CN114339853B - 实现远距离稳定传输的双lora智能网关系统及工作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及实现远距离稳定传输的双LORA智能网关系统，包括LORA网关和智能开关，LORA网关包括两个LORA通讯模块；第一LORA通讯模块通讯速率快、带宽高可保证多数设备快速有效的通讯工作，第二LORA通讯模块通讯速率低、带宽低，可保证个别远距离(或信号弱)的设备稳定的通讯工作；智能开关包括第三LORA通讯模块，第三LORA通讯模块初始状态下与第一LORA通讯模块连接，当第三LORA通讯模块与第一LORA通讯模块通讯异常时，第三LORA通讯模块切换至与第二LORA通讯模块连接；采用两个LORA通讯芯片设计，双LORA工作可以同时保证两个通讯通道同时工作，互不干涉，又解决了一个项目中个别距离远设备通讯质量差，不能正常通讯工作的问题，保证整个系统的稳定运行。
Description
技术领域
本发明涉及智能家居物联网技术领域，更具体地说，涉及一种实现远距离稳定传输的双LORA智能网关系统及工作方法。
背景技术
现在智能家居物联网行业，组网主要用的是蓝牙、WIFI、Zigbee、433M RF射频信号等，其中，WIFI设备连接数量多时，会存在通讯不稳定、WIFI信号传输距离近、穿墙能力弱；蓝牙信号连接数量有限、通讯距离更短；Zigbee虽然支持自主组网但是穿墙能力也不好，433MRF射频信号则抗干扰能力差，穿墙弱；所以实际智能家居系统的使用的场景，以上信号和传统的处理方法总会出现个别类似浴室、洗手间、仓库、厨房以及距离较远又有很多墙体的设备通讯不上、不能正常工作的问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种实现远距离稳定传输的双LORA智能网关系统，LORA网关包括两个LORA通讯模块；第一LORA通讯模块通讯速率快、带宽高可保证多数设备快速有效的通讯工作，但是高频、高带宽通讯距离先天不够远。因此，第二LORA通讯模块通讯速率低、带宽低通讯距离更远，可保证个别远距离(或信号弱)的设备稳定的通讯工作。同时，还提供了一种实现远距离稳定传输的双LORA智能网关系统工作方法。
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种双LORA通讯的智能网关系统，还提供了一种实现远距离稳定传输的双LORA智能网关系统工作方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
构造一种实现远距离稳定传输的双LORA智能网关系统，其中，包括LORA网关和智能开关，LORA网关包括两个LORA通讯模块；第一LORA通讯模块通讯速率快、带宽高可保证多数设备快速有效的通讯工作，但是高频、高带宽通讯信号衰减快，传输距离不够远。因此，第二LORA通讯模块工作在速率低、带宽低状态，通讯距离更远，可保证个别远距离(或信号弱)的设备稳定的通讯工作，并做错开频率处理，避免2个通讯模块同频干扰；所述智能开关包括第三LORA通讯模块，所述第三LORA通讯模块初始状态下与所述第一LORA通讯模块连接，当所述第三LORA通讯模块与所述第一LORA通讯模块通讯异常时，所述第三LORA通讯模块切换至与所述第二LORA通讯模块连接。
本发明所述的实现远距离稳定传输的双LORA智能网关系统，其中，所述LORA网关还包括第一MCU模块，所述第一MCU模块用于接收服务器指令并转换为LORA信号后通过所述第一LORA通讯模块和所述第二LORA通讯模块下发给所述智能开关，还用于通过所述第一LORA通讯模块和所述第二LORA通讯模块接收所述智能开关的按键LORA命令并反馈给所述服务器。
本发明所述的实现远距离稳定传输的双LORA智能网关系统，其中，所述第一MCU模块通过SPI通讯驱动设置使第一LORA通讯模块工作在高带宽高速率状态；所述第一MCU模块通过SPI通讯驱动设置第二LORA通讯模块，使第二LORA通讯模块工作在低带宽低速率频分状态并与第一LORA通讯模块工作在不同频率。
本发明所述的实现远距离稳定传输的双LORA智能网关系统，其中，所述智能开关包括第二MCU模块，所述第二MCU模块用于接收按键指令并转换为按键LORA命令后通过所述第三LORA通讯模块发送给所述LORA网关，还用于通过所述第三LORA通讯模块接收所述LORA网关的LORA信号并执行相应的控制操作。
本发明所述的实现远距离稳定传输的双LORA智能网关系统，其中，所述第二MCU模块通过SPI通讯驱动设置第三LORA通讯模块，使第三LORA通讯模块工作在高带宽高速率状态和工作在低带宽低速率状态进行切换。
本发明所述的实现远距离稳定传输的双LORA智能网关系统，其中，所述第一MCU模块与所述服务器通过TCP/IP连接。
一种实现远距离稳定传输的双LORA智能网关系统工作方法，应用于如上述的实现远距离稳定传输的双LORA智能网关系统，其中，包括以下步骤：
第一步：设置LORA网关的第一LORA通讯模块工作在高带宽高速率状态下，第二LORA通讯模块工作在低带宽低速率状态下并与第一LORA通讯模块工作在不同频率，所有的智能开关都连接第一LORA通讯模块组成LORA通讯物联网；
第二步：通过第一LORA通讯模块下发通讯命令给所有的智能开关，若收到反馈回复则保持第一LORA通讯模块通讯，若未收到反馈回复则认为通讯质量较差，并将智能开关切换至与第二LORA通讯模块连接。
本发明所述的实现远距离稳定传输的双LORA智能网关系统工作方法，其中，所述实现远距离稳定传输的双LORA智能网关系统工作方法还包括方法：
初始化第一LORA通讯模块和第二LORA通讯模块的通讯参数；
收到服务器对智能开关的下行控制命令时，查询该智能开关在与第一LORA通讯模块连接的正常控制队列，还是在与第二LORA通讯模块连接的远程控制队列；
若为正常控制队列，则通过第一LORA通讯模块发送控制命令，并判断是否收到回复，若收到回复则保存控制通道并结束控制；若未收到回复，则进行多次通过第一LORA通讯模块发送控制命令动作，若依旧未收到回复则通过第二LORA通讯模块发送控制命令，判断是否收到回复，若收到回复则保存控制通道并结束控制，若未收到回复，则进行多次通过第二LORA通讯模块发送控制命令动作，若依旧未收到回复则判定存在设备异常，结束控制；
若为远程控制队列，则通过第二LORA通讯模块发送控制命令，判断是否收到回复，若收到回复则保存控制通道并结束控制，若未收到回复，则进行多次通过第二LORA通讯模块发送控制命令动作，若依旧未收到回复则判定智能开关异常，结束控制。
本发明所述的实现远距离稳定传输的双LORA智能网关系统工作方法，其中，所述实现远距离稳定传输的双LORA智能网关系统工作方法还包括方法：
所述智能开关发送按键命令至LORA网关，若收到回复命令则保持第一LORA通讯模块通讯，若未收到回复命令则认为通讯质量较差，并将智能开关切换至与第二LORA通讯模块连接。
本发明所述的实现远距离稳定传输的双LORA智能网关系统工作方法，其中，所述实现远距离稳定传输的双LORA智能网关系统工作方法还包括方法：
按下智能开关按键，发送按键命令至LORA网关；
若为在与第一LORA通讯模块连接的正常控制队列，则按正常通讯速度发送按键命令，并判断是否收到LORA网关回复，若收到回复则智能开关保存工作通道、结束控制；若未收到LORA网关回复则进行多次的按正常通讯速度发送动作，若依旧未收到回复则将第三LORA通讯模块设置成连接第二LORA通讯模块的参数，并对第二LORA通讯模块发送按键命令，若收到LORA网关回复则智能开关保存工作通道，结束控制，若未收到LORA网关回复则进行多次的对第二LORA通讯模块发送按键命令操作，若依旧未收到回复则判定存在设备异常，结束控制；
若为在与第二LORA通讯模块连接的远程控制队列，则对第二LORA通讯模块发送按键命令，若收到LORA网关回复则智能开关保存工作通道，结束控制，若未收到LORA网关回复则进行多次的对第二LORA通讯模块发送按键命令操作，若依旧未收到回复则判定存在设备异常，结束控制。
本发明的有益效果在于：应用本申请的智能网关系统，采用两个LORA通讯芯片设计，且两个LORA通讯芯片分别工作在高带宽高速率状态和低带宽低速率状态并做频分处理，初始状态下，智能开关都接入高带宽高速率状态的LORA通讯芯片，在该通道下能保证在良好的传输距离的情况下，给到消费者最快速度的响应，当存在通讯异常时，将智能开关切换接入低带宽低速率状态的LORA通讯芯片，在该通道下能保证较远的传输距离和较强的穿墙效果，保证可靠传输和控制，双LORA工作可以同时保证两个通讯通道同时工作，互不干涉，又解决了一个项目中个别设备通讯质量不好的问题，保证整个系统的稳定运行。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，下面描述中的附图仅仅是本发明的部分实施例，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附图：
图1是本发明较佳实施例的实现远距离稳定传输的双LORA智能网关系统原理图；
图2是本发明较佳实施例的实现远距离稳定传输的双LORA智能网关系统工作方法流程图；
图3是本发明较佳实施例的实现远距离稳定传输的双LORA智能网关系统工作方法双LORA网关操作流程图；
图4是本发明较佳实施例的实现远距离稳定传输的双LORA智能网关系统工作方法智能开关操作流程图。
具体实施方式
为了使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本发明的部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。
本发明较佳实施例的实现远距离稳定传输的双LORA智能网关系统，如图1所示，包括LORA网关1和智能开关2，LORA网关1包括工作在高带宽高速率状态下的第一LORA通讯模块10(LORA A)和工作在低带宽低速率频分状态下的第二LORA通讯模块11(LORA B)；智能开关2包括第三LORA通讯模块20，第三LORA通讯模块20初始状态下与第一LORA通讯模块10连接，当第三LORA通讯模块20因通讯距离太远或设备环境恶劣与第一LORA通讯模块10通讯异常时，第三LORA通讯模块20切换至与第二LORA通讯模块11连接；
应用本申请的智能网关系统，采用两个LORA通讯芯片设计，且两个LORA通讯芯片分别工作在高带宽高速率状态和低带宽低速率频分状态，初始状态下，智能开关都接入高带宽高速率状态的LORA通讯芯片，在该通道下能保证在良好的传输距离的情况下，给到消费者最快速度的响应，当存在通讯异常时，智能开关的LORA工作模式进入低带宽低速率状态工作状态，LORA信号工作在低速率模式下有大量数据做传输纠错机制从而使通讯能力能够大幅提升，同时低频衰减慢，在该通道下能保证较远的传输距离和较强的穿墙效果，保证可靠传输和控制，双LORA工作可以同时保证两个通讯通道同时工作，互不干涉，又解决了一个项目中个别设备通讯质量不好的问题，保证整个系统的稳定运行。
优选的，LORA网关1还包括第一MCU模块12，第一MCU模块12用于接收服务器指令并转换为LORA信号后通过第一LORA通讯模块10和第二LORA通讯模块11下发给智能开关2，还用于通过第一LORA通讯模块10和第二LORA通讯模块11接收智能开关2的按键LORA命令并反馈给服务器；较佳的，第一MCU模块12通过SPI通讯驱动设置第一LORA通讯模块10，使第一LORA通讯模块10工作在高带宽高速率状态；第一MCU模块12通过SPI通讯驱动设置第二LORA通讯模块11，使第二LORA通讯模块11工作在低带宽低速率状态；设置方便，系统结构简洁，稳定性好；优选的，第一MCU模块12与服务器通过TCP/IP转串口连接。
优选的，智能开关2包括第二MCU模块21，第二MCU模块21用于接收按键指令并转换为按键LORA命令后通过第三LORA通讯模块20发送给LORA网关1，还用于通过第三LORA通讯模块20接收LORA网关的LORA信号并执行相应的控制操作；通常的，智能开关端还设置有多个按键以及通过继电器连接有多个负载(灯)；设置方便，系统结构简洁，稳定性好。
优选的，第二MCU模块21通过SPI通讯驱动设置第三LORA通讯模块20，使第三LORA通讯模块20工作在高带宽高速率状态和工作在低带宽低速率状态进行切换；设置方便，稳定性好。
一种实现远距离稳定传输的双LORA智能网关系统工作方法，应用于如上述的实现远距离稳定传输的双LORA智能网关系统，如图2所示，同时参阅图3和图4，包括以下步骤：
S01：设置LORA网关的第一LORA通讯模块工作在高带宽高速率状态下，第二LORA通讯模块工作在低带宽低速率状态下并与第一LORA通讯模块工作在不同频率，所有的智能开关都连接第一LORA通讯模块组成LORA通讯物联网；
S02：通过第一LORA通讯模块下发通讯命令给所有的智能开关，若收到反馈回复则保持第一LORA通讯模块通讯，若未收到反馈回复则认为通讯质量较差，并将智能开关切换至与第二LORA通讯模块连接。
优选的，参阅图3，进行LORA网关操作的具体方法可以为：
初始化第一LORA通讯模块(LORA A，A通道)和第二LORA通讯模块(LORA B，B通道)的通讯参数；
收到服务器对智能开关的下行控制命令时，查询该智能开关在与第一LORA通讯模块连接的正常控制队列，还是在与第二LORA通讯模块连接的远程控制队列；
若为正常控制队列，则通过第一LORA通讯模块发送控制命令，并判断是否收到回复，若收到回复则保存控制通道并结束控制；若未收到回复，则进行多次通过第一LORA通讯模块发送控制命令动作，若依旧未收到回复则通过第二LORA通讯模块发送控制命令，判断是否收到回复，若收到回复则保存控制通道并结束控制，若未收到回复，则进行多次通过第二LORA通讯模块发送控制命令动作，若依旧未收到回复则判定存在设备异常，结束控制；
若为远程控制队列，则通过第二LORA通讯模块发送控制命令，判断是否收到回复，若收到回复则保存控制通道并结束控制，若未收到回复，则进行多次通过第二LORA通讯模块发送控制命令动作，若依旧未收到回复则判定智能开关异常，结束控制；
通过该种方式，能够较好的在LORA网关一端进行智能开关的状态设定，保障系统整体运行的可靠性。
优选的，还可以采用通过智能开关一端进行对其状态进行设定：
智能开关发送按键命令至LORA网关，若收到回复命令则保持第一LORA通讯模块通讯，若未收到回复命令则认为通讯质量较差，并将智能开关切换至与第二LORA通讯模块连接。
具体的设定方式，参阅图4：
按下智能开关按键，发送按键命令至LORA网关；
若为在与第一LORA通讯模块(LORA A，A通道)连接的正常控制队列，则按正常通讯速度发送按键命令，并判断是否收到LORA网关回复，若收到回复则智能开关保存工作通道、结束控制；若未收到LORA网关回复则进行多次的按正常通讯速度发送动作，若依旧未收到回复则将第三LORA通讯模块设置成连接第二LORA通讯模块(LORA B，B通道)的参数，并对第二LORA通讯模块发送按键命令，若收到LORA网关回复则智能开关保存工作通道，结束控制，若未收到LORA网关回复则进行多次的对第二LORA通讯模块发送按键命令操作，若依旧未收到回复则判定存在设备异常，结束控制；
若为在与第二LORA通讯模块连接的远程控制队列，则对第二LORA通讯模块发送按键命令，若收到LORA网关回复则智能开关保存工作通道，结束控制，若未收到LORA网关回复则进行多次的对第二LORA通讯模块发送按键命令操作，若依旧未收到回复则判定存在设备异常，结束控制；
通过该种方式，能够较好的在智能开关一端进行智能开关的状态设定，保障系统整体运行的可靠性。
应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
Claims (8)
1.一种实现远距离稳定传输的双LORA智能网关系统，其特征在于，包括LORA网关和智能开关，所述LORA网关包括工作在高带宽高速率状态下的第一LORA通讯模块和工作在低带宽低速率频分状态下的第二LORA通讯模块；所述智能开关包括第三LORA通讯模块，所述第三LORA通讯模块初始状态下与所述第一LORA通讯模块连接，当所述第三LORA通讯模块与所述第一LORA通讯模块通讯异常时，所述第三LORA通讯模块切换至与所述第二LORA通讯模块连接；
所述LORA网关还包括第一MCU模块，所述第一MCU模块用于接收服务器指令并转换为LORA信号后通过所述第一LORA通讯模块和所述第二LORA通讯模块下发给所述智能开关，还用于通过所述第一LORA通讯模块和所述第二LORA通讯模块接收所述智能开关的按键LORA命令并反馈给所述服务器；
所述智能开关包括第二MCU模块，所述第二MCU模块用于接收按键指令并转换为按键LORA命令后通过所述第三LORA通讯模块发送给所述LORA网关，还用于通过所述第三LORA通讯模块接收所述LORA网关的LORA信号并执行相应的控制操作。
2.根据权利要求1所述的实现远距离稳定传输的双LORA智能网关系统，其特征在于，所述第一MCU模块设置第一LORA通讯模块工作在高带宽高速率状态；所述第一MCU模块设置第二LORA通讯模块工作在低带宽低速率状态并与第一LORA通讯模块工作在不同频率。
3.根据权利要求1所述的实现远距离稳定传输的双LORA智能网关系统，其特征在于，所述第二MCU模块设置第三LORA通讯模块工作在高带宽高速率状态和工作在低带宽低速率频分状态进行切换。
4.根据权利要求1所述的实现远距离稳定传输的双LORA智能网关系统，其特征在于，所述第一MCU模块与所述服务器通过TCP/IP转串口连接。
5.一种实现远距离稳定传输的双LORA智能网关系统工作方法，应用于如权利要求1-4任一所述的实现远距离稳定传输的双LORA智能网关系统，其特征在于，包括以下步骤：
第一步：设置LORA网关的第一LORA通讯模块工作在高带宽高速率状态下，第二LORA通讯模块工作在低带宽低速率状态下并与第一LORA通讯模块工作在不同频率，所有的智能开关都连接第一LORA通讯模块组成LORA通讯物联网；
第二步：通过第一LORA通讯模块下发通讯命令给所有的智能开关，若收到反馈回复则保持第一LORA通讯模块通讯，若未收到反馈回复则认为通讯质量较差，并将智能开关切换至与第二LORA通讯模块连接。
6.根据权利要求5所述的实现远距离稳定传输的双LORA智能网关系统工作方法，其特征在于，所述实现远距离稳定传输的双LORA智能网关系统工作方法还包括方法：
初始化第一LORA通讯模块和第二LORA通讯模块的通讯参数；
收到服务器对智能开关的下行控制命令时，查询该智能开关在与第一LORA通讯模块连接的正常控制队列，还是在与第二LORA通讯模块连接的远程控制队列；
若为正常控制队列，则通过第一LORA通讯模块发送控制命令，并判断是否收到回复，若收到回复则保存控制通道并结束控制；若未收到回复，则进行多次通过第一LORA通讯模块发送控制命令动作，若依旧未收到回复则通过第二LORA通讯模块发送控制命令，判断是否收到回复，若收到回复则保存控制通道并结束控制，若未收到回复，则进行多次通过第二LORA通讯模块发送控制命令动作，若依旧未收到回复则判定存在设备异常，结束控制；
若为远程控制队列，则通过第二LORA通讯模块发送控制命令，判断是否收到回复，若收到回复则保存控制通道并结束控制，若未收到回复，则进行多次通过第二LORA通讯模块发送控制命令动作，若依旧未收到回复则判定智能开关异常，结束控制。
7.根据权利要求5或6所述的实现远距离稳定传输的双LORA智能网关系统工作方法，其特征在于，所述实现远距离稳定传输的双LORA智能网关系统工作方法还包括方法：
所述智能开关发送按键命令至LORA网关，若收到回复命令则保持第一LORA通讯模块通讯，若未收到回复命令则认为通讯质量较差，并将智能开关切换至与第二LORA通讯模块连接。
8.根据权利要求7所述的实现远距离稳定传输的双LORA智能网关系统工作方法，其特征在于，所述实现远距离稳定传输的双LORA智能网关系统工作方法还包括方法：
按下智能开关按键，发送按键命令至LORA网关；
若为在与第一LORA通讯模块连接的正常控制队列，则按正常通讯速度发送按键命令，并判断是否收到LORA网关回复，若收到回复则智能开关保存工作通道、结束控制；若未收到LORA网关回复则进行多次的按正常通讯速度发送动作，若依旧未收到回复则将第三LORA通讯模块设置成连接第二LORA通讯模块的参数，并对第二LORA通讯模块发送按键命令，若收到LORA网关回复则智能开关保存工作通道，结束控制，若未收到LORA网关回复则进行多次的对第二LORA通讯模块发送按键命令操作，若依旧未收到回复则判定存在设备异常，结束控制；
若为在与第二LORA通讯模块连接的远程控制队列，则对第二LORA通讯模块发送按键命令，若收到LORA网关回复则智能开关保存工作通道，结束控制，若未收到LORA网关回复则进行多次的对第二LORA通讯模块发送按键命令操作，若依旧未收到回复则判定存在设备异常，结束控制。
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