CN113727409A

CN113727409A - 一种报文传输方法、节点和lora自组网

Info

Publication number: CN113727409A
Application number: CN202110985407.4A
Authority: CN
Inventors: 王坤; 周书平; 孔令武
Original assignee: Beijing Luoan Technology Co Ltd
Current assignee: Beijing Luoan Technology Co Ltd
Priority date: 2021-08-26
Filing date: 2021-08-26
Publication date: 2021-11-30
Anticipated expiration: 2041-08-26
Also published as: CN113727409B

Abstract

本申请涉及LoRa通信领域，尤其是涉及一种报文传输方法、节点和LORA自组网，包括：LORA网络中的节点工作在同一频段下，针对LORA网络中的每个节点：在当前节点接收到报文时，根据所述当前节点的地址在所述报文的地址信息中的位置确定对所述报文的处理方式，所述处理方式包括丢弃所述报文、广播所述报文以及解析所述报文；其中，所述地址信息包括按照先后顺序排列的源节点地址、转发节点地址以及目的节点地址。本申请使得LORA网络中的终端节点之间的通讯更加方便，同时也减少中继模块的浪费。

Description

一种报文传输方法、节点和LORA自组网

技术领域

本申请涉及LoRa通信领域，尤其是涉及一种报文传输方法、节点和LORA自组网。

背景技术

LoRa(Long Range Radio)是semtech公司创建的低功耗局域网无线标准，是一种基于扩频技术的超远距离无线传输方案，属于物联网通信技术之一，Lora的通信距离由自身的特性所决定，由于终端节点与网关是单跳连接的，超出Lora特性技术范围的节点无法和网关通信。

在相关技术中，通常会在LoRa网关和LoRa终端节点之间单独加入中继模块使两者的无线信号互相透传，但是在这种模式下，当LoRa组网面积较大时，中继模块的需求量也会增多，而中继模块只能进行信号转发，不能进行LoRa终端节点的业务工作，故造成了一定程度的浪费，同时在此模式下，LoRa终端节点之间不方便通信，也限制了网络中的信息传输。

发明内容

为了使LORA网络中的终端节点之间更加方便的通讯，同时也减少中继模块的浪费，本申请提出来一种报文传输方法、节点和LORA自组网。

在本申请的第一方面，提供了一种报文传输方法，应用于LORA网络，该方法包括：

LORA网络中的节点工作在同一频段下，针对LORA网络中的每个节点：

在当前节点接收到报文时，根据所述当前节点的地址在所述报文的地址信息中的位置确定对所述报文的处理方式，所述处理方式包括丢弃所述报文、广播所述报文以及解析所述报文；

其中，所述地址信息包括按照先后顺序排列的源节点地址、转发节点地址以及目的节点地址。

通过采用上述技术方案，将LORA网络中的所有节点设置在同一频率下工作，通过对当前节点接收到的报文中设置地址信息，地址信息至少包括源节点地址和目的节点地址，还可以包括转发节点地址，当前节点可以根据自身地址在报文的地址信息中的位置来对报文选择丢弃、广播或解析的处理方式，以此方式可以实现各节点间的互相通讯，从而可以使得，每个终端节点的通讯无需必须经过网关且距离较远的终端与网关间的通讯还要依靠设置中继装置来完成相互间的通讯，通讯方式更加方便，且减低了因设置过多的中继装置而造成的浪费。

进一步地，所述根据所述当前节点的地址在所述报文的地址信息中的位置确定对所述报文的处理方式包括：

确定所述当前节点的地址在所述地址信息中的第一位置、发送所述报文的节点的地址在所述地址信息中的第二位置；

在所述地址信息中：

所述第一位置位于所述第二位置之前，或者所述第一位置位于所述第二位置之后且所述第一位置不位于所述第二位置的下一位，所述当前节点丢弃所述报文；

所述第一位置位于所述第二位置的下一位且所述第一位置不是所述地址信息的最后一位，所述当前节点广播所述报文；

所述第一位置位于所述第二位置之后且所述第一位置是所述地址信息的最后一位，所述当前节点解析所述报文。

进一步地，其特征在于，所述转发节点地址的数量大于等于0。

在本申请的第二方面，提供了一种节点，所述节点被配置为：

在接收到报文时，根据所述终端节点的地址在所述报文的地址信息中的位置确定对所述报文的处理方式，所述处理方式包括丢弃所述报文、广播所述报文以及解析所述报文；

进一步地，所述节点具体被配置为：

确定所述终端节点的地址在所述地址信息中的第一位置、发送所述报文的节点的地址在所述地址信息中的第二位置；

在所述地址信息中：

所述第一位置位于所述第二位置之前，或者所述第一位置位于所述第二位置之后且所述第一位置不位于所述第二位置的下一位，所述终端节点丢弃所述报文；

所述第一位置位于所述第二位置的下一位且所述第一位置不是所述地址信息的最后一位，所述终端节点广播所述报文；

所述第一位置位于所述第二位置之后且所述第一位置是所述地址信息的最后一位，所述终端节点解析所述报文。

进一步地，上述节点中，所述转发节点地址的数量大于等于0。

在本申请的第三方面，还提供了一种LORA自组网，其包括多个上述中任一项所述的节点。

综上所述，本申请至少包括以下有益效果：

1、无需额外安装配置中继节点，所有报文的传输都可以由终端节点进行转发。

2、实施人员只需要维护好地址信息，即可实现一个LORA终端节点与LORA网关或其他节点之间的相互通信。

3、根据报文中的当前节点地址和发送报文的节点地址在地址信息中的相对位置，即可知道该条报文传输过程，LORA节点自动判断报文的处理方案，可避免报文的环回和重复发送。

附图说明

结合附图并参考以下详细说明，本申请各实施例的上述和其他特征、优点及方面将变得更加明显。在附图中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的元素，其中：

图1是本申请实施例中的LORA组网的架构图。

图2是本申请实施例中LORA节点对报文进行判断的流程图。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的全部其他实施例，都属于本公开保护的范围。

LORA一种基于扩频技术的超远距离无线传输方案，属于物联网通信技术之一，接下来对本申请实施例所涉及的系统架构进行介绍，需要说明的是，本申请实施例描述的系统架构是为了更加清楚的说明本申请实施例的技术方案，并不构成对于本申请实施例提供的技术方案的限定，本领域普通技术人员可知，随着网络架构的演变和新业务场景的出现，本申请实施例提供的技术方案对于类似的技术问题，同样适用。

如图1所示，LORA网络中包括LORA网关和7个LORA终端节点，在本申请实施例中，7个LORA终端节点之间以及和LORA网关之间均可实现通讯，具体地，LORA终端节点1、LORA终端节点2以及LORA网关之间可以相互通讯；LORA终端节点3可与LORA终端节点1以及LORA终端节点4之间相互通讯；LORA终端节点4可与LORA终端节点1、LORA终端节点3、LORA终端节点5以及LORA终端节点7之间互相通讯；LORA终端节点5可与LORA终端节点4、LORA终端节点6、LORA终端节点2以及LORA终端节点7之间相互通讯；LORA终端节点6可与LORA终端节点2以及LORA终端节点5相互通讯；LORA终端节点7可与LORA终端节点4和LORA终端节点5相互通讯。

为使得LORA网络中终端节点之间的通讯更加方便，本申请实施例提供了一种报文传输方法，应用于LORA网络。

在本申请实施例中，LORA网络中的节点包括LORA终端节点和LORA网关，在此LORA网络中，所有节点工作在同一频率中，均设置为透传模式，且对同一LORA网络中的每个LORA终端节点以及LORA网关分配唯一的地址，在一个示例中，在一个LORA网络中，为每个节点分配1字节地址，LORA网关地址可设置为0X00，其他终端节点可按照编号进行地址分配，LORA终端节点1为0X01，LORA终端节点2为0X02，其余LORA终端节点依次设置，每个节点的地址均为唯一。

依据LORA节点的地址，根据每个LORA节点的实际通讯所需为每个节点配置至少一条地址信息，该地址信息至少要包括源节点地址和目的节点地址，若源节点到目的节点的距离使得该两节点不能直接通讯，则可以通过其他节点进行转发，则此时地址信息中还需加入所需转发节点的地址，源节点地址、转发节点地址和目的节点地址按照先后顺序进行排序。在一个示例中，若LORA终端节点7需要经过LORA终端节点5和LORA终端节点2的转发来实现和LORA网关的通讯，则LORA终端节点7的地址信息被设置为0X07、0X05、0X02、0X01、0X00。

下面为本申请实施例中LORA网络节点的报文传输方法：

所有节点设置在同一频率中工作，且设置为透传模式，当前节点在接收到报文时，会根据当前节点的地址在报文的地址信息中的位置来确定对该报文的处理方式，其处理方式包括丢弃报文、广播报文和解析报文。

在本申请实施例中，在进行信号通讯之前包括，发生信号的LORA节点根据目的节点的地址在提前配置好的地址信息中选取对应的地址信息，并将地址信息和需发送的数据组装成报文进行广播发送，LORA网络中可以接收到此源节点信号的所有节点均可接收到此报文。

需要说明的是，发生信号的LORA节点地址为地址信息中的源节点地址，要发送的目的节点的地址为地址信息中的目的节点地址；将地址信息和需发送的数据组装成报文，其中，报文包括控制域和应用服务数据单元两部分，控制域中包括地址信息，应用服务数据单元由需发送的实际业务数据组成。

下面对LORA网络节点的报文传输方法的实现方式做具体解释。

对所有节点设置在同一频率中工作，且设置为透传模式，可以保证在同一LORA网络中的各个终端节点和网关之间可以交互通讯，且通讯之后可以传输数据。

当前节点在接收到报文时，根据当前节点的地址在报文的地址信息中的位置来确定对该报文的处理方式，具体为：根据接收到报文的控制域确定出地址信息，确定当前节点的地址在地址信息中的第一位置以及发送该报文的节点地址在地址信息中的第二位置。

根据地址信息做出判断：

第一位置位于第二位置之前，或者第一位置位于第二位置之后且第一位置不位于第二位置的下一位，则当前节点丢弃所述报文。

在此情况下，第一位置位于第二位置之前说明该节点以及接收广播处理过此报文，第一位置位于第二位置之后且第一位置不位于第二位置的下一位说明当前节点为地址信息中的转发节点，但是还未到当前节点的顺序，故在这两种情况下当前节点应丢弃此报文。

第一位置位于第二位置的下一位且第一位置不是地址信息的最后一位，当前节点广播所述报文。

在此情况下，说明当前节点为目前该转发此报文的节点，故需广播次报文。

第一位置位于第二位置的下一位且第一位置是地址信息的最后一位，当前节点解析所述报文。

在此情况下，在第二位置的下一位说明报文经过地址信息中的节点地址传送到了当前节点，且当前节点为地址信息中的最后一位，说明当前节点为目的节点，故当前节点需对报文进行解析处理，接收报文中的业务数据。

在一些申请实施例中，在确定第一位置和第二位置之前还包括确定当前节点位置是否存在与地址信息中，若不存在，则当前节点丢弃报文；若存在，则进行上述第一位置和第二位置的判断。

确定当前节点位置是否存在与地址信息中是为了确定当前节点是否为传送该报文所需的转发节点或目的节点，若不存在，则证明当前节点对此报文的传送过程的没有任何作用，故丢弃该报文。

如图2所示，在一个示例中展示本申请实施例中LORA网络节点的报文传输方法的一种实现方式。

首先，报文的格式可以设置为控制域和应用服务数据单元，其中，控制域由发送该报文的节点地址SA、地址信息长度L和地址信息组成，应用服务服务数据单元由实际业务数据组成，节点地址可设置为1字节，报文格式如表1所示：

表1报文格式

下面结合图1对节点接收报文后的判断处理作出示例说明：

在此LORA网络中，为每个节点分配1字节地址，LORA网关地址设置为0X00，LORA终端节点1为0X01，LORA终端节点2为0X02，其余LORA终端节点按照编号依次进行地址分配。

根据图1网络拓扑图，LORA终端节点7可以依次通过LORA终端节点4、LORA终端节点1关联到LORA网关，即可在LORA终端节点7中配置1条地址信息：0x07、0x04、0x01、0x00。

当LORA终端节点7需要向LORA网关发送报文时，从地址信息中找到结尾为LORA网关地址的地址信息，即0x07、0x04、0x01、0x00，此地址信息中发送该报文的节点地址SA为0x07，地址信息长度L为0x04，则组成报文的具体控制域为0x07 0x04 0x07 0x04 0x010x00，报文中还包括应用服务数据单元，然后LORA终端节点7将该帧报文广播发送出去。

LORA终端节点5收到该广播帧之后根据报文得到地址信息为：0x07、0x04、0x01、0x00，由于LORA终端节点5的地址0x05不在地址信息信息中，故舍弃报文。

LORA终端节点4收到该广播帧之后根据报文得到地址信息为：0x07、0x04、0x01、0x00，由于LORA终端节点4的地址0x04，在地址信息中，且发送该报文的节点地址SA为0x07，当前节点的地址0x04为SA的下一位，故判断出该帧报文需要转发，此时修改SA为0x04，则控制域信息为0x04 0x04 0x07 0x04 0x01 0x00，然后LORA终端节点4将该帧报文广播发送出去。

LORA终端节点5收到该广播帧之后根据报文得到地址信息为：0x07、0x04、0x01、0x00。由于LORA终端节点5的地址0x05不在地址信息中，故舍弃报文。

LORA终端节点3收到该广播帧之后根据报文得到地址信息为：0x07、0x04、0x01、0x00。由于LORA终端节点3的地址0x03不在地址信息中，故舍弃报文。

LORA终端节点7收到该广播帧之后根据报文得到地址信息为：0x07、0x04、0x01、0x00。由于LORA终端节点7的地址0x07在地址信息信息中，此时发送该报文的节点地址SA为0x04，当前节点的地址0x07在SA之前，表示此帧报文已经广播发送过，故舍弃报文。

LORA终端节点1收到该广播帧之后根据报文得到地址信息为：0x07、0x04、0x01、0x00，由于LORA终端节点1的地址0x01在地址信息信息中，且发送该报文的节点地址SA为0x04，当前节点的地址0x01为SA的下一位，故判断出该帧报文需要广播转发，此时修改SA为0x01，则控制域报文为0x01 0x04 0x07 0x04 0x01 0x00，然后LORA终端节点4将该帧报文广播发送出去。

LORA终端节点4收到该广播帧之后根据报文得到地址信息为：0x07、0x04、0x01、0x00，由于LORA终端节点4的地址0x04，在地址信息中，但此时发送该报文的节点地址SA为0x01，当前节点的地址0x04在SA之前，表示此帧报文已经发送过，故舍弃报文。

LORA网关收到该广播帧之后根据报文得到地址信息为：0x07、0x04、0x01、0x00，由于LORA网关地址为0x00，此时发送该报文的节点地址SA为0x01，LORA网关地址0x00为SA的下一位，且LORA网关地址0x00为该地址信息最后一位，故是该帧报文目的接收节点，即可解析应用服务服务数据单元。

以上是关于方法实施例的介绍，以下通过装置实施例，对本申请所述方案进行进一步说明。

一种节点，被配置为：

在接收到报文时，根据终端节点的地址在报文的地址信息中的位置确定对报文的处理方式，处理方式包括丢弃报文、广播报文以及解析报文；

其中，地址信息包括按照先后顺序排列的源节点地址、转发节点地址以及目的节点地址。

进一步地，节点还被配置为：

确定终端节点的地址在地址信息中的第一位置、发送报文的节点的地址在地址信息中的第二位置；

在地址信息中：

第一位置位于第二位置之前，或者第一位置位于第二位置之后且第一位置不位于第二位置的下一位，终端节点丢弃报文；

第一位置位于第二位置的下一位且第一位置不是地址信息的最后一位，终端节点广播报文；

第一位置位于第二位置之后且第一位置是地址信息的最后一位，终端节点解析报文。

进一步地，节点还被配置为，在确定第一位置和第二位置之前，还包括：判断当前节点的地址是否存在于报文的地址信息中，若不存在，则丢弃报文。

进一步地，在上述节点的地址信息中转发节点地址的数量大于等于0。

本申请实施例还提供了一种LORA自组网，其包括多个上述中的任一项节点。

以上所述仅是本申请的部分实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。

Claims

1.一种报文传输方法，应用于LORA网络，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述当前节点的地址在所述报文的地址信息中的位置确定对所述报文的处理方式包括：

在所述地址信息中：

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在确定第一位置和第二位置之前，还包括：判断当前节点的地址是否存在于所述报文的地址信息中，若不存在，则丢弃所述报文。

4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述转发节点地址的数量大于等于0。

5.一种节点，其特征在于，所述终端节点被配置为：

6.根据权利要求4所述的节点，其特征在于，所述终端节点具体被配置为：

在所述地址信息中：

7.根据权利要求6所述的节点，其特征在于，所述终端节点还被配置为，在确定第一位置和第二位置之前，还包括：判断当前节点的地址是否存在于所述报文的地址信息中，若不存在，则丢弃所述报文。

8.根据权利要求5或6所述的节点，其特征在于，所述转发节点地址的数量大于等于0。

9.一种LORA自组网，其特征在于，包括多个如权利要求5至8任一项所述的节点。