一种带WIFI和lora点对点中继通信的工业网关的制作方法

本发明涉及工业网关，具体涉及一种带wifi和lora点对点中继通信的工业网关。

背景技术：

1、现今物联网已经成为工业界、学术界等众多领域中被最密切关注的话题。物联网解决方案比起以往的通信方案而言有三大特性得到了额外关注，即网络覆盖范围广、终端设备能耗低、物联网设备成本廉价。为了满足这样的需求，低功耗广域网(low powerwidearea network)技术应运而生。在这些技术当中，长距离广域网(lora)作为物联网部署自由度最高的技术已成为焦点。

2、现有的lora通信系统采用星型拓扑结构，网关和lora节点会进行一对多的信息传输，但是由于在实际使用当中，外部的衰落环境会对传输信号造成衰减或者干扰，导致信息传输失败。lora通信系统的ber性能就会大幅度下降，可靠传输的覆盖范围也会缩小。一般情况下，要解决这样的问题是通过增加网关数量的方式，但是这会导致lora通信网络的部署费用进一步提升，增加了运营成本。

技术实现思路

1、本发明提供一种带wifi和lora点对点中继通信的工业网关，以解决现有技术中存在的上述问题。

2、本发明提供一种带wifi和lora点对点中继通信的工业网关，包括：lora网关、wifi通信模块、中继模块；

3、若干个lora节点通过若干个中继模块连接至所述lora网关，所述lora网关通过wifi通信模块连接至服务器；

4、若干个lora节点将传感器采集的数据通过lora调制形成lora信号，中继模块确定最优中继节点路径，所述lora信号通过经由最优中继节点路径传输至lora网关，lora网关经过lora解调形成解调数据，将解调数据传输至服务器。

5、优选的，还包括路径标识模块，所述路径标识模块基于中继模块确定的信号传输的最优中继节点路径，基于信号传输的最优中继节点路径标定中继节点的顺序，将中继节点的顺序标定为路径标识模块中的标识；

6、基于所述路径标识模块在lora信号标记有最优中继节点路径，基于最优中继节点路径的中继节点的顺序传输lora信号；

7、lora网关向lora节点下发信号时，确定下行中继节点路径，基于下行中继节点路径将数据信号传输至lora节点。

8、优选的，所述路径标识模块包括最优中继节点路径确定单元，用于确定最优中继节点路径；

9、所述最优中继节点路径确定单元包括：

10、第一顺序确定子单元，用于确定lora节点通过若干个中继节点的所有路径，在所有路径中，计算每个路径中的信号传输效率和速率，基于传输效率和速率进行排序，形成第一顺序；

11、第二顺序确定子单元，用于在第一顺序的排序中，按照中继节点噪声系数的逆序进行排序，形成第二顺序，将第二顺序作为第一位作为最优中继节点路径。

12、优选的，还包括：

13、上行通道传输模块，用于为所有lora节点上传数据时派发上传许可；

14、所述上行通道传输模块包括：

15、检测单元，用于检测上传数据的请求的lora节点的数量，

16、判断单元，若上传数据的请求的lora节点的数量大于1个，则进入上传等待进程；若小于等于1个，则直接将上传许可派发至相应的lora节点，该lora节点基于所述上传许可将数据上传至lora网关；

17、上传单元，用于将所有待上传的lora节点的数据按照设定的规则排序上传至lora网关。

18、优选的，所述上传单元包括：

19、时隙划分子单元，用于在上传等待进程中，将上传等待进程划分为若干个时隙，按照获得上传许可的时间顺序依次占据每个时隙；

20、排序子单元，用于每一个时隙中分布有待上传的lora节点的数据，待上传的lora节点的数据按照获得上传许可的先后顺序排列在相应的时隙中；

21、判断上传子单元，用于判断某一时隙是否空闲，若某一时隙空闲，将该时隙中等待上传的排序为第一位的lora节点的数据上传至lora网关。

22、优选的，所述服务器与各个lora网关配合工作；设置发送下行数据的分组长度、消息类型参数；记录网络中每台终端设备lora节点的地址、数据速率、发送时刻参数，对重复数据分组进行辨别，为下行数据分组选择最佳下行网关；存储每个终端设备lora节点的上行发送时刻，在终端设备的第一个和第二个接收窗口打开时，安排发送下行数据。

23、优选的，所述路径标识模块还包括：lora节点-中继节点网络单元，用于构建lora节点与中继节点之间的网络关系，基于管理关系确定最优中继节点路径；

24、所述lora节点-中继节点网络单元包括：

25、类型表确定子单元，用于重新确定各个lora节点以及中继节点的类型，形成类型表；

26、信噪比确定子单元，用于确定各个节点之间的信噪比；

27、网络确定子单元，用于基于信噪比，确定每一条链路上lora节点分配到所有中继节点的网络；

28、关系网子单元，用于将所述网络形成关系网，基于关系网将将lora节点通过最优中继节点传输至lora网关。

29、优选的，所述类型包括：源节点到中继节点上行传输、中继节点到源节点下行传输、源节点、中继节点。

30、优选的，所述关系网子单元包括：

31、选择子单元，作为源节点的lora节点按照网关所分配的传输间隙依次广播出信噪比信息，作为中继节点按照设定的工作模式工作，收集周围lora节点传来的信噪比信息，中继节点获得所有信噪比信息并汇总至lora网关，lora网关采用端对端信噪比最大的方式选择最优中继节点。

32、优选的，所述关系网子单元具体用于，当所有的源节点都被分配到了其对应的中继节点，lora网关确定全局的节点关系并生成一张关系表；当关系表被广播给所有的节点，即节点之间的关系信息都实现互通，所有的lora节点将确定父节点或子节点的关系，中继网络完成搭建。

33、与现有技术相比，本发明具有以下优点：

34、本发明提供一种带wifi和lora点对点中继通信的工业网关，包括：ora网关、wifi通信模块、中继模块；若干个lora节点通过若干个中继模块连接至所述lora网关，所述lora网关通过wifi通信模块连接至服务器；若干个lora节点将传感器采集的数据通过lora调制形成lora信号，中继模块确定最优中继节点路径，所述lora信号通过经由最优中继节点路径传输至lora网关，lora网关经过lora解调形成解调数据，将解调数据传输至服务器。

35、本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

36、下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。