一种基于LORA无线通信技术的动态路由器方法与流程

本发明涉及物联网与传感器技术领域，更具体地，涉及一种基于lora无线通信技术的动态路由器方法。

背景技术：

现有的物联网路由技术中多采用平面式的搭建方式，并没有明确的划分层次，意思为，在整个无线传感网络中，其多数是才用传感节点与传感节点的通信。这种平面式的无线传感网络通常采用计算最远跳距进行为传感节点选择最优路径。

对于采用这种平面式，由最远跳距选择最优路径的方式，势必会增加传感节点的资源花销，在传感节点这种资源紧迫的设备上并不适用，增加了传感节点负担，并且能耗大大提升了。在目前已有的发明中，并没有针对某一类无线技术进行针对性的研究，也没有表明路由将数据传送的最终目的，众所周知，不同的无线技术拥有不同的传输特性，不针对某一类无线技术进行研究，其发明与技术的实现效果会大大下降。

采用平面式的方式进行构建路由技术，大大增加了节点的资源花销，能耗花销，覆盖不灵活，成本花销。从整体架构上来看，这种实现方式架构很单一，节点要做的工作量大，其需要大量计算与存储最优路径表，这样的话，当节点数量增大后，计算最优路径的工作量也会随之增大，并且最优路径表也随之增大，从而增大了节点资源的花销，增加了功耗；当节点布置的比较密集时，在最外围增加节点受限于之前所布置的节点最外面节点，假如已有的最外围节点与其他在布置时距离时比较临近的，而再增加节点时，必须在与这个最外围节点的最大通信距离之内布置，并且，其之间也就只有一条链路提供通信，当这个最外围节点出现故障后，最后布置的那个节点就会产生连带现象，独立于此，并无实际意思，因此这样就造成覆盖不灵活的现象。并且，假设这些设备需要连入互联网或者其他终端，其设计就需要在每个节点上增加相应的硬件，从而增加了成本。

技术实现要素：

本发明为克服上述现有技术所述的至少一种缺陷，提供基于lora无线通信技术的动态路由器技术，采用立体式架构，并且针对lora与连入互联的具体应用进行路由技术的研究创造，从而大大降低了节点的花销，降低了当设备异常时对整个网络的影响，增大了覆盖了灵活性，在成本上更是大大降低。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种基于lora无线通信技术的动态路由器方法，包括一级路由器、二级路由器、传感器节点，所述的一级路由器和二级路由器有lora无线通信模块，传感器节点通过lora无线通信模块与二级路由器lora无线通信模块进行通信；一级路由器与二路由器之间通过lora无线通信模块进行通信。其中所述的一级路由器还包括处理器、电源、gsm/gprs模块，lora用于接收来自路由网络节点数据，然后通过gsm/gprs和互联网相接；二级路由器还包括处理器和电源。传感器节点包括传感器和lora无线通信模块，传感器用于采集需检测对象的数据，通过lora无线上传至中间层的路由网络节点。所述的处理器包括数字输入输出io口、spi通信接口、串口通信接口。所述一级路由lora无线通信模块通过数字输入输出io口、spi通信接口与处理器连接，处理器通过串口与gsm/gprs模块连接；二级路由lora无线通信模块通过数字输入输出io口、spi通信接口与处理器连接。

本发明的路由算法是基于距离矢量算法的基本思想来研究设计。邻接的节点的侦测和识别，通过检测周围的节点的信号强度从节点列表中加入或删除一个节点，并且为其节点分配节点id，当路由器更换后，节点id会随着路由器的变化而变化；路由表的初始化，初始状态下，每个路由器只收集与其直接相连的路由信息，由于使用无线传输，因此，定义在一定信号强度以上的为直接相连，在确定相邻直连路由之后，通过收集相邻直连路由器之间的信号强度，信噪比，传输延时的权衡值作为路径开销变量；在确定路由表之后，路由表开始向后传递，每个路由将根据路由表计算出最短路径；路由表将设定周期性的检测与更新。

本发明提供的动态路由器技术，能接收来自每个属性自己管辖范围的传感器节点上传的数据，并通过最佳路径归集到一级路由，进而接入互联网。

在没有数据触发的情况下，路由器处于休眠状态；当传感器节点或者路由表更新周期出发后，路由器进入工作状态。

与现有技术相比，有益效果是：

1.降低了节点的硬件资源花销；

2.降低了当设备异常时对整个网络的影响；

3.增加了节点的覆盖灵活性；

4.降低了节点的成本花销。

附图说明

图1是本发明二级路由器原理图。

图2是路由器连接示意图。

图3是本发明一级路由器原理图。

具体实施方式

附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。附图中描述位置关系仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。

如图1所示，一种基于lora无线通信技术的动态路由器方法，包括一级路由器、二级路由器、传感器节点，所述的一级路由器和二级路由器有lora无线通信模块，传感器节点通过lora无线通信模块与二级路由器lora无线通信模块进行通信；一级路由器与二路由器之间通过lora无线通信模块进行通信。其中所述的一级路由器还包括处理器、电源、gsm/gprs模块，lora用于接收来自路由网络节点数据，然后通过gsm/gprs和互联网相接；二级路由器还包括处理器和电源。传感器节点包括传感器和lora无线通信模块，传感器用于采集需检测对象的数据，通过lora无线上传至中间层的路由网络节点。所述的处理器包括数字输入输出io口、spi通信接口、串口通信接口。

在没有数据触发的情况下，路由器处于休眠状态；当传感器节点或者路由表更新周期出发后，路由器进入工作状态。

如图2所示，此路由器模型在仅作为一个列子，取一个路由器作为一级路由器，假设路由器4作为一级路由器。因此路由器4的原理结构如图3所示。路由器上电开启，路由器1、路由器2、路由器3、路由器4、路由器5会收集相邻直连的路由信息来建立本机的路由表，然后一级路由器，即路由器4，会选定一个路由器进行路由表的逐次传递，每次传递，路由器会计算并更新本机路由器到一级路由器的路由表。

如图2所示，在整个路由网络初始化之后，当传感器节点发送消息帧，二级路由器从休眠模式唤醒，接收来至传感器节点的数据帧，路由器开始查找最佳路径，将数据帧向一级路由器逐级传递，当在一定时间内发送消息帧的路由器接收到来自下一个路由器的消息接收返回应答后将进入休眠，当应答超时后，发送消息帧的路由器会认为路径繁忙，选择第二条路径进行重新发送。如：路由器1接收到传感器节点的消息帧，路由器1将首选最佳路径，如图2，路由器1→路由器5→路由器4，当路由器5接收到消息帧后会向路由器1返回应答帧，如果超时则认为此路径繁忙，选择路由器1→路由器2→路由器3→路由器4进行重发。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。