[发明专利]一种基于Lora通信的数采系统及其组网方法

说明书

技术领域

本发明涉及铁路车辆停车防溜领域，尤其是适用于实现对铁路现场停车及防溜实时数据采集及管理，具体地说是一种基于Lora通信的数采系统及其组网方法。

背景技术

目前，传统防溜装置存在以下问题：防溜装置是否放置到位难以监控；发车时防溜装置是否已经取出同样难以监控；防溜装置发生被盗无法及时报警；防溜装置的领取、放置、取出和还回，均由人工操作完成，值班员无法及时判明防溜装置是否处于规范的安全状态；基于简单的点对点Lora通信方法，存在通信丢数据包、无法确认是否通过最稳定通道通信及通信距离需进一步拓展等问题。

发明内容

本发明的目的是针对上述问题，提出一种基于Lora通信的数采系统及其组网方法。本发明是一套基于高效、易操作、可靠性高的一种基于Lora通信的数采系统，若干智能铁鞋、若干中继器节点、一个协调器节点自动组网，智能铁鞋与协调器节点直接通信或通过信号最强的中继器节点间接通信，最终实现对防溜装置状态的实时监控，对保障铁路安全运行具有非常重要的意义和实用价值。

本发明的技术方案是：

本发明的一种基于Lora通信的数采系统，它包括若干智能铁鞋、若干中继器节点、一个协调器节点和一个智能防溜监控主机，所述的智能铁鞋均包括传感器模块、铁鞋CPU和铁鞋Lora通信模块；所述的中继器节点均包括中继器CPU和中继器Lora通信模块；所述的协调器节点包括协调器Lora通信模块、协调器CPU及以太网模块；若干智能铁鞋、若干中继器节点、一个协调器节点基于Lora通信协议进行无线组网、通信，先将若干智能铁鞋采集到的防溜数据送至协调器节点，然后协调器节点通过其以太网模块与所述智能防溜监控主机相连接，完成数据传输。

本发明还公开了一种基于Lora通信的数采系统组网方法，该方法实现了智能铁鞋与协调器节点直接通信或通过信号最强的中继器节点间接通信，具体包括三个环节：智能铁鞋组网通信过程、中继器节点组网通信过程及协调器组网通信过程。

基于Lora通信的数采系统组网方法第一个环节智能铁鞋组网通信过程具体步骤如下：

(1)智能铁鞋广播信号强度检测数据帧；

(2)智能铁鞋收取协调器节点与中继器节点返回的信号强度数据，智能铁鞋记录n个节点信号强度RSSI值及其对应的节点自身地址；

(3)智能铁鞋对n个RSSI值逐一进行比较，得到最大的RSSI值Max＝RSSI(K)；

(4)判断第K个节点对应的Max对应的节点自身地址是否为协调器节点自身地址，如果是，则智能铁鞋将目的地址设为协调器节点自身地址，并将数据发送给协调器节点；如果不是，则铁鞋根据第K个节点对应的中继器节点的自身地址，将目的地址设为中继器的自身地址，将数据发送给中继器。

基于Lora通信的数采系统组网方法第二个环节中继器节点组网通信过程具体步骤如下：

(1)中继器节点在接收到数据帧后，先判断接收到的数据帧是否为广播的信号强度检测数据帧，如果是，则读取自身RSSI值并返回给智能铁鞋；如果不是，则进行下一步判断；

(2)中继器节点比较自身地址与发送数据的节点的目的地址是否相同，如果相同，则中继器节点的中继器CPU接收数据，将数据通过中继器Lora模块发送出去；如果不相同，则进行下一步判断；

(3)中继器节点继续比较自身地址与发送数据的节点的中继地址是否相同，如果相同，则中继器节点转发数据，如果不同，则继续等待下一个数据帧。

基于Lora通信的数采系统组网方法第三个环节协调器节点组网通信过程具体步骤如下：

(1)协调器节点在接收到数据帧后，先判断接收到的数据帧是否为广播的信号强度检测数据帧，如果是，则读取自身RSSI值并返回给智能铁鞋；如果不是，则进行下一步判断；

(2)协调器节点继续比较自身地址与发送数据的节点的目的地址是否相同，如果相同，则协调器CPU通过协调器Lora模块接收数据，并通过以太网模块将数据传输至智能防溜监控主机，如果不同，则继续等待下一个数据帧。

基于Lora通信的数据采集系统基于Lora通信的数采系统组网方法，其特征是智能铁鞋、中继器节点及协调器节点发送或接收的数据帧中包括自身地址、目的地址及中继地址，所述自身地址指Lora通信节点自身地址，所述目的地址指Lora通信最终目的节点地址，所述中继地址指指Lora通信需通过该节点进行中继转发的中继节点地址。

本发明的有益效果：