本发明涉及物联网通信，具体涉及基于lorawan技术的双通道家用设备联动控制方法。
背景技术：
1、lorawan是lora wi de area network(lora广域网)的简称，是基于lora技术的一种通信协议，它主要包括三个层次的通信实体：lora终端、lora网关和lora服务器，lorawan在协议和网络架构的设计上，充分考虑了节点功耗，网络容量，qos，安全性和网络应用多样性等几个因素，lorawan网络架构中包含了终端、基站、ns(网络服务器)、应用服务器这四个部分，基站和终端之间采用星型网络拓扑，由于lora的长距离特性，它们之间得以使用单跳传输，终端节点可以同时发给多个基站。基站则对ns和终端之间的lorawan协议数据做转发处理，将lorawan数据分别承载在了lora射频传输和tcp/ip上，在家用设备联动控制方面，lorawan技术可以为漏水检测和燃气泄漏报警等场景提供有效的解决方案，可以实现漏水检测和燃气泄漏报警系统的有效集成和协同工作，当漏水检测系统或燃气泄漏报警系统触发报警时，可以自动启动相应的联动控制设备，以最大程度地减少事故损失和保障家庭安全。
2、现有技术中，家用燃气及漏水检测涉及的安全需求较高，在应用时，存在着数据冲突及低效率的情况，受限于传输速率的限制，易导致数据传输延迟和失败的情况，为此，现提出基于lorawan技术的双通道家用设备联动控制方法。
技术实现思路
1、本发明目的在于提供基于lorawan技术的双通道家用设备联动控制方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
2、为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
3、基于lorawan技术的双通道家用设备联动控制方法，包括以下步骤：
4、步骤1，部署lorawan网关并搭建lorawan网络服务，安装家用设备的传感器和执行器，将家用设备的传感器和执行器连接到lorawan模组，lorawan模组将家用设备的连接状态同步到lorawan网络服务器，其中，传感器包括lorawan漏水检测报警器和lorawan燃气泄漏报警器，执行器包括lorawan水表、lorawan电表、lorawan燃气表以及lorawan喷淋器；
5、步骤2，在lorawan模组中配置家用设备的应用id、设备eu i、应用eu i、应用密钥参数，并配置家用设备的通信模式；
6、步骤3，当任一传感器检测到异常，触发报警信号，唤醒lorawan模组并发送私有协议任务，区分家用设备类型；
7、步骤4，lorawan网关接收来自家用设备的lorawan数据，并转发至lorawan网络服务器，lorawan网络服务器根据应用配置，将数据路由到相应的应用服务器，应用服务器解析接收到的数据，识别报警类型和报警信息；
8、步骤5，应用服务器根据报警信息，触发相应的联动控制指令，下发至对应的家用设备，家用设备根据接收到的指令，执行相应操作；
9、步骤6，家用设备将执行结果通过lorawan网络上报至lorawan网络服务器和应用服务器，用户通过远程终端监控家用设备的工作状态和报警信息。
10、本发明技术方案的进一步改进在于：所述步骤1中，家用设备与lorawan网络服务器的同步及连接过程为：
11、步骤101，选择与lorawan协议兼容的网关，安装lorawan网关，确保信号覆盖范围和信号质量，并连接lorawan网关的电源和网络接口，确保网关能够稳定工作，对lorawan网关进行配置，包括设置网关id、网络参数和安全设置，配置lorawan网关支持的频段和通信参数，使lorawan网关与lorawan网络服务器兼容；
12、步骤102，选择lorawan网络服务器，lorawan网络服务器可以是云服务或自建服务器，在lorawan网络服务器上创建lorawan网络和应用，配置lorawan网络参数和安全设置，并配置lorawan网络服务器与lorawan网关之间的通信参数，确保网关能够成功接入并传输数据；
13、步骤103，在lorawan网络服务器上注册并配置家用设备的传感器和执行器，传感器为lorawan漏水检测报警器和lorawan燃气泄漏报警器，执行器为lorawan水表、lorawan电表、lorawan燃气表以及lorawan喷淋器，并为每个家用设备的传感器和执行器分配唯一的标识符和通信参数；
14、步骤104，部署安装传感器和执行器，并将传感器和执行器连接到lorawan模组，根据家用设备的接口和通信协议，配置lorawan模组的相关参数，确保能够正确传输数据；
15、步骤105，在lorawan模组中配置与传感器和执行器相关的参数，将家用设备的连接状态同步到lorawan网络服务器；
16、步骤106，对部署完成的家用设备进行测试，确保传感器和执行器正常工作，使其与lorawan模组间进行正确通信。
17、本发明技术方案的进一步改进在于：所述步骤2中，家用设备相关参数及通信模式的配置过程为：
18、步骤201，在lorawan网络服务器中，创建应用id标识家用设备所属的应用程序，并输入匹配家用设备的设备eui，再输入分配给对应家用设备的应用eui和应用密钥；
19、步骤202，配置家用设备对应的通信模式，通信模式分为class a和class c，其中，class a是低功耗、周期性唤醒的模式，适合大多数低功耗应用；class c是持续连接的模式，适合需要实时通信的应用；
20、步骤203，验证配置参数，确认配置参数无误后，将配置参数保存至lorawan模组中。
21、本发明技术方案的进一步改进在于：所述步骤3中，家用设备类型的区分过程为：
22、步骤301，基于家用设备的lorawan漏水检测报警器或燃气泄漏报警器，监测对应的环境参数，一旦传感器检测到漏水或燃气泄漏的异常，立即触发报警信号；
23、步骤302，传感器的报警信号传递至与之相连的lorawan模组，接收报警信号，将lorawan模组从低功耗的休眠状态唤醒，并生成与报警信号相匹配的数据包，所述数据包包含家用设备的类型、传感器id、异常类型、时间戳信息；
24、步骤303，根据预定义的私有协议对数据包进行封装，并将封装好的数据包通过lorawan网络发送至lorawan网络服务器，若漏水检测器检测到异常，私有协议任务包括关闭水表阀门和切断电源，若燃气泄漏检测器检测到异常，私有协议任务包括关闭燃气表、切断电源和打开喷淋器；
25、步骤304，lorawan网络服务器接收lorawan模组发送的数据包，并对数据包进行解析，通过解析数据包中的家用设备类型信息，区分出触发报警信号的家用设备传感器和家用设备；
26、步骤305，根据预设的燃气泄漏检测和漏水检测阈值，结合确定的触发报警信号的家用设备传感器，分别获取燃气异常评估系数和漏水异常评估系数，对触发的报警信号进行异常评估，确定其异常等级和严重性，其中，异常等级分为高异常等级、中异常等级以及无异常等级。
27、本发明技术方案的进一步改进在于：所述燃气异常评估系数的表达方式为：
28、
29、其中，rg表示燃气异常评估系数，c表示燃气表读数，t1和t2表示预设的燃气浓度阈值，当c≤t1时，表示处于无异常等级，rg＝0，当t1<c≤t2时，表示处于中异常等级，rg线性增加，使异常等级和严重性逐渐升高，当c>t2时，表示处于高异常等级，rg＝1。
30、本发明技术方案的进一步改进在于：所述漏水异常评估系数的表达方式为：
31、
32、其中，rl表示漏水异常评估系数，l表示水表读数，t3和tn表示预设的漏水量阈值，当l≤t3时，表示处于无异常等级，rl＝0，当t3<l≤tn时，表示处于中异常等级，当l>tn时，表示处于高异常等级，rl＝1。
33、本发明技术方案的进一步改进在于：所述步骤4中，报警类型和报警信息的识别过程为：
34、步骤401，家用设备通过lorawan技术将数据发送到附近的lorawan网关，lorawan网关通过lorawan协议透明传输数据，将数据包转发至lorawan网络服务器；
35、步骤402，lorawan网络服务器接收到数据后，根据应用配置将数据路由到相应的应用服务器，应用服务器接收lorawan网络服务器转发的数据包后，进行数据解析，识别并判断是否存在报警信息；
36、步骤403，识别出报警信息，从数据包中提取家用设备类型、传感器id、异常类型和时间戳信息，并根据家用设备类型识别报警类型和异常等级，根据异常类型和异常级别，进一步分析和处理报警信息。
37、本发明技术方案的进一步改进在于：所述步骤5中，联动控制指令的触发及下发过程为：
38、步骤501，根据识别出的报警信息和预设的联动规则，确定需触发的联动控制指令，并由应用服务器生成相应的联动控制指令，联动控制指令包括关闭水表阀门、切断电源、关闭燃气表和打开喷淋器；
39、步骤502，应用服务器通过lorawan网络服务器，将联动控制指令下发至对应的家用设备；
40、步骤503，家用设备通过lorawan技术接收来自网络服务器的联动控制指令，并进行解析，家用设备验证指令的有效性后，执行相应的操作；若联动控制指令是关闭水表阀门，则执行关闭水表阀门的操作，若联动控制指令是切断电源，则执行切断电源的操作，若联动控制指令是打开喷淋器，则执行打开喷淋器的操作。
41、本发明技术方案的进一步改进在于：所述步骤6中，家用设备工作状态和报警信息的监控过程为：
42、步骤601，家用设备在执行完相应的操作后，生成包含执行结果的反馈数据包，反馈数据包中包含设备id、执行指令的标识、执行成功或失败结果的状态码、执行时间、当前状态信息；
43、步骤602，家用设备使用lorawan协议将反馈数据包封装，并对数据包进行加密，通过lorawan无线信道发送至lorawan网关，lorawan网关在接收到数据后，通过lorawan网络将数据转发至lorawan网络服务器；
44、步骤603，lorawan网络服务器接收到数据包后，对其进行解密和验证，并根据需要将其转发至对应的应用服务器；
45、步骤604，用户通过远程终端，如手机应用、网页连接至应用服务器，实时监控家用设备的工作状态和报警信息。
46、由于采用了上述技术方案，本发明相对现有技术来说，取得的技术进步是：
47、1、本发明提供基于lorawan技术的双通道家用设备联动控制方法，lorawan技术为家用设备提供了长距离、低功耗的通信能力，使得设备之间可以迅速、稳定地传递信息，当相关的传感器触发报警时，可立即启动双通道联动控制机制，关闭燃气阀门、切断电源等，从而有效防止潜在的安全隐患，及时的响应和处理，极大地增强了家庭的安全性。
48、2、本发明提供基于lorawan技术的双通道家用设备联动控制方法，lorawan技术的低功耗和快速响应特性使得基于该技术的双通道家用设备联动控制方法能够快速响应紧急情况，当家用设备检测到报警信息时，应用服务器可以迅速生成联动控制指令，并通过lorawan网络将指令下发至家用设备，家用设备执行指令后，将执行结果上报至服务器，实现了从报警到采取控制措施的高效闭环，这种快速响应能力对于火灾、漏水等紧急情况至关重要，有助于最大程度地减少损失。
49、3、本发明提供基于lorawan技术的双通道家用设备联动控制方法，lorawan技术具有低成本和高效率的通信方案，适用于大规模家庭设备的联动控制，相比于传统的通信技术，lorawan网络的部署和维护成本较低，同时能够支持大规模设备的连接，通过lorawan网络连接的家用设备可实现统一管理和监控，应用服务器作为重要节点，接收和处理来自家用设备的数据，并提供丰富的远程管理功能，不仅提高了家庭设备的管理效率，还为用户提供了更加便捷的智能生活体验。
1.基于lorawan技术的双通道家用设备联动控制方法，其特征在于：包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于lorawan技术的双通道家用设备联动控制方法，其特征在于：所述步骤1中，家用设备与lorawan网络服务器的同步及连接过程为：
3.根据权利要求2所述的基于lorawan技术的双通道家用设备联动控制方法，其特征在于：所述步骤2中，家用设备相关参数及通信模式的配置过程为：
4.根据权利要求3所述的基于lorawan技术的双通道家用设备联动控制方法，其特征在于：所述步骤3中，家用设备类型的区分过程为：
5.根据权利要求4所述的基于lorawan技术的双通道家用设备联动控制方法，其特征在于：所述燃气异常评估系数的表达方式为：
6.根据权利要求4所述的基于lorawan技术的双通道家用设备联动控制方法，其特征在于：所述漏水异常评估系数的表达方式为：
7.根据权利要求4所述的基于lorawan技术的双通道家用设备联动控制方法，其特征在于：所述步骤4中，报警类型和报警信息的识别过程为：
8.根据权利要求7所述的基于lorawan技术的双通道家用设备联动控制方法，其特征在于：所述步骤5中，联动控制指令的触发及下发过程为：
9.根据权利要求8所述的基于lorawan技术的双通道家用设备联动控制方法，其特征在于：所述步骤6中，家用设备工作状态和报警信息的监控过程为：
