本實(shí)用新型專(zhuān)利技術(shù)公開(kāi)了一種LoRa自組網(wǎng)的集抄通信系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)采集模塊、用于給節(jié)點(diǎn)分配網(wǎng)內(nèi)通信參數(shù)的節(jié)點(diǎn)參數(shù)分配模塊、喚醒檢測(cè)模塊、數(shù)據(jù)上傳模塊和信息接收模塊，數(shù)據(jù)采集模塊依次與節(jié)點(diǎn)參數(shù)分配模塊、喚醒檢測(cè)模塊、數(shù)據(jù)上傳模塊和信息接收模塊連接。本實(shí)用新型專(zhuān)利技術(shù)通過(guò)數(shù)據(jù)采集模塊進(jìn)行三表集抄或一對(duì)多設(shè)備數(shù)據(jù)采集，通過(guò)節(jié)點(diǎn)參數(shù)分配模塊完成集中器為每個(gè)新入網(wǎng)的節(jié)點(diǎn)分配網(wǎng)內(nèi)通信參數(shù)，通過(guò)喚醒檢測(cè)模塊使集中器下發(fā)廣播喚醒幀喚醒處于低功耗CAD檢測(cè)狀態(tài)的網(wǎng)內(nèi)節(jié)點(diǎn)。本實(shí)用新型專(zhuān)利技術(shù)中節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)上報(bào)緊密排列，能夠避免沖突且最大化利用信道，且同時(shí)使用多個(gè)不同信道進(jìn)行數(shù)據(jù)并行傳輸，相比CDMA方案，有效提升了數(shù)據(jù)傳輸效率。有效提升了數(shù)據(jù)傳輸效率。有效提升了數(shù)據(jù)傳輸效率。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
一種LoRa自組網(wǎng)的集抄通信系統(tǒng)
[0001]本技術(shù)涉及通信
，具體涉及一種LoRa自組網(wǎng)的集抄通信系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
[0002]隨著物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的迅速發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)滲透到越來(lái)越多的生產(chǎn)生活領(lǐng)域中，物聯(lián)網(wǎng)底層通訊技術(shù)主要由LoRa、NB
?
IOT、Zigbee、bluetooth、WIFI等,其中LoRa通信的特點(diǎn)為低功耗、長(zhǎng)距離、低速率。基于LoRa通信的小型自組網(wǎng)絡(luò)具有部署靈活、運(yùn)營(yíng)成本低等特點(diǎn)而被無(wú)線(xiàn)抄表、無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)絡(luò)等應(yīng)用廣泛使用。
[0003]現(xiàn)有LoRa自組網(wǎng)絡(luò)在進(jìn)行整體集抄通信時(shí)，對(duì)于大量節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)上行的規(guī)劃主要有兩種方案：采用競(jìng)爭(zhēng)上報(bào)方式，即集中器在指定信道開(kāi)啟一定長(zhǎng)度的接收窗口，在該期間內(nèi)，節(jié)點(diǎn)自由隨機(jī)上報(bào)數(shù)據(jù)，通過(guò)上報(bào)時(shí)間的隨機(jī)化減小數(shù)據(jù)相互碰撞的概率；采用TDMA(Time division multiple access)接入技術(shù)。集中器將通信信道按照時(shí)間劃分為多個(gè)固定的通信時(shí)隙，網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的節(jié)點(diǎn)根據(jù)預(yù)設(shè)的規(guī)則在對(duì)應(yīng)時(shí)隙內(nèi)進(jìn)行排序數(shù)據(jù)上報(bào)，從而避免數(shù)據(jù)的碰撞沖突。但競(jìng)爭(zhēng)上報(bào)方式只能通過(guò)隨機(jī)方式減小碰撞概率，但不能完全避免，當(dāng)通信占空比較大時(shí)，數(shù)據(jù)包的碰撞會(huì)導(dǎo)致丟包率較高。因此帶來(lái)的數(shù)據(jù)重傳會(huì)導(dǎo)致通信功耗開(kāi)銷(xiāo)增大。且現(xiàn)有的通信方式多為單信道通信，缺點(diǎn)在于信道容量有限，數(shù)據(jù)傳輸效率低，大量節(jié)點(diǎn)通信時(shí)耗費(fèi)時(shí)間較長(zhǎng)。
[0004]如中國(guó)專(zhuān)利CN106875661B，公開(kāi)日2019年12月10日，一種多工作模式的表具通信方法，包括主動(dòng)上報(bào)模式、第一被動(dòng)接收模式和第二被動(dòng)接收模式中的一種或者多種；所述主動(dòng)上報(bào)模式包括，以第一速率向上級(jí)設(shè)備上報(bào)表具數(shù)據(jù)；所述第一被動(dòng)接收模式包括，以第二速率接收上級(jí)設(shè)備的第一指令；所述第二被動(dòng)接收模式包括，以第三速率接收上級(jí)設(shè)備的第二指令。其采用低速率通信，減少了采集器的數(shù)量，降低了抄表網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)成本。但是其存在抗干擾性較差，通信時(shí)耗費(fèi)時(shí)間較長(zhǎng)，數(shù)據(jù)傳輸效率低等問(wèn)題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
[0005]本技術(shù)要解決的技術(shù)問(wèn)題是：目前的集抄通信方法存在數(shù)據(jù)傳輸效率低的技術(shù)問(wèn)題。提出了一種能夠提升數(shù)據(jù)傳輸效率的LoRa自組網(wǎng)的集抄通信系統(tǒng)。
[0006]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本技術(shù)所采取的技術(shù)方案為：一種LoRa自組網(wǎng)的集抄通信系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)采集模塊、用于給節(jié)點(diǎn)分配網(wǎng)內(nèi)通信參數(shù)的節(jié)點(diǎn)參數(shù)分配模塊、喚醒檢測(cè)模塊、數(shù)據(jù)上傳模塊和信息接收模塊，所述數(shù)據(jù)采集模塊依次通過(guò)所述節(jié)點(diǎn)參數(shù)分配模塊、所述喚醒檢測(cè)模塊和所述數(shù)據(jù)上傳模塊與所述信息接收模塊連接。一種LoRa自組網(wǎng)的集抄通信系統(tǒng)，通過(guò)數(shù)據(jù)采集模塊進(jìn)行三表（電表、水表、氣表）集抄或一對(duì)多設(shè)備數(shù)據(jù)采集，通過(guò)節(jié)點(diǎn)參數(shù)分配模塊完成集中器為每個(gè)新入網(wǎng)的節(jié)點(diǎn)分配網(wǎng)內(nèi)通信參數(shù)，通過(guò)喚醒檢測(cè)模塊使集中器下發(fā)廣播喚醒幀喚醒處于低功耗CAD檢測(cè)狀態(tài)的網(wǎng)內(nèi)節(jié)點(diǎn)并判斷幀內(nèi)組號(hào)是否與本地參數(shù)一致，若不一致則回到低功耗CAD狀態(tài)，若組號(hào)與本地參數(shù)一致，則通過(guò)時(shí)刻計(jì)算單元記錄被喚醒時(shí)刻Tw，并根據(jù)本地時(shí)隙號(hào)計(jì)算得出數(shù)據(jù)上報(bào)時(shí)刻Ts，通過(guò)數(shù)據(jù)
上傳模塊使組內(nèi)每個(gè)節(jié)點(diǎn)在自身Ts時(shí)刻根據(jù)自身信道號(hào)上報(bào)數(shù)據(jù)，讓集中器開(kāi)啟接收窗口并行接收節(jié)點(diǎn)的上行數(shù)據(jù)幀，最后上傳數(shù)據(jù)給信息接收模塊完成LoRa自組網(wǎng)的集抄通信。信息接收模塊可以是相應(yīng)的各數(shù)據(jù)接收中心。
[0007]作為優(yōu)選，所述喚醒檢測(cè)模塊包括用于喚醒網(wǎng)內(nèi)節(jié)點(diǎn)的喚醒單元和用于檢測(cè)網(wǎng)內(nèi)節(jié)點(diǎn)組號(hào)的檢測(cè)單元，所述喚醒單元分別與所述檢測(cè)單元和所述節(jié)點(diǎn)參數(shù)分配模塊連接。喚醒單元用于集中器下發(fā)廣播喚醒幀喚醒處于低功耗CAD檢測(cè)狀態(tài)的網(wǎng)內(nèi)節(jié)點(diǎn)，檢測(cè)單元用于在節(jié)點(diǎn)喚醒后判斷幀內(nèi)組號(hào)是否與本地參數(shù)一致。
[0008]作為優(yōu)選，所述喚醒檢測(cè)模塊還包括用于計(jì)算數(shù)據(jù)上報(bào)時(shí)刻的時(shí)刻計(jì)算單元，所述時(shí)刻計(jì)算單元與所述檢測(cè)單元連接。時(shí)刻計(jì)算單元用于在檢測(cè)單元檢測(cè)組號(hào)與本地參數(shù)一致后，記錄被喚醒時(shí)刻Tw，并根據(jù)本地Slot號(hào)計(jì)算得出數(shù)據(jù)上報(bào)時(shí)刻Ts。
[0009]作為優(yōu)選，所述數(shù)據(jù)上傳模塊包括節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)分析單元、組號(hào)修改單元和數(shù)據(jù)上傳單元，所述節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)分析單元分別與所述喚醒檢測(cè)模塊、所述組號(hào)修改單元和所述數(shù)據(jù)上傳單元連接，所述組號(hào)修改單元與所述喚醒檢測(cè)模塊連接。數(shù)據(jù)上傳模塊通過(guò)節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)分析單元分析網(wǎng)內(nèi)所有節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)交互情況即查看是否完成網(wǎng)內(nèi)所有節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)交互后，若未完成組內(nèi)節(jié)點(diǎn)群抄，則返回喚醒檢測(cè)模塊使集中器重新喚醒該組節(jié)點(diǎn)，若未完成所有組節(jié)點(diǎn)的集抄，則通過(guò)組號(hào)修改單元使通信組號(hào)加1，再返回喚醒檢測(cè)模塊使集中器喚醒下組節(jié)點(diǎn)，集中器完成網(wǎng)內(nèi)所有節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)交互后，數(shù)據(jù)上傳單元將數(shù)據(jù)上傳相應(yīng)的信息接收模塊。
[0010]作為優(yōu)選，所述節(jié)點(diǎn)參數(shù)分配模塊包括組號(hào)分配單元、信道號(hào)分配單元和時(shí)隙號(hào)分配單元。所述組號(hào)分配單元、所述信道號(hào)分配單元和所述時(shí)隙號(hào)分配單元均與所述采集模塊連接。通過(guò)組號(hào)分配單元、信道號(hào)分配單元和時(shí)隙號(hào)分配單元為每個(gè)新入網(wǎng)的節(jié)點(diǎn)分配網(wǎng)內(nèi)通信參數(shù)：組號(hào)（Group）、信道號(hào)（ChNum）、時(shí)隙號(hào)（Slot）。信道號(hào)為FDD通信參數(shù)，代表節(jié)點(diǎn)通信時(shí)選擇的信道，時(shí)隙號(hào)為T(mén)DD通信參數(shù)，決定節(jié)點(diǎn)通信時(shí)選擇的通信時(shí)隙，即采用TDD+FDD通信機(jī)制；組號(hào)為節(jié)點(diǎn)分組參數(shù)，集中器發(fā)起的單次通信幀會(huì)指定單組節(jié)點(diǎn)進(jìn)行響應(yīng)。
[0011]作為優(yōu)選，還包括用于記錄各節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)上行情況的記錄模塊，所述記錄模塊分別與所述數(shù)據(jù)采集模塊、所述喚醒檢測(cè)模塊和所述數(shù)據(jù)上傳模塊連接。記錄模塊分別與數(shù)據(jù)采集模塊、喚醒檢測(cè)模塊和數(shù)據(jù)上傳模塊連接，用于收集采集的數(shù)據(jù)從喚醒檢測(cè)再到數(shù)據(jù)上傳的各項(xiàng)時(shí)刻記錄，便于后續(xù)提取查看和分析。
[0012]作為優(yōu)選，還包括數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊，所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊與所述記錄模塊連接。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊與記錄模塊連接，用于儲(chǔ)存記錄模塊的各項(xiàng)記錄。
[0013]本技術(shù)的實(shí)質(zhì)性效果是：本技術(shù)通過(guò)數(shù)據(jù)采集模塊進(jìn)行三表集抄或一對(duì)多設(shè)備數(shù)據(jù)采集，通過(guò)節(jié)點(diǎn)參數(shù)分配模塊完成集中器為每個(gè)新入網(wǎng)的節(jié)點(diǎn)分配網(wǎng)內(nèi)通信參數(shù)，通過(guò)喚醒檢測(cè)模塊使集中器下發(fā)廣播喚醒幀喚醒處于低功耗CAD檢測(cè)狀態(tài)的網(wǎng)內(nèi)節(jié)點(diǎn)并判斷幀內(nèi)組號(hào)是否與本地參數(shù)一致，若不一致則回到低功耗CAD狀態(tài)，若組號(hào)與本地參數(shù)一致，則通過(guò)時(shí)刻計(jì)算單元記錄被喚醒時(shí)刻Tw，并根據(jù)本地時(shí)隙號(hào)計(jì)算得出數(shù)據(jù)上報(bào)時(shí)刻Ts，通過(guò)數(shù)據(jù)上傳模塊使組內(nèi)每個(gè)節(jié)點(diǎn)在自身Ts時(shí)刻根據(jù)自身信道號(hào)上報(bào)數(shù)據(jù)，讓集中器開(kāi)啟接收窗口并行接收節(jié)點(diǎn)的上行數(shù)據(jù)幀，最后上傳數(shù)據(jù)給信息接收模塊完成LoRa自組網(wǎng)的集抄通信。本技術(shù)中節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)上報(bào)緊密排列，通過(guò)喚醒檢測(cè)模塊和數(shù)據(jù)上傳模塊
能夠避免沖突且最大化利用信道，且同時(shí)使用多個(gè)不同信道進(jìn)行數(shù)據(jù)并行傳輸，相比CDMA方案，有效提升了數(shù)據(jù)傳輸效率。
附圖說(shuō)明
[0014]圖1為本實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]其中：1、數(shù)據(jù)采集模塊，2、節(jié)點(diǎn)參數(shù)分配模塊，3、喚醒檢測(cè)模塊，4、數(shù)據(jù)上傳模塊，5、信息接收模塊，6、記錄模塊，7、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊，8、喚醒單元，9、檢測(cè)單元，10、時(shí)刻計(jì)算單元，11、節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)分析單元，12、本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
【技術(shù)特征摘要】
1.一種LoRa自組網(wǎng)的集抄通信系統(tǒng)，其特征在于，包括數(shù)據(jù)采集模塊（1）、用于給節(jié)點(diǎn)分配網(wǎng)內(nèi)通信參數(shù)的節(jié)點(diǎn)參數(shù)分配模塊（2）、喚醒檢測(cè)模塊（3）、數(shù)據(jù)上傳模塊（4）和信息接收模塊（5），所述數(shù)據(jù)采集模塊（1）依次通過(guò)所述節(jié)點(diǎn)參數(shù)分配模塊（2）、所述喚醒檢測(cè)模塊（3）和所述數(shù)據(jù)上傳模塊（4）與所述信息接收模塊（5）連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種LoRa自組網(wǎng)的集抄通信系統(tǒng)，其特征在于，所述喚醒檢測(cè)模塊（3）包括用于喚醒網(wǎng)內(nèi)節(jié)點(diǎn)的喚醒單元（8）和用于檢測(cè)網(wǎng)內(nèi)節(jié)點(diǎn)組號(hào)的檢測(cè)單元（9），所述喚醒單元（8）分別與所述檢測(cè)單元（9）和所述節(jié)點(diǎn)參數(shù)分配模塊（2）連接。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種LoRa自組網(wǎng)的集抄通信系統(tǒng)，其特征在于，所述喚醒檢測(cè)模塊（3）還包括用于計(jì)算數(shù)據(jù)上報(bào)時(shí)刻的時(shí)刻計(jì)算單元（10），所述時(shí)刻計(jì)算單元（10）與所述檢測(cè)單元（9）連接。4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的一種LoRa自組網(wǎng)的集抄通信系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)上傳模塊（4）包括節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)分析單元（...
【專(zhuān)利技術(shù)屬性】
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申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人：浙江利爾達(dá)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)有限公司，
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