优化LoRa物联网系统的LoRa路由器技术方案

本发明专利技术提供了优化LoRa物联网系统的LoRa路由器，其通过对物联网中传感器产生的LoRa数据进行预处理和转换为与传统网络相匹配的TCP/IP协议的数据，并对数据进行加密处理，再统筹协调路由器中不同功能模块的工作状态，以使该LoRa路由器中的不同网关能够同时进行数据并行传输来提高LoRa路由器的数据传输效率；该LoRa路由器在数据传输时间上相对于传统物联网具有较大的提升，还能够降低物联网的数据传输功耗和提高物联网的数据传输安全性，以及根据节点设备的接入数量进行动态调整，其适用于大型LoRa物联网的构建部署。

【技术实现步骤摘要】
优化LoRa物联网系统的LoRa路由器
本专利技术涉及LoRa物联网的
，特别涉及优化LoRa物联网系统的LoRa路由器。
技术介绍
现有的LoRa物联网网关对WIFI、3G、4G、GPRS等传统网络的依懒性较高，即现有的LoRa物联网网关与服务器和多个节点设备之间的数据通信均是通过传统网络来实现的。由于传统网络的传输距离较短，能耗较高，这导致物联网的组网较为密集、组网成本较高以及抗干扰能力较弱。因此，当采用网关结构构建小范围LoRa物联网时，构建形成的LoRa物联网并不能实现多通道并行通信，只能依次进行通信，从而导致该LoRa物联网需要花费大量的时间才能完成相应的通信任务以及降低该LoRa物联网的通信工作效率。
技术实现思路
针对现有技术存在的缺陷，本专利技术提供优化LoRa物联网系统的LoRa路由器，其包括数据处理模块，其用于对来自传感器的LoRa数据进行预处理，以此获得有效LoRa负载数据；TCP/IP协议处理模块，其用于对该有效LoRa负载数据中符合LoRaWAN协议的数据帧转换为符合TCP/IP协议的数据帧；安全处理模块，其用于对该符合TCP/IP协议的数据帧进行加密处理，从而获得相应的加密安全数据；若干网关处理模块，其用于根据传感器与路由器之间的相对位置关系和/或无线信号强度状态，调整LoRa物联网中的节点网络的网关状态，从而改变该加密安全数据的传输路径；主控制模块，其用于协调该数据处理模块、该TCP/IP协议处理模块、该安全处理模块和若干该网关处理模块的工作状态；可见，该优化LoRa物联网系统的LoRa路由器通过对物联网中传感器产生的LoRa数据进行预处理和转换为与传统网络相匹配的TCP/IP协议的数据，并对数据进行加密处理，再统筹协调路由器中不同功能模块的工作状态，以使该LoRa路由器中的不同网关能够同时进行数据并行传输来提高LoRa路由器的数据传输效率；该LoRa路由器在数据传输时间上相对于传统物联网具有较大的提升，还能够降低物联网的数据传输功耗和提高物联网的数据传输安全性，以及根据节点设备的接入数量进行动态调整，其适用于大型LoRa物联网的构建部署。本专利技术提供优化LoRa物联网系统的LoRa路由器，其特征在于，其包括，数据处理模块，其用于对来自传感器的LoRa数据进行预处理，以此获得有效LoRa负载数据；TCP/IP协议处理模块，其用于对所述有效LoRa负载数据中符合LoRaWAN协议的数据帧转换为符合TCP/IP协议的数据帧；安全处理模块，其用于对所述符合TCP/IP协议的数据帧进行加密处理，从而获得相应的加密安全数据；若干网关处理模块，其用于根据传感器与路由器之间的相对位置关系和/或无线信号强度状态，调整LoRa物联网中的节点网络的网关状态，从而改变所述加密安全数据的传输路径；主控制模块，其用于协调所述数据处理模块、所述TCP/IP协议处理模块、所述安全处理模块和若干所述网关处理模块的工作状态；进一步，所述数据处理模块对来自传感器的LoRa数据进行预处理具体包括，所述数据处理模块对来自所述传感器的LoRa数据进行数据识别处理，以此确定所述LoRa数据中包含的物联网特征信息数据；所述数据处理模块去除所述LoRa数据中包含的所述物联网特征信息数据，并且只保留所述LoRa数据中包含的有效LoRa负载数据，其中，所述有效LoRa负载数据包括传感器生成的传感数据；所述数据处理模块还记录所述LoRa数据在物联网中的数据传输时间，并确定LoRa数据、数据传输时间和生成LoRa数据的传感器三者的对应关系；进一步，所述数据处理模块对来自所述传感器的LoRa数据进行数据识别处理，以此确定所述LoRa数据中包含的物联网特征信息数据具体包括，对来自所述传感器的LoRa数据进行关于传感器ID识别和物联网传输前导码的识别处理，从而确定所述LoRa数据中包含的传感器ID信息和用于保持物联网接收机进行数据输入的前导码信息，以此作为所述物联网特征信息数据；进一步，TCP/IP协议处理模块对所述有效LoRa负载数据中符合LoRaWAN协议的数据帧转换为符合TCP/IP协议的数据帧具体包括，将所述有效LoRa负载数据分解为若干数据帧；识别若干所述数据帧是否符合LoRaWAN协议，若是，则将对应的数据帧标识为符合LoRaWAN协议的数据帧；将所述符合LoRaWAN协议的数据帧转换为符合TCP/IP协议的数据帧，并且还对所述符合TCP/IP协议的数据帧添加对应于物联网所属网关的标识，从而使与物联网对接的互联网区别所述符合TCP/IP协议的数据帧的数据来源；进一步，所述安全处理模块对所述符合TCP/IP协议的数据帧进行加密处理具体包括，对所述符合TCP/IP协议的数据帧进行降噪滤波处理；通过AES128加密算法，生成具有唯一标识的128位AESKey；根据所述128位AESKey，对经过所述降噪滤波处理的所述符合TCP/IP协议的数据帧进行AES128加密处理，从而获得相应的加密安全数据；进一步，所述网关处理模块根据传感器与路由器之间的相对位置关系和/或无线信号强度状态，调整LoRa物联网中的节点网络的网关状态，从而改变所述加密安全数据的传输路径具体包括，确定传感器与路由器在当前空间区域各自的位置信息，并根据所述位置信息，确定所述传感器与所述路由器之间的相对距离信息和相对方位信息；对当前空间区域的不同位置点进行无线信号扫描检测，以此确定当前空间区域对应无线信号强度值；根据所述相对距离信息、所述相位方位信息和所述无线信号强度值，确定LoRa物联网中的节点网络的网关数据接收速率和网关数据排队时间长度；根据所述网关数据接收速率和所述网关数据排队时间长度，调整LoRa物联网中的节点网络的网关开闭状态和/或网关数据中转时间顺序；进一步，所述网关处理模块还根据所述LoRa数据在物联网中的数据传输时间、和LoRa数据、数据传输时间和生成LoRa数据的传感器三者的对应关系确定不同传感器各自的数据传输优先级别，其中，当所述数据传输时间越短，其对应的传感器的数据传输优先级别也越高；所述网关处理模块还按照不同传感器各自的数据传输优先级别由高至低的顺序，依次传输不同传感器产生的LoRa数据；进一步，所述主控制模块还用于通过串行外设接口总线发出控制信号，动态调整所述数据处理模块对来自不同传感器的LoRa数据的接收顺序；所述主控制模块还用于缓存所述TCP/IP协议处理模块不能及时进行转换的符合LoRaWAN协议的数据帧，并且还在所述TCP/IP协议处理模块再次处于空闲状态的情况下，将所述不能及时进行转换的符合LoRaWAN协议的数据帧传输到所述TCP/IP协议处理模块；进一步，在对当前空间区域的不同位置点进行无线信号扫描检测，以此确定当前空间区域对应无线信号强度值的过程中，由于当前空间区域的不同位置点的无线信号的载频会因为信号传输波动而不同，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.优化LoRa物联网系统的LoRa路由器，其特征在于，其包括，/n数据处理模块，其用于对来自传感器的LoRa数据进行预处理，以此获得有效LoRa负载数据；/nTCP/IP协议处理模块，其用于对所述有效LoRa负载数据中符合LoRaWAN协议的数据帧转换为符合TCP/IP协议的数据帧；/n安全处理模块，其用于对所述符合TCP/IP协议的数据帧进行加密处理，从而获得相应的加密安全数据；/n若干网关处理模块，其用于根据传感器与路由器之间的相对位置关系和/或无线信号强度状态，调整LoRa物联网中的节点网络的网关状态，从而改变所述加密安全数据的传输路径；/n主控制模块，其用于协调所述数据处理模块、所述TCP/IP协议处理模块、所述安全处理模块和若干所述网关处理模块的工作状态。/n

【技术特征摘要】
1.优化LoRa物联网系统的LoRa路由器，其特征在于，其包括，
数据处理模块，其用于对来自传感器的LoRa数据进行预处理，以此获得有效LoRa负载数据；
TCP/IP协议处理模块，其用于对所述有效LoRa负载数据中符合LoRaWAN协议的数据帧转换为符合TCP/IP协议的数据帧；
安全处理模块，其用于对所述符合TCP/IP协议的数据帧进行加密处理，从而获得相应的加密安全数据；
若干网关处理模块，其用于根据传感器与路由器之间的相对位置关系和/或无线信号强度状态，调整LoRa物联网中的节点网络的网关状态，从而改变所述加密安全数据的传输路径；
主控制模块，其用于协调所述数据处理模块、所述TCP/IP协议处理模块、所述安全处理模块和若干所述网关处理模块的工作状态。


2.如权利要求1所述的优化LoRa物联网系统的LoRa路由器，其特征在于：
所述数据处理模块对来自传感器的LoRa数据进行预处理具体包括，
所述数据处理模块对来自所述传感器的LoRa数据进行数据识别处理，以此确定所述LoRa数据中包含的物联网特征信息数据；
所述数据处理模块去除所述LoRa数据中包含的所述物联网特征信息数据，并且只保留所述LoRa数据中包含的有效LoRa负载数据，其中，所述有效LoRa负载数据包括传感器生成的传感数据；
所述数据处理模块还记录所述LoRa数据在物联网中的数据传输时间，并确定LoRa数据、数据传输时间和生成LoRa数据的传感器三者的对应关系。


3.如权利要求2所述的优化LoRa物联网系统的LoRa路由器，其特征在于：
所述数据处理模块对来自所述传感器的LoRa数据进行数据识别处理，以此确定所述LoRa数据中包含的物联网特征信息数据具体包括，
对来自所述传感器的LoRa数据进行关于传感器ID识别和物联网传输前导码的识别处理，从而确定所述LoRa数据中包含的传感器ID信息和用于保持物联网接收机进行数据输入的前导码信息，以此作为所述物联网特征信息数据。


4.如权利要求1所述的优化LoRa物联网系统的LoRa路由器，其特征在于：
TCP/IP协议处理模块对所述有效LoRa负载数据中符合LoRaWAN协议的数据帧转换为符合TCP/IP协议的数据帧具体包括，
将所述有效LoRa负载数据分解为若干数据帧；
识别若干所述数据帧是否符合LoRaWAN协议，若是，则将对应的数据帧标识为符合LoRaWAN协议的数据帧；
将所述符合LoRaWAN协议的数据帧转换为符合TCP/IP协议的数据帧，并且还对所述符合TCP/IP协议的数据帧添加对应于物联网所属网关的标识，从而使与物联网对接的互联网区别所述符合TCP/IP协议的数据帧的数据来源。


5.如权利要求1所述的优化LoRa物联网系统的LoRa路由器，其特征在于：
所述安全处理模块对所述符合TCP/IP协议的数据帧进行加密处理具体包括，
对所述符合TCP/IP协议的数据帧进行降噪滤波处理；
通过AES128加密算法，生成具有唯一标识的128位AESKey；
根据所述128位AESKey，对经过所述降噪滤波处理的所述符合TCP/IP协议的数据帧进行AES128加密处理，从而获得相应的加密安全数据。


6.如权利要求2所述的优化LoRa物联网系统的LoRa路由器，其特征在于：
所述网关处理模块根据传感器与路由器之间的相对位置关系和/或无线信号强度状态，调整LoRa物联网中的节点网络的网关状态，从而改变所述加密安全数据的传输路径具体包括，
确定传感器与路由器在当前空间区域各自的位置信息，并根据所述位置信息，确定所述传感器与所述路由器之间的相对距离信息和相对...

【专利技术属性】
技术研发人员：余丹，兰雨晴，王丹星，
申请(专利权)人：中标慧安信息技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11