[發(fā)明專利]一種物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710385315.6
• 申請日: 2017-05-26
• 公開（公告）號: CN107105059A
• 公開（公告）日: 2017-08-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳嶺;徐高揚
• 申請（專利權(quán)）人: 太倉美克斯機械設(shè)備有限公司
• 主分類號: H04L29/08
• 分類號: H04L29/08;H04J3/06;H04L29/06
• 代理公司: 常州市權(quán)航專利代理有限公司32280
• 代理人: 袁興隆

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及網(wǎng)絡(luò)通信裝置技術(shù)領(lǐng)域，更具體地涉及一種物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)。

背景技術(shù)

物聯(lián)網(wǎng)是新一代信息技術(shù)的重要組成部分，物聯(lián)網(wǎng)就是物物相連的互聯(lián)網(wǎng)。這有兩層意思:其一，物聯(lián)網(wǎng)的核心和基礎(chǔ)仍然是互聯(lián)網(wǎng)，是在互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)上的延伸和擴展的網(wǎng)絡(luò);其二，其用戶端延伸和擴展到了任何物品與物品之間，進行信息交換和通信，也就是物物相息。物聯(lián)網(wǎng)是互聯(lián)網(wǎng)的延伸，包括互聯(lián)網(wǎng)及互聯(lián)網(wǎng)上所有的資源。把傳感器、控制器、機器、人員和物等通過新的方式聯(lián)在一起，形成人與物、物與物相聯(lián)，實現(xiàn)信息化、遠程管理控制和智能化的網(wǎng)絡(luò)。

針對已有的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，為了減少網(wǎng)絡(luò)的重復建設(shè)，希望在現(xiàn)有的主干網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下實現(xiàn)時間同步。因此采用了如下時間同步系統(tǒng)方案。父時鐘通過GPS或北斗模塊與標準時間同步，獲得當前的精確時問。時間同步節(jié)點通過支持交換機與子網(wǎng)中的父時鐘進行時間同步，獲得當前子網(wǎng)內(nèi)的精確時間，完成時間同步。時間同步節(jié)點完成時間同步后，開始進行數(shù)據(jù)采集，將采集到的數(shù)據(jù)加上時間戳，并進行數(shù)據(jù)壓縮，后通過數(shù)據(jù)傳輸子網(wǎng)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)中心，從而實現(xiàn)全網(wǎng)數(shù)據(jù)的精確時間同步。

時間同步是物聯(lián)網(wǎng)分布式測量、定位各系統(tǒng)協(xié)同運轉(zhuǎn)的關(guān)鍵。IEEE1588協(xié)議針對網(wǎng)絡(luò)化、本地化的系統(tǒng)設(shè)計，適用于分布式工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的各種應(yīng)用。IEEE1588協(xié)議可基于標準TCP／IP協(xié)議棧設(shè)計，這極大地擴展了其應(yīng)用范圍。

在現(xiàn)有的研究成果和公開文獻中，尚未發(fā)現(xiàn)基于IEEE1588協(xié)議的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容

1、發(fā)明目的。

本發(fā)明提出了一種物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，基于IEEE1588協(xié)議，適用于分布式工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的各種應(yīng)用場合。

2、本發(fā)明所采用的技術(shù)方案。

本發(fā)明提出的一種物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，其特征在于：以微控制器STM32F407為硬件系統(tǒng)核心，以太網(wǎng)物理層收發(fā)器DP83848進行底層網(wǎng)絡(luò)通信，外設(shè)接口負責對外部信號的發(fā)送或者接收，包括以太網(wǎng)接口、串口。

更進一步，通過觀察輸出的PPS脈沖分析同步精度。

更進一步，電源模塊為系統(tǒng)中所有模塊提供動力。

更進一步，以太網(wǎng)接口用于TCP／IP通信，完成對網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)的接收和發(fā)送。

更進一步，串口用于接收用戶配置的參數(shù)并輸出當前系統(tǒng)信息，用于系統(tǒng)監(jiān)控和調(diào)試。

更進一步，IEEE1588同步過程可以被分為偏移測量和延時測量兩個階段。

更進一步，默認控制時鐘為主時鐘，其他時鐘為從時鐘，以節(jié)約系統(tǒng)運行時間。

更進一步，在本地時鐘接收到有效同步報文后，直接對報文進行解包，解包之后判斷是否接收超時，未超時則繼續(xù)接收跟隨報文，超時則重新接收同步報文。

3、本發(fā)明所產(chǎn)生的技術(shù)效果。

本發(fā)明提出的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，時間同步系統(tǒng)中主時鐘、從時鐘相互發(fā)送各類報文，實現(xiàn)了IEEE1588協(xié)議的精確時間同步，適用于分布式工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的各種應(yīng)用場合。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)硬件連接示意圖。

具體實施方式

實施例

如附圖1所示，物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)硬件連接示意圖。微控制器STM32F407為核心處理器，它通過以太網(wǎng)物理層收發(fā)器DP83848與以太網(wǎng)接口RJ45連接，從而實現(xiàn)與外部工業(yè)以太網(wǎng)的信號發(fā)送或者接收。

微控制器通過串口連接外部信號的發(fā)送或者接收，包括人機交互信息的發(fā)送和接收，以及時間信息的發(fā)送。

以太網(wǎng)物理層收發(fā)器DP83848進行底層網(wǎng)絡(luò)通信。以太網(wǎng)接口用于TCP／IP通信，完成對網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)的接收和發(fā)送。串口用于接收用戶配置的參數(shù)并輸出當前系統(tǒng)信息，用于系統(tǒng)監(jiān)控和調(diào)試。

通過觀察輸出的PPS脈沖分析同步精度。電源模塊為系統(tǒng)中所有模塊提供動力。

IEEE1588同步過程可以被分為偏移測量和延時測量兩個階段。

默認控制時鐘為主時鐘，其他時鐘為從時鐘，以節(jié)約系統(tǒng)運行時間。在本地時鐘接收到有效同步報文后，直接對報文進行解包，解包之后判斷是否接收超時，未超時則繼續(xù)接收跟隨報文，超時則重新接收同步報文。

利用示波器觀察脈沖同步波形，將主時鐘PTP秒脈與從時鐘接收到的脈沖進行比較，主、從機在達到穩(wěn)定同步后，同步誤差可在較長時間控制于100ns之內(nèi)。

以上實施方式僅用于說明本發(fā)明，而并非對本發(fā)明的限制，有關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，還可以做出各種變化和變型，因此所有等同的技術(shù)方案也屬于本發(fā)明的范疇，本發(fā)明的專利保護范圍應(yīng)由權(quán)利要求限定。