CN217135708U - 一种LoRa组网系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于状态检测技术领域，公开了一种LoRa组网系统，系统包括：网关和多个网络节点，网关包括第一信道、第二信道和第三信道，第一信道、第二信道和第三信道工作在不同频段；第一信道用于接收系统指令；第二信道用于下发系统指令；第三信道用于接收多个网络节点上传的业务数据；其中，每个网络节点至少与一个现场设备通信连接。本实用新型通过将不同的信道设置在不同频段，利用了频分复用，并且不同的信道可以同一时间执行不同的业务。并且实现了频分复用和时分复用的结合，保证系统能在低成本高效率运行。

Description

一种LoRa组网系统

技术领域

本实用新型涉及组网设备技术领域，尤其涉及一种LoRa组网系统。

背景技术

LoRa(Long Range Radio远距离无线电)是一种低功耗局域网无线标准技术，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，实现了低功耗和远距离的统一。LoRa技术应用在很多场景，比如：隧道通讯，电网监测，电表、水表等表类数据采集，智慧农业，智慧水利，智慧交通，智慧社区，环境监测，工业自动化检测，水产养殖等。

现有的lora组网系统往往为节点比较多的大型网络，而对于小型无线通信网络，其成本非常高，因此不适用。

实用新型内容

为了解决现有技术存在的能源浪费，现有装置成本高，检测步骤复杂，效率低下以及无法满足实际需求的问题，提出一种LoRa组网系统。

本实用新型所采用的技术方案为：

一种LoRa组网系统，系统包括：网关和多个网络节点，网关包括第一信道、第二信道和第三信道，第一信道、第二信道和第三信道工作在不同频段；

第一信道用于接收系统指令；

第二信道用于下发系统指令；

第三信道用于接收多个网络节点上传的业务数据；其中，每个网络节点至少与一个现场设备通信连接。

可选地，第一信道、第二信道和第三信道的无线通信模块相同。

可选地，无线通信模块的型号为SX1268，无线通信模块为433MLoRa无线模块。

可选地，无线通信模块的封装方式为贴片式封装。

可选地，无线通信模块通过SMA接口连接至吸盘铜棒天线。

可选地，网关采用多路网络节点通信组网。

可选地，第一信道、第二信道和第三信道工作在不同频段。

可选地，网络节点的型号为SX1268。

本实用新型的有益效果为：

本实用新型提供的系统包括网关和多个网络节点，网关包括第一信道、第二信道和第三信道，第一信道、第二信道和第三信道工作在不同频段；第一信道用于接收系统指令；第二信道用于下发系统指令；第三信道用于接收所述多个网络节点上传的业务数据；其中，每个网络节点至少与一个现场设备通信连接。本实用新型通过将不同的信道设置在不同频段，利用了频分复用，并且不同的信道可以同一时间执行不同的业务。并且实现了频分复用和时分复用的结合，保证系统能在低成本高效率运行。

本实用新型的其他有益效果将在具体实施方式中进一步进行说明。

附图说明

图1是本实用新型LoRa组网系统的架构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

实施例1

本实用新型实施例的第一方面提供一种LoRa组网系统。如图1所示，系统包括：网关和多个网络节点，网关包括第一信道、第二信道和第三信道，第一信道、第二信道和第三信道工作在不同频段；

第一信道用于接收系统指令；

第二信道用于下发系统指令；

第三信道用于接收多个网络节点上传的业务数据；其中，每个网络节点至少与一个现场设备通信连接。

在本实施方式中，如图1所示，系统包括三级设备，第一级设备为网关设备，网关设备由三个型号为SX1268的网络节点设备构成，即由三个型号为SX1268的网络节点设备构成网关的三个信道，第一信道为A信道，第二信道为B信道，第三信道为C信道。第二级设备为网络节点设备，包括多个独立的型号为SX1268网络节点设备，第三级设备为现场设备，可以根据用户的使用场景进行设置，第一信道、第二信道和第三信道的无线通信模块相同。无线通信模块的型号为SX1268，无线通信模块为433MLoRa无线模块。并且无线通信模块的封装方式为贴片式封装。无线通信模块通过SMA接口连接至吸盘铜棒天线。网关采用多路网络节点通信组网。第一信道、第二信道和第三信道工作在不同频段。并且网络节点的型号为SX1268。

实施例2

本实施例提供了一种LoRa组网系统的应用过程，待识别网络节点以第一频段向网关的第一信道发送入网请求。以图1为例，在进行组网之前，需要在网关上先添加可入网的节点ID，从而使非法设备禁止入网，保证了网络的安全，添加成功的网络节点即为目标网络节点。在进行组网时，对于任意一个待识别网络节点，即身份未知的网络节点，以第一频段向网关的第一信道发送入网请求，入网请求包含了该待识别网络节点的身份标识信息以及相关的参数信息。当系统中存在N个网络节点时，网络节点上电后，会向网关的第一信道A发送入网请求，可以按照上电的先后顺序对N个网络节点进行排序，并根据排序的先后顺序为每个网络节点分配序号，排序后的N个网络节点的次序为：网络节点1、网络节点2、网络节点3......。当确定所有的网络节点的序号之后，根据序号的总数，生成随机池，从随机池中随机抽取一个序号，将其作为目标序号，将目标序号对应的网络节点以第一频段向网关的第一信道A发送入网请求，当抽取一次序号后，将其排除出随机池，直至所有的待识别网络节点都向网关发送入网请求。当网关接收到节点入网请求后，会对发送该入网请求的待识别网络节点进行身份校验，从而使非法设备禁止入网，保证了网络的安全，当网关接收到入网请求之后，对于每一个入网请求，网关会提取入网请求中携带的用于表征待识别网络节点身份信息的节点ID，并将入网请求中的节点ID与预存的目标节点的节点ID进行依次匹配，若匹配，则确定待识别网络节点为目标节点，若不匹配，则确定待识别网络节点为非目标节点。当通过合法性校验之后，通过第二信道目标网络节点下发入网确认信息，若待识别网络节点为非目标节点，则不下发入网确认信息，而为了保证信道的通畅，待识别网络节点若超过3秒未收到入网确认信息，则会进行随机数休眠操作，休眠操作的时间为(1-30秒)，随机数采用模拟ADC采集到的电压小数点后两位，尽可能保证真随机。此机制可保证节点即使同时上电，也能在很短的时间内入网。当重复上述操作之后，就能使得所有的目标节点都能与网关建立通信连接。目标网络节点在接收到入网确认信息后，即当所有的目标节点都能与网关建立通信连接完成之后，所有的目标节点都从第一频段切换成第二频段，即工作在第二信道B，进入低功耗，被动等待接收网关的指令,从而使得系统能够以降低的功耗进行待机处理。若网关需要采集数据，只需广播一条集抄指令。则节点就会像报数一样，切换到第三频段,并通过第三信道C排队上报数据。此时，即使有新加入的节点进行入网请求，也不会影响现有网络的数据上报(不同频段，不存在同频干扰)此方案相比于节点定时上报，由于定时任务在节点测，一是调整很麻烦维护不方便，二是节点数量一旦多，时间顺序差会比较大。本实施方式只需要调整网关下发广播码的时间即可，节点会按照入网顺序，依次上报。效率高，维护很方便。

若需要对某一个特定的目标网络节点进行操作，作为示例的，若要对目标网络节点2进行重置操作，网关通过第二信道向标网络节点2下发重置控制指令，目标网络节点2接收到重置控制指令之后，对目标网络节点2进行重置操作，并将执行的反馈结果生成控制指令响应通过第三信道C反馈给网关，从而使得网关能够获得单个目标网络节点的控制指令的执行情况。每隔第二预设时间段(30秒),第二信道B会定时的广播心跳包，目标节点如果超过设定时间未收到心跳包，则会自动重新入网，网关也会显示节点的在离线信息，保证节点的实时性。作为示例的，目标网络节点2若超过30秒未收到来自第二信道广播的心跳包，则目标网络节点2断开与网关的通信连接，并在网关上更新目标网络节点2的状态，将其状态由在线状态切换为离线状态，而目标网络节点2则会重新向网关发送入网请求。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的相同要素。

以上对本实用新型所提供的了一种LoRa组网系统，进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims (8)

1.一种LoRa组网系统，其特征在于，所述系统包括：网关和多个网络节点，所述网关包括第一信道、第二信道和第三信道；

所述第一信道接收系统指令；

所述第二信道下发系统指令；

所述第三信道与所述多个网络节点通信连接；其中，每个所述网络节点至少与一个现场设备通信连接。

2.根据权利要求1所述的LoRa组网系统，其特征在于：所述第一信道、第二信道和第三信道的无线通信模块相同。

3.根据权利要求2所述的LoRa组网系统，其特征在于：所述无线通信模块的型号为SX1268，所述无线通信模块为433MLoRa无线模块。

4.根据权利要求2-3任一项所述的LoRa组网系统，其特征在于，所述无线通信模块的封装方式为贴片式封装。

5.根据权利要求2所述的LoRa组网系统，其特征在于，所述无线通信模块通过SMA接口连接至吸盘铜棒天线。

6.根据权利要求1所述的LoRa组网系统，其特征在于，所述网关采用多路网络节点通信组网。

7.根据权利要求1所述的LoRa组网系统，其特征在于，所述第一信道、第二信道和第三信道工作在不同频段。

8.根据权利要求1所述的LoRa组网系统，其特征在于，所述网络节点的型号为SX1268。

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