CN115297558B - 基于时分多址的多个LoRa节点的通信方法及系统 - Google Patents

Abstract

本申请提出了一种基于时分多址的多个LoRa节点的通信方法及系统，该方法包括：基于预先构建的LoRaWAN网络架构，多个LoRa设备进行驻网；待发送数据的目标LoRa设备向应用服务器申请发送数据权，并获取应用服务器返回的时间因子，时间因子由应用服务器根据多个LoRa设备的通信状态确定；目标LoRa设备根据时间因子和自身的数据发送需求计算发送数据的时间点，并在到达时间点时发送数据；在完成本次数据发送任务后，应用服务器撤销目标LoRa设备的发送数据权。该方法可以为网络内的每个LoRa节点生成合适的发送数据的时间点，保证了各个LoRa节点的正常通信，避免数据丢失。

Description

基于时分多址的多个LoRa节点的通信方法及系统

技术领域

本申请涉及无线通信技术领域，尤其涉及一种基于时分多址的多个LoRa节点的通信方法及系统。

背景技术

目前，LoRa网络由于其传播距离远和低功耗等特性，已经广泛应用于工业控制、物联网和信息监测等各个领域。其中，为满足应用需要，可构建多节点的LoRaWAN，网络中每个LoRa设备都是直接通过网关与LoRaWAN网络服务器 (NS)进行数据通信。

相关技术中，对于建多节点的LoRaWAN，不同节点在同一时刻进行数据发送都是随机性的，各个LoRa设备与网关及LoRaWAN网络服务器 (NS) 之间的通信都未进行时间顺序的算法控制，导致可能存在当多个LoRa设备在有限的通信信道数量下的同一时刻发送或接收数据时，因撞包而丢失数据的情况。因此，相关技术中的多LoRa节点的通信方法只能适用于在数据丢失无关性的场景下，无法满足一些对通信的可靠性要求较高的应用场景，比如，一些需要多次握手确认的关键信息收发的场景。

因此，如何针对多节点的LoRaWAN准确计算出每个节点的数据发送时间点，成为目前亟需解决的问题。

发明内容

本申请旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本申请的第一个目的在于提出一种基于时分多址的多个LoRa节点的通信方法，该方法可以对多节点的LoRaWAN中的每个LoRa节点计算出合适的发送数据的时间点，保证了各个LoRa节点的正常通信，避免数据丢失，提高了多节点的LoRaWAN通信的可靠性。

本申请的第二个目的在于提出一种基于时分多址的多个LoRa节点的通信系统。

本申请的第三个目的在于提出一种非临时性计算机可读存储介质。

为达上述目的，本申请的第一方面实施例在于提出一种基于时分多址的多个LoRa节点的通信方法，该方法包括以下步骤：

基于预先构建的LoRaWAN网络架构，多个LoRa设备进行驻网；

待发送数据的目标LoRa设备向应用服务器申请发送数据权，并获取所述应用服务器返回的时间因子，所述时间因子由所述应用服务器根据所述多个LoRa设备的通信状态确定；

所述目标LoRa设备根据所述时间因子和自身的数据发送需求计算发送数据的时间点，并在到达所述时间点时发送数据；

在完成本次数据发送任务后，所述应用服务器撤销所述目标LoRa设备的所述发送数据权。

可选地，在本申请的一个实施例中，多个LoRa设备进行驻网，包括：每个所述LoRa设备根据自身的标识地址DevAddr在LoRaWAN网络服务器进行入网登记，所述LoRaWAN网络服务器确定每个所述LoRa设备的入网类型；已登记的LoRa设备向所述LoRaWAN网络服务器发送第一上行报文，并获取所述LoRaWAN网络服务器返回的第一下行报文，根据所述第一下行报文中的信息进行校准。

可选地，在本申请的一个实施例中，待发送数据的目标LoRa设备向应用服务器申请发送数据权，并获取所述应用服务器返回的时间因子，包括：所述目标LoRa设备通过网关和所述LoRaWAN网络服务器向所述应用服务器发送第二上行报文，所述应用服务器对当前具有所述发送数据权的全部LoRa设备进行分析，生成所述目标LoRa设备的时间因子；所述应用服务器生成包含所述时间因子的第二下行报文，并将所述第二下行报文返回至所述目标LoRa设备。

可选地，在本申请的一个实施例中，目标LoRa设备根据所述时间因子和自身的数据发送需求计算发送数据的时间点，包括：判断当前是否存在数据发送任务；在当前存在所述数据发送任务的情况下，根据所述时间因子和所述数据发送任务的时间限制确定所述发送数据的时间点。

可选地，在本申请的一个实施例中，应用服务器撤销所述目标LoRa设备的所述发送数据权，包括：所述目标LoRa设备在判断完成本次数据发送任务后，判断是否接收到用户下发的停止发送数据的指令，在接收到所述停止发送数据的指令的情况下，向所述应用服务器发送第三上行报文；所述应用服务器根据所述第三上行报文撤销所述目标LoRa设备的所述发送数据权，并向所述目标LoRa设备返回第三下行报文。

为达上述目的，本申请的第二方面实施例还提出了一种基于时分多址的多个LoRa节点的通信系统，包括以下模块:

驻网模块，用于基于预先构建的LoRaWAN网络架构，控制多个LoRa设备进行驻网；

获取模块，用于控制待发送数据的目标LoRa设备向应用服务器申请发送数据权，并获取所述应用服务器返回的时间因子，所述时间因子由所述应用服务器根据所述多个LoRa设备的通信状态确定；

发送模块，用于控制所述目标LoRa设备根据所述时间因子和自身的数据发送需求计算发送数据的时间点，并在到达所述时间点时发送数据；

撤销模块，用于在完成本次数据发送任务后，控制所述应用服务器撤销所述目标LoRa设备的所述发送数据权。

可选地，在本申请的一个实施例中，驻网模块，具体用于：控制每个所述LoRa设备根据自身的标识地址DevAddr在LoRaWAN网络服务器进行入网登记，并控制所述LoRaWAN网络服务器确定每个所述LoRa设备的入网类型；控制已登记的LoRa设备向所述LoRaWAN网络服务器发送第一上行报文，并获取所述LoRaWAN网络服务器返回的第一下行报文，根据所述第一下行报文中的信息进行校准。

可选地，在本申请的一个实施例中，获取模块，具体用于：控制所述目标LoRa设备通过网关和所述LoRaWAN网络服务器向所述应用服务器发送第二上行报文，并控制所述应用服务器对当前具有所述发送数据权的全部LoRa设备进行分析，生成所述目标LoRa设备的时间因子；控制所述应用服务器生成包含所述时间因子的第二下行报文，并将所述第二下行报文返回至所述目标LoRa设备。

可选地，在本申请的一个实施例中，发送模块，具体用于：判断当前是否存在数据发送任务；在当前存在所述数据发送任务的情况下，根据所述时间因子和所述数据发送任务的时间限制确定所述发送数据的时间点。

为了实现上述实施例，本申请第三方面实施例还提出了一种非临时性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述实施例中的基于时分多址的多个LoRa节点的通信方法。

本申请的实施例提供的技术方案至少带来以下有益效果：本申请通过应用服务器对目前已经申请发送数据权的所有LoRa设备进行分析，根据相关算法计算出适合当前待发送数据的LoRa设备发送数据的时间因子，再由该LoRa设备根据接收到的时间因子结合自身数据发送需求计算适合自身的发送数据的时间点。从而，本申请可以对多节点的LoRaWAN中的每个LoRa节点计算出合适的发送数据的时间点，保证了各个LoRa节点的正常通信，有效避免了多LoRa节点因同一时刻发送数据而造成数据丢失的风险，满足需要对关键数据进行可靠的通信的应用场景，提高了多节点LoRaWAN通信的可靠性和适用性。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本申请上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本申请实施例提出的一种基于时分多址的多个LoRa节点的通信方法的流程图；

图2为本申请实施例提出的一种多节点的LoRaWAN的结构示意图；

图3为本申请实施例提出的一种具体的基于时分多址的多个LoRa节点的通信方法的流程图；

图4为本申请实施例提出的一种基于时分多址的多个LoRa节点的通信系统的结构示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面参考附图详细描述本发明实施例所提出的一种基于时分多址的多个LoRa节点的通信方法及系统。

图1为本申请实施例提出的一种基于时分多址的多个LoRa节点的通信方法的流程图，如图1所示，该方法包括以下步骤：

步骤S101，基于预先构建的远距离无线电网络（LoRaWAN）架构，多个远距离无线电（LoRa）设备进行驻网。

其中，远距离无线电（LongRangeRadio，简称LoRa）是一种低功耗局域网无线标准，能够在同样的功耗条件下比其他无线方式传播的距离更远，本申请先基于LoRa进行组网，构建LoRaWAN。

其中，本申请组建的LoRa网络包括多个节点，每个LoRa节点即为一个LoRa设备（或称为LoRa终端），支持多节点的LoRa设备与服务器进行通信。

在本申请一个实施例中，预先构建的LoRaWAN如图2所示，该网络包括多个远距离无线电（LoRa）设备10、网关20、网络服务器（简称NS）30和应用服务器40。各部分的连接关系如图2所示，在本实施例中，各个LoRa设备10与网关20之间采用星型的拓扑结构。其中，LoRa设备10是使用LoRa调制通过RF连接到LoRaWAN网络的设备，比如，能够自主运行的进行信息监测的传感器。网关20可以通过Wi-Fi等无线连接方式或网线连接到LoRaWAN网络服务器30，用于接收LoRa设备10发送的LoRa调制射频数据，并将接收到的数据转发至LoRaWAN网络服务器30。网络服务器30，即LoRaWAN的网络服务器（本申请也可用LoRaWAN网络服务器30表示），用于管理整个LoRaWAN，能够根据当前工况动态调整网络参数和与多个LoRa设备10间的流量，实现端到端的数据传输。应用服务器40用于对LoRa设备10发送的数据进行处理，在本申请实施例中，应用服务器40还参与多个LoRa节点发送数据的控制。

需要说明的是，图2所示的LoRaWAN的架构仅是一种示例，在实际应用中可以根据实际需要进行组网，此处不做限制。比如，还可以设置多个网关20，对于同一LoRa设备10可以由该设备所处区域的多个网关进行数据转发，以缓解数据传输的压力。

进一步的，在实现LoRaWAN的物理连接后，进行多个LoRa设备的驻网。具体的，本申请中LoRa设备进行驻网，即LoRaWAN网络服务器获取LoRa设备的信息、确定LoRa设备的入网时间并向LoRa设备发送下行报文，当某一个LoRa设备完成驻网，则表示该LoRa设备已经可以与服务器进行通信。

在本申请一个实施例中，多个LoRa设备进行驻网，包括以下步骤：每个LoRa设备根据自身的标识地址DevAddr在LoRaWAN网络服务器进行入网登记，再由LoRaWAN网络服务器确定每个LoRa设备的入网类型，然后已登记的LoRa设备向LoRaWAN网络服务器发送第一上行报文，并获取LoRaWAN网络服务器返回的第一下行报文，最后LoRa设备根据第一下行报文中的信息进行校准。

具体而言，DevAddr是节点的短地址，是一组4位十六进制数，本申请通过DevAddr标识入网的LoRa设备的地址。先控制各个LoRa设备将自身的DevAddr发送至LoRaWAN网络服务器，以在NS处进行入网登记。在登记后NS可以根据每个LoRa设备的DevAddr等信息确定每个LoRa设备的入网类型。

举例而言，某一LoRa设备的DevAddr为000823FC，NS将该LoRa设备登记为ABP（ActivationbyPersonalization）入网类型的设备，其中，ABP是LoRaWAN的一种个性化激活入网方式，NS还可以根据实际情况将其他的LoRa设备登记为OTAA(Over-The-AirActivation) 入网类型的设备等。

继续参照本示例，进一步的，DevAddr为000823FC的LoRa设备发送一串上行报文给NS，NS判断000823FC是否为已登记的设备，在确定已登记时回复对应的下行报文，该第一下行报文中带有时间、频率、端口和扩频因子等与通信相关的信息。该LoRa设备接收到第一下行报文后，读取其中的与通信相关的信息并存储，进而，将其中的一些信息作为标准信息对自身的与通信相关的参数进行调整，以便于后续与服务器进行通信。比如，LoRa设备根据报文中的时间信息进行对时，并将该时间作为后续通信的基准时间。

步骤S102，待发送数据的目标远距离无线电（LoRa）设备向应用服务器申请发送数据权，并获取应用服务器返回的时间因子，其中，时间因子由应用服务器根据多个远距离无线电（LoRa）设备的通信状态确定。

其中，目标LoRa设备可以是已驻网的多个LoRa设备中任意一个需要发送数据的设备。时间因子是用于计算LoRa设备的数据发送时间点的数据，根据时间因子可以计算出没有其他LoRa设备发送数据的时间点。

具体的，为了能够准确计算出目标LoRa设备发送数据的时间点，当前的目标LoRa设备先向应用服务器发出绑定请求，即告知应用服务器本目标LoRa设备存在发送数据需求，进而应用服务器并会根据目前已经申请发送数据权的LoRa设备进行分析，再通过相关的算法计算出时间因子，并返回至目标LoRa设备。

在本申请一个实施例中，待发送数据的目标LoRa设备向应用服务器申请发送数据权，并获取应用服务器返回的时间因子，包括以下步骤：目标LoRa设备通过网关和LoRaWAN网络服务器向应用服务器发送第二上行报文，应用服务器对当前具有发送数据权的全部LoRa设备进行分析，生成目标LoRa设备的时间因子，然后应用服务器生成包含该时间因子的第二下行报文，并将第二下行报文返回至目标LoRa设备。

举例而言，继续参照上述示例，DevAddr为000823FC的LoRa设备向应用服务器发送第二上行报文A0，该第二上行报文中包含申请发送数据权的请求。应用服务器接收到第二上行报文后，若验证该LoRa设备具有发送数据的权限，则通过该请求。进而应用服务器并会根据目前已经申请发送数据权的LoRa设备进行分析，具体分析已驻网的所有LoRa设备的通信状态和相关的通信数据，包括：确定当前正在发送数据的LoRa设备，确定在之前已申请发送数据权的LoRa设备的数量，以及正在发送数据或即将发送数据的LoRa设备预计的发送数据的时间等。最后，根据预设的算法择优计算出适合该LoRa设备发送数据的时间因子，比如，根据上述分析结果确定的时间因子可以为确定已存在其他设备发送数据的时间点和可能存在其他设备发送数据的时间点。

进一步的，应用服务器通过NS和网关向DevAddr为000823FC的LoRa设备发送第二下行报文，比如，第二下行报文为“A1+时间因子数据”，A1可用于区分该时间因子数据对应的LoRa设备。该LoRa设备提取第二下行报文中的时间因子数据并保存在设备自身的存储设备中，便于后续发送数据时使用。

步骤S103，目标远距离无线电（LoRa）设备根据时间因子和自身的数据发送需求计算发送数据的时间点，并在到达时间点时发送数据。

具体的，在目标LoRa设备需要发送数据的时候，先使用应用服务器返回的时间因子通过本设备中的内置算法进行计算，根据计算结果可以确定将在哪几个时间点没有其它LoRa设备在发送数据，再根据本设备应用的功能场景择时进行数据的发送。

在本申请一个实施例中，目标LoRa设备根据时间因子和自身的数据发送需求计算发送数据的时间点，包括以下步骤：先判断当前是否存在数据发送任务，在当前存在数据发送任务的情况下，根据时间因子和数据发送任务的时间限制确定发送数据的时间点。

具体而言，首先目标LoRa设备根据自身的功能业务逻辑，判断当前是否有需要发送数据，即检测是否接收到发送数据的任务，若没有则继续等待，直至接收到发送数据的任务。

进而，当需要发送数据时，则先根据时间因子算法计算出没有其它LoRa设备发送数据的候选时间点集合，再从候选时间点集合中根据自身的情况选择合适的时间点择时进行数据发送。

举例而言，根据当前的数据发送任务规定的最晚发送时间的限制，先从候选时间点中筛选出数据发送时间点的范围，再结合当前的数据发送任务的优先级和发送的数据的数据量等条件，确定是否偏向于尽快发送还是偏向于确保远离其他设备预计发送的时间点等发送准则，进而再筛选出合适的时间点，并在到达最终确定的数据发送时间点时发送数据，例如，计算出在13:35:30是合适时间点，DevAddr为000823FC的LoRa设备发送上行报文C1AA010305BB，该报文即需要发送的数据。

步骤S104，在完成本次数据发送任务后，应用服务器撤销目标远距离无线电（LoRa）设备的发送数据权。

具体的，在完成本次数据发送任务后，若确定用户不再需要目标LoRa设备发送数据时，可以控制该设备向应用服务器申请撤销数据发送权，从而让出时间资源给其它LoRa设备，有利于其它LoRa设备具有更大的范围选择发送数据的时间点，节省了多LoRa节点网络的时间资源。

在本申请一个实施例中，应用服务器撤销目标LoRa设备的发送数据权，包括：目标LoRa设备在判断完成本次数据发送任务后，判断是否接收到用户下发的停止发送数据的指令，在接收到停止发送数据的指令的情况下，向应用服务器发送第三上行报文，然后应用服务器根述第三上行报文撤销目标LoRa设备的发送数据权，并向目标LoRa设备返回第三下行报文。

具体而言，当目标LoRa设备每次判断完没有数据需要发送时，就再次判断用户是否下发停止发送数据的指令，若存在该指令则该目标LoRa设备通过网关和NS向应用服务器申请撤销数据发送权。例如，LoRa发送第三上行报文B1中包含撤销发送数据权的请求，应用服务器接收到第三上行报文后，会回复对应的第三下行报文B2给该目标LoRa设备，告知该目标LoRa已响应请求，至此该目标LoRa设备就不再发送上行数据，直到再向应用服务器申请发送数据权。

由此，该方法能够根据当前网内LoRa设备发送数据的情况计算出合适的发送数据时间点，基于时分多址（TDMA）的方式完成多个LoRa节点与应用服务器的通信，避免数据丢失。

综上所述，本申请实施例的基于时分多址的多个LoRa节点的通信方法，通过应用服务器对目前已经申请发送数据权的所有LoRa设备进行分析，根据相关算法计算出适合当前待发送数据的LoRa设备发送数据的时间因子，再由该LoRa设备根据接收到的时间因子结合自身数据发送需求计算适合自身的发送数据的时间点。从而，该方法可以对多节点的LoRaWAN中的每个LoRa节点计算出合适的发送数据的时间点，保证了各个LoRa节点的正常通信，有效避免了多LoRa节点因同一时刻发送数据而造成数据丢失的风险，满足需要对关键数据进行可靠的通信的应用场景，提高了多节点LoRaWAN通信的可靠性和适用性。

为了更加清楚地说明本申请实施例的基于时分多址的多个LoRa节点的通信方法的实施流程，下面以一个具体的多个LoRa节点的通信方法的实施例进行详细说明。图3为本申请实施例提出的一种具体的基于时分多址的多个LoRa节点的通信方法的流程图。如图3所示，该方法包括以下步骤：

步骤S301，远距离无线电（LoRa）设备驻网。

步骤S302，远距离无线电（LoRa）设备向应用服务器申请发送数据权并获取时间因子。

步骤S303，判断是否存在需要发送的数据，若是，则执行步骤S304，若否，则执行步骤S305。

步骤S304，远距离无线电（LoRa）设备根据时间因子通过相关算法择时发送数据。

步骤S305，判断是否向应用服务器申请撤销数据发送权，若是，则执行步骤S306，若否，则返回执行步骤S303。

步骤S306，远距离无线电（LoRa）向应用服务器申请撤销数据发送权。

需要说明的是，在本实施例中，各步骤的具体实现方式可参照上述实施例的描述，具体实现方式相似，此处不再赘述。

为了实现上述实施例，本申请还提出了一种基于时分多址的多个LoRa节点的通信系统，图4为本申请实施例提出的一种基于时分多址的多个LoRa节点的通信系统的结构示意图，如图4所示，该系统包括驻网模块100、获取模块200、发送模块300和撤销模块400。

其中，驻网模块100，用于基于预先构建的LoRaWAN网络架构，控制多个LoRa设备进行驻网。

获取模块000，用于控制待发送数据的目标LoRa设备向应用服务器申请发送数据权，并获取应用服务器返回的时间因子，时间因子由应用服务器根据多个LoRa设备的通信状态确定。

发送模块300，用于控制目标LoRa设备根据时间因子和自身的数据发送需求计算发送数据的时间点，并在到达时间点时发送数据。

撤销模块400，用于在完成本次数据发送任务后，控制应用服务器撤销目标LoRa设备的发送数据权。

可选地，在本申请的一个实施例中，驻网模块100，具体用于：控制每个LoRa设备根据自身的标识地址DevAddr在LoRaWAN网络服务器进行入网登记，并控制LoRaWAN网络服务器确定每个LoRa设备的入网类型；控制已登记的LoRa设备向LoRaWAN网络服务器发送第一上行报文，并获取LoRaWAN网络服务器返回的第一下行报文，根据第一下行报文中的信息进行校准。

可选地，在本申请的一个实施例中，获取模块200，具体用于：控制目标LoRa设备通过网关和LoRaWAN网络服务器向应用服务器发送第二上行报文，并控制应用服务器对当前具有发送数据权的全部LoRa设备进行分析，生成目标LoRa设备的时间因子；控制应用服务器生成包含时间因子的第二下行报文，并将第二下行报文返回至目标LoRa设备。

可选地，在本申请的一个实施例中，发送模块300，具体用于：判断当前是否存在数据发送任务；在当前存在所述数据发送任务的情况下，根据时间因子和数据发送任务的时间限制确定发送数据的时间点。

可选地，在本申请的一个实施例中，撤销模块400，具体用于：控制目标LoRa设备在判断完成本次数据发送任务后，判断是否接收到用户下发的停止发送数据的指令，在接收到停止发送数据的指令的情况下，向应用服务器发送第三上行报文；控制应用服务器根据第三上行报文撤销目标LoRa设备的发送数据权，并向目标LoRa设备返回第三下行报文。

需要说明的是，前述对基于时分多址的多个LoRa节点的通信方法的实施例的解释说明也适用于该实施例的系统，此处不再赘述。

综上所述，本申请实施例的基于时分多址的多个LoRa节点的通信系统，通过应用服务器对目前已经申请发送数据权的所有LoRa设备进行分析，根据相关算法计算出适合当前待发送数据的LoRa设备发送数据的时间因子，再由该LoRa设备根据接收到的时间因子结合自身数据发送需求计算适合自身的发送数据的时间点。从而，该系统可以对多节点的LoRaWAN中的每个LoRa节点计算出合适的发送数据的时间点，保证了各个LoRa节点的正常通信，有效避免了多LoRa节点因同一时刻发送数据而造成数据丢失的风险，满足需要对关键数据进行可靠的通信的应用场景，提高了多节点LoRaWAN通信的可靠性和适用性。

为了实现上述实施例，本申请还提出了一种非临时性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如上述实施例中任一所述的基于时分多址的多个LoRa节点的通信方法。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、 “示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现定制逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本申请的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本申请的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备（如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统）使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例（非穷尽性列表）包括以下：具有一个或多个布线的电连接部（电子装置），便携式计算机盘盒（磁装置），随机存取存储器（RAM），只读存储器（ROM），可擦除可编辑只读存储器（EPROM或闪速存储器），光纤装置，以及便携式光盘只读存储器（CDROM）。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。

应当理解，本申请的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。如，如果用硬件来实现和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列（PGA），现场可编程门阵列（FPGA）等。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

此外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (7)

1.一种基于时分多址的多个LoRa节点的通信方法，其特征在于，包括以下步骤：

基于预先构建的LoRaWAN网络架构，多个LoRa设备进行驻网；

待发送数据的目标LoRa设备向应用服务器申请发送数据权，并获取所述应用服务器返回的时间因子，所述时间因子由所述应用服务器根据所述多个LoRa设备的通信状态确定，所述时间因子用于使所述目标LoRa设备根据所述时间因子确定出已存在其他设备发送数据的时间点和可能存在其他设备发送数据的时间点；

所述目标LoRa设备根据所述时间因子和自身的数据发送需求计算发送数据的时间点，并在到达所述时间点时发送数据；

所述目标LoRa设备在判断完成本次数据发送任务后，判断是否接收到用户下发的停止发送数据的指令，在接收到所述停止发送数据的指令的情况下，向所述应用服务器发送第三上行报文；

所述应用服务器根据所述第三上行报文撤销所述目标LoRa设备的所述发送数据权，并向所述目标LoRa设备返回第三下行报文；

所述目标LoRa设备根据所述时间因子和自身的数据发送需求计算发送数据的时间点，包括：

判断当前是否存在数据发送任务；

在当前存在所述数据发送任务的情况下，根据所述时间因子和所述数据发送任务的时间限制确定所述发送数据的时间点；

所述时间因子由所述应用服务器根据所述多个LoRa设备的通信状态确定，包括：

所述应用服务器确定当前正在发送数据的LoRa设备、确定在之前已申请所述发送数据权的LoRa设备的数量以及正在发送数据或即将发送数据的LoRa设备预计的发送数据的时间，计算出适合所述LoRa设备发送数据的所述时间因子。

2.根据权利要求1所述的通信方法，其特征在于，所述多个LoRa设备进行驻网，包括：

每个所述LoRa设备根据自身的标识地址DevAddr在LoRaWAN网络服务器进行入网登记，所述LoRaWAN网络服务器确定每个所述LoRa设备的入网类型；

已登记的LoRa设备向所述LoRaWAN网络服务器发送第一上行报文，并获取所述LoRaWAN网络服务器返回的第一下行报文，根据所述第一下行报文中的信息进行校准。

3.根据权利要求2所述的通信方法，其特征在于，所述待发送数据的目标LoRa设备向应用服务器申请发送数据权，并获取所述应用服务器返回的时间因子，包括：

所述目标LoRa设备通过网关和所述LoRaWAN网络服务器向所述应用服务器发送第二上行报文，所述应用服务器对当前具有所述发送数据权的全部LoRa设备进行分析，生成所述目标LoRa设备的时间因子；

所述应用服务器生成包含所述时间因子的第二下行报文，并将所述第二下行报文返回至所述目标LoRa设备。

4.一种基于时分多址的多个LoRa节点的通信系统，其特征在于，包括：

驻网模块，用于基于预先构建的LoRaWAN网络架构，控制多个LoRa设备进行驻网；

获取模块，用于控制待发送数据的目标LoRa设备向应用服务器申请发送数据权，并获取所述应用服务器返回的时间因子，所述时间因子由所述应用服务器根据所述多个LoRa设备的通信状态确定，所述时间因子用于使所述目标LoRa设备根据所述时间因子确定出已存在其他设备发送数据的时间点和可能存在其他设备发送数据的时间点；

发送模块，用于控制所述目标LoRa设备根据所述时间因子和自身的数据发送需求计算发送数据的时间点，并在到达所述时间点时发送数据；

撤销模块，用于在所述目标LoRa设备在判断完成本次数据发送任务后，判断是否接收到用户下发的停止发送数据的指令，在接收到所述停止发送数据的指令的情况下，控制所述目标LoRa设备向所述应用服务器发送第三上行报文；

控制所述应用服务器根据所述第三上行报文撤销所述目标LoRa设备的所述发送数据权，并向所述目标LoRa设备返回第三下行报文；

所述发送模块，具体用于：

判断当前是否存在数据发送任务；

在当前存在所述数据发送任务的情况下，根据所述时间因子和所述数据发送任务的时间限制确定所述发送数据的时间点；

所述时间因子由所述应用服务器根据所述多个LoRa设备的通信状态确定，包括：

所述应用服务器确定当前正在发送数据的LoRa设备、确定在之前已申请所述发送数据权的LoRa设备的数量以及正在发送数据或即将发送数据的LoRa设备预计的发送数据的时间，计算出适合所述LoRa设备发送数据的所述时间因子。

5.根据权利要求4所述的通信系统，其特征在于，所述驻网模块，具体用于：

控制每个所述LoRa设备根据自身的标识地址DevAddr在LoRaWAN网络服务器进行入网登记，并控制所述LoRaWAN网络服务器确定每个所述LoRa设备的入网类型；

控制已登记的LoRa设备向所述LoRaWAN网络服务器发送第一上行报文，并获取所述LoRaWAN网络服务器返回的第一下行报文，根据所述第一下行报文中的信息进行校准。

6.根据权利要求5所述的通信系统，其特征在于，所述获取模块，具体用于：

控制所述目标LoRa设备通过网关和所述LoRaWAN网络服务器向所述应用服务器发送第二上行报文，并控制所述应用服务器对当前具有所述发送数据权的全部LoRa设备进行分析，生成所述目标LoRa设备的时间因子；

控制所述应用服务器生成包含所述时间因子的第二下行报文，并将所述第二下行报文返回至所述目标LoRa设备。

7.一种非临时性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-3中任一所述的通信方法。