一种基于wiota通讯技术的网关与多终端组网方法

技术领域

本发明涉及物联网组网领域，具体是一种基于wiota通讯技术的网关与多终端组网方法。

背景技术

LoRa组网是指使用LoRa技术将物联网设备组成具有一定层次的网络结构，以实现物联网设备之间的通信、数据传输和信息交换。在LoRa组网中，通常使用LoRaWAN协议作为组网协议，以实现设备之间的相互通信和数据交换。根据物联网设备的使用场景，LoRa组网可分为点对点组网和广域组网两种类型，其中点对点组网适用于直接的双向无线数据通信，广域组网则使用星型组网的网络结构，有助于增加整个网络的容量和覆盖范围。

目前现有的物联网Lora组网技术，1台网关最多支持200台终端的接入，在一些仓库、生产基地等场景，终端数量非常庞大，此时需要布设多台网关，不仅成本过高，同时还要考虑布设网关时频段相互干扰问题，对场地的建设要求非常高，需要改进。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于wiota通讯技术的网关与多终端组网方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种基于wiota通讯技术的网关与多终端组网方法，包括以下步骤：

步骤1，主控MCU首先向wiota通讯发送初始化协议栈命令，配置射频最大功率；

步骤2，配置系统参数；

步骤3，配置子系统；

步骤4，配置频段；

步骤5，运行协议栈。

作为本发明再进一步的方案：步骤1包括以下步骤：

步骤11，主控MCU首先向wiota通讯发送初始化协议栈命令，开始进入配置状态；

步骤12，配置射频最大功率（该参数与网关组网的通讯距离有着密切关系）；

步骤13，判断配置的最大功率是否在0～29dbm的范围内，若不在此范围内，则返回步骤12，在此范围内，进行步骤2。

作为本发明再进一步的方案：步骤2中，配置系统参数完成后，判断配置的系统参数是否在规定范围内，若不在规定范围内，则重新进行该项参数的配置，在规定范围内，进行步骤3。

作为本发明再进一步的方案：步骤2中，配置系统参数包括配置user id长度、帧长度、帧比例、上行组数量，配置系统参数完成后，判断配置的系统参数是否在规定范围内，其中user id长度为四字节；帧长度为128/256/512/1024；帧比例为1:1/1:2；上行组数量为1/2/4/8。

作为本发明再进一步的方案：步骤4中，配置完频段之后，判断配置的频段是否处于470Mhz～510Mhz之间，若不在此范围，则重新配置频段，在规定范围内，进行步骤5。

作为本发明再进一步的方案：主控MCU型号为STM32F103RCT6，wiota通讯采用UCM202通讯模块。

作为本发明再进一步的方案：主控MCU的TX引脚与UCM202的RX引脚连接，主控MCU的RX引脚与UCM202的TX引脚连接。

作为本发明再进一步的方案：主控MCU、UCM202通讯模块、UCM202天线源分别由不同的供电源供电。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明基于wiota通讯技术实际上是短连接的方式，理论上对于接入的终端个数没有限制，仅仅通过一台网关或者少许的几台网关，即可完成进行多终端的组网，既降低了成本，又降低了对建设场地的要求，不仅解决了多终端接入带载量的问题，同时又因为布设的网关数量少，可以很大程度上解决网关频段之间相互干扰问题。

附图说明

图1为一种基于wiota通讯技术的网关与多终端组网方法的流程图。

图2为主控MCU和UCM202通讯模块的连接示意图。

图3为主控MCU、UCM202通讯模块、UCM202天线源的供电示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，一种基于wiota通讯技术的网关与多终端组网方法，包括以下步骤：

步骤1，主控MCU首先向wiota通讯发送初始化协议栈命令，配置射频最大功率；

步骤2，配置系统参数；

步骤3，配置子系统（子系统id作为网关子系统的识别码，是终端用于区分不同网关的重要参数，在一定空间范围内，每个网关的子系统id必须是唯一的）；

步骤4，配置频段（频段是终端连接网关的重要参数，终端需与网关的频段保持一致，终端才能够与网关进行同步、正常通信）；

步骤5，运行协议栈（进入运行协议栈命令之后，主控MCU对于UCM202通讯模块配置已完成，此时网关已配置成同步星型组网模式，在该模式下，终端只需设置成与网关相同子系统id与相同频段，即可与网关进行同步通信。由于该模式的连接方式可理解为短连接，终端在于网关通讯时，先建立连接，连接成功后进行数据传输，传输完成自动断开，但此时还是处于同步接入模式下。在此情形下，网关可以同时接入大量的终端）。

在本实施例中：请参阅图1，步骤1包括以下步骤：

步骤11，主控MCU首先向wiota通讯发送初始化协议栈命令，开始进入配置状态；

步骤12，配置射频最大功率（该参数与网关组网的通讯距离有着密切关系）；

步骤13，判断配置的最大功率是否在0～29dbm的范围内，若不在此范围内，则返回步骤12，在此范围内，进行步骤2。

在本实施例中：请参阅图1，步骤2中，配置系统参数完成后，判断配置的系统参数是否在规定范围内，若不在规定范围内，则重新进行该项参数的配置，在规定范围内，进行步骤3。

在本实施例中：请参阅图1，步骤2中，配置系统参数包括配置user id长度、帧长度、帧比例、上行组数量，配置系统参数完成后，判断配置的系统参数是否在规定范围内，其中user id长度为四字节；帧长度为128/256/512/1024；帧比例为1:1/1:2；上行组数量为1/2/4/8。

在本实施例中：请参阅图1，步骤4中，配置完频段之后，判断配置的频段是否处于470Mhz～510Mhz之间，若不在此范围，则重新配置频段，在规定范围内，进行步骤5。

在本实施例中：主控MCU型号为STM32F103RCT6，wiota通讯采用UCM202通讯模块。

在本实施例中：请参阅图2，主控MCU的TX引脚与UCM202的RX引脚连接，主控MCU的RX引脚与UCM202的TX引脚连接。

如图2所示，MCU可选用STM32F103RCT6信号，也可采用其他类型包括TX、RX引脚的单片机。

在本实施例中：请参阅图3，主控MCU、UCM202通讯模块、UCM202天线源分别由不同的供电源供电。

UCM202天线源采用位号为U1的TMI3281电源芯片为其进行3.6V供电，UCM202模块采用位号为U2的TMI3281电源芯片为其进行3.3V供电，主控MCU采用位号为U3的TMI3281电源芯片为其进行3.3V供电，三个部分的供电电源相互独立工作、互不干扰，提高了配置组网及组网通讯的稳定性。

本发明网关采用STM32F103RCT6芯片作为主控MCU，该芯片基于高性能ARMCortex-M3 32位的内核，工作频率为72MHz，内置256K字节的闪存程序存储器及64K字节的SRAM，包含3个12位的ADC、11个定时器（4个通用16位定时器、2个PWM定时器、2个看门狗定时器、2个16位基本定时器、1个系统时间定时器），还包含标准和先进的通信接口：2个I2C接口、3个SPI接口、5个USART接口等。一系列的外设接口保证系统应用的要求。

采用UCM202通讯模块作为wiota通讯模块,它最高可以支持1Mbps的吞吐率，同时支持10ppm低成本晶体的远距离传输。配合较高性能MCU和高性能时钟芯片可以作为网关接入点，同时如果扩展多颗UCM202，可以组成大容量和多通道的网关。其次，该模块还具有广覆盖的能力，它支持多种组网和传输模式，这些模式给它带来了丰富的组网功能:包括星型同步模式、星型异步模式、Mesh异步模式、点对点异步模式、广播组播模式。UCM202模块还具有高抗干扰能力，接收灵敏度可低于-145dBm，与此同时，同频段内可通过不同的子网id区分子系统，子系统间白噪声化处理，只是底噪提高，不会形成系统性的干扰。高安全性方面，wiota协议结合国产自研基带芯片，支持极强的通信保密需求。

采用TIM3281芯片作为UCM202通讯模块、UCM202天线源和主控MCU的供电电源部分，它是一个完全集成的，高效的2.0A同步整流降压转换器。在5V供电的情况下，转换效率高达95%。该芯片可以为UCM202通讯模块、UCM202天线源和主控MCU提供稳定的电源，让它们处在稳定的工况下运行。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。