一种基于Lora标准基站自组网络的私有通讯协议系统及其方法与流程

本发明涉及通信协议监测技术领域，具体涉及危险品传感器基于无线网络监测数据传输的自有通讯协议系统及其方法。

背景技术：

lora是semtech公司创建的低功耗局域网无线标准。lora的名字就是远距离无线电(longrangeradio)，其最大特点就是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，它在同样的功耗下比传统的无线射频通信距离扩大3-5倍。

lora的特性

传输距离：城镇可达2-5km，郊区可达15km。

工作频率：ism频段包括433、868、915mh等。

标准：ieee802.15.4g。

调制方式：基于扩频技术，线性调制扩频(css)的一个变种，具有前向纠错(fec)能力，semtech公司私有专利技术。

容量：一个lora网关可以连接上千上万个lora节点。

电池寿命：长达10年。

安全：aes128加密。

传输速率：几百到几十kbps，速率越低传输距离越长。

目前主要的lora通讯体系都是lorawan网关和lora节点通信，lorawan通用的通讯协议为了支持各种不同场景，其协议栈臃肿复杂，通信效率相对低下。另外通用lora网关价格也比较昂贵，不同款的网关相互通信也可能存在问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种基于lora标准基站自组网络的私有通讯协议系统及其方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于lora标准基站自组网络的私有通讯协议系统及其方法，该方法步骤如下，

s1：首先，将基站同步到初始化状态；

s2：然后进入到该基站，打开基站表，检测基站表是否过期；

s3：若基站表没有过期，则直接启动同步进程，然后同步更新基站通讯优先级队列，若基站表已经过期，则将基站初始化，需要完成网域内自我广播，然后重新建基站表信息，此后在同步更新基站通讯优先级对列；

s4：在同步更新基站通讯优先级对列后，即可获取下次更新时间戳获取令牌；

s5：完成以后基站同步完成。

进一步的，基站首次唤醒激活，首先需要完成网域内自我广播，同步整个网络之间的频段信息和组网拓扑。

进一步的，基站根据目前所有激活的节点，动态分配通讯时间片，频段和令牌，并且每次通讯完成以后，自动更新下次通讯时间，同时更新令牌。

进一步的，当接点与基站通讯时，节点根据基站优先级选择基站连接，基站会基于网域已分配的频段内所有节点的数量，选择是否应答请求当前节点请求。

进一步的，当基站同步异常达到阈值时，启动初始化进程，重新广播获取拓扑。

进一步的，节点通讯异常，基站会对异常通讯节点计数，计数到达一定阈值时，基站清空节点记录，释放频段资源，以备新节点申请。

进一步的，还包括基站通讯频段的数据传输方法，包括基站间流量平衡算法，心跳侦测算法，保持基站间拓扑完整有效，动态过滤故障基站和自动新增基站功能。

本发明的有益效果为：

1、简单可靠的通讯模型，基站弹性组网；

2、合理使用多个频段，提高通讯效率；

3、基站即插即用。

附图说明

图1为本发明一种基于lora标准基站自组网络的私有通讯协议系统及其方法的系统框图；

附图标记说明如下：

1、基站。

具体实施方式

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，都属于本发明保护的范围。

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的若干实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固设于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参阅图1，本发明提供一种技术方案：

一种基于lora标准基站自组网络的私有通讯协议系统及其方法，该方法步骤如下，

s1：首先，将基站1同步到初始化状态；

s2：然后进入到该基站1，打开基站1表，检测基站1表是否过期；

s3：若基站1表没有过期，则直接启动同步进程，然后同步更新基站1通讯优先级队列，若基站1表已经过期，则将基站1初始化，需要完成网域内自我广播，然后重新建基站1表信息，此后在同步更新基站1通讯优先级对列；

s4：在同步更新基站1通讯优先级对列后，即可获取下次更新时间戳获取令牌；

s5：完成以后基站1同步完成。

为了进一步提高一种基于lora标准基站自组网络的私有通讯协议系统及其方法的使用功能，基站1首次唤醒激活，首先需要完成网域内自我广播，同步整个网络之间的频段信息和组网拓扑。

为了进一步提高一种基于lora标准基站自组网络的私有通讯协议系统及其方法的使用功能，基站1根据目前所有激活的节点，动态分配通讯时间片，频段和令牌，并且每次通讯完成以后，自动更新下次通讯时间，同时更新令牌。

为了进一步提高一种基于lora标准基站自组网络的私有通讯协议系统及其方法的使用功能，当接点与基站1通讯时，节点根据基站1优先级选择基站1连接，基站1会基于网域已分配的频段内所有节点的数量，选择是否应答请求当前节点请求。

为了进一步提高一种基于lora标准基站自组网络的私有通讯协议系统及其方法的使用功能，当基站1同步异常达到阈值时，启动初始化进程，重新广播获取拓扑。

为了进一步提高一种基于lora标准基站自组网络的私有通讯协议系统及其方法的使用功能，节点通讯异常，基站1会对异常通讯节点计数，计数到达一定阈值时，基站1清空节点记录，释放频段资源，以备新节点申请。

为了进一步提高一种基于lora标准基站自组网络的私有通讯协议系统及其方法的使用功能，还包括基站1通讯频段的数据传输方法，包括基站1间流量平衡算法，心跳侦测算法，保持基站1间拓扑完整有效，动态过滤故障基站1和自动新增基站1功能。

工作原理：首先，将基站1同步到初始化状态；然后进入到该基站1，打开基站1表，检测基站1表是否过期；若基站1表没有过期，则直接启动同步进程，然后同步更新基站1通讯优先级队列，若基站1表已经过期，则将基站1初始化，需要完成网域内自我广播，然后重新建基站1表信息，此后在同步更新基站1通讯优先级对列；在同步更新基站1通讯优先级对列后，即可获取下次更新时间戳获取令牌；完成以后基站1同步完成。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其效物界定。