[发明专利]一种基于NB-IoT和LoRa的通信方法及通信设备

说明书

一种基于NB‐IoT和LoRa的通信方法及通信设备，涉及通信技术领域，为了实现既提高传输距离，又降低广域信息监测系统的运行成本而提出的。主节点判断是否接收到子节点传来的LoRa帧数据，如果主节点接收到子节点传来的LoRa帧数据，则存入接收缓存区，按照改进LRU算法对该帧数据进行有效数据读取，将读取之后的有效数据存入发送缓存区；通过NB‑IoT将发送缓存区的数据上报给服务器，判断是否链接；如果已链接将发送缓存区的数据发送至服务器；未链接回到接收起点。子节点硬件系统用于实现传感信息采集和LoRa通信；主节点硬件系统用于实现LoRa通信、NB‐IoT通信、传感器信息采集、液晶屏显示。本发明能同时融合LoRa和NB‐IoT通信协议。

技术领域

本发明涉及通信技术领域，具体是一种基于NB-IoT和LoRa融合的一种通信方法及通信设备。

背景技术

LoRa技术是一种基于扩频调制技术的无线通讯技术，具有传输距离远、发射功耗低、抗干扰性强等特点，环境监测、工业控制等领域已在逐步推广应用。NB-IoT是一种新的3GPP无线接入技术，旨在通过传统的GSM和LTE技术实现出色的性能，具有强链接、高覆盖、低功耗和低成本的特点。但采用LoRa的局域网通信存在传输距离受限的问题，而采用2G、3G、4G的广域网通信又存在广域信息监测系统的运行成本高的问题，现有技术中没有考虑LoRa和NB-IoT融合来进行通信。

本发明还包含通信算法的设计，该算法设计有效提高通信准确率，同时融合LoRa和NB-IoT通信协议。同时，本发明还包含了太阳能供电系统，太阳能供电为整个系统提供充足的能源供应。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于NB-IoT和LoRa的通信方法及通信设备，以实现既提高了传输距离，又降低广域信息监测系统的运行成本。

本发明为解决上述技术问题采取的技术方案是：

一种基于NB-IoT和LoRa的通信方法，所述方法的实现过程为：

主节点(NB-IoT and LoRa Device,路由)判断是否接收到子节点(LoRa receive)传来的LoRa帧数据，

如果主节点接收到子节点传来的LoRa帧数据，则存入接收缓存区，按照改进LRU算法对该帧数据进行有效数据读取，将读取之后的有效数据存入发送缓存区；

然后通过NB-IoT将发送缓存区的数据上报给服务器，上报数据过程是：判断NB-IoT是否链接；如果NB-IoT已链接，将发送缓存区的数据发送至服务器；如果未链接，回到接收起点，即主节点(NB-IoT and LoRa Device,路由)继续判断是否接收到子节点(LoRareceive)传来的LoRa帧数据，依此循环下去，直至主节点断电。

进一步地，所述改进LRU算法为：

改进LRU算法用于实现：将新接收的LoRa帧数据置于顶部，把接收缓存区最底部的LoRa帧数据替换出去；并在最后一个LoRa帧数据被替换之前将最后一个LoRa帧数据处理完成；

所述改进LRU算法的工作步骤为：

首先，定义接收缓存区的存储空间容量，指针指向接收缓存区的第一位地址；

其次，将新的LoRa帧数据依次存入接收缓存区，指针依次自加；

然后，遍历接收缓存区，之后读取有效数据；所述有效数据是LoRa帧数据的多跳地址、源地址、N位数据；N为大为0且小于等于255的任意整数；

最后，当指针指向接收缓存区的最后一位地址时，将指针指向接收缓存区的第一位地址；当新的LoRa帧数据加入接收缓存区时，将会淘汰接收缓存区最底部数据，以此在周期内循环。