CN113905428A - 一种电力施工现场LoRa网络的节能运行方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电力施工现场LoRa网络的节能运行方法，实现步骤为：电源供电终端保持Class C模式；电池供电终端由服务器比对每个判别周期内下行数据数与接收窗口数，若下行数据数少于窗口数，则保持Class A模式；反之，根据终端电量及数据必要性作进一步判断。若电量较高，则切换至Class B模式；若电量中等，则计算下行数据必要系数之和：必要系数之和大于接收窗口数，则切换至Class B模式；反之则保持Class A模式，且将下行数据按必要系数从大到小排序形成队列，并按队列次序逐一下发数据；若电量较低，则保持Class A模式。本发明可针对电力施工现场不同LoRa终端的工作特性及通信频率自适应地切换工作模式，进而实现LoRa终端的节能、高效运行。

Description

一种电力施工现场LoRa网络的节能运行方法

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，尤其涉及一种电力施工现场LoRa网络的节能运行方法。

背景技术

电力施工现场的设备通信多采用远距离无线电(LoRa)技术实现。施工现场分布有数量庞大的LoRa终端(如各智能电表、智能水表，升降机、塔吊/龙门吊、卸料平台等的速度、位置、姿态监测终端，以及电力设备、基坑、支模等位置处的监测终端等)，用于周期性地采集并上报相应数据，以实现对施工现场的智能化集中监控管理。除部分便于采用电源供电的LoRa终端外，大部分LoRa终端分布广泛且不宜单独架设供电线路，这类终端大都采用电池供电。对于电池供电的LoRa终端，其节能问题对于网络寿命有着重要影响。

LoRaWAN协议中定义了LoRa终端具有Class A/B/C三种不同的工作模式。其中，Class A模式具有最低的能耗，但同时由于Class A模式的终端仅在发送数据后打开两个接收窗，其接收数据的可靠性最低；Class C模式终端的接收机在发送数据以外的时间均处于打开状态，因此具有最高的能耗与接收可靠性；ClassB的性能介于A与C之间。为此，本发明结合电力施工现场的特殊应用背景，提出了一种LoRa网络的节能运行方法。通过定义施工现场不同位置LoRa终端的供电模式及工作方式，并提出了各终端在A/B/C模式之间的自适应切换策略，以实现电力施工现场LoRa网络的节能运行。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于针对现有技术中的缺陷，提供一种LoRa网络的节能运行方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种LoRa网络的节能运行方法，包括以下步骤：

步骤1：根据电力施工现场LoRa网络各终端的布局位置及供电线路铺设情况，设置各LoRa终端的供电方式及工作模式；

步骤2：对于步骤1中被设置为Class C模式的LoRa终端，一直保持Class C模式不变；对于步骤1中被设置为自适应Class A/B模式的LoRa终端，初始化为Class A模式；

步骤3：对于Class A模式的LoRa终端，由服务器计数每一个判别周期内服务器拟下发至该LoRa终端的下行数据量以及该LoRa终端当前的接收窗口数；

步骤4：根据下行数据量与接收窗口数判别是否需要进行模式切换：

若下行数据量小于等于接收窗口数，则该LoRa终端保持Class A模式不变，随后跳至步骤3；

否则，跳至步骤5；

步骤5：进一步结合LoRa终端当前电量及拟下行数据必要程度判别是否需要进行模式切换：

若当前电量高于高电量判别系数，则直接切换至Class B模式，随后跳至步骤7；

若当前电量介于低电量判别系数与高电量判别系数之间，则跳至步骤6；

若当前电量低于低电量判别系数，则退出当前自适应Class A/B模式，一直保持Class A模式工作；

步骤6：服务器计算当前所有拟下行数据的必要系数之和，并根据其与LoRa终端当前接收窗口数的大小关系，判别是否执行模式切换：

若必要系数之和小于等于接收窗口数，则该LoRa终端保持Class A模式，同时将下行数据按必要系数从大到小排序形成队列；对于必要系数相同的下行数据，按照数据生成的先后顺序排序；随后，服务器按照队列中的次序逐一下发数据；数据下发完成后，跳至步骤3进入下一个判别周期；

若必要系数之和大于接收窗口数，则切换至Class B模式，随后跳至步骤7；

步骤7：对于已切换至Class B模式的LoRa终端，采用上述方法的逆过程判别是否需要切换回Class A模式。

作为优选，步骤1所述设置各LoRa终端的供电方式及工作模式，具体为：

将布局在智能电表、智能水表、升降机、卸料平台、塔吊/龙门吊、电力设备等处且便于单独接引供电线路的LoRa终端，采用电源供电，并设置为Class C模式；

将布局在基坑、支模等较分散位置处，或不便单独铺设/接引供电线路位置处的LoRa终端，采用电池供电，并设置为自适应Class A/B模式；

作为优选，步骤3所述判别周期为T_a；

步骤3所述下行数据量为N_down；

步骤3所述接收窗口数为N_a，且

其中，T_up为该LoRa终端上报采集数据的周期；

作为优选，步骤5所述当前电量为η％，且η％∈[0％,100％]；

步骤5所述高电量判别系数为η_h％，且η_h％∈(0％,100％)；

步骤5所述低电量判别系数为η_l％，且η_l％∈(0％,100％)，η_l％<η_h％；

作为优选，步骤6所述所有拟下行数据的必要系数为ξ_i，i＝1,2,…,N_down，N_down为拟下行数据的数据量；

各下行数据的必要系数ξ_i在服务器端进行定义，用于明确服务器拟下发至LoRa终端的各下行数据的必要程度。ξ_i∈(0,1]，ξ_i＝1表示第i条下行数据的必要性最高，需要LoRa终端分配至少1个接收窗接收该数据；

步骤6所述所有拟下行数据的必要系数之和为ξ_sum，且

其中ξ_i为第i条拟下行数据的必要系数；

步骤6所述LoRa终端当前接收窗口数为N_a；

作为优选，步骤7所述采用上述方法的逆过程判别是否需要切换回Class A模式，具体包括以下步骤：

步骤7.1：对于已切换至Class B模式的终端，由服务器计数每一个判别周期内服务器拟下发至该LoRa终端的下行数据量以及该LoRa终端当前的接收窗口数；

所述判别周期为T_a；

所述下行数据量为N_down；

所述接收窗口数为N_a，且

其中，T_up为该LoRa终端上报采集数据的周期；

步骤7.2：根据下行数据量N_down与接收窗口数N_a判别是否需要进行模式切换：若N_down≤N_a，则将该LoRa终端切换回Class A模式，并进入下一个判别周期；反之，跳至步骤7.3；

步骤7.3：进一步结合LoRa终端当前电量及拟下行数据必要程度判别是否需要切换模式；

所述当前电量为η％，且η％∈[0％,100％]；

所述判别是否需要切换模式，具体为：若当前电量η％较高，即η％∈[η_h％,100％]，则保持当前Class B模式，随后进入下一个判别周期；若当前电量η％中等，即η％∈[η_l％,η_h％)，则跳至步骤7.4，进一步结合拟下行数据必要程度进行判别；若当前电量η％较低，即η％∈[0％,η_l％)，则将该LoRa终端切换回Class A模式，退出当前自适应Class A/B模式，并一直保持Class A模式工作。其中，η_l％,η_h％∈(0％,100％)分别为预定义的低、高电量判别系数；

步骤7.4：LoRa服务器计算当前N_down条拟下行数据的必要系数之和，并根据其与LoRa终端当前接收窗口数的大小关系，判别是否执行模式切换；

所述N_down条拟下行数据的必要系数为ξ_i,i＝1,2,…,N_down；各下行数据的必要系数ξ_i在服务器端进行定义，用于明确服务器拟下发至LoRa终端的各下行数据的必要程度；

ξ_i∈(0,1]，ξ_i＝1表示该条下行数据的必要性最高，需要LoRa终端分配至少1个接收窗接收该数据；

所述N_down条拟下行数据的必要系数之和为ξ_sum，且

其中ξ_i为第i条拟下行数据的必要系数；

所述LoRa终端当前接收窗口数为N_a；

所述判别是否执行模式切换，具体为：若ξ_sum≤N_a则将该LoRa终端切换回Class A模式，同时将下行数据按必要系数从大到小排序形成队列，必要系数相同时，按照数据的生成顺序进行排列，服务器按照队列中的次序逐一下发数据。随后，进入下一个判别周期；反之，若ξ_sum>N_a，则保持当前Class B模式。

本发明产生的有益效果是：

本发明针对应用于电力施工现场设备通信的LoRa网络节能运行问题，提出了一种LoRa网络的节能运行方法，产生的有益效果如下：

根据电力施工现场LoRa终端分布位置及特点，定义各终端的供电模式与工作模式。将位于各智能电表、智能水表、升降机、卸料平台、塔吊/龙门吊、电力设备等便于单独接引供电线路位置处的LoRa终端，采用电源供电，并设置其保持高能耗高接收可靠性的ClassC模式；将分布于基坑、支模等较为分散，或不宜单独铺设/接引电力线位置处的LoRa终端，采用电池供电，并设置其自适应地在Class A及Class B模式之间进行切换；

由于电力施工现场应用需求的特殊性，部分LoRa终端用于监测升降机、塔吊/龙门吊等运动设备的姿态信息，其上报数据频率较高，即便采用Class A模式，其自带的接收窗也足以接收服务器下行数据。但对于其他上报数据频率较低的LoRa终端，Class A模式自带的接收窗不足以满足接收服务器下行数据的需求。为此，本发明通过综合判别下行数据量、下行数据必要性、接收时间窗数量、终端电量等要素，自适应地对LoRa终端的工作模式进行切换。一方面，可确保LoRa终端对来自服务器的必要下行数据的可靠接收；另一方面，亦可有效减少无必要下行数据时空开接收机的情况，实现LoRa终端的节能运行。

附图说明

图1：是实现本发明方法的流程图。

图2：是电力施工现场各LoRa终端供电方式及工作模式设置示意图。

图3：是判别周期内下行数据量计数流程图。

图4：是终端上报服务器的DevStatusAns命令结构。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明和/或现有技术中的技术方案，下面将对照附图说明本发明的具体实施方式；显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，并获得其他的实施方式。

如图1所示，本发明所述的一种LoRa网络的节能运行方法，包括以下步骤：

步骤1：根据电力施工现场LoRa网络各终端的布局位置及供电线路铺设情况，设置各LoRa终端的供电方式及工作模式，具体如下：

对于布局在智能电表、智能水表、智能监控等位置处的LoRa终端，全部采用电源供电，并设置为Class C模式；

对于布局在升降机、卸料平台、塔吊/龙门吊、电力设备等处，且单独接引供电线路较为便捷、成本不高的LoRa终端，采用电源供电，并设置为Class C模式；

对于布局在升降机、卸料平台、塔吊/龙门吊、电力设备等处，且单独接引供电线路较繁琐或成本较高的LoRa终端，采用电池供电，并设置为自适应的Class A/B模式；

对于布局在基坑、支模等处，用于监测受力、位移、倾斜角、沉降等参数的LoRa终端，全部采用电池供电，并设置为自适应的Class A/B模式。

步骤2：对于步骤1中被设置为Class C模式的LoRa终端，不参与自适应模式切换，一直保持Class C模式不变；对于步骤1中被设置为自适应Class A/B模式的LoRa终端，全部初始化为Class A模式；

步骤3：对于Class A模式的终端，由服务器计数每一个判别周期T_a内服务器拟下发至该LoRa终端的下行数据量N_down。判别周期T_a通常取值为128秒的整数倍，即T_a＝k×128s，便于与Class B模式的Beacon周期对齐；

本实施例中，取判别周期T_a＝3×128s。在服务器端为每一个Class A模式的LoRa终端设置一个计数器N_down并初始化为0，每当服务器对该LoRa终端产生一条拟下发数据时，N_down加1，N_down在每个判别周期结束后清零，如图3所示。

此外，服务器计算该LoRa终端当前以Class A模式工作时的接收窗口数N_a。由于LoRaWAN协议中规定Class A模式在每次上传数据完毕后会打开两个接收窗口，为此，ClassA模式下终端在判别周期T_a内平均接收窗口数N_a的计算公式为：

其中，T_up为该LoRa终端上报采集数据的周期。例如，对于某LoRa终端，其上报传感器采集数据的周期T_up＝60s，即每分钟上报一次数据，则其平均接收窗口数N_a＝2×(3×128/60)＝12.8个，表示该LoRa终端以Class A模式工作时，每个判别周期内平均包含12.8个接收窗口；

步骤4：根据步骤3中下行数据量N_down与接收窗口数N_a的计算结果，判别是否需要进行模式切换：

若N_down≤N_a，表明该LoRa终端以当前Class A模式工作时，其自带的接收窗口数足以满足接收下行数据的要求，其原因可能是该LoRa终端的下行数据量本身较少，或者该LoRa终端因上报数据频率较高从而接收窗口数较多较密。例如，某LoRa终端在T_a＝3×128s的判别周期内，统计得到拟下发数据N_down＝8条。同时，该LoRa终端每个判别周期T_a内的平均接收窗口数N_a在步骤3中计算结果为12.8个，足以确保8条下行数据的有效接收。为此，该LoRa终端可保持当前Class A模式不变，并跳至步骤3进入下一个判别周期；

②若N_down>N_a，表明该LoRa终端以当前Class A模式工作时，其自带的接收窗口数不足以满足接收下行数据的要求。例如，某LoRa终端在T_a＝3×128s的判别周期内，统计得到拟下发数据N_down＝15条。同时，该LoRa终端每个判别周期T_a内的平均接收窗口数N_a在步骤3中计算结果为12.8个，不足以确保15条下行数据的有效接收。为此，需要跳至步骤5进一步判断是否需要切换工作模式；

步骤5：进一步结合LoRa终端当前电量η％及拟下行数据必要程度判别是否需要进行模式切换。服务器可通过终端上报的DevStatusAns命令中的battery字段，读取终端当前电量η％，如图4所示。对于电池供电的LoRa终端，正常情况下其battery字段值的范围为1至254,1与254分别对应η％＝0％与η％＝100％。将battery字段值线性映射得到电量值η％后，按如下逻辑判别是否需要进行模式切换：

若终端当前电量η％较高(η％∈[η_h％,100％]，η_h％∈(0％,100％)为预定义的高电量判别系数。本实施例中，取η_h％＝60％)，表明当前接收窗不足以满足下行数据需求，且当前终端电量充足。为此，将该终端切换至Class B模式；

若终端当前电量η％中等(η％∈[η_l％,η_h％)，η_l％∈(0％,100％)为预定义的低电量判别系数，且η_l％＜η_h％。本实施例中，取η_l％＝30％)，表明当前接收窗不足以满足下行数据需求，且当前终端电量不充足。为此，跳至步骤6，进一步结合拟下行数据必要程度进行判别；

若终端当前电量η％较低(η％∈[0％,η_l))，表明尽管当前接收窗不足以满足下行数据需求，但当前终端电量严重不足，不足以支持Class B模式。为此，退出当前自适应Class A/B模式，一直保持Class A模式工作；

步骤6：服务器计算当前N_down条拟下行数据的必要系数之和，并根据其与LoRa终端当前接收窗口数的大小关系，判别是否执行模式切换，具体如下：

各下行数据的必要系数ξ_i(i＝1,2,…,N_down)在服务器端进行定义，用于明确服务器拟下发至LoRa终端的各下行数据(指令)的必要程度。必要系数ξ_i∈(0,1]，ξ_i＝1表示该条下行数据的必要性最高，需要LoRa终端分配至少1个接收窗接收该数据。

服务器计算该LoRa终端N_down条拟下行数据的必要系数之和

并进行判别：

若ξ_sum≤N_a，表明N_down条拟下行数据中存在非必要数据，且经压缩后当前Class A模式足以保证可靠接收。为此，应以节省LoRa终端能耗为主要目标，继续保持该终端以ClassA模式工作。同时，将下行数据按必要系数从大到小排序形成队列(必要系数相同时，按照数据的生成顺序进行排列)，服务器按照队列中的次序逐一下发数据。例如，对于电池供电的某LoRa终端，其每个判别周期T_a内的平均接收窗口数N_a在步骤3中计算结果为12.8个，且某个判别周期T_a内在步骤4中统计得到拟下发数据量N_down＝15条。此外，该终端当前电量η％在步骤5中识别为中等。该终端当前15条拟下发数据的必要系数如表1所示：

表1：LoRa终端当前判别周期内15条拟下发数据及必要系数

表1所示的各下发数据必要系数之和为

小于N_a＝12.8。为此，该LoRa终端将继续保持Class A模式。同时，将15条下行数据按必要系数从大到小排序形成队列(必要系数相同时，按照数据的生成顺序进行排列)，如表2所示：

表2：当前15条拟下发数据队列

服务器按照表2所示的顺序，即1-2-5-12-3-8-4-7-11-10-14-6-13-9-15；逐一下发各条拟下行数据。可见，在当前判别周期内，由于该LoRa终端保持Class A模式功能，仅有约N_a＝12.8个接收窗口。为此，当前判别周期内仅能下发表2中前12条数据，即1-2-5-12-3-8-4-7-11-10-14-6，剩余3条数据将延迟至下一个判别周期中，并参与下一个周期的判别。

随后，跳至步骤3进入下一个判别周期；

若ξ_sum>N_a，表明尽管N_down条拟下行数据中存在非必要数据，但经压缩后当前ClassA模式仍无法保证可靠接收。为此，综合考虑终端电量尚可，将该终端切换至Class B模式，随后跳至步骤7；

步骤7：对于已切换至Class B模式的LoRa终端，需根据实际情况自适应地判断应保持当前Class B模式继续工作，或切换回Class A模式工作。判别逻辑为上述方法的逆过程，具体如下：

步骤7.1：对于已切换至Class B模式的终端，由服务器计数每一个判别周期T_a＝3×128s内服务器拟下发至该LoRa终端的下行数据量N_down，并同时计算该LoRa终端当前以Class A模式工作时的接收窗口数

其中，T_up为该LoRa终端上报采集数据的周期；

步骤7.2：根据下行数据量N_down与接收窗口数N_a判别是否需要进行模式切换：

若N_down≤N_a，表明若将该LoRa终端切换回Class A模式，其自带的接收窗口数足以满足接收下行数据的要求。为此，将该LoRa终端从当前的Class B模式切换回Class A模式，随后进入下一个判别周期；

若N_down>N_a，表明若将该LoRa终端切换回Class A模式，其自带的接收窗口数不足以满足接收下行数据的要求，需要进一步判断是否需要切换工作模式。为此，跳至步骤7.3；

步骤7.3：进一步结合LoRa终端当前电量η％及拟下行数据必要程度判别是否需要进行模式切换。具体判别逻辑如下：

若终端当前电量η％较高(η％∈[η_h％,100％])，表明若将该LoRa终端切换回Class A模式，其接收窗不足以满足下行数据需求，且当前终端电量充足，可以支持继续以Class B模式运行。为此，该终端保持当前Class B模式不变，随后进入下一个判别周期；

若当前电量η％中等(η％∈[η_l％,η_h％))，表明若将该LoRa终端切换回Class A模式，其接收窗不足以满足下行数据需求，且当前终端电量不充足，不足以支持继续以ClassB模式运行。为此，跳至步骤7.4，进一步结合拟下行数据必要程度进行判别；

若当前电量η％较低(η％∈[0％,η_l))，表明若将该LoRa终端切换回ClassA模式，尽管其接收窗不足以满足下行数据需求，但当前终端电量严重不足，完全不能够继续支持Class B模式长时间运行。为此，将该LoRa终端切换回ClassA模式，并退出当前自适应ClassA/B模式，一直保持Class A模式工作。

步骤7.4：服务器计算该LoRa终端N_down条拟下行数据的必要系数之和

并进行判别：

若ξ_sum≤N_a，表明N_down条拟下行数据中存在非必要数据，且经压缩后ClassA模式足以保证可靠接收。为此，将该LoRa终端切换回Class A模式工作。同时，将下行数据按必要系数从大到小排序形成队列，必要系数相同时，按照数据的生成顺序进行排列，服务器按照队列中的次序逐一下发数据。随后，进入下一个判别周期；

若ξ_sum>N_a，表明尽管N_down条拟下行数据中存在非必要数据，但经压缩后当前ClassA模式仍无法保证可靠接收。为此，综合考虑终端电量尚可，该终端保持当前Class B模式不变。随后，进入下一个判别周期。

应当理解的是，本说明书未详细阐述的部分均属于现有技术。应当理解的是，上述针对较佳实施例的描述较为详细，并不能因此而认为是对本发明专利保护范围的限制，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明权利要求所保护的范围情况下，还可以做出替换或变形，均落入本发明的保护范围之内，本发明的请求保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (5)

1.一种电力施工现场LoRa网络的节能运行方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：根据电力施工现场LoRa网络各终端的布局位置及供电线路铺设情况，设置各LoRa终端的供电方式及工作模式；

步骤2：对于步骤1中被设置为Class C模式的LoRa终端，一直保持Class C模式不变；对于步骤1中被设置为自适应Class A/B模式的LoRa终端，初始化为Class A模式；

步骤3：对于Class A模式的LoRa终端，由服务器计数每一个判别周期内服务器拟下发至该LoRa终端的下行数据量以及该LoRa终端当前的接收窗口数；

步骤4：根据下行数据量与接收窗口数判别是否需要进行模式切换：

若下行数据量小于等于接收窗口数，则该LoRa终端保持Class A模式不变，随后跳至步骤3；

否则，跳至步骤5；

步骤5：进一步结合LoRa终端当前电量及拟下行数据必要程度判别是否需要进行模式切换：

若当前电量高于高电量判别系数，则直接切换至Class B模式，随后跳至步骤7；

若当前电量介于低电量判别系数与高电量判别系数之间，则跳至步骤6；

若当前电量低于低电量判别系数，则退出当前自适应Class A/B模式，一直保持ClassA模式工作；

步骤6：服务器计算当前所有拟下行数据的必要系数之和，并根据其与LoRa终端当前接收窗口数的大小关系，判别是否执行模式切换：

若必要系数之和小于等于接收窗口数，则该LoRa终端保持Class A模式，同时将下行数据按必要系数从大到小排序形成队列；对于必要系数相同的下行数据，按照数据生成的先后顺序排序；随后，服务器按照队列中的次序逐一下发数据；数据下发完成后，跳至步骤3进入下一个判别周期；

若必要系数之和大于接收窗口数，则切换至Class B模式，随后跳至步骤7；

步骤7：对于已切换至Class B模式的LoRa终端，采用上述方法的逆过程判别是否需要切换回Class A模式。

2.根据权利要求1所述的电力施工现场LoRa网络的节能运行方法，其特征在于，步骤1所述设置各LoRa终端的供电方式及工作模式，具体为：

将布局在智能电表、智能水表、升降机、卸料平台、塔吊/龙门吊、电力设备等处且便于单独接引供电线路的LoRa终端，采用电源供电，并设置为Class C模式；

将布局在基坑、支模等较分散位置处，或不便单独铺设/接引供电线路位置处的LoRa终端，采用电池供电，并设置为自适应Class A/B模式。

3.根据权利要求1所述的电力施工现场LoRa网络的节能运行方法，其特征在于，步骤3所述判别周期为T_a；

步骤3所述下行数据量为N_down；

步骤3所述接收窗口数为N_a，且

其中，T_up为该LoRa终端上报采集数据的周期；

步骤5所述当前电量为η％，且η％∈[0％,100％]；

步骤5所述高电量判别系数为η_h％，且η_h％∈(0％,100％)；

步骤5所述低电量判别系数为η_l％，且η_l％∈(0％,100％)，η_l％<η_h％。

4.根据权利要求1所述的电力施工现场LoRa网络的节能运行方法，其特征在于，步骤6所述所有拟下行数据的必要系数为ξ_i，i＝1,2,…,N_down，N_down为拟下行数据的数据量；

各下行数据的必要系数ξ_i在服务器端进行定义，用于明确服务器拟下发至LoRa终端的各下行数据的必要程度；ξ_i∈(0,1]，ξ_i＝1表示第i条下行数据的必要性最高，需要LoRa终端分配至少1个接收窗接收该数据；

步骤6所述所有拟下行数据的必要系数之和为ξ_sum，且

其中ξ_i为第i条拟下行数据的必要系数；

步骤6所述LoRa终端当前接收窗口数为N_a。

5.根据权利要求1所述的电力施工现场LoRa网络的节能运行方法，其特征在于，步骤7所述采用上述方法的逆过程判别是否需要切换回Class A模式，具体包括以下步骤：

步骤7.1：对于已切换至Class B模式的终端，由服务器计数每一个判别周期内服务器拟下发至该LoRa终端的下行数据量以及该LoRa终端当前的接收窗口数；

所述判别周期为T_a；

所述下行数据量为N_down；

所述接收窗口数为N_a，且

其中，T_up为该LoRa终端上报采集数据的周期；

步骤7.2：根据下行数据量N_down与接收窗口数N_a判别是否需要进行模式切换：若N_down≤N_a，则将该LoRa终端切换回Class A模式，并进入下一个判别周期；反之，跳至步骤7.3；

步骤7.3：进一步结合LoRa终端当前电量及拟下行数据必要程度判别是否需要切换模式；

所述当前电量为η％，且η％∈[0％,100％]；

所述判别是否需要切换模式，具体为：若当前电量η％较高，即η％∈[η_h％,100％]，则保持当前Class B模式，随后进入下一个判别周期；若当前电量η％中等，即η％∈[η_l％,η_h％)，则跳至步骤7.4，进一步结合拟下行数据必要程度进行判别；若当前电量η％较低，即η％∈[0％,η_l％)，则将该LoRa终端切换回Class A模式，退出当前自适应Class A/B模式，并一直保持Class A模式工作；其中，η_l％,η_h％∈(0％,100％)分别为预定义的低、高电量判别系数；

步骤7.4：LoRa服务器计算当前N_down条拟下行数据的必要系数之和，并根据其与LoRa终端当前接收窗口数的大小关系，判别是否执行模式切换；

所述N_down条拟下行数据的必要系数为ξ_i,i＝1,2,…,N_down；各下行数据的必要系数ξ_i在服务器端进行定义，用于明确服务器拟下发至LoRa终端的各下行数据的必要程度；

ξ_i∈(0,1]，ξ_i＝1表示该条下行数据的必要性最高，需要LoRa终端分配至少1个接收窗接收该数据；

所述N_down条拟下行数据的必要系数之和为ξ_sum，且

其中ξ_i为第i条拟下行数据的必要系数；

所述LoRa终端当前接收窗口数为N_a；

所述判别是否执行模式切换，具体为：若ξ_sum≤N_a则将该LoRa终端切换回Class A模式，同时将下行数据按必要系数从大到小排序形成队列，必要系数相同时，按照数据的生成顺序进行排列，服务器按照队列中的次序逐一下发数据；随后，进入下一个判别周期；反之，若ξ_sum>N_a，则保持当前Class B模式。

Images