一、总的数据结构
（图1）
二、Radio PHY layer（射频物理层）
1、Preamble、PHDR、PHDR_CRC、CRC都是硬件生成，无需软件参与，需要软件参与PHYPayload部分。
2、CRC校验只出现在上行链路消息中。其中PHDR、PHDR_CRC、CRC都是射频芯片用于校验数据的完整性和一致性用的，并非用户生成的数据。
三、MAC层数据
由图1可以看到，MAC层数据是作为PHYPayload存在的。MIC为4个字节的校验码
（一）MHDR
MHDR为1个字节（字节是二进制数据的单位，一个字节包含八位的二进制数），
MType表示消息类型，Major表示的是激活过程中使用的数据消息格式。
（二）MACPayload
1、FHDR
MAC负载头是由DevAddr（4个字节）、FCtrl（1个字节）、FCnt（2个字节）、FOpts（0~15个字节，大部分情况是0字节）组成的。
1.1 帧控制字节FCtrl
下行时：
上行时：
①ADR：自适应数据速率（Adaptive Data Rate）控制字段。ADR被置位，网络就会通过相应的MAC命令来控制终端设备的数据速率；ADR位可以根据需要通过终端及网络来设置或取消，能帮助终端延长电池寿命和扩大网络容量。
②ADRACKreq：ADR请求响应位。当终端开启ADR模式后，被网络优化过的数据速率高于自己默认的数据速率，终端需要定期检查网络仍能收到上行数据。当终端一直没收到下行回复时，就要置高ADRACKreq，让网关下发命令使终端切换到更低速率。
③ACK：消息确认位。当收到confirmed类型消息时，要进行应答。
④FPending：帧挂起位。只在下行交互中使用，表示网关还有数据挂起等待下发。此时要求终端尽快发送上行数据来打开接收窗口。
⑤FOptsLen表示整个帧可选项（FOpts）的字段长度。
1.2 帧计数器FCnt
每个终端有两个计算器跟踪数据帧的个数，一个是上行链路计数器（FCntUp）,由终端产生并维护；另一个是下行链路计数器（FCntDown），由服务器产生并维护。
终端在相同应用和网络秘钥下，不能重复用相同的FCntUp数值，除非是重传。
1.3 MAC配置命令（帧可选项，FOpts）
①一帧数据中可以包含任何MAC命令，MAC命令既可以放在FOpts中，也可以放在FRMPayload中。但不能出现两个字段都携带MAC命令，如果出现了，设备会丢掉该组数据。
②如果FOptsLen=0时，FOpts字段不存在为空；
FOptsLen！=0，Fopts字段存在，Fopts过程不加密；如果存在FOpts字段，端口0不能使用（FPort必须是不存在或不等于0）。
1.4 端口字段FPort
帧负载字段（FRMPayload）不为空时，端口号也不能为空。此时若FPort=0，表示FRMPayload只包含了MAC命令。
1.5 帧负载FRMPayload
如果帧数据中包含payload，要先对FRMPayload进行加密，再计算消息的一致性校验码（MIC）
（三）MIC
MIC为消息校验码，要计算消息中所有字段
四、入网请求包数据
图1所示的是一帧完整的通讯数据，但我们使用单片机来接收时都被硬件处理了，实际得到的数据是PHYPayload这块儿。
从串口工具那边看到设备上电后发出的第一帧数据包，可以知道是为入网请求包：
根据LoRaWAN协议，Join Request的数据包格式为：
（图2）
对该串数据的各值进行解析（低位在前高位在后）
1、首先第一个字节是MHDR（0x00）,二进制表示0000 0000，则MType=000，RFU=000，Major=00。（MType=000，表示数据包类型为Join request）
2、接下来的八个字节为AppEUI：01002a00c024e124。按照低位在前高位在后，可以解析出设备的AppEUI值为：24e124c0002a0001
3、下面的八个字节为DevEUI：742510931164e124，可以解析出设备的DevEUI值为：24e1641193102574
4、最后的两个字节9a47为DevNouce，这是一个随机数，作用是用来生成NwkSkey和AppSkey两个会话秘钥。
五、入网确认包数据
终端设备上电后向网关发送入网请求包之后，入网成功的话会受到NS下发的Join Accept包
对NS发出的该串数据进行解析（低位在前高位在后）
（图3）
1、MHDR为0x20，二进制表示为0010 0000，则MType=001，RFU=000，Major=00。（MType=001，表示数据包类型为Join Accept）
2、AppNonce也是一个随机数，用于终端得到两个会话密钥NwkSKey和AppSKey
3、NetID：030201，即网络标识符NetID为010203，产生AppSKey、NwkSKey 会用到
4、DevAddr：704a3306，即设备的DevAddr为06334a70。DevAddr是终端的短地址，在数据通讯时，使用的是终端短地址
5、DLSettings：00，00000000
①RX1DRoffset位域：用来设置上行数据速率和RX1下行数据速率的偏移量。默认情况下偏移量为0（意思就是上行数据速率与下行数据速率相等）
②RX2DataRate位域：设置的是终端第二个接收窗口（RX2）下行的数据速率，0代表DR1/125kHZ
6、RxDelay：从发送完成到打开RX1接收窗口的时间，01表示lora发送完数据,1s之后打开第一个接收窗口RX1
7、CFList：服务器将信道列表带给终端。一旦CFList出现，就会用它里面的信道替换节点上除了3个默认信道以外的信道，新的信道立刻可用并被终端用来通信
♦♦♦下行的join-accept消息数据在终端看到是有经过加密的（需要用存于终端与服务器两边的AppKey对其进行解密），所以从串口log打印只能看出这是一个入网确认包，以及MIC值是多少。
六、终端上报数据解析
从串口获取一串定期上报的数据来进行解析
（图4）
1、MHDR为0x40，二进制表示为0100 0000，则MType=010，RFU=000，Major=00。（MType=010，表示数据包类型为Unconfirmed Data Up，非确认上行包）
2、DevAddr：d4b3ed07，即设备的DevAddr为07edb3d4
3、FCtrl：80，二进制表示为1000 0000。可看出设备只开启了ADR模式，发送的数据为不确认包；FOptsLen =0，所以Fopts字段不存在
4、Fcnt：1000，即0x00，0x10，化成十进制为16，即Fcnt值为16，该数据包的上行帧计数为16
5、因为FOptslen=0，所以Fopts字段不存在，为空
6、FPort：55，化成十进制为85，即lora使用的端口是85
7、FRMPayload：帧负载值为fb9ca3127a7b
8、MIC校验值为762a800e
七、网关下发数据解析
（图5）
1、MHDR为0x60，二进制表示为0110 0000，则MType=011，RFU=000，Major=00。（MType=010，表示数据包类型为Unconfirmed Data Down，非确认下行包）
2、DevAddr：7b67ab07，即设备的DevAddr为07ad677b
3、FCtrl：a5，二进制表示为1010 1001。可看出设备开启了ADR和ACK；
FOptsLen =5，所以Fopts字段存在，且长度为5
3、FCnt：0300即0x00，0x03，化成十进制值也是3，即Fcnt值为3，该数据包的下行帧计数为3
4、FOpts：033800ff01。 因为FOptsLen =5，所以FOpts的字节长度为5，FOpts中存放的是MAC命令（PFort字段为空，且FRMPayload字段也为空）
①该条MAC命令的CID是3（0x03）,所以网关发送的命令是LinkADRReq，用于调整可以调整终端的数据速率
②LinkADRReq的数据格式：
③DataRate_TXPower数据格式：
即DataRate=3，对应为SF7/125kHZ
TXPower=8,对应的最大发射功率为14dBm
④ChMask：00ff，即通道掩码是ff00
6、MIC：f3191031