[發明專利]一種主從式無線傳感器的數據同步采集方法與系統

有效

• 申請號: 201910769376.1
• 申請日: 2019-08-20
• 公開（公告）號: CN110493744B
• 公開（公告）日: 2022-02-01
• 發明（設計）人: 陳磊;韓捷;雷文平;李凌均;王麗雅;孫浩
• 申請（專利權）人: 鄭州大學;鄭州恩普特科技股份有限公司;韓捷
• 主分類號: H04W4/38
• 分類號: H04W4/38;H04W56/00;H04J3/06
• 代理公司: 鄭州睿信知識產權代理有限公司 41119
• 代理人: 吳敏;黃晶

本發明涉及一種主從式無線傳感器的數據同步采集方法與系統，屬于設備故障狀態監測領域，其中主傳感器負責發送同步信號，從傳感器的副處理器負責與主傳感器和副傳感器的主處理器進行通信，通過各從傳感器的副處理器的物理層接收到同步信號時，物理層解析出同步信號的幀頭，并根據該幀頭向主處理器發送中斷信號，各主處理器根據接收的中斷信號開始同步采集。相對于現有技術，由主傳感器發送至從傳感器的同步信號，不必由物理層傳輸到應用層，而是直接在物理層進行處理后發出中斷信號，使各主處理器開始同步采集，隨機累計誤差非常小，能夠保證各主處理器開始采集數據的時刻同步，提高同步精度。

技術領域

本發明屬于設備故障狀態監測領域，具體涉及一種主從式無線傳感器的數據同步采集方法與系統。

背景技術

隨著故障診斷技術的不斷發展，無線傳感網絡越來越多的應用到設備的故障狀態監測中。在對設備進行故障診斷時，往往需要多個傳感器進行數據同步采集，以滿足多傳感器信息融合的要求。如圖1所示的無線傳感網絡，包括一個主傳感器和n個從傳感器，現階段針對該無線傳感網絡的時間同步問題，往往采用對各個傳感器內部節點時鐘的時間校準，以對時協議的方式完成多個傳感器的同步對時，其網絡從物理層到應用層，再解析補償，完成數據同步采集。其復雜的網絡層次結構使隨機累計誤差較大，如采用IEEE1588對時協議，其時鐘同步精度在us級別，考慮在無線傳感器中CPU多以低功耗MCU為主，主頻也更低，其時鐘同步精度會進一步的降低。因此，現有技術的時鐘同步方法對時誤差較大，同步精度不能滿足應用要求。

發明內容

本發明的目的是提供一種主從式無線傳感器的數據同步采集方法與系統，用于解決現有技術采用對時協議完成時鐘同步的精度低、導致同步采集數據誤差大的問題。

基于上述目的，一種主從式無線傳感器的數據同步采集方法的技術方案如下：

主傳感器分別與各從傳感器通信連接，各從傳感器均包括主處理器和副處理器，該方法包括以下步驟：

主傳感器向各從傳感器的副處理器發送同步信號，該同步信號中包括主傳感器發送同步信號時的時間信息；

各從傳感器的副處理器中的物理層接收到所述同步信號時，物理層解析出同步信號的幀頭，并根據該幀頭向主處理器發送中斷信號；各主處理器根據接收的中斷信號進行同步采集。

基于上述目的，一種主從式無線傳感器的數據同步采集系統的技術方案如下：

主傳感器分別與各從傳感器通信連接，各從傳感器均包括主處理器和副處理器，其中，主傳感器用于向各從傳感器的副處理器發送同步信號，該同步信號中包括主傳感器發送同步信號時的時間信息；

對于各從傳感器，其副處理器中的物理層接收到所述同步信號時，物理層解析出同步信號的幀頭，并根據該幀頭向主處理器發送中斷信號；各主處理器根據接收的中斷信號進行同步采集。

上述兩個技術方案的有益效果是：

本發明的數據同步采集方法和系統中，主傳感器負責發送同步信號，從傳感器的副處理器負責與主傳感器和主處理器進行通信，通過各從傳感器的副處理器的物理層接收到同步信號時，物理層解析出同步信號的幀頭，并根據該幀頭向主處理器發送中斷信號，各主處理器根據接收的中斷信號開始同步采集。相對于現有技術，由主傳感器發送至從傳感器的同步信號，不必由物理層傳輸到應用層，而是直接在物理層進行處理后發出中斷信號，使各主處理器開始同步采集，隨機累計誤差非常小，能夠保證各主處理器開始采集數據的時刻同步，提高同步精度。

具體的，所述幀頭包含有幀起始界定符，該幀起始界定符的狀態位輸出引腳與主處理器的外部中斷引腳連接，用于根據幀起始界定符的狀態輸出所述中斷信號。