【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及應急救援技術中的通信，尤其涉及一種針對消防場景的改進型lora信道接入方法。
技術介紹
1、失火現場是一種典型的消防救援的應急通信場景，目前已有很多lora通信方案應用在該場景下。在現有方案中，指揮人員會攜帶一個lora通信基站在建筑大樓外運行，消防人員則隨身攜帶lora便攜終端進入大樓內作業。
2、在救援作業過程中，便攜終端與通信基站需要實現雙向lora通信，以便指揮人員隨時掌握作業人員心率、空氣呼吸器氣壓等生命體征數據。在作業人員遇到危險時，發出呼救，進入大樓的同伴通過lora通信收到呼救信息，即便在濃煙燈視線受限的情形下也能被同伴接收(作業小組同伴之間一般距離較近)，進而及時展開救援。而基于大量的實際應用和現場使用經驗來，總結出了目前的常規通信方式，即需要將作業人員的生命體征數據需要周期發送給基站，以便指揮人員及時動態掌握作業人員生命體征狀態，其發送頻率約為20秒發送一次數據包，一次通信約需300毫秒；而求救報警信息則是在遇到危險情形下才需要發送，一次求救信息發送約需60毫秒。
3、目前應用在消防救援場景中的lora通信技術中的接入方式，主要有隨機接入和輪詢接入兩種。在隨機接入中，由于所有便攜終端和后端基站在同一個頻率進行lora通信，因此所有lora設備共享同一個信道。為了實現終端與基站以及其他同伴之間的通信，所有終端采用aloha隨機接入的方式接入信道，終端發出lora數據后，其他終端和后端基站都能收到。當終端發出的數據是生命體征數據時，后端基站接收；當終端發出呼救信息時，同伴終端
4、在此方案中，如果后方指揮人員通過基站發送撤離指令各指定終端，則由于基站和所有終端共享信道，并通過隨機接入方式發送數據。在終端數量10人以上，沖突概率加大，終端接收撤離指令不確定，快則2～3秒，大多數情況下會延遲至30秒以上。
5、在輪詢接入中，為了提高降低沖突，提供信道利用率，采用輪詢方式避免設備之間通信的沖突。在通信時由基站發出終端設備號詢問請求，收到終端請求且設備號匹配的終端給出應答，發出心率等生命體征數據。危險發生時，也可在基站請求的響應數據包中攜帶求救信息。其他監聽的終端，也可監聽到該求救信息。收到終端請求但設備號不匹配的終端將不會發送數據包。輪詢接入的優點在于，信道利用率高。由于終端之間無沖突發生，因此終端與終端之間可以一個接一個地進行數據發送，即使考慮輪詢請求，其通信有效利用率可達0.5。一般情形下，終端設備響應數據包比輪詢請求數據包要長得多，因此減小請求數據包長度，減小到響應數據包長度的1/3，則通信利用率可達0.75。輪詢接入也存在一些缺點，其中最大的缺點在于對基站依賴。當作業人員進入大樓深處，將失去與基站的聯系，此時連求救信息也無法發出，而大規模消防救援場景往往存在作業面積大，建筑結構復雜等特點，因此經常出現基站依賴的問題，最終也還是限制了lora通信在多人作業的大規模消防救援場景中的應用范圍。
6、因此，如何進一步改進目前已有的接入方式，使lora通信在大規模消防救援場景中應用時，在提高通信效率的同時，還降低對基站的依賴，成為了需要進一步研究改進的課題。
技術實現思路
1、本專利技術的實施例提供一種針對消防場景的改進型lora信道接入方法，能夠在提高通信效率的同時，還降低對基站的依賴。
2、為達到上述目的，本專利技術的實施例采用如下技術方案：
3、一種針對消防場景的改進型lora信道接入方法，包括：
4、s1、lora基站和lora終端設備各自進行初始化后，所述lora終端設備等待所述lora基站發送輪詢請求，其中，輪詢請求中將帶上已收到的設備端的相關數據的crc信息，設備端據此判斷是否進行短包應答，以進一步降低信道占用時間，以達到降低與報警設備的通信沖突概率，所述lora基站和所有lora終端設備接入同一信道；
5、s2、所述lora終端設備接收到輪詢請求后，檢測信道是否空閑；
6、s3、若信道空閑，則繼續等待第一隨機時間后再發送生命體征信息等數據或根據crc判斷后進行短包應答；
7、s4、當所述lora終端設備需要發送求救信息時，無需等待基站輪詢請求，只需檢測信道是否空閑，若信道空閑，則繼續等待第二隨機時間后發送求救信息。
8、進一步的，還包括：在s3之后，若所述lora基站接收到所述lora終端設備的響應或者等待超時后，所述lora基站向下一個lora終端設備發送輪詢請求。其中，所述lora基站等待輪詢響應的超時時間大于或等于生命體征信息數據包傳輸時間的2.5倍。
9、由于非報警信息量比報警信息量大，因此第二隨機時間比第一隨機時間大。第一隨機時間約為報警信息發送時長的1.5倍，第二隨機時間約為非報警信息包發送時長的1.5倍。
10、在所述lora基站輪詢lora終端設備的過程中，基站發出的輪詢請求的幀格式包括：1字節的命令字、3字節的終端編號、1字節的終端載荷幀編號、2字節的終端載荷crc和2字節的校驗和；在所述lora基站輪詢lora終端設備的過程中，lora終端設備回應輪詢的短包應答幀包括：1字節的命令字、3字節的終端編號和2字節的校驗和。所述終端載荷幀編號字段包括：本次輪詢請求發送前最近一次接收到的終端上行數據幀中的幀編號；終端載荷crc包括：本次輪詢請求發送前最近一次接收到的該終端上行數據幀中的載荷信息的crc校驗和，由基站自行計算得到，而后在輪詢查詢中填寫發送。
11、所述lora基站輪詢lora終端設備的過程包括短包應答過程，所述短包應答過程包括：當lora終端設備接收到所述lora基站的輪詢請求之后，檢測輪詢請求的幀中的終端載荷crc是否與該終端當前生命體征信息對應的crc相同，如果相同則表明該終端未有信息變化；然后檢測上次的上報幀編號是否與所述lora基站當前發來的幀編號一致，如果一致則以短幀上報，如果不一致則以普通包長幀上報。若crc或幀編號的其中一任意項不滿足判斷標準，則以普通幀上報。并且將上報數據幀編號與信息載荷crc保存至本地，以便收到下次輪詢請求時用作比對。
12、實際應用中存在輪詢可能會與報警求救信息沖突的問題，因為報警信息的發送是不以接收到基站輪詢請求為前提的。例如：現有的輪詢方案中是收到請求后立即應答，而本實施例的本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種針對消防場景的改進型LoRa信道接入方法，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，還包括：
3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述LoRa基站等待輪詢響應的超時時間大于或等于生命體征信息數據包傳輸時間的2.5倍。
4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，第一隨機時間約為報警信息發送時長的1.5倍，第二隨機時間約為非報警信息包發送時長的1.5倍。
5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，在所述LoRa基站輪詢LoRa終端設備的過程中，基站發出的輪詢請求的幀格式包括：1字節的命令字、3字節的終端編號、1字節的終端載荷幀編號、2字節的終端載荷CRC和2字節的校驗和；
6.根據權利要求5所述的方法，其特征在于，所述終端載荷幀編號字段包括：本次輪詢請求發送前最近一次接收到的終端上行數據幀中的幀編號；
7.根據權利要求5所述的方法，其特征在于，所述LoRa基站輪詢LoRa終端設備的過程包括短包應答過程，所述短包應答過程包括：
8.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，
9.根據權利要求8所述的方法，其特征在于，所述增加值為生命體征信息數據發送時長的1/3。
...【技術特征摘要】
1.一種針對消防場景的改進型lora信道接入方法，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，還包括：
3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述lora基站等待輪詢響應的超時時間大于或等于生命體征信息數據包傳輸時間的2.5倍。
4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，第一隨機時間約為報警信息發送時長的1.5倍，第二隨機時間約為非報警信息包發送時長的1.5倍。
5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，在所述lora基站輪詢lora終端設備的過程中，基站發出的輪詢請求的幀格式包括：1字節的命令字、3字節的終端編號、1字節的終端載荷幀編號、2字節的終...
【專利技術屬性】
技術研發人員：湯凱，
申請(專利權)人：南京耀澤電子科技有限公司，
類型：發明
國別省市：
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