[发明专利]一种基于LoRaWAN的高并发数据传输方法

说明书

本发明公开了一种基于LoRaWAN的高并发数据传输方法，应用在物联网通讯领域，其技术方案要点是：终端在接入网络服务器后，与网络服务器进行对时，并向网络服务器申请网关基站的上行信道占用，网络服务器对上行信道进行时间周期定义为时间片资源，并对时间片资源进行网络调度至终端处，终端将工作模式切换到ClassE模式，终端在上行信道上依据分配到的时间片周期发包，在发包完成后，网络服务器对分配出的时间片资源进行回收，具有的技术效果是：时间片资源的占用权由网络服务器进行分配，实现了对空闲的上行数据信道的网络调度，终端只能在分配时间片后在特定的时间片上进行数据包的传送，可以有效避免多终端在传输数据包时发送拥堵。

技术领域

本发明涉及物联网通讯领域，特别涉及一种基于LoRaWAN的高并发数据传输方法。

背景技术

LoRaWAN网络传输数据具有距离远、功耗低、容量小的特点，被广泛运用在物联网通讯领域，终端在该协议的基础上上传数据周期通常比较长，由于终端的信道接入方法是纯ALOHA机制，实际应用中，有很多场景存在大量终端同时上传数据情况，例如定位应用，多个定位终端会实时上报位置信息，目前，LoRaWAN的ALOHA信道接入机制，势必会造成上行信道拥塞，导致数据无法按时发送且会造成数据丢失。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于LoRaWAN的高并发数据传输方法，其优点是避免了网关基站的上行信道拥堵，保证了数据包的完整。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种基于LoRaWAN的高并发数据传输方法，终端通过网关基站与网络服务器双向传输连接，网络服务器负责对网关基站的访问进行调度，终端在网络服务器允许使用的网关基站的信道中进行发包操作，终端的发包模式包括ClassA/B/C/E/F，该方法包括以下步骤：

S1：终端在启动后切换至ClassC模式运行，并向网络服务器发出接入请求，网络服务器对终端进行认证，在认证通过后向终端发送允许接入响应，终端接入网络服务器；

S2：终端向网络服务器发送网络对时请求，网络服务器向终端发送允许对时响应，此时终端侦听到网络服务器的一个网络信标，并进行网络对时；

S3：终端网络对时完成后，发起向ClassE转换，并同时向网络服务器发起对网关基站的上行信道使用申请，网络服务器根据当前网关基站的上行信道占用状态，在空闲的上行信道上定义时间片资源，并决定向终端分配时间片资源中的一个或多个时间片，同时向终端发送时间片资源分配响应；

S4：时间片资源分配至终端后，终端转到ClassE模式，并在分配到的时间片资源中周期性发包至网络服务器中；

S5：终端在发包过程中遇到网络信标周期时，终端切换至网络信标点，并完成与网络时间的同步，然后终端继续进行发包操作；

S6：终端在发包完成后，网络服务器对分配到终端的时间片资源进行回收。

通过上述技术方案，通过将网关基站的上行数据信道的占用权交由网络服务器进行分配，从而实现了对上行数据的调度发送，终端只会在上行数据信道空闲的时候进行占用，可以在高并发数据传输时充分利用每个信道的空闲时间，大大地提高了每个信道的使用率，从而降低信道的拥堵，有效避免了因为信道拥堵造成的数据丢失。

本发明进一步设置为：所述ClassE模式为高频周期性资源调度模式，所述时间片资源的定义方式为时间周期定义，一个所述时间周期对应一个ClassE模式的调度周期，为一个时间片。

通过上述技术方案，以周期性的方式对上行数据信道进行调度，可以充分利用上行数据信道空余资源，且不会造成拥堵。

本发明进一步设置为：一个所述时间片的长度为基准长度，所述终端根据其所需的持续发包时间申请一个或多个时间片。