CN115361709A - 一种数据发送方法、系统、LoRa节点和存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种数据发送方法、系统、LoRa节点和存储介质。该方法应用于远距离无线电LoRa节点，包括：在向LoRa网关发送数据发送请求消息后，确定无线通信信道是否被占用；若无线通信信道被占用，则随机生成滑动窗口数，并根据滑动窗口数和单位等待时间，确定目标等待时间；在目标等待时间后，向LoRa网关发送数据。本发明实施例在确定无线通信信道被占用时，通过随机生成滑动窗口数和单位等待时间确定目标等待时间，从而在目标等待时间后向LoRa网关发送数据，降低了LoRa节点在数据发送过程中与其他LoRa节点发生冲突的概率，提升数据发送效率。

Description

一种数据发送方法、系统、LoRa节点和存储介质

技术领域

本发明涉及数据信息的传输技术领域，尤其涉及一种数据发送方法、系统、LoRa节点和存储介质。

背景技术

远距离无线电（Long Range Radio，LoRa）的无线通信方式作为一种无线局域网方式，为低功耗无线传输提供一种可能。

目前，现有的通过LoRa节点进行数据传输的方式主要是基于随机数，设定随机的等待时间来降低数据传输过程中的冲突机率，由于没有考虑到无线信号在空中的传播时间，有可能造成随机等待时间远远小于数据包在空中传播时间，使得发送冲突几率依旧很高；而且基于终端设备入网的调频方式，LoRa网关需要使用专用的网关芯片，成本是LoRa节点芯片的数百倍，在小型LoRa局域网系统中性价比低，不容易落地推广。

发明内容

本发明提供了一种数据发送方法、系统、LoRa节点和存储介质，解决数据传输过程中容易发生传输冲突的问题，实现了数据的有效传输。

第一方面，本发明实施例提供了一种数据发送方法，应用于LoRa节点，该方法包括：在向LoRa网关发送数据发送请求消息后，确定无线通信信道是否被占用；若无线通信信道被占用，则随机生成滑动窗口数，并根据滑动窗口数和单位等待时间，确定目标等待时间；在目标等待时间后，向LoRa网关发送数据。

可选的，在向LoRa网关发送数据后，确定预设时间段内是否接收到LoRa网关发送的数据发送反馈消息；若预设时间段内未接收到数据发送反馈消息，则返回执行随机生成滑动窗口数的步骤。

可选的，在向LoRa网关发送数据前，确定无线通信信道是否仍被占用；若无线通信信道未被占用，则直接向LoRa网关发送数据；若无线通信信道被占用，则获取惩罚系数和指数参数，指数参数的取值等于获取惩罚系数的次数；根据惩罚系数、指数参数、滑动窗口数和单位等待时间，确定监听时间，并在监听时间后，返回执行确定无线通信信道是否仍被占用的步骤，直至无线通信信道未被占用为止。

可选的，目标等待时间T _m =T*X；监听时间T _n =T*X*Y ^z ；其中，T为单位等待时间，X为滑动窗口数，Y为惩罚系数，Z为指数参数。

可选的，获取LoRa节点与LoRa网关之间的距离和数据传输速率；根据LoRa节点与LoRa网关之间的距离和数据传输速率，计算单位等待时间。

可选的，数据传输速率DR=SF*(BW/2^SF)*CR；其中，SF为扩频因子，CR为编码率，BW为带宽。

可选的，LoRa网关期望LoRa节点发送数据的时长小于或者等于预设发送时长。

第二方面，本发明实施例还提供了一种数据发送装置，该装置应用于远距离无线电LoRa节点，包括：信道确定模块，用于在向LoRa网关发送数据发送请求消息后，确定无线通信信道是否被占用；时间确定模块，用于若无线通信信道被占用，则随机生成滑动窗口数，并根据滑动窗口数和单位等待时间，确定目标等待时间；数据发送模块，用于在目标等待时间后，向LoRa网关发送数据。

第三方面，本发明实施例还提供了一种LoRa节点，该LoRa节点包括：至少一个处理器；以及与至少一个处理器通信连接的存储器；其中，存储器存储有可被至少一个处理器执行的计算机程序，计算机程序被至少一个处理器执行，以使至少一个处理器能够执行本发明任一实施例的数据发送方法。

第四方面，本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有计算机指令，计算机指令用于使处理器执行时实现本发明任一实施例的数据发送方法。

本发明实施例的技术方案，通过在向LoRa网关发送数据发送请求消息后，确定无线通信信道是否被占用；若无线通信信道被占用，则随机生成滑动窗口数，并根据滑动窗口数和单位等待时间，确定目标等待时间；在目标等待时间后，向LoRa网关发送数据。通过LoRa节点向LoRa网关发送数据发送请求消息后，确定无线通信信道是否被占用，若被占用，通过随机生成滑动窗口数和单位等待时间确定目标等待时间，从而在目标等待时间后向LoRa网关发送数据，保证数据发送的高效性，降低数据发送过程中的冲突率，提升数据发送效率。

应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本发明的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，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。

图1是本发明实施例一中提供的一种数据发送方法的一个流程图；

图2是本发明实施例二中提供的一种数据发送方法的一个流程图；

图3是本发明实施例三中提供的一种数据发送装置的结构示意图；

图4是本发明实施例四中提供的一种数据发送系统的框架图；

图5是本发明实施例五中提供的一种LoRa节点的结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

实施例一

图1是本发明实施例一中提供的一种数据发送方法的一个流程图，本实施例可适用于数据的发送情况，该方法可以由数据发送装置来执行，该数据发送装置可以采用硬件和/或软件的形式实现，在一个具体的实施例中，该数据发送装置可配置于LoRa节点中，该LoRa节点接入LoRa网关，除该LoRa节点外，还有至少一个其他LoRa节点接入LoRa网关。如图1所示，本发明实施例的方法具体包括如下步骤：

S110、在向LoRa网关发送数据发送请求消息后，确定无线通信信道是否被占用。

其中，LoRa是一种低功耗局域网无线标准，在同样的功耗条件下比其他无线方式传播的距离更远，实现了低功耗和远距离的统一。LoRa节点表示一个通信端点；LoRa网关为LoRa无线传输过程中的网间连接器；无线通信信道为无线通信中的LoRa节点和LoRa网关之间的通路，且无线通信信道至少有一个；数据发送请求消息包括LoRa节点的名称、数据发送量等，本实施例对此不进行限定。

具体的，在LoRa节点需要向LoRa网关发送数据时，首先，LoRa节点向LoRa网关发送数据发送请求消息，通知LoRa网关此时是哪个LoRa节点申请需要进行数据发送，若此时其他LoRa节点与LoRa网关正在通过无线通信信道进行数据发送，LoRa节点不会收到LoRa网关允许发送数据的消息，则确定无线通信信道被占用；若此时其他LoRa节点与LoRa网关没有通过无线通信信道进行数据发送，LoRa节点收到LoRa网关允许发送数据的消息，则确定无线通信信道未被占用。

示例性的，假设LoRa局域网系统存在LoRa网关、LoRa节点1、LoRa节点2，LoRa节点1与LoRa网关通过无线通信信道1进行数据传输，LoRa节点2与LoRa网关同样通过无线通信信道1进行数据传输。若LoRa节点2需要通过无线通信信道1向LoRa网关1发送据发送请求消息，此时如果LoRa节点1正在通过无线通信信道1向LoRa网关1发送数据，则确定无线通信信道1被占用；若此时无线通信信道1上未有数据发送，且LoRa节点2收到LoRa网关1返回的允许发送数据的消息，则确定无线通信信道1未被占用。

进一步的，LoRa局域网系统可以存在多个LoRa网关和多个LoRa节点。示例性的，若LoRa局域网系统存在LoRa网关1和LoRa网关2，还存在LoRa节点1、LoRa节点2、LoRa节点3、LoRa节点4，其中，LoRa节点1和LoRa节点2均与LoRa网关1通过无线通信信道1进行数据传输，LoRa节点3和LoRa节点4均与LoRa网关2同样通过无线通信信道2进行数据传输，确定无线通信信道1或者无线通信信道2是否被占用和上述确定无线通信信道是否被占用的方法相同，在此不再赘述。

S120、若无线通信信道被占用，则随机生成滑动窗口数，并根据滑动窗口数和单位等待时间，确定目标等待时间。

其中，滑动窗口是一种用于数据传输过程中的流量控制技术，滑动窗口数是用于确定滑动窗口的大小；单位等待时间是指在无线通信信道被占用后，LoRa节点若要发送数据，需要等待的最小时间单位。目标等待时间是指LoRa节点若要发送数据，最终需要等待的时间。在一实施例中，目标等待时间T _m =T*X；其中，T为单位等待时间，X为滑动窗口数。

具体的，若无线通信信道被占用，则LoRa节点通过自身的随机数发生器随机生成滑动窗口数，并根据滑动窗口数和单位等待时间的乘积，确定目标等待时间。

在上述实施例的基础上，可选的，获取LoRa节点与LoRa网关之间的距离和数据传输速率；根据LoRa节点与LoRa网关之间的距离和数据传输速率，计算单位等待时间。

其中，数据传输速率DR=SF*(BW/2^SF)*CR；其中，SF为扩频因子，CR为编码率，BW为带宽。

具体的，在计算单位等待时间时，先获取LoRa节点与LoRa网关之间的距离，然后获取LoRa节点的数据的扩频因子、编码率和带宽，根据扩频因子、编码率和带宽确定数据传输速率，最后通过LoRa节点与LoRa网关之间的距离和数据传输速率的商确定单位等待时间。这样设置的好处在于，在无线通信信道被占用时，根据需要发送数据的LoRa节点与LoRa网关之间的距离和数据传输速率确定LoRa节点需要发送数据的单位等待时间，提升数据发送的效率，降低数据发送过程中的冲突率。

进一步的，在计算单位等待时间的过程中，LoRa节点的数据的扩频因子、编码率和带宽是为每个节点独立配置的，不同的节点其单位等待时间可以是不同的。

S130、在目标等待时间后，向LoRa网关发送数据。

具体的，在确定LoRa节点的目标等待时间后，LoRa节点向LoRa网关发送数据。

在上述实施例的基础上，可选的，LoRa网关期望LoRa节点发送数据的时长小于或者等于预设发送时长。

其中，预设发送时长为预先设定的数据发送时长，用于确保在通过无线通信信道发送数据过程中，不出现异常数据发送情况。

具体的，LoRa节点向LoRa网关发送数据的时长需要小于或者等于预设发送时长，若LoRa节点向LoRa网关发送数据的时长大于预设发送时长，确定出现异常数据发送，则LoRa网关停止LoRa节点通过无线通信信道进行数据发送，并对无线通信信道进行释放，保证无线通信信道空闲，使得其他的LoRa节点可以向LoRa网关发送数据。

示例性的，若存在LoRa节点1和LoRa节点2，LoRa节点1发送数据的时长为10秒钟，预设发送时长为15秒钟，LoRa节点1发送数据的时长10秒钟小于预设发送时长15秒钟，则确定数据发送完成；若LoRa节点1发送数据的时长为20秒钟，预设发送时长为15秒钟，则LoRa节点1发送数据的时长20秒钟大于预设发送时长15秒钟，则LoRa节点1进行数据发送15秒后，LoRa网关判定为数据发送异常，停止LoRa节点1对数据的发送，此时无线通信信道空闲，LoRa节点2可以向LoRa网关发送数据。这样设置的好处在于，保证在数据发送过程中无异常数据发送现象，提升数据发送的安全性。

本发明实施例的技术方案，通过在向LoRa网关发送数据发送请求消息后，确定无线通信信道是否被占用；若无线通信信道被占用，则随机生成滑动窗口数，并根据滑动窗口数和单位等待时间，确定目标等待时间；在目标等待时间后，向LoRa网关发送数据。在上述实施例的基础上，通过LoRa节点向LoRa网关发送数据发送请求消息后，确定无线通信信道是否被占用，若被占用，则通过随机生成滑动窗口数和单位等待时间确定目标等待时间，从而在目标等待时间后向LoRa网关发送数据，保证数据发送的高效性，降低数据发送过程中的冲突率，提升数据发送效率。

实施例二

图2是本发明实施例二中提供的一种数据发送方法的一个流程图，本实施例可适用于数据的发送情况，该方法可以由数据发送装置来执行，该数据发送装置可以采用硬件和/或软件的形式实现，在一个具体的实施例中，该数据发送装置可配置于LoRa节点中，该LoRa节点接入LoRa网关，除该LoRa节点外，还有至少一个其他LoRa节点接入LoRa网关。如图2所示，对在向LoRa网关发送数据后以及在向所述LoRa网关发送数据前进一步优化，本发明实施例的方法具体包括如下步骤：

S210、在向LoRa网关发送数据发送请求消息后，确定无线通信信道是否被占用。

具体的，在LoRa节点需要向LoRa网关发送数据时，首先LoRa节点向LoRa网关发送数据发送请求消息，通知LoRa网关此时是哪个LoRa节点申请需要进行数据发送，若此时其他LoRa节点与LoRa网关正在通过无线通信信道进行数据发送，LoRa节点不会收到LoRa网关允许发送数据的消息，则确定无线通信信道被占用，并执行S220；若此时其他LoRa节点与LoRa网关没有通过无线通信信道进行数据发送， LoRa节点收到LoRa网关允许发送数据的消息，则确定无线通信信道未被占用，则执行S260。

S220、随机生成滑动窗口数，并根据滑动窗口数和单位等待时间，确定目标等待时间。

具体的，若无线通信信道被占用，则LoRa节点通过自身的随机数发生器随机生成滑动窗口数，并根据滑动窗口数和单位等待时间的乘积，确定目标等待时间，并执行S230。

S230、确定无线通信信道是否仍被占用。

具体的，在目标等待时间后，准备向LoRa网关发送数据前，再次确定无线通信信道是否仍被占用，若此时无线通信信道没有发送数据，确定无线通信信道未被占用，则执行S260；若无线通信信道依然存在正在发送数据，确定无线通信信道仍被占用，则执行S240。

S240、获取惩罚系数和指数参数。

其中，指数参数的取值等于获取所述惩罚系数的次数，惩罚系数和指数参数为预设常数。

具体的，若无线通信信道仍有数据传输，则确定无线通信信道仍被占用，根据需要发送数据的LoRa节点获取惩罚系数和指数参数。

S250、根据惩罚系数、指数参数、滑动窗口数和单位等待时间，确定监听时间。

其中，监听时间T _n =T*X*Y ^z ；Y为惩罚系数，Z为指数参数。

具体的，根据惩罚系数、指数参数、滑动窗口数和单位等待时间，确定监听时间，并在监听时间后，返回执行S230，直至无线通信信道未被占用为止。

示例性的，在向LoRa网关发送数据前，若无线通信信道依然存在数据正在发送，确定无线通信信道仍被占用，则确定LoRa节点数据的惩罚系数为2，指数参数为2，滑动窗口数为2，单位等待时间为2秒，进一步计算确定监听时间为16秒，在监听时间16秒后，再次确定无线通信信道是否仍被占用，如依旧被占用，则指数参数成等差为1的数列增长，重复确定监听时间，直至无线通信信道未被占用为止；若未被占用，则直接向LoRa网关发送数据。这样设置的好处在于，在发送数据之前，不断确定无线通信信道是否被占用，确保在发送数据的过程中无异常现象，降低了数据发送过程的冲突率。

S260、LoRa节点向LoRa网关发送数据。

具体的，若确定无线通信信道未被占用，则LoRa节点通过无线通信信道向LoRa网关发送数据。

在上述实施例的基础上，可选的，若无线通信信道未被占用，则LoRa节点直接向LoRa网关发送数据，还存在LoRa网关同时接收到至少两个LoRa节点的数据发送请求消息的情况。

具体的，在LoRa节点直接向LoRa网关发送数据后，若LoRa网关同时接收到至少两个LoRa节点的数据发送请求消息，则此时LoRa网关不允许发送数据，同时确定无线通信信道处于拥堵状态，并返回执行S220。

示例性的，若LoRa节点1、LoRa节点2和LoRa节点3同时向LoRa网关发送数据发送请求消息，则此时无线无线通信信道处于拥堵状态，需要返回执行S220，对于LoRa节点1生成对应的滑动窗口数1、对于LoRa节点2生成对应的滑动窗口数2和对于LoRa节点3生成对应的滑动窗口数3，并根据滑动窗口数1和单位等待时间1确定目标等待时间1；根据滑动窗口数2和单位等待时间2确定目标等待时间2；根据滑动窗口数3和单位等待时间3确定目标等待时间3。

S270、确定预设时间段内是否接收到LoRa网关发送的数据发送反馈消息。

其中，数据发送反馈消息用于提醒LoRa节点，LoRa网关已经成功接收到LoRa节点发送的数据；预设时间段为预先设定的接收反馈消息的时间段，例如可以是2秒、5秒和10秒等，本实施例对此不进行限定。

具体的，在LoRa节点向LoRa网关发送数据后，先确定在预设时间段内LoRa节点是否收到LoRa网关的数据发送反馈消息，若在预设时间段内收到数据发送反馈消息，则执行S280，确定LoRa节点向LoRa网关发送数据完成；若预设时间段内未接收到数据发送反馈消息，确定LoRa节点向LoRa网关发送数据失败，则返回执行S220。

示例性的，若预设时间段为3秒钟，当LoRa节点向LoRa网关发送数据后，若在预设时间段3秒钟内未接收到LoRa网关的数据发送反馈消息，确定数据发送失败，则返回执行S220，随机生成滑动窗口数的步骤，并重新进行数据发送；若在预设时间段3秒钟内收到LoRa网关的数据发送反馈消息，则执行S280，确定LoRa节点向LoRa网关发送数据完成。这样设置的好处在于，在数据发送后，确保数据发送完成。

S280、确定LoRa节点向LoRa网关发送数据完成。

本发明实施例的技术方案，通过向LoRa网关发送数据发送请求消息后，确定无线通信信道是否被占用；随机生成滑动窗口数，并根据滑动窗口数和单位等待时间，确定目标等待时间；确定无线通信信道是否仍被占用；若无线通信信道仍被占用，则获取惩罚系数和指数参数；根据惩罚系数、指数参数、滑动窗口数和单位等待时间，确定监听时间；LoRa节点向LoRa网关发送数据；确定预设时间段内是否接收到LoRa网关发送的数据发送反馈消息；确定LoRa节点向LoRa网关发送数据完成。在上述实施例的基础上，通过LoRa网关发送数据前，再次确定无线通信信道是否被占用，若仍被占用，确定监听时间，在监听时间后重新发送数据，保证数据发送的高效性，降低数据发送过程中的冲突率，提升数据发送效率。

实施例三

图3是本发明实施例三中提供的一种数据发送装置的结构示意图，该装置应用于LoRa节点，包括：信道确定模块310、时间确定模块320和数据发送模块330。其中，

信道确定模块310，用于在向LoRa网关发送数据发送请求消息后，确定无线通信信道是否被占用。

时间确定模块320，用于若无线通信信道被占用，则随机生成滑动窗口数，并根据滑动窗口数和单位等待时间，确定目标等待时间。

数据发送模块330，用于在目标等待时间后，向LoRa网关发送数据。

可选的，该装置还包括：反馈消息接收模块，用于在向LoRa网关发送数据后，确定预设时间段内是否接收到LoRa网关发送的数据发送反馈消息；若预设时间段内未接收到数据发送反馈消息，则返回执行随机生成滑动窗口数的步骤。

可选的，信道占用确定模块，用于在向LoRa网关发送数据前，确定无线通信信道是否仍被占用；若无线通信信道未被占用，则直接向LoRa网关发送数据；若无线通信信道被占用，则获取惩罚系数和指数参数，指数参数的取值等于获取惩罚系数的次数；根据惩罚系数、指数参数、滑动窗口数和单位等待时间，确定监听时间，并在监听时间后，返回执行确定无线通信信道是否仍被占用的步骤，直至无线通信信道未被占用为止。

可选的，目标等待时间T _m =T*X；监听时间T _n =T*X*Y ^z ；其中，T为单位等待时间，X为滑动窗口数，Y为惩罚系数，Z为指数参数。

可选的，该装置还包括：时间计算模块，用于获取LoRa节点与LoRa网关之间的距离和数据传输速率；根据LoRa节点与LoRa网关之间的距离和数据传输速率，计算单位等待时间。

可选的，数据传输速率DR=SF*(BW/2^SF)*CR；其中，SF为扩频因子，CR为编码率，BW为带宽。

可选的，LoRa网关期望LoRa节点发送数据的时长小于或者等于预设发送时长。

本发明实施例所提供的数据发送装置可执行本发明任意实施例所提供的数据发送方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。

实施例四

图4是本发明实施例四中提供的一种数据发送系统的框架图；该数据发送系统包括LoRa节点410和LoRa网关420。其中，

LoRa节点410，LoRa节点410与LoRa网关420通过无线通信信道进行数据发送，且LoRa节点410上设置有节点芯片SX1278，可以监听数据发送过程。具体的，LoRa节点410包含多个LoRa节点A4110、LoRa节点B4120和LoRa节点C4140等，进一步的，LoRa节点410中的多个LoRa节点A4110、LoRa节点B4120和LoRa节点C4130可以与LoRa网关420中的一个进行数据传输，也可以LoRa节点410中的一个对应LoRa网关420中的一个进行数据传输，且还可以LoRa节点410中的一个LoRa节点A4110同时向LoRa网关420中的至少两个LoRa网关A4210、LoRa网关B4220和LoRa网关C4230等进行数据传输，本实施例对此不进行限定。

LoRa网关420用于接收LoRa节点410发送的数据，且LoRa网关420上设置有节点芯片SX1278，同样可以监听数据发送过程，同时LoRa网关420可以在LoRa节点410数据发送时长大于预设发送时长时，停止LoRa节点410发送数据。具体的，LoRa网关420包含多个LoRa网关A4210、LoRa网关B4220和LoRa网关C4230等，本实施例对此不进行限定。

本发明实施例所提供的数据发送系统，LoRa节点和LoRa网关通过无线通信信道进行数据发送，且LoRa节点和LoRa网关上均设置有节点芯片SX1278，对数据发送过程进行监听，保证数据发送的高效性和安全性。

实施例五

图5是本发明实施例五中提供的一种LoRa节点的结构示意图，LoRa节点旨在表示各种形式的数字计算机，诸如，膝上型计算机、台式计算机、工作台、个人数字助理、服务器、刀片式服务器、大型计算机、和其它适合的计算机。LoRa节点还可以表示各种形式的移动装置，诸如，个人数字处理、蜂窝电话、智能电话、可穿戴设备（如头盔、眼镜、手表等）和其它类似的计算装置。本文所示的部件、它们的连接和关系、以及它们的功能仅仅作为示例，并且不意在限制本文中描述的和/或者要求的本发明的实现。

如图5所示，LoRa节点10包括至少一个处理器11，以及与至少一个处理器11通信连接的存储器，如只读存储器（ROM）12、随机访问存储器（RAM）13等，其中，存储器存储有可被至少一个处理器执行的计算机程序，处理器11可以根据存储在只读存储器（ROM）12中的计算机程序或者从存储单元18加载到随机访问存储器（RAM）13中的计算机程序，来执行各种适当的动作和处理。在RAM 13中，还可存储LoRa节点10操作所需的各种程序和数据。处理器11、ROM 12以及RAM 13通过总线14彼此相连。输入/输出（I/O）接口15也连接至总线14。

LoRa节点10中的多个部件连接至I/O接口15，包括：输入单元16，例如键盘、鼠标等；输出单元17，例如各种类型的显示器、扬声器等；存储单元18，例如磁盘、光盘等；以及通信单元19，例如网卡、调制解调器、无线通信收发机等。通信单元19允许LoRa节点10通过诸如因特网的计算机网络和/或各种电信网络与其他设备交换信息/数据。

处理器11可以是各种具有处理和计算能力的通用和/或专用处理组件。处理器11的一些示例包括但不限于中央处理单元（CPU）、图形处理单元（GPU）、各种专用的人工智能（AI）计算芯片、各种运行机器学习模型算法的处理器、数字信号处理器（DSP）、以及任何适当的处理器、控制器、微控制器等。处理器11执行上文所描述的各个方法和处理，例如数据发送方法。

在一些实施例中，数据发送方法可被实现为计算机程序，其被有形地包含于计算机可读存储介质，例如存储单元18。在一些实施例中，计算机程序的部分或者全部可以经由ROM 12和/或通信单元19而被载入和/或安装到LoRa节点10上。当计算机程序加载到RAM 13并由处理器11执行时，可以执行上文描述的数据发送方法的一个或多个步骤。备选地，在其他实施例中，处理器11可以通过其他任何适当的方式（例如，借助于固件）而被配置为执行数据发送方法。

本文中以上描述的系统和技术的各种实施方式可以在数字电子电路系统、集成电路系统、场可编程门阵列（FPGA）、专用集成电路（ASIC）、专用标准产品（ASSP）、芯片上系统的系统（SOC）、负载可编程逻辑设备（CPLD）、计算机硬件、固件、软件、和/或它们的组合中实现。这些各种实施方式可以包括：实施在一个或者多个计算机程序中，该一个或者多个计算机程序可在包括至少一个可编程处理器的可编程系统上执行和/或解释，该可编程处理器可以是专用或者通用可编程处理器，可以从存储系统、至少一个输入装置、和至少一个输出装置接收数据和指令，并且将数据和指令传输至该存储系统、该至少一个输入装置、和该至少一个输出装置。

用于实施本发明的方法的计算机程序可以采用一个或多个编程语言的任何组合来编写。这些计算机程序可以提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理装置的处理器，使得计算机程序当由处理器执行时使流程图和/或框图中所规定的功能/操作被实施。计算机程序可以完全在机器上执行、部分地在机器上执行，作为独立软件包部分地在机器上执行且部分地在远程机器上执行或完全在远程机器或服务器上执行。

在本发明的上下文中，计算机可读存储介质可以是有形的介质，其可以包含或存储以供指令执行系统、装置或设备使用或与指令执行系统、装置或设备结合地使用的计算机程序。计算机可读存储介质可以包括但不限于电子的、磁性的、光学的、电磁的、红外的、或半导体系统、装置或设备，或者上述内容的任何合适组合。备选地，计算机可读存储介质可以是机器可读信号介质。机器可读存储介质的更具体示例会包括基于一个或多个线的电气连接、便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器（RAM）、只读存储器（ROM）、可擦除可编程只读存储器（EPROM或快闪存储器）、光纤、便捷式紧凑盘只读存储器（CD-ROM）、光学储存设备、磁储存设备、或上述内容的任何合适组合。

为了提供与用户的交互，可以在LoRa节点上实施此处描述的系统和技术，该LoRa节点具有：用于向用户显示信息的显示装置（例如，CRT（阴极射线管）或者LCD（液晶显示器）监视器）；以及键盘和指向装置（例如，鼠标或者轨迹球），用户可以通过该键盘和该指向装置来将输入提供给LoRa节点。其它种类的装置还可以用于提供与用户的交互；例如，提供给用户的反馈可以是任何形式的传感反馈（例如，视觉反馈、听觉反馈、或者触觉反馈）；并且可以用任何形式（包括声输入、语音输入或者、触觉输入）来接收来自用户的输入。

可以将此处描述的系统和技术实施在包括后台部件的计算系统（例如，作为数据服务器）、或者包括中间件部件的计算系统（例如，应用服务器）、或者包括前端部件的计算系统（例如，具有图形用户界面或者网络浏览器的用户计算机，用户可以通过该图形用户界面或者该网络浏览器来与此处描述的系统和技术的实施方式交互）、或者包括这种后台部件、中间件部件、或者前端部件的任何组合的计算系统中。可以通过任何形式或者介质的数字数据通信（例如，通信网络）来将系统的部件相互连接。通信网络的示例包括：局域网（LAN）、广域网（WAN）、区块链网络和互联网。

计算系统可以包括客户端和服务器。客户端和服务器一般远离彼此并且通常通过通信网络进行交互。通过在相应的计算机上运行并且彼此具有客户端-服务器关系的计算机程序来产生客户端和服务器的关系。服务器可以是云服务器，又称为云计算服务器或云主机，是云计算服务体系中的一项主机产品，以解决了传统物理主机与VPS服务中，存在的数据发送难度大，业务扩展性弱的缺陷。

应该理解，可以使用上面所示的各种形式的流程，重新排序、增加或删除步骤。例如，本发明中记载的各步骤可以并行地执行也可以顺序地执行也可以不同的次序执行，只要能够实现本发明的技术方案所期望的结果，本文在此不进行限制。

上述具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明保护范围之内。

Claims (10)

1.一种数据发送方法，其特征在于，应用于远距离无线电LoRa节点，所述方法包括：

在向LoRa网关发送数据发送请求消息后，确定无线通信信道是否被占用；

若所述无线通信信道被占用，则随机生成滑动窗口数，并根据所述滑动窗口数和单位等待时间，确定目标等待时间；

在所述目标等待时间后，向所述LoRa网关发送数据。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在向所述LoRa网关发送数据后，还包括：

确定预设时间段内是否接收到所述LoRa网关发送的数据发送反馈消息；

若所述预设时间段内未接收到所述数据发送反馈消息，则返回执行随机生成滑动窗口数的步骤。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在向所述LoRa网关发送数据前，还包括：

确定所述无线通信信道是否仍被占用；

若所述无线通信信道未被占用，则直接向所述LoRa网关发送所述数据；

若所述无线通信信道被占用，则获取惩罚系数和指数参数，所述指数参数的取值等于获取所述惩罚系数的次数；

根据所述惩罚系数、所述指数参数、所述滑动窗口数和所述单位等待时间，确定监听时间，并在所述监听时间后，返回执行确定所述无线通信信道是否仍被占用的步骤，直至所述无线通信信道未被占用为止。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述目标等待时间T _m =T*X；所述监听时间T _n =T*X*Y ^z ；其中，T为所述单位等待时间，X为所述滑动窗口数，Y为所述惩罚系数，Z为所述指数参数。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

获取所述LoRa节点与所述LoRa网关之间的距离和数据传输速率；

根据所述LoRa节点与所述LoRa网关之间的距离和所述数据传输速率，计算所述单位等待时间。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述数据传输速率DR=SF*(BW/2^SF)*CR；

其中，SF为扩频因子，CR为编码率，BW为带宽。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述LoRa网关期望所述LoRa节点发送所述数据的时长小于或者等于预设发送时长。

8.一种LoRa节点，其特征在于，所述LoRa节点包括：

至少一个处理器；以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，

所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的计算机程序，所述计算机程序被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行权利要求1-7中任一项所述的数据发送方法。

9.一种数据发送系统，其特征在于，所述系统包括至少两个如权利要求8所述的LoRa节点，以及LoRa网关；

其中，所述LoRa网关内设置有节点芯片SX1278。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令用于使处理器执行时实现权利要求1-7中任一项所述的数据发送方法。

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