CN105703868B - 一种用于智能设备网络的时间同步方法以及装置 - Google Patents

一种用于智能设备网络的时间同步方法以及装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种用于智能设备网络的时间同步方法以及装置。其中，所述方法包括：将请求时间同步命令包发送至所述智能设备网络中的智能设备父节点；接收来自所述智能设备父节点的响应数据包，所述响应数据包包括所述智能设备父节点所处的时隙序号；以及根据所述智能设备父节点所处的时隙序号设置自身的定时器中断，使得自身的时隙序号与所述智能设备父节点所处的时隙序号一致，从而与所述智能设备父节点时间同步。本发明基于IEEE 802.15.4协议，并采用EDFTS时间同步协议，解决现有的智能设备网络中用于时间同步的报文数量和交互次数过高，从而占用太多通信带宽，且功耗过大的问题。

Description

一种用于智能设备网络的时间同步方法以及装置
技术领域
本发明涉及智能设备通信技术领域，具体地，涉及一种用于智能设备网络的时间同步方法以及装置。
背景技术
近年来，智能设备越来越被人们所重视，其相关的研究和产品应用不断地推出。所谓智能设备就是指任何一种具有计算处理能力的设备，并且这些设备可以利用局部网络或互联网等通信技术与其它设备、控制器或人员互联在一起，从而实现监测、控制等相关功能的应用。
智能设备之间可以通过GSM网络、Bluetooth、WiFi网或无线射频网络实现通信。其中，基于GSM网络通信的智能设备的通信成本较高，但是网络覆盖的范围较大，适合一些距离较远，通信频率和数据量不高的领域。基于Bluetooth的智能设备通信成本小，功耗低，但是通信的距离太短，适用于可穿戴设备等通信距离短的领域。WiFi需要有个WiFi路由器协同整个局域网络的智能设备间的通信，网络的覆盖范围也不是很大。作为实现万物互联的重要途径之一，正发挥着越来越重要的作用。而无线射频网络与传统的无线通信不同，无线多跳射频网络兼具功耗小和成本低等优点，通信距离也远大于Bluetooth牙和WiFi。因此，实现基于无线射频通信的智能设备，具有广阔的市场需要和应用前景。因此，设计智能设备时，为了实现智能设备间通信任务的同时尽可能的降低功耗，可以基于IEEE802.15.4协议标准实现智能设备之间的组网。
“IEEE802.15.4”标准是由IEEE802.15工作组中的任务组4制定，它是专门针对低速无线个域网络(Low-rate Wireless Personal Area Network,LR-WPAN)制定的标准，它将低速率、低功耗、低成本作为重点实现目标，旨在为个人或家庭范围内不同设备之间低速互连提供统一标准。由于由它定义的LR-WPAN与智能设备网络有大量相似特征，因此，国内外很多高校、科研单位将它作为智能设备之间的通信标准。但是，在参考该标准时不能完全照搬，在实际的智能设备网络的实现上，该标准仍有许多需要改进和优化的地方。
在有许多智能设备组成的智能设备网络中，我们把每一个智能设备称之为节点，时间同步是指把智能设备网络中各个节点的时钟同步，时间同步技术是智能设备组网的一项重要的关键技术，其同步的精度对智能设备节点间的数据通信质量有着至关重要的影响。在无线局域网络时间同步算法研究上，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)，这些无线局域网的时间同步协议，都需要设计专门的时间同步报文，而且需要两个同步节点多次交互才能完成。随着报文数量和交互次数的增多必然会占用无线通信带宽,增加网络的通信负担，尤其在基于超帧结构通信的无线局域网中，竞争接入时段CAP(Contention Access Period)的带宽有限，这些用于时间同步的数据通信，既造成了有效通信带宽的减小，同时也增加了功耗。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于智能设备网络的时间同步方法以及装置。其中，所述方法基于IEEE 802.15.4协议，并采用EDFTS时间同步协议，解决现有的智能设备网络中用于时间同步的报文数量和交互次数过高，从而占用太多通信带宽，且功耗过大的问题。
为了实现上述目的，本发明提供一种用于智能设备网络的时间同步方法。所述方法包括：将请求时间同步命令包发送至所述智能设备网络中的智能设备父节点；接收来自所述智能设备父节点的响应数据包，所述响应数据包包括所述智能设备父节点所处的时隙序号；以及根据所述智能设备父节点所处的时隙序号设置自身的定时器中断，使得自身的时隙序号与所述智能设备父节点所处的时隙序号一致，从而与所述智能设备父节点时间同步。
可选地，在所述将请求时间同步命令包发送至智能设备父节点之前，所述方法还包括：将入网请求命令帧发送至周围所有的智能设备节点；接收来自所有智能设备节点的节点信息；根据所述节点信息从所有智能设备节点中选择与自身关联的智能设备父节点。
可选地，在所述将请求时间同步命令包发送至智能设备父节点之前，所述方法还包括：采用自身的嵌入式处理器的定时器功能实现超帧工作方式。
可选地，在所述采用自身的嵌入式处理器的定时器功能实现超帧工作方式之后，所述方法还包括：采用基于时间的触发模式实现消息调度机制。
可选地，所述方法还包括：接收来自所述智能设备父节点的数据包，所述数据包包括所述智能设备父节点的时隙序号和被动式时间同步模式标志位；将自身的时隙序号与所述智能设备父节点的时隙序号进行比较，得到比较结果；在自身的时隙序号与所述智能设备父节点的时隙序号不同的情况下，根据所述智能设备父节点的时隙序号设置自身的定时器中断，使得自身的时隙序号与所述智能设备父节点的时隙序号一致，从而与所述智能设备父节点时间同步。
相应地，本发明还提供一种用于智能设备网络的时间同步装置。所述装置包括：第一发送单元，用于将请求时间同步命令包发送至所述智能设备网络中的智能设备父节点；第一接收单元，用于接收来自所述智能设备父节点的响应数据包，所述响应数据包包括所述智能设备父节点所处的时隙序号；以及时间同步单元，用于根据所述智能设备父节点所处的时隙序号设置自身的定时器中断，使得自身的时隙序号与所述智能设备父节点所处的时隙序号一致，从而与所述智能设备父节点时间同步。
可选地，所述装置还包括：第二发送单元，用于将入网请求命令帧发送至周围所有的智能设备节点；第二接收单元，用于接收来自所有智能设备节点的节点信息；选择单元，用于根据所述节点信息从所有智能设备节点中选择与自身关联的智能设备父节点。
可选地，所述装置还包括：采用单元，用于采用自身的嵌入式处理器的定时器功能实现超帧工作方式。
可选地，所述采用单元，还用于采用基于时间的触发模式实现消息调度机制。
可选地，所述装置还包括：第三接收单元，用于接收来自所述智能设备父节点的数据包，所述数据包包括所述智能设备父节点的时隙序号和被动式时间同步模式标志位；比较单元，用于将自身的时隙序号与所述智能设备父节点的时隙序号进行比较，得到比较结果；其中，所述时间同步单元，还用于在自身的时隙序号与所述智能设备父节点的时隙序号不同的情况下，根据所述智能设备父节点的时隙序号设置自身的定时器中断，使得自身的时隙序号与所述智能设备父节点的时隙序号一致，从而与所述智能设备父节点时间同步。
通过上述技术方案，将请求时间同步命令包发送至智能设备父节点；接收来自所述智能设备父节点的响应数据包，所述响应数据包包括所述智能设备父节点所处的时隙序号；以及根据所述智能设备父节点所处的时隙序号设置自身的定时器中断，使得自身的时隙序号与所述智能设备父节点所处的时隙序号一致，从而与所述智能设备父节点时间同步，大大减少了用于时间同步的报文数量和交互次数，从而提高了通信带宽和减少能耗。
附图说明
图1是本发明提供的用于智能设备网络的时间同步方法的流程图；
图2是智能设备节点的超帧工作方式中超帧结构周期的示意图；
图3是智能设备节点的消息调度机制的示意图；
图4是智能设备新节点入网的示意图；
图5是智能设备新节点入网的过程示意图；
图6是本发明一实施例中某时刻父子节点未同步的示意图；
图7是本发明一实施例中时间同步过程的示意图；
图8是本发明一实施例中请求时间同步命令包的格式示意图；
图9是本发明一实施例中时间同步的时序图；
图10是IEEE802.15.4协议的PHY层的框架图；
图11是IEEE802.15.4协议的MAC层的框架图；
图12是本发明提供的用于智能设备网络的时间同步装置的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
图1是本发明提供的用于智能设备网络的时间同步方法的流程图。如图1所示，本发明提供的用于智能设备网络的时间同步方法包括：在步骤S101中，将请求时间同步命令包发送至所述智能设备网络中的智能设备父节点。接着，在步骤S102中，接收来自所述智能设备父节点的响应数据包，所述响应数据包包括所述智能设备父节点所处的时隙序号。最后，在步骤S103中，根据所述智能设备父节点所处的时隙序号设置自身的定时器中断，使得自身的时隙序号与所述智能设备父节点所处的时隙序号一致，从而与所述智能设备父节点时间同步。具体地，智能设备子节点向智能设备父节点发送请求时间同步命令包；所述智能设备父节点接收并解析所述请求时间同步命令包，及根据解析结果向所述智能设备子节点发送响应数据包，所述响应数据包包括所述智能设备父节点所处的时隙序号；以及所述智能设备子节点根据所述智能设备父节点所处的时隙序号设置自身的定时器中断，使得自身与所述智能设备父节点达到时间同步。藉此，解决现有的智能设备网络中用于时间同步的报文数量和交互次数过高，从而占用太多通信带宽，且功耗过大的问题。
具体地，在步骤S101中将请求时间同步命令包发送至智能设备父节点之前，所述方法还包括：采用自身的嵌入式处理器的定时器功能实现超帧工作方式。更为具体地，超帧工作方式指的是智能设备节点按照超帧结构周期进行工作。一个超帧结构周期包括竞争接入时段(CAP)、非竞争接入时段(GTS)和不活跃时段这三个部分。图2是智能设备节点的超帧工作方式中超帧结构周期的示意图。如图2所示，在具体的应用中，将一个超帧结构周期分为N个等长的超帧时隙，其中，X个连续的超帧时隙位于超帧结构周期的开头，作为竞争接入时段(CAP)，Y个分散的超帧时隙位于第X+1个超帧时隙至第N-1个超帧时隙之间，作为GTS，该GTS中的数目Y和何时起来工作由资源分配表来配置，第N个超帧时隙作为不活跃时段。在具体的实施方式中，定义一个全局变量Slot，且其初始值为0，通过设置微处理器的定时器，指定定时器每隔一个超帧时隙的时间Tslot中断一次，并且在该定时器的中断函数对全局变量Slot进行软件处理：Slot＝(Slot+1)mod N。这样，全局变量Slot的值就可以用作指示当前智能设备节点处于超帧结构周期中的哪个时段。然后，设置智能设备节点的工作状态。当0<Slot<X时，通过IEEE802.15.4协议的PHY层的相关函数配置智能设备节点处于正常的收发状态，当Slot>＝X时，首先，对照资源分配表，若当前的Slot值存在于资源分配表中，则智能设备节点起来工作完成指定的收发功能，否则智能设备节点进入休眠状态等待下一个超帧结构周期的到来。藉此，避免造成资源浪费以及功耗过大的问题。
在具体的应用中，在所述采用自身的嵌入式处理器的定时器功能实现超帧工作方式之后，所述方法还包括：采用基于时间的触发模式实现消息调度机制。具体地，在智能设备网络中，智能设备节点之间要基于超帧结构周期通信，必须设计一个要求在精确的超帧时隙执行某个任务的消息调度机制。对于如何控制这种复杂行为,采用基于时间的触发模式来实现消息调度机制。首先，设计数据结构。通过以下程序代码来实现发射数据队列和接收数据队列：
ypedef struct QNode{
u8data_head[4]；//寄存器头描述字段
u8data_content[64]；//发送或接收数据包
struct QNode*next；//指向下一个队列元素的指针
}QNode；
typedef struct LinkQueue{
QNode*front；//队头
QNode*rear；//队尾
int length；//长度
}LinkQueue；
//消息队列寄存器定义
LinkQueue*MsgSendQueue；//发送队列
LinkQueue*MsgReceiveQueue；//接收队列
为了更形象地描述发射数据队列和接收数据队列，采用表1描述发射数据队列，采用表2描述接收数据队列。表1和表2如下所示：
表1
表2
图3是智能设备节点的消息调度机制的示意图。如图3所示，在具体的实施方式中，一旦有发射任务时，将发射数据包元素封装完成，其中，数据包元素包括数据的发射功率、发射时段、发射时隙以及发射信道。然后，将封装完成后的发射数据包元素添加到发射队列中，发射队列中所有的消息元素基于寄存器头描述字段中的SendSlot进行排序。当有接收数据到来时，会将接收到的数据包括接收信道、接受时隙、RSSI值以及数据包封装成接收数据消息元素，然后添加到接收队列中去。
消息调度机制采用时间触发执行，即在上文描述的定时器中断中，每隔一个超帧时隙就会检测寄存器中发射数据队列和接收数据队列。一旦在发射数据队列中寄存器头描述字段中的SendSlot值等于当前的Slot值就会将该发射消息出队处理，并且当寄存器头描述字段中的SendPeriod等于0时，会执行相应的发射任务。如果SendPeriod不为0，则将SendPeriod减1后再次加入到发射队列中去等待下次处理。接收队列处理相对简单，出队判断接收数据的类型，然后执行相应的处理。
具体地，在所述将请求时间同步命令包发送至智能设备父节点之前，所述方法还包括：将入网请求命令帧发送至周围所有的智能设备节点；接收来自所有智能设备节点的节点信息；根据所述节点信息从所有智能设备节点中选择与自身关联的智能设备父节点。更为具体地，智能设备新节点(相当于智能设备子节点)向周围广播入网请求；处于所述智能设备新节点周围的所有智能设备节点根据所述入网请求分别将自身的基本信息发送至所述智能设备新节点；所述智能设备新节点根据所述基本信息从所有智能设备节点中选择与自身关联的智能设备父节点。
图4是智能设备新节点入网的示意图。图5是智能设备新节点入网的过程示意图。如图4和图5所示，在加入智能设备网络上，由于去除了超帧结构中用于周期广播的信标帧，因此，智能设备新节点(智能设备子节点)入网时采用主动请求的入网机制。新加入的智能设备节点在入网时向周围的智能设备节点广播入网请求命令帧。由于智能设备新节点入网的时间不定，为了使广播的入网请求帧能够落在某个智能设备节点的CAP时段，因此，采用同等大小并且小于CAP的间隔连续广播入网请求三次，使得第一次入网请求和第三次入网请求的间隔大于超帧结构周期的不活跃时段，从而能够得到周围有效距离内所有智能设备节点的节点信息，进而再根据节点信息选择某个节点作为与自己关联的父节点。
在智能设备新节点(智能设备子节点)根据节点信息选择某个智能设备节点作为与自身关联的智能设备父节点之后，便可实现EDFTS(Embedding Data Frame TimeSynchronization)时间同步协议，即嵌入到数据帧的时间同步协议，超帧结构工作方式和消息调度机制的实现是EDFTS时间同步协议的基础。
图6是本发明一实施例中某时刻父子节点未同步的示意图。如图6所示，智能设备新节点在与父节点关联后与父节点的时间不同步或者由于时钟晶振偏差累积，从而造成父子节点的时间出现不同步。具体地，当父节点的超帧时隙处于1时，而子节点处于4或5，如果这时父节点要求在N超帧时隙发数据，子节点则要在N超帧时隙起来接收数据。在时间不同步的情况下，这种通信是无法完成的。
在具体的应用中，EDFTS时间同步方法分为两种模式，一种是主动式时间同步，另一种则是被动式时间同步。图7是本发明一实施例中时间同步过程的示意图。如图7所示，主动式时间同步包括三个步骤，首先，子节点发送同步请求。其次，子节点接收来自父节点的同步应答。具体地，父节点接收来自子节点的同步请求，并根据同步请求发送同步应答。最后，子节点根据接收的同步应答完成时间校准，从而完成时间同步。更为具体地，由子节点主动向父节点发送请求时间同步命令包。图8是本发明一实施例中请求时间同步命令包的格式示意图。如图8所示，在MAC Payload命令的类型为请求时间同步命令。图9是本发明一实施例中时间同步的时序图。如图9所示，详细介绍父子节点时间同步的具体过程。初始时，父节点的超帧时隙Slot＝9，而子节点的超帧时隙Slot＝13。子节点在第13个超帧时隙的起始边缘即①时刻发送请求时间同步命令包，经过时间T1将该命令包发送出去，然后电磁波在空气中传播被父节点接收并被解析完成共持续时间T2，然后，父节点在下一个超帧时隙即第10个超帧时隙的起始边缘④时刻发送响应数据包，该响应数据包中包含的数据负载为父节点此时所处的时隙序号10。经过时间T3子节点接收到该响应数据包。子节点根据该响应数据包中的此刻父节点所处的时隙序号10，暂停自身的定时器计数，然后将自身的全局变量Slot的值软件设置为与父节点一致为10，距离父节点的超帧结构中下次超帧时隙中断到来还有时间T4：T4＝Tslot–T3。子节点设置自身用于超帧结构的定时器，使之在持续时间T4后启动中断，使之与父节点的中断到来一致，全局变量Slot的值也与父节点一致，从而达到了时间同步的目的。
所述方法还包括被动式时间同步，具体为：接收来自所述智能设备父节点的数据包，所述数据包包括所述智能设备父节点的时隙序号和被动式时间同步模式标志位；将自身的时隙序号与所述智能设备父节点的时隙序号进行比较，得到比较结果；在自身的时隙序号与所述智能设备父节点的时隙序号不同的情况下，根据所述智能设备父节点的时隙序号设置自身的定时器中断，使得自身的时隙序号与所述智能设备父节点的时隙序号一致，从而与所述智能设备父节点时间同步。其中，被动式时间同步是指在父子节点完成关联后，通信时父节点将每次发送的数据包中嵌入发射的时隙序号，并在报文头中设置启用被动式时间同步模式标志位，子节点一旦接收到该数据包就会比较自身的时隙序号与父节点是否一致，一旦不同就会启用主动式时间同步模式中的时间校准模块一样的操作，使父子节点时间一致。在主动式时间同步模式中交互两次，在被动式时间同步模式交互一次，下次父子节点时间同步的周期与晶振的偏差有关，这与传统的时间同步算法相比，没有设计专门的用于时间同步的报文，时间同步的交互次数极少，时间同步的精度结果也满足智能设备网络的工作要求。
图10是IEEE802.15.4协议的PHY层的框架图。图11是IEEE802.15.4协议的MAC层的框架图。如图10所示，PHY层向下主要实现对射频芯片的操作管理以及实现物理层的管理实体，从而为图11中MAC的相关功能和管理实体提供服务，这两层的实现奠定了智能设备网络的组网的基本条件。其中，在PHY层中实现了打开或关闭收发器、信道能量检测、链路质量指示、空闲信道评估、收发数据这几大功能，在MAC层中实现信道访问机制、启动和维护PAN、设备加入和离开PAN、数据的发送接收确认机制这几大功能。在信道访问机制上，智能设备节点按照超帧结构进行工作，即在一个超帧结构周期内分为竞争接入时段(CAP)，非竞争接入时段(GTS)和不活跃时段这三个部分。具体地，对IEEE802.15.4协议关于超帧结构的规定进行优化，在超帧结构中去除了信标帧部分，同时将GTS散分布于CAP之后的整个时段中任意一个时隙，即实现非信标使能网路——基于时隙的CSMA/CA信道接入机制。这是因为原协议中的信标帧用于周期广播，可以进行时间同步和新节点入网，但是这样的工作方式功耗代价过高，并且原协议的GTS时段是预留的连续时隙用于指定的时隙通信，无论智能设备节点在这时段有无通信，智能设备节点都处于收发状态，这样容易造成资源浪费，功耗过大。
在具体的实施方式中，智能设备新节点是如何入网的以及如何进行时间同步的，根据上述内容进行进一步地说明。首先，智能设备新节点初始化自身相关驱动，包括晶振起振、内存加载、程序启动以及外围芯片使能，且还要初始化MAC超帧结构的基本参数，启动定时器，按照参数启动超帧工作模式。然后，智能设备新节点在超帧结构中指定三个等长间隔的时隙,向周围广播入网请求命令帧，判断接收到的周围节点信息，可以基于距离或者网络节选择一个节点作为自己的父节点，并根据刚才的响应数据包中的时间偏差信息粗略的设置自身Slot值，然后在CAP阶段向该节点发送父子关联请求。在关联完成后，启动EDFTS时间同步方法的主动模式时间同步。首先，子节点向父节点发送时间同步请求。然后，父节点返回时间同步数据包，子节点根据回馈数据包设置自身定时器中断，从而完成与父节点的时间同步。工作一段时间后，由于各节点的时钟晶振偏差，从而导致时间发生偏差以及导致超帧时隙的边沿不一致。这时启动EDFTS时间同步方法的被动式时间同步模式，进行矫正，从而维护整个智能设备网络的正常通信。
图12是本发明提供的用于智能设备网络的时间同步装置的结构示意图。如图12所示，本发明提供的用于智能设备网络的时间同步装置包括：第一发送单元10，用于将请求时间同步命令包发送至所述智能设备网络中的智能设备父节点；第一接收单元20，用于接收来自所述智能设备父节点的响应数据包，所述响应数据包包括所述智能设备父节点所处的时隙序号；以及时间同步单元30，用于根据所述智能设备父节点所处的时隙序号设置自身的定时器中断，使得自身的时隙序号与所述智能设备父节点所处的时隙序号一致，从而与所述智能设备父节点时间同步。
在具体的应用中，所述装置还包括：第二发送单元40，用于将入网请求命令帧发送至周围所有的智能设备节点；第二接收单元50，用于接收来自所有智能设备节点的节点信息；选择单元60，用于根据所述节点信息从所有智能设备节点中选择与自身关联的智能设备父节点。
优选地，所述装置还包括：采用单元70，用于采用自身的嵌入式处理器的定时器功能实现超帧工作方式。
优选地，所述采用单元70，还用于采用基于时间的触发模式实现消息调度机制。
在具体的实施方式中，所述装置还包括：第三接收单元80，用于接收来自所述智能设备父节点的数据包，所述数据包包括所述智能设备父节点的时隙序号和被动式时间同步模式标志位；比较单元90，用于将自身的时隙序号与所述智能设备父节点的时隙序号进行比较，得到比较结果；其中，所述时间同步单元30，还用于在自身的时隙序号与所述智能设备父节点的时隙序号不同的情况下，根据所述智能设备父节点的时隙序号设置自身的定时器中断，使得自身的时隙序号与所述智能设备父节点的时隙序号一致，从而与所述智能设备父节点时间同步。
需要说明的是，对于本发明提供的用于智能设备网络的时间同步装置还涉及的具体细节已在本发明提供的用于智能设备网络的时间同步方法中作了详细的说明，在此不在赘述。
本发明的基于IEE802.15.4协议的智能设备网络的时间同步方法，利用智能设备节点的超帧结构,将时间同步嵌入到智能设备节点的数据帧中，基于消息调度机制，实现时间同步，大大减少了用于时间同步的报文数量和交互次数，从而提高了通信带宽和减少能耗。另外，本发明提供的时间同步方法，在保证高效稳定的通信质量同时，实现了基于IEEE802.15.4协议的具有低功耗、高精度、高通信带宽的智能设备网络，同时本发明提供的时间同步方法具有扩展性和移植性也能够适用于其它协议的智能设备网络。
以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (10)

1.一种用于智能设备网络的时间同步方法，其特征在于，所述方法包括：
将请求时间同步命令包发送至所述智能设备网络中的智能设备父节点；
接收来自所述智能设备父节点的响应数据包，所述响应数据包包括所述智能设备父节点所处的时隙序号，所述时隙序号为将超帧结构周期划分而获得的若干超帧时隙中每一超帧时隙对应的序号；以及
根据所述智能设备父节点所处的时隙序号设置自身的定时器中断，使得自身的时隙序号与所述智能设备父节点所处的时隙序号一致，从而与所述智能设备父节点时间同步。
2.根据权利要求1所述的用于智能设备网络的时间同步方法，其特征在于，在所述将请求时间同步命令包发送至智能设备父节点之前，所述方法还包括：
将入网请求命令帧发送至周围所有的智能设备节点；
接收来自所有智能设备节点的节点信息；
根据所述节点信息从所有智能设备节点中选择与自身关联的智能设备父节点。
3.根据权利要求1所述的用于智能设备网络的时间同步方法，其特征在于，在所述将请求时间同步命令包发送至智能设备父节点之前，所述方法还包括：
采用自身的嵌入式处理器的定时器功能实现超帧工作方式。
4.根据权利要求3所述的用于智能设备网络的时间同步方法，其特征在于，在所述采用自身的嵌入式处理器的定时器功能实现超帧工作方式之后，所述方法还包括：
采用基于时间的触发模式实现消息调度机制。
5.根据权利要求2所述的用于智能设备网络的时间同步方法，其特征在于，所述方法还包括：
接收来自所述智能设备父节点的数据包，所述数据包包括所述智能设备父节点的时隙序号和被动式时间同步模式标志位；
将自身的时隙序号与所述智能设备父节点的时隙序号进行比较，得到比较结果；
在自身的时隙序号与所述智能设备父节点的时隙序号不同的情况下，根据所述智能设备父节点的时隙序号设置自身的定时器中断，使得自身的时隙序号与所述智能设备父节点的时隙序号一致，从而与所述智能设备父节点时间同步。
6.一种用于智能设备网络的时间同步装置，其特征在于，所述装置包括：
第一发送单元，用于将请求时间同步命令包发送至所述智能设备网络中的智能设备父节点；
第一接收单元，用于接收来自所述智能设备父节点的响应数据包，所述响应数据包包括所述智能设备父节点所处的时隙序号，所述时隙序号为将超帧结构周期划分而获得的若干超帧时隙中每一超帧时隙对应的序号；以及
时间同步单元，用于根据所述智能设备父节点所处的时隙序号设置自身的定时器中断，使得自身的时隙序号与所述智能设备父节点所处的时隙序号一致，从而与所述智能设备父节点时间同步。
7.根据权利要求6所述的用于智能设备网络的时间同步装置，其特征在于，所述装置还包括：
第二发送单元，用于将入网请求命令帧发送至周围所有的智能设备节点；
第二接收单元，用于接收来自所有智能设备节点的节点信息；
选择单元，用于根据所述节点信息从所有智能设备节点中选择与自身关联的智能设备父节点。
8.根据权利要求6所述的用于智能设备网络的时间同步装置，其特征在于，所述装置还包括：
采用单元，用于采用自身的嵌入式处理器的定时器功能实现超帧工作方式。
9.根据权利要求8所述的用于智能设备网络的时间同步装置，其特征在于，所述采用单元，还用于采用基于时间的触发模式实现消息调度机制。
10.根据权利要求7所述的用于智能设备网络的时间同步装置，其特征在于，所述装置还包括：
第三接收单元，用于接收来自所述智能设备父节点的数据包，所述数据包包括所述智能设备父节点的时隙序号和被动式时间同步模式标志位；
比较单元，用于将自身的时隙序号与所述智能设备父节点的时隙序号进行比较，得到比较结果；
其中，所述时间同步单元，还用于在自身的时隙序号与所述智能设备父节点的时隙序号不同的情况下，根据所述智能设备父节点的时隙序号设置自身的定时器中断，使得自身的时隙序号与所述智能设备父节点的时隙序号一致，从而与所述智能设备父节点时间同步。
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