[发明专利]一种基于LoRaWan的支持ACK机制的组播实现方法

说明书

本发明公开了一种基于LoRaWan的支持ACK机制的组播实现方法，涉及物联网技术领域。包括以下步骤：对节点进行分组，分配组内序号；分配一会话密钥；采用对应分组的会话密钥进行加密，在报文的FHDR字段中增加组播识别码和组内序号识别码；对应分组的节点解码密文得到报文；解析报文内容，根据组播识别码判断该报文是否为组播报文；根据组内序号识别码判断该组播报文针对该分组内不同组内序号的有效性；对应组内序号为有效的节点，执行报文指令，并回发ACK报文；对应组内序号为无效的节点，忽略此报文。本发明可以通过分组设计，将组播报文准确下发到相应分组的节点内，并将各自的ACK报文发回至服务端，解决了批量操作节点需要确认条件下的时效性问题。

技术领域

本发明涉及物联网技术领域，尤其涉及一种基于LoRaWan的支持ACK机制的组播实现方法。

背景技术

随着物联技术的发展，边缘计算、边缘服务已广泛应用于各行业，如消防、安防等行业。这些行业应用在很多时候都要求，在无公网的情况下，系统也能正常运行；同时，无线技术也在快速替代传统的有线技术。在此背景下，具有网络管理功能的无线技术方案被广泛需求。

LoRaWan是一种具备网络管理功能的物联网技术。它以LoRa射频为依托，形成以节点、网关以及服务的组网技术。当服务端需要下发指令报文给1个或者多个节点时，如图1所示，采用轮询下发报文的方法，同时可以依据需求接收对应节点的ACK报文；或者如图2所示，采用发送1个广播报文给对应节点的方法，无需ACK报文。

在工程应用中，LoRaWan网络节点数量少则几个，多则上万。在报文需要确认应答的情况下，轮询下发指令实时性无法得到保证。如果使用现有的广播机制，协议上并没有ACK机制，单纯的让节点直接发送ACK报文，必然导致网络拥塞、报文丢失等情况。并且，服务端每次收到的ACK报文具有随机性。同时，服务端无法针对未收到的节点进行重发，即每次重发的报文都会被所有相关节点接收，且又会同时给出ACK，服务端又会随机收到部分节点的ACK。如此情况下，即使报文多次重发，服务端也无法确保所有节点都收到了此条广播报文。所以在报文需要确认应答的要求下，节点数量的增长，导致了目前的LoRaWan协议无法满足需求的问题。

本文中相关技术术语的名词解释：

LoRa：Long Range，一种低功耗远距离无线标准；

LoRaWan：一种基于LoRa的低功耗广域网规范；

LoRaWan Service：LoRaWan服务端程序；

Node：节点；

GW：Gateway，网关；

ACK：Acknowledge character，确认字符，在数据通信中，接收站发给发送站的一种传输类控制字符，表示发来的数据已确认接收；

bps：bit per second，每秒传输位数。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于LoRaWan的支持ACK机制的组播实现方法，解决了以上背景技术中提到的至少一个技术问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种基于LoRaWan的支持ACK机制的组播实现方法，包括以下步骤：

S1，对节点进行分组，分配组内序号；同时，针对同一分组的节点，分配一会话密钥；

S2，下发报文时，采用对应分组的会话密钥进行加密，并在报文的FHDR字段中增加组播识别码和组内序号识别码；

S3，对应分组的节点解码密文得到报文，其余分组无法解码密文而将其丢弃；