一种基于LoRa的组网的无线通讯模组及方法与流程

本发明涉及lora组网，具体而言，涉及一种基于lora的组网的无线通讯模组及方法。

背景技术：

1、无线通信作为物联网的基石，已成为现代社会中不可或缺的一项重要技术，它能让我们的生活更加便利、高效。

2、从早期的无线电到如今的互联网、移动通信、物联网，无线通信技术一直在不断地演进和创新，给我们的生活带来了巨大的便利。无线通信技术一直存在着距离的限制，移动网络通过部署大量的基站来提供可靠稳定的大范围网络连接，这需要投入非常庞大的资金成本。在移动网络没有覆盖或者移动网络信号差的地方搭建一个广域的网络非常困难。

3、因此需要对无线通信组网方式进行优化，获取网络覆盖面更优异、性价比更高的组网方式。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种基于lora的组网的无线通讯模组及方法，其可以获取网络覆盖面更优异、性价比更高的组网方式。

2、本发明的实施例通过以下技术方案实现：

3、本发明首先提供一种基于lora的组网的无线通讯模组，组网内包括多个无线通讯模组，无线通讯模组包括射频控制模块、电源及其检测电路、uart接口、射频前级电路、工作指示灯、远程控制引脚和lora发射器；

4、电源及其检测电路、uart接口、射频前级电路、工作指示灯、远程控制引脚分别连接到所述射频控制模块；所述lora发射器连接到所述射频前级；

5、所述电源及其检测电路用于检测和上传电源电压数据；

6、所述射频前级电路用于增强射频性能，提升无线信号的传输距离；

7、所述远程控制引脚用于通过射频收发数据进行控制输出；

8、所述工作指示灯能用于指示射频是否处于发送状态以及用于指示串口是否处于工作状态；

9、所述uart接口用于作为通讯接口。

10、优选地，所述射频前级电路包括射频前端芯片、多个电容、天线模块、多个电感和多个电阻；所述射频前端芯片型号为sky66119；

11、所述射频前端芯片的接地端、byp端接地；其中6号引脚的接地端通过第三电阻接地；

12、所述射频前端芯片的vpc端连接第一电阻的一端和第二电阻的一端，第一电阻的另一端接直流源，第二电阻的另一端接地；

13、所述射频前端芯片的ant端连接第一电容的一端，第一电容的另一端连接第三电容的一端和第一电感的一端，第一电感的另一端连接第二电容的一端和第二电感的一端，第二电感的另一端连接第四电容的一端和第五电容的一端，第五电容的另一端连接第三电感的一端、第六电容的一端和天线模块的一端，第三电容的另一端、第二电容的另一端、第四电容的另一端、第三电感的另一端、第六电容的另一端、天线模块的另一端分别接地；

14、所述射频前端芯片的rbias端通过第四电感接地；

15、所述射频前端芯片的rx1端和rx2端分别连接第五电感的两端；

16、所述射频前端芯片的vdd1端和vcc_rx端相连，并连接到第十电容的一端、第十一电容的一端和第六电感的一端，第十电容的另一端、第十一电容的另一端接地，第六电感的另一端接直流源；

17、所述射频前端芯片的vdd2端、vcc_tx1端、vcc_tx2端、vcc_tx3端相连，且连接到第七电容的一端、第八电容的一端、第九电容的一端和直流源，第七电容的另一端、第八电容的另一端、第九电容的另一端接地。

18、优选地，所述电源及其检测电路包括电容和多个电阻；

19、第四电阻的一端连接电源电压和5v直流源，第四电阻的另一端作为所述电源电压的采样端口，且连接第五电阻的一端和第十二电容的一端，第五电阻的另一端和第十二电容的另一端接地。

20、优选地，所述射频控制模块的型号为stm32wle。

21、本发明还提供一种基于lora的组网方法，应用于以上任意一项所述一种基于lora的组网的无线通讯模组，采用分布式结构，组网内的节点之间自由建立通讯，通讯方式包括以下步骤：

22、模块初始化；

23、进入主函数等待；

24、检查串口是否接收到数据，若否则回到主函数等待，若是则进入下一步；

25、检查串口接收到的数据是否为at指令，若是则执行相应指令，若否则发起数据请求。

26、优选地，当所述串口接收到的数据不是at指令时，将所述数据通过单播或多播或广播或panid广播的通讯形式传输给目标设备。

27、优选地，所述组网内的节点的通讯的路径选择通过本地路由或aodv路由算法获取。

28、优选地，设置所述组网中每个节点的路由表，所述路由表用于存储节点之间进行通讯的路径，所述路由表记录的参数包括目标地址、下级地址和通讯质量；所述路由表通过广播泛洪的方式建立。

29、优选地，所述组网中的路由表根据节点的异常情况实时更新，所述异常情况包括节点故障、节点离线，更新方法包括：

30、若两个节点之间的某个路径连续三次访问失败，则在所述路由表中移除该路径。

31、优选地，当一个节点广播数据且多个节点接收数据并进行回复包括以下步骤：

32、接收数据的节点在回复的时候均进行一个随机延时；

33、随机延时结束时，若组网中的信号能量不大于预设阈值则进行回复，若组网中的信号能量大于预设能量阈值，则再进行一次随机延时；

34、若节点回复时候的随机延时次数大于预设次数阈值，则取消此次数据回复。

35、本发明实施例的技术方案至少具有如下优点和有益效果：

36、本发明的组网方式可以应用到模组上，提供给用户进行二次开发，用户只需简单的对模块的参数进行配置即可开始组建一个小型的私人网络，比如传感器网络；

37、本发明的网络中每个节点都能自由的进行数据传输，即使目标节点不在发起节点的通讯范围内，也能通过自动中继的方式进行转发跳转到目标设备，使设备的部署更加灵活；

38、本发明的组网配置简单，基于lora进行配置，通讯覆盖广，还可以大幅度减少单位范围内的设备数量，成本较低。

39、本发明网络中不存在中心节点，没有协调器对整个网络进行管理，各节点都是自主管理周边的路由信息，且会随着网络中数据的传输不断自主更新路由信息，结构简单低成本的条件下具有很强的自主适应性。

技术特征：

1.一种基于lora的组网的无线通讯模组，组网内包括多个无线通讯模组，其特征在于，无线通讯模组包括射频控制模块、电源及其检测电路、uart接口、射频前级电路、工作指示灯、远程控制引脚和lora发射器；

2.根据权利要求1所述的一种基于lora的组网的无线通讯模组，其特征在于，所述射频前级电路包括射频前端芯片、多个电容、天线模块、多个电感和多个电阻；所述射频前端芯片型号为sky66119；

3.根据权利要求1所述的一种基于lora的组网的无线通讯模组，其特征在于，所述电源及其检测电路包括电容和多个电阻；

4.根据权利要求1所述的一种基于lora的组网的无线通讯模组，其特征在于，所述射频控制模块的型号为stm32wle。

5.一种基于lora的组网方法，应用于权利要求1-4任意一项所述一种基于lora的组网的无线通讯模组，其特征在于，采用分布式结构，组网内的节点之间自由建立通讯，节点的通讯方式包括以下步骤：

6.根据权利要求5所述的一种基于lora的组网方法，其特征在于，当所述串口接收到的数据不是at指令时，将所述数据通过单播或多播或广播或panid广播的通讯形式传输给目标设备。

7.根据权利要求5所述的一种基于lora的组网方法，其特征在于，所述组网内的节点的通讯的路径选择通过本地路由或aodv路由算法获取。

8.根据权利要求5所述的一种基于lora的组网方法，其特征在于，设置所述组网中每个节点的路由表，所述路由表用于存储节点之间进行通讯的路径，所述路由表记录的参数包括目标地址、下级地址和通讯质量；所述路由表通过广播泛洪的方式建立。

9.根据权利要求8所述的一种基于lora的组网方法，其特征在于，所述组网中的路由表根据节点的异常情况实时更新，所述异常情况包括节点故障、节点离线，更新方法包括：

10.根据权利要求5所述的一种基于lora的组网方法，其特征在于，当一个节点广播数据且多个节点接收数据并进行回复包括以下步骤：

技术总结
本发明提供了一种基于LoRa的组网的无线通讯模组及方法，涉及LoRa组网技术领域，目的是获取网络覆盖面更优异、性价比更高的组网方式，包括射频控制模块、电源及其检测电路、UART接口、射频前级电路、工作指示灯、远程控制引脚和LoRa发射器；LoRa发射器连接到射频前级；电源及其检测电路用于检测和上传电源电压数据；射频前级电路用于增强射频性能，提升无线信号的传输距离；远程控制引脚用于通过射频收发数据进行控制输出；工作指示灯能用于指示射频是否处于发送状态以及用于指示串口是否处于工作状态；UART接口用于作为通讯接口。本发明具有组网灵活、覆盖范围广且造价低的优点。

技术研发人员：翁珍飞,李勇,谭宇
受保护的技术使用者：成都亿佰特电子科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15