，检验收到的配对请求是否合规；
S5：检验配对请求合规时，发送具有信道与地址信息的配置信息，具有LoRa通讯模块的设备收到配置信息后形成与待配对LoRa网关进行正常通讯的信道与地址，并关闭广播和配对模式转换为正常通讯模式。
优选地，本发明的LoRa网关与设备配对布置方法，在步骤S3中，转发LoRa网关接收到待配对LoRa网关发出呼唤信息后，将呼唤信息转发给服务器端，由服务器端判断呼唤信息中包括了全部设备的ID数据。
本发明还提供一种桥墩撞击检测上的应用，使用桥墩撞击检测系统；
所述桥墩撞击检测系统包括：服务器、若干LoRa网关和若干检测设备，检测设备的检测数据发生与所述检测设备配对的LoRa网关，再由LoRa网关发送到服务器；
每个桥墩处设置有一个LoRa网关和若干检测设备，所述检测设备包括一个加速度传感器和LoRa通讯模块，所述转发LoRa网关来自于临近桥墩的LoRa网关，每个桥墩处的LoRa网关和检测设备通过上文中所述的LoRa网关与设备配对布置方法配对完成。
本发明的有益效果是：
本发明的LoRa网关与设备配对布置特定区域，能够针对LoRa网关和设备进行配对，并在现场布置时，将LoRa网关的信道和地址写入设备中，建立起两者之间的通讯，并且在必要时还能够随时调整设备与哪个LoRa网关的正常通讯关系。
附图说明
下面结合附图和实施例对本申请的技术方案进一步说明。
图1是本申请实施例1中方法的流程图；
图2是本申请实施例2中方法的流程图；
图3是本申请实施例3和4中桥墩撞击检测系统的结构示意图；
本申请中的附图标记为：
1-LoRa网关，2-检测设备。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请的技术方案。
实施例1
本实施例提供一种LoRa网关与设备配对布置方法，如图1所示，包括：
S1：将LoRa网关和具有LoRa通讯模块的设备布置到所需位置，使LoRa网关与服务器建立通信连接；
S2：将待配对LoRa网关调整至配对模式，将设备调整为配对模式；配对模式下待配对LoRa网关和具有LoRa通讯模块的设备通过协议临时握手；
S3：操作人员将设备的ID数据发送至服务器端，服务器将ID数据转发给待配对LoRa网关，待配对LoRa网关根据ID数据发出呼唤信息；
S4：具有LoRa通讯模块的设备收到呼唤信息后发送配对请求，待配对LoRa网关收到配对请求后，检验收到的配对请求是否合规，必要时还可检测数量是否与发出的ID数据的数量一致；
S5：检验配对请求合规时，且收到的配对请求的数量与发出的ID数据的数量一致时，发送具有信道与地址信息的配置信息，具有LoRa通讯模块的设备收到配置信息后形成与待配对LoRa网关进行正常通讯的信道与地址，并关闭配对模式转换为正常通讯模式。
LoRa网关的信道和地址是随机生成的，也就是保密和隐藏的，以提高设备的保密性、数据的安全性，这也是LoRa通讯与蓝牙连接等无线连接所带来优点。
待配对LoRa网关发出呼唤信息后，若在设定时间内未接到配对请求，则退出配对模式。比如设置为30秒，或者1分钟。
本实施例的LoRa网关与设备配对布置特定区域，能够针对LoRa网关和设备进行配对，并在现场布置时，将LoRa网关的信道和地址写入设备中，建立起两者之间的通讯，并且在必要时还能够随时调整设备与哪个LoRa网关的正常通讯关系。
实施例2
本实施例提供一种LoRa网关与设备配对布置方法，如图2所示，包括：
S1：将LoRa网关和具有LoRa通讯模块的设备布置到所需位置使LoRa网关与服务器建立通信连接；
S2：将待配对LoRa网关调整至配对模式，将转发LoRa网关调整至信息转发模式，将所有的具有LoRa通讯模块的设备调整至广播和配对模式；广播和配对模式下，具有LoRa通讯模块的设备会向外发送ID数据，并与待配对LoRa网关建立临时握手；
S3：处于广播和配对模式的设备向外发送ID数据，转发LoRa网关接收到ID数据后，将ID数据发送至服务器端，服务器将ID数据转发给待配对LoRa网关，待配对LoRa网关根据ID数据发出呼唤信息；
S4：具有LoRa通讯模块的设备收到呼唤信息后发送配对请求，待配对LoRa网关收到配对请求后，检验收到的配对请求是否合规，必要时还可检测数量是否与发出的ID数据的数量一致；
S5：检验配对请求合规时，且收到的配对请求的数量与发出的ID数据的数量一致时，发送具有信道与地址信息的配置信息，具有LoRa通讯模块的设备收到配置信息后形成与待配对LoRa网关进行正常通讯的信道与地址，并关闭广播和配对模式转换为正常通讯模式。
在步骤S3中，转发LoRa网关接收到待配对LoRa网关发出呼唤信息后，将呼唤信息转发给服务器端，由服务器端判断呼唤信息中是否包括了全部设备的ID数据。
本实施例的LoRa网关与设备配对布置方法，在对区域内多个LoRa网关及其LoRa设备进行配对过程中，始终存在一个LoRa网关用于转发LoRa网关，设置转发LoRa网关来收集待配对LoRa设备的ID数据，方便进行操作。并且通过转发LoRa网关收集的信息来验证LoRa网关和具有LoRa通讯模块的设备之间能够准确进行配对。
值得说明的是，LoRa网关与设备配对过程中，LoRa网关与另一个LoRa网关之间不进行直接通讯，所有指令都通过服务器来发送。确保连接的安全性。比如服务器可以校验ID数据是否属于本次安装的ID数据库列表中的。
实施例3
本实施例提供一种桥墩撞击检测上的应用，使用桥墩撞击检测系统；
所述桥墩撞击检测系统包括：
服务器、若干LoRa网关1和若干检测设备2，检测设备的检测数据发生与所述检测设备配对的LoRa网关1，再由LoRa网关1发送到服务器；
其中，每个桥墩处设置有一个LoRa网关1和若干检测设备2，所述检测设备2包括一个加速度传感器和LoRa通讯模块，每个桥墩处的LoRa网关1和检测设备2通过实施例1的LoRa网关与设备配对布置方法配对完成。
实施例4
本实施例提供一种桥墩撞击检测上的应用，使用桥墩撞击检测系统；
所述桥墩撞击检测系统包括：
服务器、若干LoRa网关1和若干检测设备2，检测设备的检测数据发生与所述检测设备2配对的LoRa网关1，再由LoRa网1关发送到服务器；
每个桥墩处设置有一个LoRa网关1和若干检测设备2，所述检测设备包括一个加速度传感器和LoRa通讯模块，所述转发LoRa网关来自于临近桥墩的LoRa网关1，每个桥墩处的LoRa网关1和检测设备2通过实施例2的LoRa网关与设备配对布置方法配对完成。
实施例3和4的检测设备均可以围绕桥墩设置，比如设置在桥墩保护带区域上。
所述检测设备的加速度传感器检测到超过设定值后(比如设定值为±2G，G为重力加速度值)，开启LoRa通讯模块并将采集到的加速度值通过LoRa通讯模块传送到LoRa网关，再由LoRa传输到服务器上。
LoRa通讯模块通常情况下处于低功耗模式，由加速度传感器来激活LoRa通讯模块。
以上述依据本申请的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项申请技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项申请的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请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，本申请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上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备、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。

Claims (9)

1.一种LoRa网关与设备配对布置方法，其特征在于，包括：
S1：将LoRa网关和具有LoRa通讯模块的设备布置到所需位置使LoRa网关与服务器建立通信连接；
S2：将待配对LoRa网关调整至配对模式，将设备调整为配对模式；配对模式下待配对LoRa网关和具有LoRa通讯模块的设备通过协议临时握手；
S3：操作人员将设备的ID数据发送至服务器端，服务器将ID数据转发给待配对LoRa网关，待配对LoRa网关根据ID数据发出呼唤信息；
S4：具有LoRa通讯模块的设备收到呼唤信息后发送配对请求，待配对LoRa网关收到配对请求后，检验收到的配对请求是否合规，并检测数量是否与发出的ID数据的数量一致；
S5：检验配对请求合规时，且收到的配对请求的数量与发出的ID数据的数量一致时，发送具有信道与地址信息的配置信息，具有LoRa通讯模块的设备收到配置信息后形成与待配对LoRa网关进行正常通讯的信道与地址，并关闭配对模式转换为正常通讯模式。
2.根据权利要求1所述的LoRa网关与设备配对布置方法，其特征在于，待配对LoRa网关发出呼唤信息后，若在设定时间内未接到配对请求，则退出配对模式。
3.根据权利要求2所述的LoRa网关与设备配对布置方法，其特征在于，所述设定时间为30秒到60秒。
4.一种LoRa网关与设备配对布置方法，其特征在于，
S1：将LoRa网关和具有LoRa通讯模块的设备布置到所需位置，使LoRa网关与服务器建立通信连接；
S2：将待配对LoRa网关调整至配对模式，将转发LoRa网关调整至信息转发模式，将所有的具有LoRa通讯模块的设备调整至广播和配对模式；广播和配对模式下，具有LoRa通讯模块的设备会向外发送ID数据，并与待配对LoRa网关建立临时握手；
S3：处于广播和配对模式的设备向外发送ID数据，转发LoRa网关接收到ID数据后，将ID数据发送至服务器端，服务器将ID数据转发给待配对LoRa网关，待配对LoRa网关根据ID数据发出呼唤信息；
S4：具有LoRa通讯模块的设备收到呼唤信息后发送配对请求，待配对LoRa网关收到配对请求后，检验收到的配对请求是否合规；
S5：检验配对请求合规时，且收到的配对请求的数量与发出的ID数据的数量一致时，发送具有信道与地址信息的配置信息，具有LoRa通讯模块的设备收到配置信息后形成与待配对LoRa网关进行正常通讯的信道与地址，并关闭广播和配对模式转换为正常通讯模式。
5.根据权利要求4所述的LoRa网关与设备配对布置方法，其特征在于，在步骤S3中，转发LoRa网关接收到待配对LoRa网关发出呼唤信息后，将呼唤信息转发给服务器端，由服务器端判断呼唤信息中包括了全部设备的ID数据。
6.一种桥墩撞击检测上的应用，使用桥墩撞击检测系统；
所述桥墩撞击检测系统包括：
服务器、若干LoRa网关和若干检测设备，检测设备的检测数据发送给所述检测设备配对的LoRa网关，再由LoRa网关发送到服务器；
其中，每个桥墩处设置有一个LoRa网关和若干检测设备，所述检测设备包括一个加速度传感器和LoRa通讯模块，每个桥墩处的LoRa网关和检测设备通过权利要求1-3中任一项所述的LoRa网关与设备配对布置方法配对完成。
7.根据权利要求6所述的桥墩撞击检测上的应用，其特征在于，所述检测设备围绕桥墩设置。
8.根据权利要求7所述的桥墩撞击检测上的应用，其特征在于，所述检测设备的加速度传感器检测到超过设定值后，开启LoRa通讯模块并将采集到的加速度值通过LoRa通讯模块传送到LoRa网关，再由LoRa传输到服务器上。
9.一种桥墩撞击检测上的应用，使用桥墩撞击检测系统；
所述桥墩撞击检测系统包括：服务器、若干LoRa网关和若干检测设备，检测设备的检测数据发送给所述检测设备配对的LoRa网关，再由LoRa网关发送到服务器；
每个桥墩处设置有一个LoRa网关和若干检测设备，所述检测设备包括一个加速度传感器和LoRa通讯模块，每个桥墩处的LoRa网关和检测设备通过权利要求4或5所述的LoRa网关与设备配对布置方法配对完成，转发LoRa网关来自于临近桥墩的LoRa网关。
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