CN109474936B - 应用于多个lora网关之间的物联网通讯方法及*** - Google Patents

Abstract

本发明涉及物联网通讯技术领域。本发明实施例提供一种应用于多个lora网关之间的物联网通讯方法及***，其中该方法包括：从物联网请求设备接收物联网通讯请求，其中该物联网通讯请求中包括所请求的目标设备ID；判断设备信息列表中是否存在目标设备ID所对应的目标设备访问参数，其中该设备信息列表中存储有不同lora网关下所管理的物联网设备的设备访问参数；若存在，则与目标设备访问参数所对应目标物联网设备进行数据通讯。由此，lora网关只需要进行相应配置就能够实现对不同lora网关下的物联网设备的互联通讯，不需要在每次物联网通讯时都要经过服务器平台，降低了平台使用的成本，并解决了因服务器平台故障所导致的通讯可靠性降低的问题。

Description

应用于多个lora网关之间的物联网通讯方法及***

技术领域

本发明涉及物联网通讯技术领域，具体地涉及一种应用于多个lora网关之间的物联网通讯方法及***。

背景技术

随着物联网的发展，不少物联网设备逐渐使用lora模网关来实现物联网功能。但是，目前的lora网关都必须要配套服务器来部署设备管理平台，以管理和配置不同的应用场景，这样就非常依赖于平台技术，并且还导致的成本的增加。

对于一些lora应用场景中，客户必须使用设备管理平台才可以对设备进行管理，这种管理方式存在一定的风险，平台必须要部署，而且设备每一次数据通讯都需要通过平台交互来完成，使得在平台出现问题时物联网设备就无法再正常使用。

发明内容

本发明实施例的目的是提供一种应用于多个lora网关之间的物联网通讯方法及***，用以至少解决目前物联网通信中必须要依赖于服务器平台技术且每次通讯都必须要经过服务器平台所导致的成本高和可靠性问题。

为了实现上述目的，本发明实施例一方面提供一种应用于多个lora网关之间的物联网通讯方法，应用于lora网关，其中该方法包括：在lora网关中建立虚拟管理平台，包括：配置lora应用，虚拟平台应用及mqttbus应用，其中lora应用用于传输设备访问参数，及格式转化后的物联网设备的传输数据发布到mqttbus应用上，以供虚拟平台应用通过订阅相应主题方式实现数据接收，并在虚拟平台应用中建立设备信息列表；虚拟平台应用将接收的数据发送在mqttbus应用上，以供各个lora网关获取形成网关间的通信； 从物联网请求设备接收物联网通讯请求，其中所述物联网通讯请求中包括所请求的目标设备ID；判断设备信息列表中是否存在所述目标设备ID所对应的目标设备访问参数，其中所述设备信息列表中存储有不同lora网关下所管理的物联网设备的设备访问参数；若存在，则与所述目标设备访问参数所对应目标物联网设备进行数据通讯；若不存在，则上报ID到mqttbus应用上，通过虚拟平台应用订阅相应的设备访问参数，虚拟平台应用通过自身的设备信息列表来遍历寻找目标设备访问参数，并发布至到mqttbus应用上，以供各lora网关的lora应用从mqttbus的应用中进行订阅，从而获取目标设备访问参数。

本发明实施例另一方面提供一种应用于多个lora网关之间的物联网通讯***，其中该***包括：接收单元，用于从物联网请求设备接收物联网通讯请求，其中所述物联网通讯请求中包括所请求的目标设备ID；判断单元，用于判断设备信息列表中是否存在所述目标设备ID所对应的目标设备访问参数，其中所述设备信息列表中存储有不同lora网关下所管理的物联网设备的设备访问参数；其中lora网关中建立有虚拟管理平台，包括：配置lora应用，虚拟平台应用及mqttbus应用，其中lora应用用于传输设备访问参数，及格式转化后的物联网设备的传输数据发布到mqttbus应用上，以供虚拟平台应用通过订阅相应主题方式实现数据接收，并在虚拟平台应用中建立设备信息列表；虚拟平台应用将接收的数据发送在mqttbus应用上，以供各个lora网关获取形成网关间的通信；通讯单元，用于若存在，则与所述目标设备访问参数所对应目标物联网设备进行数据通讯；平台请求发送单元，用于若不存在，则上报ID到mqttbus应用上，通过虚拟平台应用订阅相应的设备访问参数；目标参数接收单元，用于从虚拟平台应用通过自身的设备信息列表来遍历寻找目标设备访问参数，并发布至到mqttbus应用上，以供各lora网关的lora应用从mqttbus的应用中进行订阅，从而获取目标设备访问参数；列表更新单元，用于基于目标设备访问参数和所述目标设备ID，更新lora网关设备信息列表。

本发明实施例又一方面提供一种机器可读存储介质，其中，所述机器可读存储介质上存储有能够被处理器执行的指令代码，以及当所述指令代码被所述处理器运行时能够执行上述的应用于多个lora网关之间的物联网通讯方法。

通过上述技术方案，通过lora网关依据目标设备ID查询设备信息列表来响应物联网通讯请求，从而实现了对目标物联网设备的目标设备访问参数的确定，使得不需要将物联网通讯请求发送至物联网服务器进行响应，并且本发明实施例中所提供的lora网关只需要进行相应配置就能够实现对不同lora网关下的物联网设备的互联通讯，不需要在每次物联网通讯时都要经过服务器平台，降低了平台使用的成本，并解决了因服务器平台故障所导致的通讯可靠性降低的问题。

本发明实施例的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明实施例，但并不构成对本发明实施例的限制。在附图中：

图1是本发明一实施例的应用于多个lora网关之间的物联网通讯方法的流程图；

图2是本发明一实施例的多网关之间建立mqtt桥接的原理示意图；

图3是应用本发明实施例的多lora网关物联网通信的示例性架构示意图；

图4是本发明一实施例的应用于多个lora网关之间的物联网通讯***的结构框图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明实施例的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明实施例，并不用于限制本发明实施例。

如图1所示，本发明一实施例的应用于多个lora网关之间的物联网通讯方法，包括：

S11、从物联网请求设备接收物联网通讯请求，其中物联网通讯请求中包括所请求的目标设备ID。

关于本发明实施例方法的执行主体，其可以是物联网的多个lora网关下的其中一个lora网关。可以理解的是，每个lora网关下面会连接并管理一些物联网设备（例如灯具、空调、窗帘控制器等）。相应地，本发明实施例中的物联网请求设备可以是请求入网、或请求进行数据订阅或数据发布的物联网设备。

S12、判断设备信息列表中是否存在目标设备ID所对应的目标设备访问参数，其中设备信息列表中存储有不同lora网关下所管理的物联网设备的设备访问参数。

需说明的是，该存储有不同lora网关下的物联网设备的设备访问参数的设备信息列表，一方面其可以是人为预先配置的，另一方面其还可以是在物联网通讯的过程中所自动生成或更新的（将在下文中展开），且都属于本发明的保护范围内。另外，该设备访问参数可以表示用于访问物联网设备进行配对所需要的一些配置参数，例如其可以是表示物联网设备的设备地址和/或密钥等等。

S13、若存在，则与目标设备访问参数所对应目标物联网设备进行数据通讯。

在本发明实施例中，通过lora网关依据目标设备ID查询设备信息列表，从而实现了对目标物联网设备的目标设备访问参数的确定，相比于目前相关技术，不需要将物联网通讯请求发送至物联网服务器，需要使用特定配置的lora网关就能够实现对不同网关下的物联网设备的互联通讯。

作为进一步的公开和优化，多个lora网关之间组建成局域网，以及在局域网内共享设备信息列表。因此，可以是基于一个lora网关中所配置的设备信息列表来管理物联网中所有的物联网设备，更加便于物联网的通信操作配置。

在一些实施方式中，在多个lora网关中只存在单个用于与物联网服务器交互通信的平台lora网关，其中多个lora网关中除平台lora网关之外的所有lora网关均经由局域网并通过平台lora网关与物联网服务器进行通信交互。具体的，多个lora网关之间可以是基于mqtt桥接而组建成局域网的。需说明的是，该平台lora网关可以是用于执行本发明实施例方法的那一个lora网关，其也还可以是非执行本发明实施例方法的那一个网关，且都属于本发明的保护范围内。由此，在为了实现物联网的一些必须平台参与的应用场景时，允许局域网中只需要有一个平台lora网关与通信交互平台信息，就能够实现在局域网内的所有lora网关之间进行共享，在保障了物联网应用功能的丰富性的前提下还降低了网关配置成本。

进一步的，在物联网设备请求进行物联网通讯操作时，存在lora网关上的设备信息列表中并不存在目标设备ID所对应的目标设备访问参数的情况，此时应当与物联网服务器沟通交互以获取相应的目标设备ID，从而保障通讯的可靠性。具体的，可以是在判断设备信息列表中不存在目标设备ID所对应的目标设备访问参数时，发送物联网通讯请求至平台lora网关，以由平台lora网关将物联网通讯请求转发至物联网服务器，然后从平台lora网关接收响应于物联网通讯请求的目标设备访问参数，由此完成对物联网通讯请求的响应配对；并且，还可以是基于目标设备访问参数和目标设备ID来更新设备信息列表。因此，通过更新的设备信息列表，使得在下一次再收到同样的物联网通讯请求时，能够直接从设备信息列表中调用，而不需要与平台服务器进行数据交互，并且该方法还可以直接被用来创建设备信息列表，例如刚开始的列表中不存在数据，后来逐渐更新并进行创建的。

在本发明实施例中，考虑到在局域网内，客户有可能对管理平台的需求就不是很高，所以针对局域网的问题，通过网关与网关之间的协同工作来实现局域网内的虚拟管理平台。通过网关与网关在局域网内之间的协同工作，实现设备在网关中自己生成相应的秘钥，地址等信息。这样，lora网关可以自己管理设备信息，不需要在部署设备管理平台。节省了成本，而且部署方便，不需要什么特殊的软硬件条件。在局域网的范围内就可以是实现小型的平台管理，方便使用者直接部署。

具体的，在本发明实施例中，通过使用物联网通用技术mqtt协议。利用mqtt协议中的桥接技术，实现网关之间的交互。通过网关之间的桥接，就可以实现网关在局域网之间的通信，这样设备的消息就可以在每个网关互通。在局域网中创建一个主应用来实现设备的管理，这样就可以对局域网内多个网关下的设备进行管理。

本发明实施例所提供的lora网关具有如下的优势：

1）网关之间的互通，通过mqtt桥接技术实现网关与网关之间在局域网内实现互通，就可以实现对多个网关下的设备进行统一的管理。例如A、B两个网关（如图2所示），开启一个网关的虚拟平台应用，另一个网关关掉此应用（默认的情况一下，一个局域网内只打开一个设备管理应用，B网关中的管理平台不开启，A网关的管理平台开启）。可以看到AB之前通过mqtt技术桥接在一起，此时A网关和B网关的应用订阅同一个主题，当A网关中有设备上报或者请求数据的时候，通过lora应用将数据处理发布在mqtt的应用上，B网关可以订阅到A网关中lora应用发布消息。

2）设备管理，通过网关之间的通讯可以实现设备无论从哪个网关上来，应用都可以收到，这样就可以从应用中匹配设备信息和生成设备一些入网信息。客户就不需要服务器来部署相应的设备管理平台，只需要网关与平台之间简单的交互就可以了，大大的减少了客户的成本，也利于部署。

3）局域网，通过网关之间的互通。形成网关之间的小型局域网。形成局域网的情况下可以实现小型项目中的场景应用。

对于一些lora应用场景中，客户必须使用设备管理平台才可以对设备进行管理，这中管理方式存在一定的风险，平台必须要部署，而且平台出现问题也不利于正常使用。通过，这种方式改变现有的情况，根据网关应用来实现存储的设备列表，这样客户直接购买就可以使用，不需要部署相应的平台管理***。

在本发明实施例中主要涉及对网关内部结构和多网关协同工作方面，其中在网关内部结构上配置有Lora应用、虚拟平台应用和Mqttbus应用，在多网关协同工作方面提出了由一个平台网关与服务器交互平台信息并在局域网内进行共享。

1） 网关内部结构

Lora网关为了实现虚拟的管理平台，将网关分成lora应用，虚拟平台应用，mqttbus应用。不同的单元实现的功能不同，不同的应用之前通过mqttbus来实现管理。实现各个单元之间的互通和分工。

Lora应用主要实现了设备上报数据透传到虚拟平台应用。通过该应用将设备上来的数据转成json格式，在将数据pub到mqttbus应用上，虚拟平台应用通过订阅相应的主题实现接收数据。

虚拟平台应用主要实现了设备管理的作用，即设备管理应用，通过lora应用将设备上报的信息进行管理和生成。应用平台的设备信息发送在mqttbus应用上，是每个网关都可收到来自应用的的数据。这样就可以实现应用于各个网关之间的通信。

Mqttbus应用实现是通过mqtt协议中的桥接技术。通过配置相应的参数使各个网关之间可以进行通信，实现了虚拟应用平台和各个网关之间通信的基础。通过订阅和发布相同的主题，就可以实现局域网内网关之间的互通。

2） 网关之间协同的过程

首先，在网关中生成设备列表信息，或者导入设备信息。假如有3个网关A,B,C，只有A网关的虚拟平台应用是开启的，其他两个网关的虚拟平台应用是没有开启（在局域网内只有一个网关开启管理平台应用）。

如图3所示，应用本发明实施例的多lora网关物联网通信的示例性架构。将A，B，C三个重要的组成单元提出来，抽象成图3的结构，可以看到每个网关下连接若干个设备，每个设备通过lora应用来接收数据，收到数据后都将数据通过mqtt协议上报到mqttbus 应用上，通过该应用对数据进行整理，如果是无用的数据，其网关收到的数据就会丢掉。

当设备上电后会上报设备的信息，B网关中的lora应用程序来接收数据，当搜索lora应用程序中设备有设备信息时，如果有设备信息，就将设备信息上报的服务器上。如果没有收到设备信息的时候，就会发布查询设备信息的指令到 mqtt总线上，来查找设备信息。因为各个网关之间是互通的，所以A网关都可以收到来自B，C网关的设备信息，B，C网关中的虚拟平台应用因为没有开启，所以对该数据不进行处理。

当A网关订阅到设备信息后，对请求的信息进行处理。查找设备信息列表，如果存在匹配的设备信息将设备的信息一些参数信息发布到mqtt应用上。这样B网关就可以收到相应的设备信息，根据设备的信息，就可以对数据进行解密分析。

各个网关在处理数据的时候，根据不同的数据格式进行处理。在一个局域网内只存在一个虚拟平台应用，这样就可以防止设备信息在管理中出现错误的现象，并且lora应用中对上报过的数据的设备信息进行保存，这样的话减少对虚拟应用平台的访问，在lora应用分配的内存空间中找不到设备的信息时，才发起设备信息请求的消息，减少数据在mqttbus应用的访问，减少不必要的消息。

3） 虚拟平台逻辑

通过多个网关之间的桥接，使网关与网关之间可以通信。这样设备在上报数据的时候就不需要绑定网关，虚拟平台应用实现了原有设备平台管理的功能。

例如，设备在加入网关的时候会上报join request请求，当网关中的lora应用收到设备上报的信息后，对消息进行处理，根据上报的地址在lora应用中查找设备是否有设备信息，如果存在，就不需要发布到mqttbus应用上。如果不存在该设备，上设备的id上报到mqttbus应用上，通过虚拟平台订阅相应的设备请求信息，通过自身的设备列表来遍历设备信息。

根据遍历的结果找到设备信息，将设备信息一些参数发布的mqtt应用上，这样就可以实现lora应用从mqttbus的应用中订阅到设备的信息 ，将设备所需要的参数发送到设备上，设备根据信息就可以入网。

之后设备在上报数据的时候，此时lora应用就保存了设备一些参数信息，这样设备每次上报一个数据就不要访问虚拟平台，减少不必要的数据。当设备在A网关上注册成功后，A网关会保存设备信息，但是当设备上报信息到B网关的是时候（漫游状态），此时B网关是没有设备的参数信息的。此时B网关中的lora应用就发布设备信息到mqttbus应用上。

通过虚拟平台应用遍历设备的参数，找到设备信息后，在通过上述的步骤，lora应用收到设备的信息后，对设备信息进行比较，解密设备数据等操作。

如图4，其示出了本发明一实施例的应用于多个lora网关之间的物联网通讯***40，包括：接收单元401，用于从物联网请求设备接收物联网通讯请求，其中物联网通讯请求中包括所请求的目标设备ID；判断单元402，用于判断设备信息列表中是否存在目标设备ID所对应的目标设备访问参数，其中所述设备信息列表中存储有不同lora网关下所管理的物联网设备的设备访问参数；通讯单元403，用于若存在，则与所述目标设备访问参数所对应目标物联网设备进行数据通讯。

在一些实施方式中，所述多个lora网关之间组建成局域网，以及在所述局域网内共享所述设备信息列表，且在所述多个lora网关中只存在单个用于与物联网服务器交互通信的平台lora网关，其中所述多个lora网关中除所述平台lora网关之外的所有lora网关均经由所述局域网并通过所述平台lora网关与所述物联网服务器进行通信交互。

在一些实施方式中，该***40还包括：平台请求发送单元404，用于若不存在，则发送所述物联网通讯请求至所述平台lora网关，以由所述平台lora网关将所述物联网通讯请求转发至所述物联网服务器；目标参数接收单元405，用于从所述平台lora网关接收响应于所述物联网通讯请求的目标设备访问参数；以及，列表更新单元406，用于基于所述目标设备访问参数和所述目标设备ID，更新所述设备信息列表。

本发明实施例还一方面提供一种机器可读存储介质，其中，所述机器可读存储介质上存储有能够被处理器执行的指令代码，以及当所述指令代码被所述处理器运行时能够执行上述的应用于多个lora网关之间的物联网通讯方法。

关于本发明实施例的应用于多个lora网关之间的物联网通讯***40和机器可读存储介质更多的细节可以参照上文关于应用于多个lora网关之间的物联网通讯方法实施例的细节的描述，并能够取得与上文的实施例的应用于多个lora网关之间的物联网通讯方法相同或相应的技术效果，故在此便不赘述。

以上结合附图详细描述了本发明实施例的可选实施方式，但是，本发明实施例并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明实施例的技术构思范围内，可以对本发明实施例的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明实施例的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明实施例对各种可能的组合方式不再另行说明。

本领域技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得单片机、芯片或处理器（processor）执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器（ROM，Read-Only Memory）、随机存取存储器（RAM，Random Access Memory）、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

此外，本发明实施例的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明实施例的思想，其同样应当视为本发明实施例所公开的内容。

Claims (8)

1.一种应用于多个lora网关之间的物联网通讯方法，应用于lora网关，其中该方法包括：

在lora网关中建立虚拟管理平台，包括：配置lora应用，虚拟平台应用及mqttbus应用，其中lora应用用于传输设备访问参数，及格式转化后的物联网设备的传输数据发布到mqttbus应用上，以供虚拟平台应用通过订阅相应主题方式实现数据接收，并在虚拟平台应用中建立设备信息列表；虚拟平台应用将接收的数据发送在mqttbus应用上，以供各个lora网关获取形成网关间的通信； 从物联网请求设备接收物联网通讯请求，其中所述物联网通讯请求中包括所请求的目标设备ID；

判断设备信息列表中是否存在所述目标设备ID所对应的目标设备访问参数，其中所述设备信息列表中存储有不同lora网关下所管理的物联网设备的设备访问参数；

若存在，则与所述目标设备访问参数所对应目标物联网设备进行数据通讯；

若不存在，则上报ID到mqttbus应用上，通过虚拟平台应用订阅相应的设备访问参数，虚拟平台应用通过自身的设备信息列表来遍历寻找目标设备访问参数，并发布至到mqttbus应用上，以供各lora网关的lora应用从mqttbus的应用中进行订阅，从而获取目标设备访问参数。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述多个lora网关之间组建成局域网，以及在所述局域网内共享所述设备信息列表。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，在所述多个lora网关中只存在单个用于与物联网服务器交互通信的平台lora网关，其中所述多个lora网关中除所述平台lora网关之外的所有lora网关均经由所述局域网并通过所述平台lora网关与所述物联网服务器进行通信交互。

4.根据权利要求2所述的方法，其中，所述多个lora网关之间是基于mqtt桥接而组建成所述局域网的。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述设备访问参数包括物联网设备的设备地址和/或密钥。

6.一种应用于多个lora网关之间的物联网通讯***，包括：

接收单元，用于从物联网请求设备接收物联网通讯请求，其中所述物联网通讯请求中包括所请求的目标设备ID；

判断单元，用于判断设备信息列表中是否存在所述目标设备ID所对应的目标设备访问参数，其中所述设备信息列表中存储有不同lora网关下所管理的物联网设备的设备访问参数；

其中lora网关中建立有虚拟管理平台，包括：配置lora应用，虚拟平台应用及mqttbus应用，其中lora应用用于传输设备访问参数，及格式转化后的物联网设备的传输数据发布到mqttbus应用上，以供虚拟平台应用通过订阅相应主题方式实现数据接收，并在虚拟平台应用中建立设备信息列表；虚拟平台应用将接收的数据发送在mqttbus应用上，以供各个lora网关获取形成网关间的通信；

通讯单元，用于若存在，则与所述目标设备访问参数所对应目标物联网设备进行数据通讯；

平台请求发送单元，用于若不存在，则上报ID到mqttbus应用上，通过虚拟平台应用订阅相应的设备访问参数；

目标参数接收单元，用于从虚拟平台应用通过自身的设备信息列表来遍历寻找目标设备访问参数，并发布至到mqttbus应用上，以供各lora网关的lora应用从mqttbus的应用中进行订阅，从而获取目标设备访问参数；

列表更新单元，用于基于目标设备访问参数和所述目标设备ID，更新lora网关设备信息列表。

7.根据权利要求6所述的***，其中，所述多个lora网关之间组建成局域网，以及在所述局域网内共享所述设备信息列表，且在所述多个lora网关中只存在单个用于与物联网服务器交互通信的平台lora网关，其中所述多个lora网关中除所述平台lora网关之外的所有lora网关均经由所述局域网并通过所述平台lora网关与所述物联网服务器进行通信交互。

8.一种机器可读存储介质，其中，所述机器可读存储介质上存储有能够被处理器执行的指令代码，以及当所述指令代码被所述处理器运行时能够执行如权利要求1-5中任一项所述的应用于多个lora网关之间的物联网通讯方法。

Images