刘羽轩 ，蔡高琰 ，梁炳基 ，骆德汉 ，何家峰

(1.广东工业大学 信息工程学院，广东 广州 510000；2.广东浩迪创新科技有限公司，广东 佛山 528000)

0 引言

当前新型智能电表普遍采用无线通信方案，无线通信技术有 GPRS、ZigBee、LoRa 等。 在无线通信技术中，远程(Long Range，LoRa)是一种采用扩频技术的无线传输方案，具有远距离传输、抗干扰能力强、低功耗等特点[1-2]，其特性适合用于智能电表的通信。但其也存在着可靠性低、容量过少的问题[3-5]。因此，本文研究一种基于LoRa 的使用新型组网协议的通信方案，致力于消除LoRa 的不足，使其更加适合于智能电表通信。

1 通信方案架构及工作原理

本方案的总体构架如图1 所示。 在通信系统中分为采集器节点和电表节点，基于LoRa 的智能电表节点中搭载了LoRa 功能的传感器，电力数据通过LoRa 无线通信单元经过中继多跳网络发送到采集器节点的接收模块，采集器节点通过GPRS 将数据发送至服务器[6-7]。 其中电表节点和采集器节点数据传输使用的中继多跳组网协议，可有效解决当采集器和电表节点过远时出现的问题。

图1 总体架构

2 LoRa 中继多跳组网协议设计

LoRa 模块的传输方式分为透明传输和定向传输[7-8]。 其中透明传输采用的是 LoRa 扩频技术来进行，同时提供 RS485 和 RS232 串口，为用户提供全透明数据传输模式，也为建立中级多跳网络提供了便利。 本文设计的中继多跳组网协议即在透明传输的基础上实现。

2.1 协议帧结构设计

中继多跳通信时需要两电表节点之间进行通信，所以两电表的LoRa 模块配置也应设置相同[9-11]。……