本發(fā)明屬于網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種LoRaWAN自組網(wǎng)設(shè)備。

背景技術(shù)：

LoRaWAN是基于LoRa實(shí)現(xiàn)的低功耗產(chǎn)品組網(wǎng)技術(shù)，它規(guī)定一整套完整的通訊協(xié)議和系統(tǒng)架構(gòu)，從而使LoRa長距離鏈路成為可能，并且可以實(shí)現(xiàn)LoRa終端產(chǎn)品網(wǎng)絡(luò)化管理和數(shù)據(jù)采集。LoRa產(chǎn)品，比之前利用GPRS的2G、3G和4G模塊，成本更低廉、功耗更低，所以替代GPRS網(wǎng)絡(luò)設(shè)備成為可能。

目前LoRaWAN組網(wǎng)方式，基本上依靠PC后臺(tái)對網(wǎng)絡(luò)操作，比如創(chuàng)建網(wǎng)絡(luò)、網(wǎng)關(guān)管理、應(yīng)用管理以及終端節(jié)點(diǎn)管理。此種方式不能現(xiàn)場組網(wǎng)，所有的信息必須先記錄下來，然后再錄入網(wǎng)絡(luò)，在實(shí)際現(xiàn)場施工過程中極為繁瑣。另外還增加了數(shù)據(jù)的不安全性，例如施工人員漏記錄，或者數(shù)據(jù)記錄錯(cuò)誤，又或者數(shù)據(jù)丟失，報(bào)損設(shè)備替換數(shù)據(jù)更新等等因素，都可能導(dǎo)致最后錄入的數(shù)據(jù)和實(shí)際安裝設(shè)備的信息對應(yīng)不上，造成組網(wǎng)失敗。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明提供了一種可實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場組網(wǎng)的LoRaWAN自組網(wǎng)設(shè)備。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供的LoRaWAN自組網(wǎng)設(shè)備，包括主控單元MCU、GPRS通訊單元、GPRS天線、紅外掃描器、輸入模塊和輸出模塊，其中，GPRS通訊單元、紅外掃描器、輸入模塊、輸出模塊均連接主控單元MCU，GPRS天線連接GPRS通訊單元。

進(jìn)一步的，GPRS通訊單元可采用2G通訊模塊、3G通訊模塊或4G通訊模塊。

進(jìn)一步的，輸入模塊為鍵盤輸入模塊。

進(jìn)一步的，輸出模塊為顯示模塊。

進(jìn)一步的，主控單元MCU采用帶MCU的主板，輸出模塊連接主板的FPC接口，紅外掃描器連接主板的FPC接口。

進(jìn)一步的，GPRS通訊單元和GPRS天線直接焊接于主板上。

進(jìn)一步的，鍵盤輸入模塊通過GPIO高低電平變化實(shí)現(xiàn)信號輸入。

進(jìn)一步的，上述LoRaWAN自組網(wǎng)設(shè)備還包括電源模塊，電源模塊用來給LoRaWAN自組網(wǎng)設(shè)備供電。所述的電源模塊可以采用輸出電壓可調(diào)的電源模塊。

本發(fā)明還提供了一種采用上述LoRaWAN自組網(wǎng)設(shè)備的LoRaWAN自組網(wǎng)方法，包括：

LoRaWAN自組網(wǎng)設(shè)備連接終端產(chǎn)品；

采用輸入模塊輸入終端產(chǎn)品的DevAddr或采用紅外掃描器掃描終端產(chǎn)品的DevAddr；

主控單元MCU通過GPRS通訊單元和GPRS天線連接互聯(lián)網(wǎng)，從存儲(chǔ)于服務(wù)器后臺(tái)的終端產(chǎn)品出廠信息數(shù)據(jù)庫和終端產(chǎn)品組網(wǎng)信息數(shù)據(jù)庫中獲取終端產(chǎn)品的出廠信息和組網(wǎng)信息；

根據(jù)終端產(chǎn)品的出廠信息和組網(wǎng)信息進(jìn)行自組網(wǎng)。

本發(fā)明解決了LoRaWAN不能現(xiàn)場組網(wǎng)的問題，利用GPRS網(wǎng)絡(luò)，將服務(wù)器上的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)信息顯示在LoRaWAN自組網(wǎng)設(shè)備上，并和后臺(tái)同步。施工現(xiàn)場組網(wǎng)過程中，可創(chuàng)建新網(wǎng)絡(luò)，并且通過紅外掃描將網(wǎng)關(guān)和終端產(chǎn)品添加到網(wǎng)絡(luò)，并且把數(shù)據(jù)傳入后臺(tái)服務(wù)器，達(dá)到自組網(wǎng)的目的。另外可對已組網(wǎng)設(shè)備進(jìn)行維護(hù)，比如更換報(bào)損設(shè)備，擴(kuò)充網(wǎng)絡(luò)等等。

和現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有點(diǎn)和有益效果：

(1)方便施工人員快捷查詢終端產(chǎn)品信息，了解終端產(chǎn)品的工作狀況。

(2)方便施工人員對終端產(chǎn)品進(jìn)行數(shù)據(jù)更新操作，以及設(shè)備測試維護(hù)。

(3)方便施工人員在安裝設(shè)備過程中，實(shí)時(shí)組網(wǎng)設(shè)備，保證設(shè)備組網(wǎng)成功和組網(wǎng)設(shè)備數(shù)據(jù)安全性。

(4)方便施工人員維護(hù)已組網(wǎng)設(shè)備，隨時(shí)更新和修改報(bào)損設(shè)備信息。

附圖說明

圖1為本發(fā)明LoRaWAN自組網(wǎng)設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明的應(yīng)用示意圖；

圖3為本發(fā)明LoRaWAN自組網(wǎng)設(shè)備的功能示意圖。

具體實(shí)施方式

本文中，所述的終端產(chǎn)品指LoRa終端設(shè)備，如：LoRa表具、LoRa感應(yīng)報(bào)警設(shè)備等。所述的便攜設(shè)備指本發(fā)明LoRaWAN自組網(wǎng)設(shè)備，也可稱為自組網(wǎng)掌機(jī)。所述的網(wǎng)關(guān)指LoRaWAN組網(wǎng)網(wǎng)關(guān)。所述的后臺(tái)統(tǒng)指數(shù)據(jù)后臺(tái)和業(yè)務(wù)后臺(tái)。所述的標(biāo)準(zhǔn)AT指令指本發(fā)明LoRaWAN自組網(wǎng)設(shè)備和終端模塊進(jìn)行交互的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)協(xié)議格式。

本發(fā)明LoRaWAN自組網(wǎng)設(shè)備，包括主控單元MCU、GPRS通訊單元、GPRS天線、紅外掃描器、輸入模塊和輸出模塊，其中，GPRS通訊單元、紅外掃描器、輸入模塊、輸出模塊均連接主控單元MCU，GPRS天線連接GPRS通訊單元。

本具體實(shí)施中，GPRS通訊單元可采用2G通訊模塊、3G通訊模塊或4G通訊模塊。輸入模塊為鍵盤輸入模塊。輸出模塊為顯示模塊。主控單元MCU采用帶MCU的主板，顯示模塊的SPI接口連接主板的FPC接口，紅外掃描器的I2C接口連接主板的FPC接口。GPRS通訊單元和GPRS天線直接焊接于主板上。鍵盤輸入模塊通過GPIO高低電平變化實(shí)現(xiàn)信號輸入。

見圖3，本發(fā)明LoRaWAN自組網(wǎng)設(shè)備主要具有如三大功能：

(1)終端模塊對接功能

此功能主要用于現(xiàn)場讀取終端產(chǎn)品信息，并可測試終端產(chǎn)品是否工作正常。測試終端產(chǎn)品是否工作正常具體為：將LoRaWAN自組網(wǎng)設(shè)備的RX和TX接口分別連接終端產(chǎn)品的RX和TX接口，通過輸入模塊輸入標(biāo)準(zhǔn)AT指令，標(biāo)準(zhǔn)AT指令發(fā)送至終端產(chǎn)品。終端產(chǎn)品解析接收到的標(biāo)準(zhǔn)AT指令，將解析結(jié)果反饋至LoRaWAN自組網(wǎng)設(shè)備。用戶通過反饋結(jié)果判斷終端產(chǎn)品是否工作正常。若用戶無法接收終端產(chǎn)品的反饋結(jié)果或接收的反饋結(jié)果錯(cuò)誤，即判斷終端產(chǎn)品工作異常。

采用紅外掃描器掃描終端產(chǎn)品標(biāo)簽上的條形碼或二維碼，獲取終端產(chǎn)品的出廠信息，并于顯示模塊上顯示。所述的終端產(chǎn)品的出廠信息包括終端產(chǎn)品的秘鑰、工作頻點(diǎn)、輸出功率、串口信息以及版本號等。

如需修改終端產(chǎn)品的出廠信息，可在終端產(chǎn)品通電后，將LoRaWAN自組網(wǎng)設(shè)備頂部的TX和RX分別連接終端產(chǎn)品的TX和RX，設(shè)置串口波特率和終端產(chǎn)品保持一致。然后，通過標(biāo)準(zhǔn)AT指令讀取或修改終端產(chǎn)品的相關(guān)信息，并可測試發(fā)送數(shù)據(jù)到服務(wù)器后臺(tái)。

本功能的具體實(shí)現(xiàn)流程如下：

啟動(dòng)紅外掃描器，紅外掃描器掃描終端產(chǎn)品標(biāo)簽上的DevAddr，或者通過輸入模塊輸入終端產(chǎn)品的DevAddr，顯示模塊上顯示DevAddr。主控單元MCU根據(jù)DevAddr，采用GPRS通訊單元連接數(shù)據(jù)庫，見圖2，所述的數(shù)據(jù)庫存儲(chǔ)于服務(wù)器后臺(tái)，包括終端產(chǎn)品出廠信息數(shù)據(jù)庫、終端產(chǎn)品組網(wǎng)信息數(shù)據(jù)庫和終端終端產(chǎn)品計(jì)費(fèi)數(shù)據(jù)庫等，從數(shù)據(jù)庫查詢該終端產(chǎn)品的出廠信息，查詢到的出廠信息通過GPRS通訊單元返回至主控單元MCU。

(2)自組網(wǎng)功能

本發(fā)明通過GPRS通訊單元連接互聯(lián)網(wǎng)，訪問服務(wù)器后臺(tái)。不同的操作權(quán)限操作不同的業(yè)務(wù)。普通用戶可通過LoRaWAN自組網(wǎng)設(shè)備查詢數(shù)據(jù)庫中錄入的終端產(chǎn)品或網(wǎng)關(guān)的出廠信息以及LoRaWAN自組網(wǎng)設(shè)備的組網(wǎng)信息。若LoRaWAN自組網(wǎng)設(shè)備已被組網(wǎng)，則現(xiàn)場進(jìn)行刪除或更改。若LoRaWAN自組網(wǎng)設(shè)備還未入網(wǎng)，則可現(xiàn)場進(jìn)行組網(wǎng)添加。管理員除擁有普通用戶權(quán)限外，還可創(chuàng)建新網(wǎng)絡(luò)，或?qū)σ延芯W(wǎng)絡(luò)進(jìn)行操作。管理員對LoRaWAN自組網(wǎng)設(shè)備和其所負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)擁有最高權(quán)限。采用LoRaWAN自組網(wǎng)設(shè)備在施工現(xiàn)場進(jìn)行的自組網(wǎng)操作，并同步更新到服務(wù)器后臺(tái)，保證數(shù)據(jù)的同步性。

本功能的具體實(shí)現(xiàn)流程如下：

若需要查看終端產(chǎn)品的組網(wǎng)信息，通過輸入模塊輸入該終端產(chǎn)品的DevAddr或通過紅外掃描器掃描終端產(chǎn)品標(biāo)簽上的DevAddr，主控單元MCU通過GPRS通訊單元連接數(shù)據(jù)庫，在數(shù)據(jù)庫中查詢該終端產(chǎn)品的組網(wǎng)信息。根據(jù)終端產(chǎn)品的組網(wǎng)信息即可進(jìn)行自組網(wǎng)。

若需要?jiǎng)h除已組網(wǎng)的終端產(chǎn)品，通過輸入模塊輸入該終端產(chǎn)品的DevAddr或通過紅外掃描器掃描終端產(chǎn)品標(biāo)簽上的DevAddr，主控單元MCU通過GPRS通訊單元連接數(shù)據(jù)庫，并在數(shù)據(jù)庫中刪除該終端產(chǎn)品。

若需要添加終端產(chǎn)品，通過輸入模塊輸入該終端產(chǎn)品的DevAddr或通過紅外掃描器掃描終端產(chǎn)品標(biāo)簽上的DevAddr，主控單元MCU通過GPRS通訊單元連接數(shù)據(jù)庫，將該終端產(chǎn)品出廠信息添加至數(shù)據(jù)庫中。

(3)對外供電功能

此功能主要用于解決戶外施工過程中終端產(chǎn)品的供電異常，需要對終端產(chǎn)品進(jìn)行現(xiàn)場測試的問題。本具體實(shí)施中，LoRaWAN自組網(wǎng)設(shè)備采用12V鋰電池供電，可通過鋰電池對外直流供電，供電范圍2.5V～12V。通過輸入模塊設(shè)置對外輸出的電壓，具體為：通過輸入模塊輸入需要的電壓數(shù)，電壓數(shù)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號發(fā)送至電源管理芯片或電壓轉(zhuǎn)換器件，電源管理芯片或電壓轉(zhuǎn)換器件調(diào)節(jié)鋰電池的輸入電壓。