[發明專利]一種用于智能設備網絡的時間同步方法以及裝置

有效

• 申請號: 201610034654.5
• 申請日: 2016-01-19
• 公開（公告）號: CN105703868B
• 公開（公告）日: 2018-11-30
• 發明（設計）人: 倪茂昌;王海龍;張宇;王雅哲
• 申請（專利權）人: 中國科學院信息工程研究所
• 主分類號: H04J3/06
• 分類號: H04J3/06
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 李相雨

本發明公開一種用于智能設備網絡的時間同步方法以及裝置。其中，所述方法包括：將請求時間同步命令包發送至所述智能設備網絡中的智能設備父節點；接收來自所述智能設備父節點的響應數據包，所述響應數據包包括所述智能設備父節點所處的時隙序號；以及根據所述智能設備父節點所處的時隙序號設置自身的定時器中斷，使得自身的時隙序號與所述智能設備父節點所處的時隙序號一致，從而與所述智能設備父節點時間同步。本發明基于IEEE 802.15.4協議，并采用EDFTS時間同步協議，解決現有的智能設備網絡中用于時間同步的報文數量和交互次數過高，從而占用太多通信帶寬，且功耗過大的問題。

技術領域

本發明涉及智能設備通信技術領域，具體地，涉及一種用于智能設備網絡的時間同步方法以及裝置。

背景技術

近年來，智能設備越來越被人們所重視，其相關的研究和產品應用不斷地推出。所謂智能設備就是指任何一種具有計算處理能力的設備，并且這些設備可以利用局部網絡或互聯網等通信技術與其它設備、控制器或人員互聯在一起，從而實現監測、控制等相關功能的應用。

智能設備之間可以通過GSM網絡、Bluetooth、WiFi網或無線射頻網絡實現通信。其中，基于GSM網絡通信的智能設備的通信成本較高，但是網絡覆蓋的范圍較大，適合一些距離較遠，通信頻率和數據量不高的領域。基于Bluetooth的智能設備通信成本小，功耗低，但是通信的距離太短，適用于可穿戴設備等通信距離短的領域。WiFi需要有個WiFi路由器協同整個局域網絡的智能設備間的通信，網絡的覆蓋范圍也不是很大。作為實現萬物互聯的重要途徑之一，正發揮著越來越重要的作用。而無線射頻網絡與傳統的無線通信不同，無線多跳射頻網絡兼具功耗小和成本低等優點，通信距離也遠大于Bluetooth牙和WiFi。因此，實現基于無線射頻通信的智能設備，具有廣闊的市場需要和應用前景。因此，設計智能設備時，為了實現智能設備間通信任務的同時盡可能的降低功耗，可以基于IEEE802.15.4協議標準實現智能設備之間的組網。

“IEEE802.15.4”標準是由IEEE802.15工作組中的任務組4制定，它是專門針對低速無線個域網絡(Low-rate Wireless Personal Area Network,LR-WPAN)制定的標準，它將低速率、低功耗、低成本作為重點實現目標，旨在為個人或家庭范圍內不同設備之間低速互連提供統一標準。由于由它定義的LR-WPAN與智能設備網絡有大量相似特征，因此，國內外很多高校、科研單位將它作為智能設備之間的通信標準。但是，在參考該標準時不能完全照搬，在實際的智能設備網絡的實現上，該標準仍有許多需要改進和優化的地方。

在有許多智能設備組成的智能設備網絡中，我們把每一個智能設備稱之為節點，時間同步是指把智能設備網絡中各個節點的時鐘同步，時間同步技術是智能設備組網的一項重要的關鍵技術，其同步的精度對智能設備節點間的數據通信質量有著至關重要的影響。在無線局域網絡時間同步算法研究上，已有不少成果。例如，NTP(Network TuneProtocol)、DMTS(Delay Measurement Time Synchronization)FTSP(Flooding TimeSynchronization Protocol)、TPSN(Time Synchronization Protocol for SensorNetwork)、RBS(Reference Broadcast Synchronization)，這些無線局域網的時間同步協議，都需要設計專門的時間同步報文，而且需要兩個同步節點多次交互才能完成。隨著報文數量和交互次數的增多必然會占用無線通信帶寬,增加網絡的通信負擔，尤其在基于超幀結構通信的無線局域網中，競爭接入時段CAP(Contention Access Period)的帶寬有限，這些用于時間同步的數據通信，既造成了有效通信帶寬的減小，同時也增加了功耗。

發明內容