一种Lora数据分析仪及数据分析方法与流程

本发明涉及数据处理领域，尤其涉及一种lora数据分析仪，还涉及一种基于所述lora数据分析仪的数据分析方法。

背景技术：

当前，lora技术的兴起，使lora终端设备也逐渐普及，但是，现有的lora技术开发及lora设备调试也存在一些问题，主要有：

(1)当前还没有一种有效的lora数据分析工具，这样给lora设备维护人员及lora技术开发人员对lora设备进行调试时带来诸多不便；

(2)由于lora采用跳频技术，想空中截获具体某个设备收发的数据存在很大的困难。

技术实现要素：

为解决现有技术中的问题，本发明提供一种lora数据分析仪，还提供了一种基于所述lora数据分析仪的数据分析方法。

本发明lora数据分析仪包括lora数据收发器和数据处理终端，所述lora数据收发器的输出端与数据处理终端输入端相连，其中，所述lora数据收发器包若干组lora收发单元和与所述lora收发单元相连的第一中央处理器，所述lora收发单元包括收发天线、lora数字基带芯片和lorarf收发芯片，所述lora数字基带芯片和lorarf收发芯片的参数能够通过数据处理终端设置，所述lora收发单元能够覆盖所属区域支持的所有信道数与频点。

本发明作进一步改进，所述lora数据收发器还包括spi转接口，若干组lora收发单元分别通过spi转接口与第一中央处理器相连。

本发明作进一步改进，所述每组lora收发单元包括一根收发天线、一片lora数字基带芯片和两片lorarf收发芯片。

本发明作进一步改进，所述lora数字基带芯片能够捕获8个信道的数据，所述lorarf收发芯片能够接收4个频点的数据。

本发明作进一步改进，所述数据处理终端包括显示屏、第二中央处理器和控制部件，所述第二中央处理器分别与显示屏和控制部件相连。

本发明作进一步改进，所述数据处理终端包括pc、手机、平板、控制设备中的一种或多种。

本发明还提供了一种基于所述lora数据分析仪的数据分析方法，包括如下步骤：

s1：lora数据收发器接收lora网关或节点的数据；

s2：lora数据收发器计算lora通信的性能参数，连同数据一并发送给数据处理终端；

s3：数据处理终端接收到数据后，对数据进行解析，并按照设置的协议格式显示。

本发明作进一步改进，在步骤s1和步骤s2中，所述lora数据收发器的处理过程包括：

a1：上电后，系统初始化；

a2：按照实际需求设置lora收发单元的lora数字基带芯片和lorarf收发芯片参数；

a3：侦听每个lora收发单元的所有通道，接收数据；

a4：接收到数据后，获取或计算lora通信的性能参数；

a5：如果与数据处理终端已连接并准备就绪，将数据及获取或计算lora通信的性能参数一并发送给数据处理终端。

本发明作进一步改进，在步骤s3中，数据处理终端处理过程包括：

s31：数据处理终端就绪；

s32：判断是否检测到lora数据收发器连接，如果是，安装设备驱动；

s33：判断数据处理终端软件是否开启，如果是，用户设置功能，如果否，返回执行步骤s32；

s34：打开lora数据收发器的通信接口，如果打开成功，接收lora数据收发器发送的数据；

s35：判断是否设置lorawan协议，如果否，按自定义格式显示。

本发明作进一步改进，还包括步骤：

s36：判断是否设置通信密钥，如果是，根据通信密钥进行数据解密然后执行下一步，如果否，直接执行下一步；

s37：判断是否设置过滤规则，如果是，按照过滤规则显示，如果否，按照协议规则显示；

s38：数据统计与绘图。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：实现对lora网络覆盖区域内的所有节点及网关收发的数据的捕获及分析；本发明工具给lora节点、网关设备维护人员及lora技术开发人员对lora设备进行调试时带来了很大的方便，同时解决因为lora采用跳频技术而难以截获具体某个设备收发的数据的困难，且lora接收器与数据处理终端采用通用接口通信，具有可移动、便携式特性。

附图说明

图1为本发明布局框架图；

图2为本发明结构示意图；

图3为本发明方法流程图；

图4为lora数据收发器处理方法流程图；

图5为数据处理终端软件功能框架；

图6为数据处理终端处理方法流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明做进一步详细说明。

如图1所示，本发明lora数据分析仪包括lora数据收发器和数据处理终端，所述lora数据收发器的输出端与数据处理终端输入端相连，所述lora数据收发器接收lora网关或者终端lora节点的数据，然后将数据发送给数据处理终端进行相应处理。本例的lora数据收发器和数据处理终端通过usb相连。

能实时获取lora网关或者终端lora节点的数据并分析，给lora节点、网关设备维护人员及lora技术开发人员对lora设备进行调试时带来了很大的方便。

如图2所述，本发明的lora数据收发器包若干组lora收发单元和与所述lora收发单元相连的第一中央处理器，所述lora收发单元包括收发天线、lora数字基带芯片和lorarf收发芯片及外围电路，所述lora数字基带芯片和lorarf收发芯片的参数能够通过数据处理终端设置，所述lora收发单元能够覆盖所属区域支持的所有信道数与频点。

本例的lora数据收发器还包括spi(serialperipheralinterface，串行外设接口)转接口，若干组lora收发单元分别通过spi转接口与第一中央处理器相连。所述每组lora收发单元包括一根收发天线、一片lora数字基带芯片和两片lorarf(射频)收发芯片。本例的lora数字基带芯片与lorarf收发芯片同样通过spi接口相连。通用数据接口，有利于安装部署，具有可移动、便携式特性。

本例的一片lora数字基带芯片可以同时处理8通道的数据，每片lorarf收发芯片设置4个接收频点，具体可由用户按需求配置，不同国家区域可能使用不同的频段，采用不同的频段可能需要不同的硬件参数，实际与所处区域采用的频段相关。

作为本发明的一个实施例，本例的lora数据收发器包括8组lora收发单元，其中，包括八片lora数字基带芯片最多能捕获64个信道上的数据，八片lorarf收发芯片能够接收64个频点的数据。本发明能够1、实现对lora网络覆盖区域内的所有节点及网关收发的各类型数据的捕获及分析，解决因为lora采用跳频技术而难以截获具体某个设备收发的数据的困难。

本例的lora数字基带芯片可以是sx1301或sx1308等sx13xx系列芯片，lorarf收发芯片可以是sx1255或sx1257等sx125x系列芯片。第一中央处理器可以是高性能的mcu、dsp(数字信号处理器)、fpga(field－programmablegatearray，现场可编程门阵列)或多核处理器。spi转接口可以是usb转spi或直接连接到中央处理器的spi等。数据处理终端可以是pc或手机、平板，及其它由lcd、第二中央处理器与相应控制部件构成的设备。

如图3所示，本发明的数据处理方法包括如下步骤：

s1：lora数据收发器接收lora网关或节点的数据；

s2：lora数据收发器计算lora通信的性能参数，连同数据一并发送给数据处理终端；

s3：数据处理终端接收到数据后，对数据进行解析，并按照设置的协议格式显示。

具体地，如图4所示，作为本发明的一个实施例，所述lora数据收发器的处理过程包括：

a1：上电后，系统初始化；初始化spi及生成usbhid(humaninterfacedevice，人机接口设备)设备，然后打开并初始化sx1301或sx1308等sx13xx系列数字基带芯片(简称sx13xx)及sx1255或sx1257等lorarf收发芯片(简称sx125x)。

a2：按照实际需求设置lora收发单元的lora数字基带芯片和lorarf收发芯片参数；

a3：初始化及设置完成后，侦听每个lora收发单元的所有通道，接收数据；

a4：接收到数据后，获取或计算rssi(receivedsignalstrengthindication接收的信号强度指示)、snr(信噪比)等lora通信的性能参数；

a5：如果与数据处理终端已连接并准备就绪，将数据及获取或计算lora通信的性能参数一并发送给数据处理终端。

本例数据处理终端的软件框架主要有协议类型选项，支持自定义协议及lorawan协议，其中自定义协议可自行定义字段名称及各字段所占的字节数；lorawan协议包含通信秘钥设置、消息过滤设置、数据统计及绘图等，通信秘钥的设置参数有appkey(应用秘钥)、nwkskey(网络会话秘钥)、appskey(应用会话秘钥)，如图5所示。lorawan协议包含的字段有：时间、deveui(终端设备id)、devaddr(终端设备地址)、appeui(应用id)、信道、频点、带宽、sf(扩频因子)、snr(信噪比)、rssi(接收信号强度)、消息类型、fcnt(帧计数器)、fport(端口字段)、fctrl(帧控制)、fopts(帧选项)、帧长、数据内容。

如图6所示，在步骤s3中，数据处理终端处理过程包括：

s31：数据处理终端就绪；

s32：系统检测到lora收发器的usbhid设备后安装设备驱动；

s33：判断数据处理终端软件是否开启，如果是，用户可按需要进行功能设置，如果否，返回执行步骤s32；

s34：软件自动检测并打开lora接收器的usbhid设备，若打开失败，提示设备异常，若成功则侦听usb数据；

s35：接收到数据后，判断是否设置lorawan协议，如果否，按自定义格式显示，如果是，执行下一步；

s36：判断是否设置通信密钥，如果是，根据通信密钥进行数据解密然后执行下一步，如果否，直接执行下一步；

s37：判断是否设置过滤规则，如果是，按照过滤规则显示，如果否，按照lorawan协议规则显示；

s38：数据统计与绘图，用于进行数据分析。

本发明采用8个lora接收单元与数据处理终端结合，实现对lora网络覆盖区域内的所有节点及网关收发的数据的捕获及分析。该lora数据分析工具给lora节点、网关设备维护人员及lora技术开发人员对lora设备进行调试时带来了很大的方便，同时解决因为lora采用跳频技术而难以截获具体某个设备收发的数据的困难。

以上所述之具体实施方式为本发明的较佳实施方式，并非以此限定本发明的具体实施范围，本发明的范围包括并不限于本具体实施方式，凡依照本发明所作的等效变化均在本发明的保护范围内。