LoRaMESH網絡需要足夠的自治性、自愈性和擴展性,滿足即時組網的需要
艾森智能致力于利用LoRaMESH構建一種具有如下特征的應急救援網絡:
LoRaMESH網絡需要足夠的自治性、自愈性和擴展性,滿足即時組網的需要。網絡中節點完全對等,網絡的拓撲及拓撲的變化不影響正常的傳輸功能。RPL 等傳統的樹狀路由協議無法滿足,基于六度分隔理論的Gossip協議是正確的選擇。
LoRaMESH網絡雖然可達15跳,但是在復雜環境中,單跳的可視傳輸距離仍然需要達到數公里以上,網絡節點也基本上依靠電池或太陽能供電。LoRa 由于在低功耗和遠距離上有突出的性能,成為應急救援網絡有競爭力的無線傳輸技術。
應急救援網絡即時部署需要免配置免維護,上電即用。除了便利性,低成本更有利于網絡的推廣普及。以LoRaMESH 網絡為例,在戶外馬拉松的線路上位部署一套天氣監測網絡系統,僅需要幾萬部署成本,并可以反復使用。
應急救援網絡在物理層優先滿足低功耗和遠距離,在鏈路層通過協議保證高可靠性。Gossip協議具有一定的可靠性,但會降低網絡容量。LoRaMESH 協議通過跳頻、消息匯聚、鏈路層應答、網絡自適應等協議技術將網絡端到端的可靠性提升到90%以上。
LoRaMESH構建的應急救援網絡架構示意圖:
網絡支持固定和移動節點,通信功能完全相同。固定節點多為太陽能供電的裝置,提供環境、位置、UI交互等功能,移動節點為充電電池供電的電子設備,提供位置、UI交互,或作為接收機收集數據供分析呈現使用。
艾森智能研發的基于LoRa的高可靠Gossip協議--LoRaMESH包括如下關鍵技術:
LoRaMESH以隨機跳頻方式利用多個信道進行通信。
Gossip協議極易造成消息碰撞,導致消息轉發效率降低。
LoRaMESH引入一種鏈路層確認+重傳機制,保證了Gossip協議的高可靠性:
當節點在空間上密集分布時,廣播消息會造成信道擁塞。