CN210724793U - 基于异频通信的LoRa无线通信中继装置 - Google Patents
基于异频通信的LoRa无线通信中继装置 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型公开了基于异频通信的LoRa无线通信中继装置，包括主机、中继设备、第一从机与第二从机，且第一从机离主机的距离小于所述第二从机与主机的距离；主机无线连接中继设备与第一从机，第二从机无线连接中继设备；所述主机通过主频道发送数据采集广播命令与接收响应数据，所述数据采集广播命令包括目标从机地址；所述第一从机与中继设备通过主频道接收数据采集广播命令；所述中继设备通过子频道转发数据采集广播命令；所述第二从机通过子频道接收中继设备转发的数据采集广播命令。本实用新型针对不同距离的从机采用异频通信中继的方法，有效延长通信距离。
Description
技术领域
本实用新型涉及无线通信技术领域，尤其涉及基于异频通信的LoRa无线通信装置
背景技术
LORA(Long Range)是专用于远距离低功耗的无线通信技术，其基于扩频的调制方式相对于其他通信方式大大增加了通信距离，可广泛应用于各种场合的远距离低速率物联网无线通信领域。比如自动抄表、楼宇自动化设备、无线安防***、工业监视与控制等，具有体积小、功耗低、传输距离远、抗千扰能力强等特点。
为了解决通信距离的问题，行业中做出了中继模块来延长通信距离。通信过程中，采集设备把无线信号发给中继设备，中继设备再把信号转发给更远处的被采集设备。由于无线信号采用的是广播方式，中继转发信号时，部分不需要经过中继的被采集设备，可能此时正在发送响应数据，就会出现同频干扰，导致无线信号无法被正确接收。
行业中为克服上述问题，还出现了另一种中继方式，通过在中继模块中配置一个或多个需要经过中继的从机设备标识号，在主机发送的数据包中包含目的设备标识号，从而达到延长通信距离的目的。这种中继方式虽然可以延长通信距离，但中继设备需预先设置各个经过中继的从机设备标识号，对现场施工及其不便。如图1所示，主机通过无线通信向从机广播带设备地址的Modbus协议格式命令进行数据采集，对应设备地址的从机返回响应数据包。主机通过轮询的方式、不断广播带不同设备地址的命令，逐个采集远端设备数据。这种纯粹主机对从机的通信，容易出现距离过远无法通信、障碍物阻挡导致通信受阻。
实用新型内容
为了克服现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供基于异频通信的LoRa无线通信中继装置，解决现有技术中LoRa通信存在的距离问题以及中继方式带来的同频干扰、现场施工配置的问题。
本实用新型的目的采用如下技术方案实现：
基于异频通信的LoRa无线通信中继装置，包括主机、中继设备、第一从机与第二从机，且第一从机离主机的距离小于所述第二从机与主机的距离；主机无线连接中继设备与第一从机，第二从机无线连接中继设备；
所述主机通过主频道发送数据采集广播命令与接收响应数据，所述数据采集广播命令包括目标从机地址；所述第一从机与中继设备通过主频道接收数据采集广播命令；所述中继设备通过子频道转发数据采集广播命令；所述第二从机通过子频道接收中继设备转发的数据采集广播命令。
进一步地，所述数据采集广播命令包括0x7E+包序号+源设备SN号+目标设备SN号+Reserved+Length+data+CRC+CB。
进一步地，第二从机通过子频道接收所述数据采集广播命令，通过主频道广播第二响应数据；所述中继设备通过主频道接收所述数据采集广播命令与第二响应数据，通过子频道广播所述数据采集广播命令，通过主频道广播所述第二响应数据。
进一步地，所述源设备SN号为所述数据采集广播命令原始发出设备的ID号。
进一步地，所述数据采集广播命令通过主频道或子频道转发一次，则包序号自动加一。
相比现有技术，本实用新型的有益效果在于：
本实用新型提供了一种的基于异频通信的LoRa无线通信中继方法、设备、存储介质，针对不同距离的从机采用异频通信中继的方法，可以有效延长通信距离，避免了现有的LoRa通信存在的距离问题以及现有中继方式存在的同频干扰或障碍物阻挡导致通信受阻的问题，且简化设备配置，提高通信质量，无需增加额外的通信延时。
附图说明
图1为背景技术示意图；
图2为本实用新型所提供实施例的结构示意图；
图3为本实用新型所提供实施例的流程图；
具体实施方式
下面，结合附图以及具体实施方式，对本实用新型做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。
如图2、3所示，本实用新型提供了一种基于异频通信的LoRa无线通信中继装置，包括主机、第一从机、第二从机和中继设备，第一从机离主机的距离小于所述第二从机与主机的距离。主机无线连接中继设备与第一从机，第二从机无线连接中继设备。在本申请中，第一从机泛指无需中继设备即可与主机通信的从机，第二从机泛指需中继设备才可实现与主机通信的从机。
主机用于通过主频道发出数据采集广播命令，与接收第一从机或中继设备的响应数据。第一从机处于主频道，与主机直接通信，用于接收并响应主机通过主频道发出的数据采集广播命令。第二从机通过子频道接收中继设备的数据采集广播命令，通过主频道广播第二响应数据。所述中继设备通过主频道接收所述数据采集广播命令与第二响应数据，通过子频道广播所述数据采集广播命令，通过主频道广播所述第二响应数据。
本实用新型提供了一种的基于异频通信的LoRa无线通信中继方法、设备、存储介质，针对不同距离的从机采用异频通信中继的方法，可以有效延长通信距离，避免了现有的LoRa通信存在的距离问题以及现有中继方式存在的同频干扰或障碍物阻挡导致通信受阻的问题，且简化设备配置，提高通信质量，无需增加额外的通信延时。
具体的，如图3所示，基于异频通信的LoRa无线通信中继装置的使用方法具体包括以下步骤：
S10、主机通过主频道发出数据采集广播命令，所述数据采集广播命令包括源设备SN号与目标设备SN号、目标从机地址、包序号。
源设备SN号为数据采集广播命令原始发出设备的ID号，每个设备都有其唯一的ID号。且主机通过主频道广播，其目标设备SN号为主频道广播格式，具体为0xFFFFFFFF。
S20、第一从机、中继设备接收所述主机通过主频道发出的数据采集广播命令。第一从机查询判断目标从机地址是否为本从机地址；若是，则代表主机发出的数据采集广播命令无需进行中继，返回第一响应数据至主机，完成通信；若不是，则第一从机不作响应。
中继设备则执行以下步骤：
S21、中继设备接收到主机通过主频道广播的数据采集广播命令，修改目标设备SN号为子频道广播格式，即目标设备SN号为0xFFFFFFFE。
S22、所述中继设备通过子频道广播所述数据采集广播命令，由子频道转回主频道，处于接收状态。由于中继设备是通过子频道进行广播，第一从机位于主频道，第一从机以及其他位于主频道的从机由于频道不同，无法接受中继设备转发的数据采集广播命令。因此主频道下的主机、第一从机及其他从机不受到干扰，不作响应。
S30、第二从机接收所述中继设备通过子频道发出的数据采集广播命令，判断目标从机地址是否为本从机地址，若是，则执行S31；若不是，则代表主机广播的数据采集广播命令无需中继，第二从机不作相应。
S31、第二从机接收到所述数据采集广播命令后，将第二响应数据修改目标设备SN号为子频道广播格式，即修改目标设备SN号为0xFFFFFFFE；
S32、第二从机由子频道转为主频道，广播所述第二响应数据。此时处于主频道的主机、第一从机、中继设备均有可能接受到第二响应数据，但由于第二响应数据的目标设备SN号使用的是子频道广播格式，只有中继设备接收并处理，其他设备不受干扰，不作响应。
S40、所述中继设备接收所述第二响应数据并转发至主机，包括以下步骤；
S41、所述中继设备接收所述第二响应数据，并将所述第二响应数据的目标设备SN号改为主频道广播格式，即目标设备SN号为0xFFFFFFFF；
S42、所述中继设备通过主频道转发所述第二响应数据至主机。其他位于主频道的第一从机均会接收到数据，但由于目标地址不同，则不会响应。主机接收到第二响应数据后，则完成通信过程。
数据采集广播命令的数据协议格式为0x7E+包序号+源设备SN号+目标设备SN号+Reserved+Length+data+CRC+CB。具体请参照表1：
表1
更多的，在上述通信过程中，响应数据或数据采集广播命令发送时，若处于同一频道，则不同时发送，避免同频干扰，有效延长通信距离。
上述实施方式仅为本实用新型的优选实施方式，不能以此来限定本实用新型保护的范围，本领域的技术人员在本实用新型的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本实用新型所要求保护的范围。
Claims (5)
1.基于异频通信的LoRa无线通信中继装置，其特征在于，包括主机、中继设备、第一从机与第二从机，且第一从机离主机的距离小于所述第二从机与主机的距离；主机无线连接中继设备与第一从机，第二从机无线连接中继设备；
所述主机通过主频道发送数据采集广播命令与接收响应数据，所述数据采集广播命令包括目标从机地址；所述第一从机与中继设备通过主频道接收数据采集广播命令；所述中继设备通过子频道转发数据采集广播命令；所述第二从机通过子频道接收中继设备转发的数据采集广播命令。
2.如权利要求1所述的基于异频通信的LoRa无线通信中继装置，其特征在于，所述数据采集广播命令包括0x7E+包序号+源设备SN号+目标设备SN号+Reserved+Length+data+CRC+CB。
3.如权利要求2所述的基于异频通信的LoRa无线通信中继装置，其特征在于，第二从机通过子频道接收所述数据采集广播命令，通过主频道广播第二响应数据；所述中继设备通过主频道接收所述数据采集广播命令与第二响应数据，通过子频道广播所述数据采集广播命令，通过主频道广播所述第二响应数据。
4.如权利要求3所述的基于异频通信的LoRa无线通信中继装置，其特征在于，所述源设备SN号为所述数据采集广播命令原始发出设备的ID号。
5.如权利要求4所述的基于异频通信的LoRa无线通信中继装置，其特征在于，所述数据采集广播命令通过主频道或子频道转发一次，则包序号自动加一。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201921971032.0U CN210724793U (zh) | 2019-11-14 | 2019-11-14 | 基于异频通信的LoRa无线通信中继装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|
| CN (1) | CN210724793U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111082845A (zh) * | 2019-11-14 | 2020-04-28 | 珠海派诺科技股份有限公司 | 基于异频通信的LoRa无线通信中继方法、设备、存储介质 |
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2019
- 2019-11-14 CN CN201921971032.0U patent/CN210724793U/zh active Active
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| CN111082845A (zh) * | 2019-11-14 | 2020-04-28 | 珠海派诺科技股份有限公司 | 基于异频通信的LoRa无线通信中继方法、设备、存储介质 |
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