CN112492013B - 一种基于LoRa的多点文件传输与组网方法 - Google Patents

一种基于LoRa的多点文件传输与组网方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种基于LoRa的多点文件传输与组网方法。该方法,包括以下步骤:S1网关接收到应用层所需发送的文件并加入发送队列;S2网关读取发送队列并读取所需发送的文件的信息;S3网关对读取的文件数据进行分包处理;S4网关连续发起开始发送的起始帧并且数据域带有文件信息。本发明提供的基于LoRa的多点文件传输与组网方法具有网关和节点组成的整个网络为一个星型结构,网关是整个传输过程的调度者和文件的管理者,控制着整个网络的数据流,LoRa具有远距离、低功耗、成本低的特点,特别是在传统蜂窝网络信号差的情况下,可以利用此传输协议进行局域网的组建,特别适用于进行野外、大厂房等信号弱的地方进行远距离文件传输。

Description

一种基于LoRa的多点文件传输与组网方法
技术领域
本发明涉及物联网无线传输技术领域,尤其涉及一种基于LoRa的多点文件传输与组网方法。
背景技术
LoRa是由Semtech公司开发的一种技术,典型工作频率在美国是915MHz,在欧洲是868MHz,在亚洲是433MHz,LoRa的物理层使用了一种独特形式的带前向纠错的扩频技术。
这种扩频调制允许多个无线电设备使用相同的频段,只要每台设备采用不同的扩频因子和数据速率就可以,其典型范围是2km至5km,最长距离可达15km,具体取决于所处的位置和天线特性。
LoRa与现有的wifi、蓝牙、zigbee等技术相比,LoRa具有远距离,低功耗、成本低、抗干扰能力强等优势。
进行远距离、多节点、低功耗,传输文件的难点,LoRa与其他传输方式相比,LoRa的技术特点正好满足这些需求,但是LoRa本身只是一种无线调试技术,没有自己组网的能力和如何传输文件的方法。
因此,有必要提供一种基于LoRa的多点文件传输与组网方法解决上述技术问题。
发明内容
本发明提供一种基于LoRa的多点文件传输与组网方法,解决了LoRa没有自己组网的能力和如何传输文件的问题。
为解决上述技术问题,本发明提供的基于LoRa的多点文件传输与组网方法包括以下步骤:
S1网关接收到应用层所需发送的文件并加入发送队列;
S2网关读取发送队列并读取所需发送的文件的信息;
S3网关对读取的文件数据进行分包处理;
S4网关连续发起开始发送的起始帧并且数据域带有文件信息;
S5网关广播时指定需要回复的节点,当该节点接收到消息后回复网关;
S6当网关接收到节点回复时网关按照文件数据分配好的序列进行广播;
S7当网关广播时需要周期性的发送和根据网络情况进行延时处理;
S8当网关发送完毕后,开始进入校验的状态;
S9网关进入数据校验状态需要依次轮询节点,当节点收到数据回复时会丢失数据,当有数据丢失时,节点会返回所缺失的帧;
S10网关收到缺失的数据序列时,则根据序列号继续发送数据包,直到所有数据发送完毕;
S11当每个节点收到数据后并校验正确后此次传输彻底结束。
优选的,所述S2中所需发送的文件的信息包含文件的名称和大小。
优选的,所述S5中节点与网关之间进行数据的传输时需要使用到接线设备,接线设备包括:网关本体,所述网关本体的一侧设置有网关接口,所述网关接口的两侧均设置有定位螺丝;连接盒,所述连接盒设置于所述网关接口的外表面,所述连接盒的一侧开设有连接槽,所述连接盒的内部开设有限位槽,所述连接盒的一侧开设有穿线孔,所述连接盒的一侧开设有两个安插孔,所述连接盒的两侧均开设有定位孔;两组防护垫条,两组所述防护垫条分别固定于所述穿线孔的内壁的顶部和底部;两组缓冲垫块,两组所述缓冲垫块的一侧均固定于所述限位槽的内壁的一侧;连接插头,所述连接插头连接于所述网关接口的内表面。
优选的,所述定位螺丝的表面与所述网关接口的表面螺纹连接,两个所述定位螺丝之间对称分布。
优选的,所述连接槽的内表面与所述网关接口的表面相适配,所述限位槽的内部与所述连接槽的内部相互连通。
优选的,所述穿线孔的内部与所述限位槽的内部相互连通,所述限位槽的尺寸与所述连接插头的尺寸相适配。
优选的,两个所述安插孔的内部分别与所述连接槽和所述穿线孔的内部相互连通,两个所述安插孔的内表面与所述连接插头的尺寸相适配。
优选的,所述定位孔的内表面与所述定位螺丝的相对位置相匹配,所述穿线孔的尺寸与所述连接插头的线材相适配。
优选的,两组所述防护垫条的两侧均为弧形面,并且防护垫条采用橡胶材质制作,两组所述防护垫条之间的间距与所述连接插头上的线材尺寸相适配。
优选的,两组所述缓冲垫块分别位于所述穿线孔水平方向的上方和下方,所述缓冲垫块选用弹性橡胶材料制备。
与相关技术相比较,本发明提供的基于LoRa的多点文件传输与组网方法具有如下有益效果:
本发明提供一种基于LoRa的多点文件传输与组网方法,网关和节点组成的整个网络为一个星型结构,网关是整个传输过程的调度者和文件的管理者,控制着整个网络的数据流,LoRa具有远距离、低功耗、成本低的特点,特别是在传统蜂窝网络信号差的情况下,可以利用此传输协议进行局域网的组建,特别适用于进行野外、大厂房等信号弱的地方进行远距离文件传输。
附图说明
图1为本发明提供的基于LoRa的多点文件传输与组网方法的整个网络的拓扑结构;
图2为本发明提供的基于LoRa的多点文件传输与组网方法的完整数据包通信流程图;
图3为本发明提供的基于LoRa的多点文件传输与组网方法的缺失包通信流程图;
图4为本发明提供的基于LoRa的多点文件传输与组网方法中接线设备的结构示意图;
图5为图4所示的A部放大示意图;
图6为图4所示的连接盒部分的结构示意图;
图7为图4所示整体安装后的结构示意图。
图中标号:1、网关本体,11、网关接口,12、定位螺丝,2、连接盒,21、连接槽,22、限位槽,23、穿线孔,231、安插孔,24、定位孔,3、防护垫条,4、缓冲垫块,5、连接插头。
具体实施方式
下面结合附图和实施方式对本发明作进一步说明。
请结合参阅图1、图2、图3、图4、图5、图6和图7,其中,图1为本发明提供的基于LoRa的多点文件传输与组网方法的整个网络的拓扑结构;图2为本发明提供的基于LoRa的多点文件传输与组网方法的完整数据包通信流程图;图为3本发明提供的基于LoRa的多点文件传输与组网方法的缺失包通信流程图;图4为本发明提供的基于LoRa的多点文件传输与组网方法中接线设备的结构示意图;图5为图4所示的A部放大示意图;图6为图4所示的连接盒部分的结构示意图;图7为图4所示整体安装后的结构示意图。一种基于LoRa的多点文件传输与组网方法包括:包括以下步骤:
S1网关接收到应用层所需发送的文件并加入发送队列;
S2网关读取发送队列并读取所需发送的文件的信息;
S3网关对读取的文件数据进行分包处理;
S4网关连续发起开始发送的起始帧并且数据域带有文件信息;
S5网关广播时指定需要回复的节点,当该节点接收到消息后回复网关;
S6当网关接收到节点回复时网关按照文件数据分配好的序列进行广播;
S7当网关广播时需要周期性的发送和根据网络情况进行延时处理;
S8当网关发送完毕后,开始进入校验的状态;
S9网关进入数据校验状态需要依次轮询节点,当节点收到数据回复时会丢失数据,当有数据丢失时,节点会返回所缺失的帧;
S10网关收到缺失的数据序列时,则根据序列号继续发送数据包,直到所有数据发送完毕;
S11当每个节点收到数据后并校验正确后此次传输彻底结束。
网关和节点组成的整个网络为一个星型结构,网关是整个传输过程的调度者和文件的管理者,控制着整个网络的数据流;
LoRa具有远距离、低功耗、成本低的特点,特别是在传统蜂窝网络信号差的情况下,可以利用此传输协议进行局域网的组建,特别适用于进行野外、大厂房等信号弱的地方进行远距离文件传输。
所述S2中所需发送的文件的信息包含文件的名称和大小。
本发明提供的基于LoRa的多点文件传输与组网方法的工作原理如下:
网关接收到应用层所需发送的文件并加入发送队列;
读取队列并读取所需发送的文件的信息;
对读取的文件数据进行分包处理;
网关连续发起开始发送的起始帧并且数据域带有文件信息;
网关广播时指定需要回复的节点,当该节点接收到消息后回复网关;
当网关接收到节点回复时网关按照文件数据分配好的序列进行广播;
当网关广播时需要周期性的发送和根据网络情况进行延时处理;
当网关发送完毕后,开始进入校验的状态;
网关进入数据校验状态需要依次轮询节点,当节点收到数据回复时会丢失数据,当有数据丢失时,节点会返回所缺失的帧;
网关收到缺失的数据序列时,则根据序列号继续发送数据包,直到所有数据发送完毕;
当每个节点收到数据后并校验正确后此次传输彻底结束。
与相关技术相比较,本发明提供的基于LoRa的多点文件传输与组网方法具有如下有益效果:
网关和节点组成的整个网络为一个星型结构,网关是整个传输过程的调度者和文件的管理者,控制着整个网络的数据流,LoRa具有远距离、低功耗、成本低的特点,特别是在传统蜂窝网络信号差的情况下,可以利用此传输协议进行局域网的组建,特别适用于进行野外、大厂房等信号弱的地方进行远距离文件传输。
一种基于LoRa的多点文件传输与组网方法,所述S5中节点与网关之间进行数据的传输时需要使用到接线设备,接线设备包括:网关本体1,所述网关本体1的一侧设置有网关接口11,所述网关接口11的两侧均设置有定位螺丝12;连接盒2,所述连接盒2设置于所述网关接口11的外表面,所述连接盒2的一侧开设有连接槽21,所述连接盒2的内部开设有限位槽22,所述连接盒2的一侧开设有穿线孔23,所述连接盒2的一侧开设有两个安插孔231,所述连接盒2的两侧均开设有定位孔24;两组防护垫条3,两组所述防护垫条3分别固定于所述穿线孔23的内壁的顶部和底部;两组缓冲垫块4,两组所述缓冲垫块4的一侧均固定于所述限位槽22的内壁的一侧;连接插头5,所述连接插头5连接于所述网关接口11的内表面。
网关接口11主要用于接头的插接和连接,使得连接插头5可以通过网关接口11稳定的与网关本体1之间进行连接和数据的传输,由于连接插头5之间***网关接口11处后,在接线和排线的过程中,连接插头5与网关接口11的连接处易受外力的作用而发生松动和脱落的现象,影响连接插头5和网关本体1之间的连接;
通过在网关接口11的外部设置连接盒2,连接盒2通过连接槽21方便与网关接口11处连接,当连接槽21完全罩设在网关接口11的外表面时,优先拆下定位螺丝12,使得定位孔24对准定位螺丝12的安装位置上,将拆下的定位螺丝12安装在定位孔24上即可,以方便对连接盒2稳定的安装在网关接口11上;
连接盒2上设置有限位槽22,通过限位槽22内部的缓冲垫块4方便对安装后的连接插头5进行施压,以提高连接插头5运行状态下的稳定性,避免连接插头5松动而导致数据的失真;
穿线孔23两侧的安插孔231方便连接插头5的装入,连接插头5通过穿线孔23后***网关接口11上,根据排列的顺序依次将网关接口11上的接口插齐,连接插头5插接完成后,连接插头5连接的线路通过安插孔231移入穿线孔23的内部,穿线孔23的位置与网关接口11的位置相适配,使得线路被夹持在防护垫条3的中部,防护垫条3两侧弧形的结构,增加连接插头5线路拖拽和排线时的稳定,避免长时间直角摩擦而造成的磨损严重,提高线路排线过程中的稳定性,降低排线对连接插头5连接处的影响。
所述定位螺丝12的表面与所述网关接口11的表面螺纹连接,两个所述定位螺丝12之间对称分布。
所述连接槽21的内表面与所述网关接口11的表面相适配,所述限位槽22的内部与所述连接槽21的内部相互连通。
所述穿线孔23的内部与所述限位槽22的内部相互连通,所述限位槽22的尺寸与所述连接插头5的尺寸相适配。
两个所述安插孔231的内部分别与所述连接槽21和所述穿线孔23的内部相互连通,两个所述安插孔231的内表面与所述连接插头5的尺寸相适配。
所述定位孔24的内表面与所述定位螺丝12的相对位置相匹配,所述穿线孔23的尺寸与所述连接插头5的线材相适配。
两组所述防护垫条3的两侧均为弧形面,并且防护垫条3采用橡胶材质制作,两组所述防护垫条3之间的间距与所述连接插头5上的线材尺寸相适配。
两组所述缓冲垫块4分别位于所述穿线孔23水平方向的上方和下方,所述缓冲垫块4选用弹性橡胶材料制备。
当需要安装连接插头5时,优先将定位螺丝12拆下,拔出连接盒2,使得连接盒2完全脱离网关接口11的表面,将连接插头5通过安插孔231从连接盒2的外部穿入连接盒2的内部,并且将连接插头5按照网关接口11上的插口的顺序进行插接,连接插头5插接完后后,将连接插头5的线路推入两组防护垫条3之间;
线路和连接插头5插好后,将连接盒2上的连接槽21推入网关接口11的外表面,使得定位孔24移动至定位螺丝12的安装位置上,将定位螺丝12重新安装在网关接口11和连接盒2上,以方便对连接盒2的连接和固定,与此同时,限位槽22内部的缓冲垫块4紧固的抵触在连接插头5的背面,使得连接插头5稳定的安插在网关接口11的内部,以保持连接插头5连接的稳定性和线材的稳定性,有效的避免在连接插头5安插完成后进行排线时发生插头的脱落现象。
以上所述仅为本发明的实施例,并非因此限制本发明的专利范围,凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换,或直接或间接运用在其它相关的技术领域,均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (2)

1.一种基于LoRa的多点文件传输与组网方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1网关接收到应用层所需发送的文件并加入发送队列;
S2网关读取发送队列并读取所需发送的文件的信息;
S3网关对读取的文件数据进行分包处理;
S4网关连续发起开始发送的起始帧并且数据域带有文件信息;
S5网关广播时指定需要回复的节点,当该节点接收到消息后回复网关;
S6当网关接收到节点回复时网关按照文件数据分配好的序列进行广播;
S7当网关广播时需要周期性的发送和根据网络情况进行延时处理;
S8当网关发送完毕后,开始进入校验的状态;
S9网关进入数据校验状态需要依次轮询节点,当节点收到数据回复时会丢失数据,当有数据丢失时,节点会返回所缺失的帧;
S10网关收到缺失的数据序列时,则根据序列号继续发送数据包,直到所有数据发送完毕;
S11当每个节点收到数据后并校验正确后此次传输彻底结束。
2.根据权利要求1所述的基于LoRa的多点文件传输与组网方法,其特征在于,所述S2中所需发送的文件的信息包含文件的名称和大小。
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