一种兼容LoRaWAN协议的中继系统的制作方法

本发明涉及一种兼容lorawan协议的中继系统。

背景技术：

由于lora物理层覆盖范围广，通信稳定性好，而且lorawan协议架构简单，满足大部分物联网应用领域，所以lorawan作为低功耗广域网通信协议，已覆盖多个国家和地区。

在部署lorawan网络时，若遇到无法部署以太网的区域，常规的lorawan网关就会失效。现有市面上的解决方案大多通过网关加3g或4g模块方式扩展lorawan网络，但这将增加额外的运营商通信费用。且对于一些地下室或者偏远山区未完成运营商网络覆盖的区域该方案将不再适用。另外，有些公司通过自主研发基于lora物理层的多跳自组网协议，但这将无法兼容原有的lorawan协议，不适合大范围部署。

技术实现要素：

本发明的目的是克服lorawan产品可扩展性和兼容性的不足，提供一种兼容lorawan协议的中继系统。

为了达到上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：

一种兼容lorawan协议的中继系统，包括lorawan协议服务器、中心网关、若干个中继网关、若干个lorawan节点，所述若干个lorawan节点与若干个中继网关之间进行通信，所述若干个中继网关与中心网关之间进行通信，所述中心网关与lorawan协议服务器进行通信。

中心网关包括第一lorawan协议模块、lorawan协议兼容模块、第一中继协议模块、第一lora射频硬件，所述第一lorawan协议模块与lorawan协议兼容模块之间相互通信，所述lorawan协议兼容模块与第一中继协议模块之间相互通信，所述第一中继协议模块与第一lora射频硬件之间相互通信。

中继网关包括第二lora射频硬件、第二中继协议模块，所述第二lora射频硬件与第二中继协议模块之间相互通信。

所述lorawan节点包括第三lorawan协议模块、第三lora射频硬件，所述第三lorawan协议模块与第三lora射频硬件之间相互通信。

第一lorawan协议模块与lorawan协议兼容模块之间相互通信为第一lorawan协议模块向lorawan协议兼容模块发送中继协议组包，lorawan协议兼容模块向第一lorawan协议模块发送中继协议拆包。

所述中心网关为可接入以太网络的网关，所述中继网关为不可接入以太网络的网关。

本发明的有益效果如下：本发明在兼容lorawan协议的基础上，扩展了lorawan通信范围，本发明无需采用运营商网络，提高了网络覆盖率，降低了用户通信成本，兼容现有流行的lorawan通信协议，lorawan节点可以快速入网。

附图说明

图1为本发明的系统框图；

图2为本发明的通信流程图。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本发明的技术方案作进一步说明：

如图1、图2所示，一种兼容lorawan协议的中继系统，包括lorawan协议服务器1、中心网关2、若干个中继网关3、若干个lorawan节点4，所述若干个lorawan节点4与若干个中继网关3之间进行通信，所述若干个中继网关3与中心网关2之间进行通信，所述中心网关2与lorawan协议服务器1进行通信。所述中心网关2包括第一lorawan协议模块21、lorawan协议兼容模块22、第一中继协议模块23、第一lora射频硬件24，所述第一lorawan协议模块21与lorawan协议兼容模块22之间相互通信，所述lorawan协议兼容模块22与第一中继协议模块23之间相互通信，所述第一中继协议模块23与第一lora射频硬件24之间相互通信。所述中继网关3包括第二lora射频硬件31、第二中继协议模块32，所述第二lora射频硬件31与第二中继协议模块32之间相互通信。所述lorawan节点4包括第三lorawan协议模块42、第三lora射频硬件41，所述第三lorawan协议模块42与第三lora射频硬件41之间相互通信。所述第一lorawan协议模块21与lorawan协议兼容模块22之间相互通信为第一lorawan协议模块21向lorawan协议兼容模块22发送中继协议组包，lorawan协议兼容模块22向第一lorawan协议模块21发送中继协议拆包。所述中心网关2为可接入以太网络的网关，所述中继网关3为不可接入以太网络的网关。

第一中继协议模块、第二中继协议模块都主要实现了多个网关之间的多跳自组织网络。该中继协议模块位于数据链路层与物理层间之间，物理层采用lora射频，目标是实现无缝嵌入原有的通信协议栈中，更好地支持上层软件的应用。因此，所有上层通信协议数据包都将通过第一中继协议模块、第二中继协议模块的中继协议打包后再在中继协议网络中通信。为了发现周围邻居设备是否存在，中继协议定期会对外广播邻居监测数据包。不仅如此，协议还通过该数据包对链路丢包率和传输延迟做定期检测，从而实现链路质量评估。之后，协议将选择链路质量最优的邻居设备作为下一跳数据包转发目标设备。因此，当外界环境或设备位置变化时，第一中继协议模块、第二中继协议模块能够根据新的链路质量评估结果形成新的网络拓扑，继而适应外界变化。

所述第一lorawan协议模块完全使用lorawan网关部分协议，即对收到所有lorawan数据包直接转发给有lorawan协议服务器。第一lorawan网关协议模块只在中心网关上生效，在中继网关上不生效。

lorawan协议兼容模块，主要完成第一中继协议模块与第一lorawan协议模块通信。由于中继协议与lorawan协议标准不相同，所以需要lorawan协议兼容模块来适配，其主要完成第一中继协议模块与第一lorawan协议模块之间通信时的拆包和组包。lorawan协议兼容模块只在中心网关上生效，在中继网关上不生效。

如图2所示，本发明的通信流程图。由图可知，中心网关拥有第一lorawan协议模块、lorawan协议兼容模块、第一中继协议模块的三个模块的功能。同时，中心网关通过第一lora射频硬件与其他中继网关建立网络连接，将中继转发包通过该网络进行转发。

同时，由于中继网关只起到数据包转发功能，所以中继网关只具有第二中继协议模块软件。当lorawan节点上报lorawan数据包时，中继网关通过第二中继协议模块将数据包转发给中心网关。

本发明在兼容lorawan协议的基础上，扩展了lorawan通信范围，本发明无需采用运营商网络，提高了网络覆盖率，降低了用户通信成本，兼容现有流行的lorawan通信协议，lorawan节点可以快速入网。

需要注意的是，以上列举的仅是本发明的一种具体实施例。显然，本发明不限于以上实施例，还可以有许多变形，总之，本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种兼容LoRaWAN协议的中继系统，包括LoRaWAN协议服务器、中心网关、若干个中继网关、若干个LoRaWAN节点，所述若干个LoRaWAN节点与若干个中继网关之间进行通信，所述若干个中继网关与中心网关之间进行通信，所述中心网关与LoRaWAN协议服务器进行通信。本发明在兼容LoRaWAN协议的基础上，扩展了LoRaWAN通信范围，本发明无需采用运营商网络，提高了网络覆盖率，降低了用户通信成本，兼容现有流行的LoRaWAN通信协议，LoRaWAN节点可以快速入网。

技术研发人员：毛续飞;程凯韬
受保护的技术使用者：杭州盈飞驰科技有限公司
技术研发日：2018.12.29
技术公布日：2019.03.19