一种基于LoRa的无线物联网设备的漫游方法与流程

本公开涉及无线通信技术领域，尤其涉及一种基于lora的无线物联网设备的漫游方法。

背景技术

漫游是移动电话用户常用的一个术语，指的是移动电话离开本区域或本国时，仍可以在其他一些地区或国家继续使用他们的移动电话。而在物联网领域，基本上很少有设备可以实现漫游联网的功能，主要原因是，终端设备场景一般是固定，没有漫游的需求，lora技术也不能漫游。近几年来，随着物联网技术的发展，越来越多基于lora的物联网设备有移动的需求，需要与其他地域的网关实现无缝通信。这些基于lora的无线物联网设备，由于没有漫游功能，在离开最开始连接的网关覆盖范围后，便失去了与网关的通信。

技术实现要素：

本公开揭示了一种基于lora的无线物联网设备的漫游方法，包括以下步骤：

s1、网关开机初始化：如果网关没有注册信息，则向云端服务器请求注册，如果网关有注册信息，则进入步骤s2；

s2、网关向云端服务器请求节点设备列表；

s3、节点设备初始化，如果节点设备有设备标识，节点设备向其通信范围内的所有网关发送入网请求，第一网关响应节点设备的入网请求，节点设备上线；

s4、节点设备动态获得其通信范围内的所有网关的接收信号强度指示；

s5、节点设备判断第一网关接收的信号强度是否最强：如果是，则不更换网关，节点设备进入下一个心跳；

如果不是，节点设备更改通信时的网关的地址为信号强度最强的第二网关，节点设备向第二网关发送入网请求，第二网关响应节点设备的入网请求，节点设备进入下一个心跳。

本公开的有益效果是：节点设备能够在多个网关之间自由移动，自动无缝的实现在多个网关之间的切换，大大提高了节点设备的活动范围。

附图说明

图1为本公开一个实施例中节点设备a连接在网关a下，没有检测到网关b的示意图；

图2为本公开一个实施例中节点设备a移动到了网关b的rssi强于网关a的地方的示意图；

图3为本公开一个实施例中节点设备a断开与网关a的连接，连到了网关b的示意图；

图4为本公开一个实施例中节点设备上线的流程图。

具体实施方式

为了使本公开所要解决的技术问题、方案及有益效果更佳清楚明白，下面结合附图1至4及具体实施例对本发明进行详细说明。此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不限定于此。

在一个实施例中，本公开揭示了一种基于lora的无线物联网设备的漫游方法，所述方法包括以下步骤：

s1、网关开机初始化：如果网关没有注册信息，则向云端服务器请求注册；如果网关有注册信息，则进入步骤s2；

s2、网关向云端服务器请求节点设备列表；

s3、节点设备初始化，如果节点设备有设备标识，节点设备向其通信范围内的所有网关发送入网请求，第一网关响应节点设备的入网请求，节点设备上线；

s4、节点设备动态获得其通信范围内的所有网关的接收信号强度指示；

s5、节点设备判断第一网关接收的信号强度是否最强：如果是，则不更换网关，节点设备进入下一个心跳；

如果不是，节点设备更改通信时的网关的地址为信号强度最强的第二网关，节点设备向第二网关发送入网请求，第二网关响应节点设备的入网请求，节点设备进入下一个心跳。

在本实施例中，节点设备能够在多个网关之间自由移动，自动无缝的实现在多个网关之间的切换，大大提高了节点设备的活动范围。

在一个实施例中，步骤s3中所述节点设备向其通信范围内的所有网关发送入网请求，包括以下步骤：

s31、节点设备发送广播消息，请求与附近的网关通信，所有接收到广播消息的网关都进行回应，节点设备保存最先回应信息的第一网关的mac地址；

s32、节点设备向第一网关发送连接请求；

s33、所述第一网关响应节点设备的连接请求；

s34、节点设备向第一网关发送订阅mqtt请求，所述第一网关接着以自己的身份向云端服务器订阅mqtt请求，云端服务器响应第一网关的订阅mqtt请求。

步骤s3还包括：

如果所述节点设备没有设备标识，节点设备请求匿名连接和匿名注册，所述第一网关向云端服务器转发节点设备的注册请求，云端服务器响应所述注册请求并返回注册信息，所述第一网关向节点设备转发来自云端服务器的注册信息，该节点设备把返回的注册信息写入存储器。

在本实施例中，所述节点设备向网关发送入网请求，节点设备发送广播消息，请求与通信范围内的所有网关通信。节点设备获得网关返回的mac地址，向该网关发送入网请求。

网关响应节点设备的请求：所有接收到节点设备广播的网关都响应节点设备。对于非广播消息，只有网关本身的mac地址和消息中的mac地址一致的网关才进行响应。

网关替节点设备向云端服务器注册：mac地址一致时，网关向云端服务器转发节点设备的注册请求。

网关向节点设备转发云端服务器返回的数据：转发的数据包括节点设备的唯一标识deviceid。

在一个实施例中，步骤s32中所述连接请求包括节点设备发送的匿名发现请求、匿名连接请求、实名发现请求、实名连接请求。

进一步的，步骤s3所述第一网关响应节点设备的入网请求的内容包括：匿名发现请求、匿名连接请求、实名发现请求、实名连接请求、订阅mqtt请求。

在本实施例中，未注册设备上线步骤：节点设备发送匿名发现请求，所有网关都响应。节点设备保存最先回应的网关的地址，向该网关发送匿名连接请求，该网关响应匿名连接请求。节点设备进行注册，注册成功后发起实名发现请求，所有与该节点设备有绑定关系的网关响应实名发现请求。节点设备保存最先回应的网关的地址，向该网关发送实名连接请求，该网关进行响应。节点设备发送定义mqtt请求，网关进行响应。

在一个实施例中，步骤s1中所述注册信息包括节点设备的设备标识。

在本实施例中，所述设备标识为节点设备的唯一标识。

在一个实施例中，步骤s4中节点设备动态获得其通信范围内的所有网关的接收的信号强度指示具体为：节点设备在心跳中发送广播消息，来获得其通信范围内的所有网关的接收的信号强度指示(rssi)。

在本实施例中，节点设备判断并连接至rssi更强的网关：节点设备判断其通信范围内的所有网关rssi和现在所连接的网关的rssi，节点设备向信号更强的网关发送入网请求。

在一个实施例中，所述的存储器是flash。

在本实施例中，所述flash具有能够保证注册信息掉电不丢失的特性。

在一个实施例中，所述方法应用于有移动需求的基于lora的物联网设备中。

参见图1，在一个实施例中，公开了一种基于lora的物联网设备的漫游方法，包括以下步骤：

s1、如果节点设备没有deviceid，节点设备向网关请求匿名连接；第一网关响应匿名发现请求，返回第一网关的地址；

s2、节点设备向第一网关发起匿名注册请求，第一网关回应节点设备的注册请求，第一网关替节点设备注册后返回deviceid，节点设备把deviceid写入自己的flash中；

s3、如果节点设备有deviceid，节点设备进行实名发现请求，第一网关回应节点设备的实名发现请求，第一网关响应实名发现请求，返回第一网关的地址；

s4、节点设备发起实名连接，第一网关响应后节点设备再向第一网关发送mqtt订阅请求，第一网关以自己的身份向云端订阅该节点主题，订阅成功后开始发送心跳包，节点设备处于在线状态；

s5、节点设备在心跳中请求其通信范围内的所有网关的接收信号强度，如发现接收信号强度更强的第二网关，节点设备向该第二网关发送入网请求。

在一个实施例中，参见图2，网关a已连接云端服务器，节点设备a开机后，向其通信范围内的所有网关广播，只有网关a回应了节点设备，则节点设备a通过网关a上线。

参见图3，若节点设备a从一个地区移动到另外一个地区，在移动的过程中节点设备发现网关b的接收信号强度指示大于现在所连接的网关a的接收信号强度指示，则节点设备a断开与网关a的连接，将通信地址改为网关b的地址，向网关b发起入网请求。

参见图4，网关b响应节点设备a的请求，节点设备通过网关b上线。

尽管以上结合附图对本发明的实施方案进行了描述，但本发明并不局限于上述的具体实施方案和应用领域，上述的具体实施方案仅仅是示意性的、指导性的，而不是限制性的。本领域的普通技术人员在本说明书的启示下和在不脱离本发明权利要求所保护的范围的情况下，还可以做出很多种的形式，这些均属于本发明保护之列。