[发明专利]一种LPWAN物联网的组播实现方法

摘要

本发明提供了一种LPWAN网络的组播实现方法，解决了组播群的管理，组播地址和会话密钥的分发，组播路由的维护问题，包括LoRa终端、多个LoRa基站、网络服务器、组播应用；所述LoRa终端用于接收组播信息；所述LoRa基站用于将组播帧传送到本基站覆盖范围的所有LoRa终端；所述网络服务器用于分配组播地址，维护组播群路由；所述组播应用用于负责多个组播群的建立和维护；本发明的有益效果是：采用本发明所述方法，实现了LoRaWAN ClassB和ClassC终端的组播功能，解决了批量终端同时下发命令的难题。

主权项

1.一种LPWAN物联网的组播实现方法，包括LoRa终端、多个LoRa基站、网络服务器、组播应用；所述LoRa终端用于接收组播信息；所述LoRa基站用于将组播帧传送到本基站覆盖范围的所有LoRa终端；所述网络服务器用于分配组播地址，维护组播群路由；所述组播应用用于负责多个组播群的建立和维护；其特征在于，所述组播应用配置一个组播根密钥MulticastKey，所述LoRa终端烧入所述组播根密钥MulticastKey，对于每个组播群，所述组播应用为其生成一个32位随机数MulticastGroupRand，再根据组播根密钥MulticastKey和MulticastGroupRand按照组播认证密钥计算方法生成组播群的组播认证密钥MulticastGroupAuthKey和组播加密密钥MulticastGroupSecKey；所述组播认证密钥计算方法如下：MulticastGroupAuthKey = aes128_encrypt(MulticastKey, 0x01 |MulticastGroupRand | NetID | pad16)MulticastGroupSecKey = aes128_encrypt(MulticastKey, 0x02 |MulticastGroupRand | NetID | pad16)MulticastGroupAuthKey用于数据帧的校验，MulticastGroupSecKey用于数据帧的加密；所述组播应用建立和维护组播群的步骤包括：第一步，组播应用完成所有应用LoRa终端的开户工作；第二步，组播应用建立一个组播群，分配一个组播群标识，产生一个组播群上下文；第三步，组播应用为组播群产生一个随机数 MulticastGroupRand，并生成MulticastGroupAuthKey 和 MulticastGroupSecKey，这些信息均保存到组播群上下文中；第四步，组播应用到网络服务器中为组播群申请组播资源，同时将MulticastGroupAuthKey传送给网络服务器，网络服务器收到请求后，分配组播资源，如果分配成功，向组播应用返回组播资源信息，包括组播群地址，组播群信道，组播群扩频码，组播群寻呼周期等，同时网络服务器也建立一个组播群上下文，保存组播标识，组播资源信息；第五步，选择特定的LoRa终端，加入到组播群中；第六步，对每个LoRa终端，当终端注册后，通过单播方式，通知组播资源信息和MulticastGroupRand信息；LoRa终端收到后，利用MulticastKey和MulticastGroupRand本地生成MulticastGroupAuthKey和MulticastGroupSecKey，建立一个组播上下文，将组播资源信息和密钥保存起来；当完成所有LoRa终端通知后，组播群就完成建立；为建立组播群路由，所述网络服务器可以建立多个组播群，为每个组播群建立一个LoRa网关链表，链表建立方法如下：第一步：网络服务器收到组播应用的组播资源请求后，建立一个组播上下文，保存组播群ID，组播群地址，组播群信道，组播群扩频码，组播群寻呼周期；第二步：组播应用对每个加入组播群的LoRa终端发送组播信息通知，该消息需要通过网络服务器发送，网络服务器发送该消息时，可以得到组播群ID和LoRa终端的地址信息，找到组播群上下文和LoRa终端的终端上下文；第三步：在LoRa终端上下文中，取出LoRa终端当前连接的LoRa网关标识，更新到组播群上下文的LoRa网关链表中；当组播应用完成组播群的所有LoRa终端的组播信息通知，即完成建立该组播群的组播路由。