[發(fā)明專利]晶振自適應時鐘同步方法及系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202111195095.3
• 申請日: 2021-10-14
• 公開（公告）號: CN113645683B
• 公開（公告）日: 2021-12-24
• 發(fā)明（設計）人: 孫東輝;徐兵;姜東興
• 申請（專利權(quán)）人: 昂科信息技術(shù)（上海）股份有限公司;安徽省立醫(yī)院（中國科學技術(shù)大學附屬第一醫(yī)院）
• 主分類號: H04W52/02
• 分類號: H04W52/02;H04W56/00;H04J3/06
• 代理公司: 上海段和段律師事務所 31334
• 代理人: 李佳俊;郭國中

本發(fā)明提供了一種晶振自適應時鐘同步方法及系統(tǒng)，包括：每隔第一預設時間喚醒一次傳感器，在預設的接收等待窗口內(nèi)等待獲取來自基站的時鐘同步信標，直至收到時鐘同步信標并完成時鐘同步；將所述接收等待窗口變更為傳感器的時間偏差最大值D，每隔第二預設時間喚醒一次傳感器，在變更后的所述接收等待窗口內(nèi)等待獲取來自基站的時鐘同步信標；根據(jù)每次二次同步計算得到第三預設時間，每隔第三預設時間喚醒一次傳感器，在變更后的所述接收等待窗口內(nèi)等待獲取來自基站的時鐘同步信標，完成時鐘同步并返回睡眠狀態(tài)，否則返回初始化同步。能夠自適應晶振個體的頻率穩(wěn)定度隨工作環(huán)境溫度、時間等因素的變化而變化，以減少對時頻次。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及時鐘同步技術(shù)領(lǐng)域，具體地，涉及一種晶振自適應時鐘同步方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

物聯(lián)網(wǎng)傳感器常常需要與基站進行時間同步，保證時間對時準確。專利文獻CN105142210A公開了一種用于無線傳感網(wǎng)的實時時鐘同步校準方法及傳感器。為了省電，需要能夠越準確地在規(guī)定的時間窗口內(nèi)喚醒，完成工作，并快速進入休眠省電模式，避免因當心錯過時間窗口而過早喚醒所導致的額外功耗。

要想讓傳感器時間越準，就要越頻繁地喚醒對時，也會消耗掉更多的電，因此通常的做法是選用頻率穩(wěn)定度更高的晶振。頻率穩(wěn)定度是指在規(guī)定的工作溫度范圍內(nèi)，與標稱頻率允許的偏差(百萬分之一)，用ppm表示，如±20ppm、±10ppm，甚至±1ppm，頻率穩(wěn)定度越高，單位時間內(nèi)的時間漂移量就越少，因此就不需要那么頻繁的對時。當然頻率穩(wěn)定度相同的晶振，個體的頻率偏差值在不同的溫度環(huán)境下還是會有所不同的，再考慮到老化率，在不同的使用階段，也會有所變化，即使采用各種溫度補償和老化補償算法，還是無法消除這些影響因素。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種晶振自適應時鐘同步方法及系統(tǒng)。

根據(jù)本發(fā)明提供的一種晶振自適應時鐘同步方法，包括：

初始化同步步驟：每隔第一預設時間喚醒一次傳感器，在預設的接收等待窗口內(nèi)等待獲取來自基站的時鐘同步信標，直至收到時鐘同步信標并完成時鐘同步；

二次同步步驟：將所述接收等待窗口變更為傳感器的時間偏差最大值D，每隔第二預設時間喚醒一次傳感器，在變更后的所述接收等待窗口內(nèi)等待獲取來自基站的時鐘同步信標，所述二次同步步驟執(zhí)行N次，N為自然數(shù)，直至收到時鐘同步信標并完成時鐘同步；

計算步驟：根據(jù)每次二次同步前的傳感器時間Xi和同步后的實際糾偏量ΔXi，i=1…N，計算傳感器時間Xi的算術(shù)平均值，實際糾偏量ΔXi的算術(shù)平均值，以及實際糾偏量ΔXi的標準差，從而得到單位時間時鐘糾偏量平均值μ/(t+μ)，單位時間時鐘糾偏量的標準差σ/(t+μ)；

三次同步步驟：根據(jù)單位時間時鐘糾偏量平均值和所述單位時間時鐘糾偏量的標準差計算得到第三預設時間，每隔第三預設時間喚醒一次傳感器，在變更后的所述接收等待窗口內(nèi)等待獲取來自基站的時鐘同步信標，若收到時鐘同步信標，則完成時鐘同步并返回睡眠狀態(tài)，若沒有收到時鐘同步信標，則返回所述初始化同步步驟。

優(yōu)選地，所述初始化同步步驟還包括：所述傳感器喚醒后發(fā)送時鐘同步廣播請求，然后經(jīng)過預設睡眠時間后再次醒來接收在所述時鐘同步廣播請求中約定時間間隔后的時鐘同步信標。

優(yōu)選地，所述初始化同步步驟還包括：基站收到所述時鐘同步廣播請求時，向后端系統(tǒng)報告所述時鐘同步廣播請求的信號強度，由后端系統(tǒng)根據(jù)信號強度選擇基站，在所述約定時間間隔后回復所述時鐘同步信標

優(yōu)選地，所述后端系統(tǒng)選擇的基站為多個，多個基站在所述接收等待窗口內(nèi)按照信號強度順序回復。

優(yōu)選地，所述第二預設時間的計算方式包括：T5=[(D-B)/A/C]*C-T4，其中，T5為第二預設時間的時間長度，B為基站間的時鐘最大偏差，A為傳感器的晶振頻率穩(wěn)定度，C為基站發(fā)送時間同步信標的時間間隔，T4為傳感器從睡眠狀態(tài)進入接收狀態(tài)的所需時間。