CN106712879B - 一种时间同步方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例公开了一种时间同步方法和装置，该方法可包括：获取包括本地时间和时钟偏移的n个时间数据点，其中，所述时钟偏移是所述本地时间与根节点设定的组网的全局时间之差，所述n为大于1的整数；使用所述n个时间数据点生成用于表示本地时间与组网的全局时间关系的回归关系；当需要进行时间同步时，使用所述回归关系将本地时间换算成组网的全局时间。本发明实施例可以实现在保证时间同步精度的条件下减少时间同步占用的系统资源，以及降低系统能量的开销。
Description
技术领域
本发明涉及通信领域，尤其涉及一种时间同步方法和装置。
背景技术
时间同步是无线组网中一个十分重要的技术，该技术可以使参与组网的无线传感器节点有一个统一的采集和发送数据的步调。其中，目前组网中的时间同步都是通过根节点向组网内的节点发送时间同步消息包来实现各节点的时间同步的，即组网中每进行一次时间同步根节点都需要发送时间同步消息包，组网内的节点再使用接收的时间同步消息包进行时间同步。然而，目前很多组网中时间同步是频繁进行的，这样每次时间同步都需要在待同步的无线传感器节点之间传输时间同步消息包，从而时间同步会占用过多的无线传感器节点资源，且节点系统能量开销很大，最终降低网络的整体工作性能。
发明内容
本发明实施例提供了一种时间同步方法和装置，可以减少时间同步占用的系统资源，以及降低系统能量的开销，提高网络的整体工作性能。
第一方面，本发明实施例提供一种时间同步方法，包括：
获取包括本地时间和时钟偏移的n个时间数据点，其中，所述时钟偏移是所述本地时间与根节点设定的组网的全局时间之差，所述n为大于1的整数；
使用所述n个时间数据点生成用于表示本地时间与组网的全局时间关系的回归关系；
当需要进行时间同步时，使用所述回归关系将本地时间换算成组网的全局时间。
第二方面，本发明实施例提供一种时间同步装置，包括：获取单元、生成单元和同步单元，其中：
所述获取单元，用于获取包括本地时间和时钟偏移的n个时间数据点，其中，所述时钟偏移是所述本地时间与根节点设定的组网的全局时间之差，所述n为大于1的整数；
所述生成单元，用于使用所述n个时间数据点生成用于表示本地时间与组网的全局时间关系的回归关系；
所述同步单元，用于当需要进行时间同步时，使用所述回归关系将本地时间换算成组网的全局时间。
上述技术方案中，获取包括本地时间和时钟偏移的n个时间数据点，其中，所述时钟偏移是所述本地时间与根节点设定的组网的全局时间之差，所述n为大于1的整数；使用所述n个时间数据点生成用于表示本地时间与组网的全局时间关系的回归关系；当需要进行时间同步时，使用所述回归关系将本地时间换算成组网的全局时间。这样可以实现在时间同步时不需要传输时间同步消息包，从而可以减少时间同步占用的系统资源，以及降低系统能量的开销，提高网络的整体工作性能。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的一种时间同步方法的流程示意图；
图2是本发明实施例提供的一种回归关系示意图；
图3是本发明实施例提供的一种组网的架构示意图；
图4是本发明实施例提供的另一种时间同步方法的流程示意图；
图5是本发明实施例提供的一种时间同步消息包的结构示意图；
图6是本发明实施例提供的一种时间同步装置的结构示意图；
图7是本发明实施例提供的另一种时间同步装置的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，图1是本发明实施例提供的一种时间同步方法的流程示意图，如图1所示，包括以下步骤：
101、获取包括本地时间和时钟偏移的n个时间数据点，其中，所述时钟偏移是所述本地时间与根节点设定的组网的全局时间之差，所述n为大于1的整数。
其中，上述n个时间数据点中每个时间数据点可以包括一个本地时间，以及包括该本地时间对应的时钟偏移。另外，上述时间数据点包括的本地时间可以是本地节点接收到根节点发送的时间同步消息包的接收时间，其中，该接收时间是本地时钟所统计的时间。例如：本地节点接收到根节点分开发送的n个时间同步消息包，每个时间同步消息包中包括全局时间，这样本地节点就可以根据这n个时间同步消息的接收时间计算出对应的时钟偏移，从而获取到上述n个时间数据点。
另外，上述全局时间可以是根节点的时钟所统计的时间，或者也可以是GPS绝对时间。通过使用GPS绝对时间，可以给整个网络加上绝对的时间戳。
102、使用所述n个时间数据点生成用于表示本地时间与组网的全局时间关系的回归关系。
其中，步骤102可以是将所述n个时间数据点进行线性回归拟合，以生成用于表示本地时间与组网的全局时间关系的回归关系。例如：可参见图2所示的直线拟合示意图，其中，该坐标图中以本地时间为横坐标，以及时钟偏移为纵坐标，这样该坐标图中就可以通过上述n个时间数据点拟合出本地时间和时钟偏移的回归关系，而全局时间等于本地时间与时钟偏移之和，从而通过该回归关系可以直接得到用于表示本地时间与组网的全局时间关系的回归关系。另外，步骤102还可以根据n个时间数据点中的本地时间和时钟偏移生成本地时间和时钟偏移的线性函数，而全局时间等于本地时间与时钟偏移之和，从而通过该线性函数可以直接得到本地时间与组网的全局时间的线性函数，本地时间与组网的全局时间的线性函数就可以作为上述用于表示本地时间与组网的全局时间关系的回归关系。
103、当需要进行时间同步时，使用所述回归关系将本地时间换算成组网的全局时间。
当步骤102生成上述回归关系后，步骤103进行时间同步时，就可以直接使用上述回归关系将本地时间换算成组网的全局时间，即实现本地时间同步至全局时间。
本实施例中，上述方法可以应用于组网中的任意一节点。例如：以图3所示的组网为例，该网络架构中可以包括基站11、多个路由节点12以及多个终端节点13，以及还可以包括监控平台14。基站11可以为上述根节点，路由节点12和终端节点13可以为实现上述方法的本地节点。其中，终端节点13可以是无线传感器，另外，终端节点13处于网络层最外围，因此终端节点13可以理解为叶子节点，终端节点13可以用于对土木结构进行反应结构健康状况参数信息的采集，例如：采集土木结构的加速度、应变、压力和温度等数据。终端节点13可以将采集到的监测数据上传给该终端节点对应的路由节点12，或者上传对该终端节点13直接连接的上级的路由节点。在本网络架构中一定数量的终端节点13连接到一个路由节点12形成一个簇，若干个簇再通过簇头相互连接形成树，即上述网络架构可以理解为树簇型拓扑网络。在该网络架构中基站11为一层，路由节点12为一层，终端节点13为一层，相邻的层之间的节点即可形成定向父子结构关系，并可以进行相互间的无线通信。
当然，本实施例中上述方法还可以应用于其他组网，例如：4层或者5层组网等，另外，执行上述方法的本地节点可以是组网内除根节点之外的任意节点。
本实施例中，获取包括本地时间和时钟偏移的n个时间数据点，其中，所述时钟偏移是所述本地时间与根节点设定的组网的全局时间之差，所述n为大于1的整数；使用所述n个时间数据点生成用于表示本地时间与组网的全局时间关系的回归关系；当需要进行时间同步时，使用所述回归关系将本地时间换算成组网的全局时间。这样可以实现在时间同步时不需要传输时间同步消息包，从而可以减少时间同步占用的系统资源，以及降低系统能量的开销，提高网络的整体工作性能。
请参阅图4，图4是本发明实施例提供的另一种时间同步方法的流程示意图，如图4所示，包括以下步骤：
401、获取包括本地时间和时钟偏移的n个时间数据点，其中，所述时钟偏移是所述本地时间与根节点设定的组网的全局时间之差，所述n为大于1的整数。
本实施例中，步骤401可以包括：
接收所述根节点发送的时间同步消息包，所述时间同步消息包中包含组网内的当前全局时间；
记录接收到所述时间同步消息包时的当前本地时间，将所述当前全局时间与所述当前本地时间之差作为当前时钟偏移，并将生成包括所述当前本地时间和所述当前时钟偏移的当前时间数据点，其中，所述当前时间数据点为所述n个时间数据点中的任一时间数据点。
通过上述实施方式就可以根据根节点发送的n个时间同步消息获取到上述n个时间数据点。
另外，上述时间同步消息包中组网内的当前全局时间可以是根节点发送该时间同步消息包时根节点的时钟当前统计的时间。
本实施例中，步骤401还可以包括：
接收所述中继节点发送的时间同步消息包，所述时间同步消息包中包含组网内的当前全局时间；
其中，该实施方式中，上述时间同步消息包中组网内的当前全局时间可以是上述中继节点计算的组网的当前全局时间，例如：中继节点采用用于表示本地时间与组网的全局时间关系的回归关系将中继节点的本地时间换算成的全局时间。其中，上述中继节点可以是路由节点。
本实施例中，上述时间同步消息包的结构可以如图5所示，包括：时间同步根的ID(root ID，其中附图中以根ID表示)、发送同步消息节点的ID(node ID，其中附图中以节点ID表示)、序列号(seqNum)、全局时间(globaltime)和本地时间(localtime)这5个变量，其中，时间同步的根ID用于记录根节点编号，节点ID用于记录发出该时间同步消息包的节点的编号，序列号记录根节点的时间同步消息包的序列号，全局时间记录发出时间同步消息包时节点预估的全局时间，本地时间这个变量记录发出时间同步消息包的本地时间。
例如：根节点可以发送上述时间同步消息包，以变量globaltime存储自身节点的时间戳作为整个网络的全局时间，之后将时间同步消息包发出去并把记录根节点同步消息包的序列号seqNum加1，以广播的方式发送到根节点通信范围内的每个临近节点进行时间同步。临近节点接收到根节点发送过来的时间同步消息包以后，以变量localtime记录收到根节点时间同步消息包时刻的时间，之后将localtime与globaltime进行相减运算得到时间差，也就是时钟偏移量(offset)，之后将localtime和offset作为一个时间数据点存放在邻近节点线性回归表中。可以考虑到在特定的时间范围内临近节点的时钟晶振频率是稳定的，所以时钟偏移量offset与时间量localtime成线性关系，邻近节点保存了n个时间数据点(localtime，offset)，并将这些时间数据点进行线性回归拟合获得最佳拟合直线L(localtime)，即生成上述用于表示本地时间与组网的全局时间关系的回归关系，具体可以参考图2。另外，可以在误差许可的时间间隔范围内邻近节点可以周期性的直接通过最佳拟合直线L(localtime)将其自身某时刻的时钟偏移量offset计算出来，这样就可以结合本地时间换算成全局时间，而不用再通过根节点发送的同步消息包重新进行同步运算，这样降低了时间同步对系统资源的占用并且降低了节点系统能量开销。
另外，在组网中各个设备加入网络之后，首先各个无线传感器节点可以先以自身节点为根节点，之后广播上述时间同步消息包，并且接收其邻近节点广播的时间同步消息包，如果发现邻居节点设定的根节点的ID号比自身设定的根节点ID号小(这里可以根据预设竞选根节点的竞选规则而变动)，则以邻居节点作为自己的根节点，这样的过程在整个多跳组网中反复进行，使得整个网络的无线传感器节点都以同一个节点为根节点(通常以节点ID号最小的节点作为整个网络的根节点)。另外，如果在之后的时间同步过程中已选定的根节点失效则以相同的方式在剩余的节点群内部重新选择一个根节点进行时间同步。
当然，在本实施例中，上述根节点也可以不通过上述规则产生，可以直接由用户指定等。
402、将所述n个时间数据点进行线性回归拟合，以生成用于表示本地时间与组网的全局时间关系的回归关系。
其中，步骤402可以包括：
将所述n个时间数据点进行线性回归拟合，以生成如下公式所示的回归关系：
glocaltime＝localtime+offsetmean+skew0×(localtime-localtimemean)
其中，所述globaltime表示组网的全局时间，所述localtime表示本地时间，所述offsetmean表示是对所述时钟偏移进行的补偿，所述skew0×(localtime-localtimemean)表示对时钟漂移量进行的补偿，所述offset表示所述时钟偏移，localtimemean表示对接收时间同步消息包时记录下的多个本地时间求的平均值。
其中，上述localtimemean还可以理解为待同步的无线传感器节点对接收同步消息包时记录下的多个本地时间(localtime)求的平均值，或者上述localtimemean还可以理解为上述n个时间数据点中的n个本地时间的平均值。
另外，上述式中skew0可以为通过最小二乘法来估测出的本地时钟漂移，n为线性回归表中存储的时间数据点个数，例如：n可以为8。另外，上述skew0×(localtime－localtimemean)部分可以是对时钟漂移进行的补偿，其中，所述时钟漂移为所述本地时间对应的时钟与所述组网的全局时间对应的时钟之间晶体振荡频率的差异值。
另外，上述补偿都可以是采用预设的补偿规则进行补偿。上述localtime可以是本地节点从上电以后所累积的时钟量tick(1秒＝32768ticks)(或称为时间戳)；上述globaltime可以是根节点从上电以后所累积的时钟量tick(或称为时间戳)。
403、当需要进行时间同步时，使用所述回归关系将本地时间换算成组网的全局时间。
本实施例中，上述方法在步骤403之后，还可以包括如下步骤：
生成并广播包括所述换算的全局时间的时间同步消息包，以使接收到该时间同步消息包且未进行时间同步的节点使用该时间同步消息包所包括的全局时间以进行时间同步。
其中，该时间同步消息包可以如图5所示的时间同步消息包。该实施方式中，对于已经同步过的邻近节点，它会将同步时间量写入globaltime变量中，之后以中继节点的身份广播时间同步消息包，使不能和根节点直接进行时间同步的节点通过中继节点实现时间同步，具体同步过程与根节点和邻近节点进行时间同步的过程类似。需要说明的是，对于已经同步过的节点如果接收到的中继节点发送的同步消息包的seqNum和之前接收到的同步消息包的seqNum相等或者更小，则其自身将作出不在进行时间同步的判断。
本实施例中，执行上述方法的节点为路由节点时，上述方法还可以包括如下步骤：
所述路由节点统计所述路由节点对应的终端节点集合中任一终端节点上传采集数据对应的上传时长，其中，所述终端节点集合内任一终端节点的目的ID为所述路由节点的本地ID；
所述路由节点依据所述上传时长设置所述终端节点集合中每个终端节点的上传采集数据的上传时间和上传顺序，其中，在所述上传顺序中前一个终端节点与后一个终端节点的上传时间之差为所述上传时长。
该实施方式中，通过实时监控网络数据上传时间，对终端节点数据上传进行管理，从而避免高频采样时终端节点数据同时上传造成的网络通信拥堵的现象。
其中，上述终端节点集合中所有终端节点的目的ID都可以是上述路由节点的本地ID，这样该终端节点集合中所有终端节点只是定向向该路由节点上传采集数据。
另外，上述路由节点统计所述路由节点对应的终端节点集合中任一终端节点上传采集数据对应的上传时长可以包括：
路由节点设置终端节点上传采集数据的起始时间，当该起始时间达到时，该终端节点向该路由节点上传采集数据，路由节点接收到该采集数据后，向基站转发该采集数据。当基站接收到该采集数据时，基站向该路由节点发送ACK消息，以告知该路由节点上述终端节点上传的采集数据全部接收完毕。从而路由节点就可以根据该ACK消息的接收时间，以及上述起始时间计算上述终端节点上传采集数据所需要的时长。另外，路由节点还可以添加一个缓冲时长，该缓冲时长可以是考虑终端节点采集的网络意外时延，从而上述终端节点上传采集数据对应的上传时长可以为终端节点上传采集数据所需要的时长加上终端节点采集的网络意外时延。当然，上述终端节点上传采集数据对应的上传时长也可以仅为终端节点上传采集数据所需要的时长。
另外，上述终端节点上传采集数据对应的上传时长可以是该终端节点当前需要上传的所有采集数据对应的上传时长，例如：终端节点需要将近10个小时采集的数据上传给基站，那么上述上传时长就可以是上传这10个小时采集的数据所对应的上传时长；或者终端节点需要当前采集的数据上传给基站，那么上述上传时长就可以是上传当前采集的数据所对应的上传时长。
另外，上述上传顺序可以是上述终端集合中各终端节点上传采集数据的顺序，在该顺序终端节点的上传时间都是相间隔上述上传时长。例如：从下个采样与发送周期开始，终端节点集合中包括10个终端节点(终端节点1-10)的数据采集与发送过程如下：
1)、终端节点1-10同时采样；
2)、终端节点1-10采样完成后，终端节点1在第0秒发送数据，终端节点2在第0+t秒发送数据，以此顺序，终端节点9在第8t秒，终端节点10在第9t秒发送数据；其中，上述t为路由节点统计的上传时长；
3)、基站(根节点)经路由节点接收10个终端节点上传的数据完成后，基站发送一个ACK消息给路由节点，路由节点给各终端节点发送可进行下一轮数据采集与发送的允许指令。
通过循环执行上述三个步骤，可以实现终端节点同步采集数据，按照特定顺序上传采集数据，从而既实现了同步采样，又解决了网络拥堵的问题。
本实施例中，上述方法还可以包括如下步骤：
所述路由节点依据数据通信量动态设置所述路由节点对应的终端节点集合中的终端节点上传采集数据的上传周期，所述终端节点集合内任一终端节点的目的ID为所述路由节点的本地ID；
所述路由节点通过接收数据的确认回告ACK消息向所述终端节点集合中的终端节点发送所述上传周期。
该实施方式中，可以是为不同的终端节点设置不同的上传周期。例如：路由节点检测到当前数据通信量比较大时，可以只设置少量的终端节点的上传周期为当前传输数据，而将大量的终端节点的上传周期设置为不在当前传输数据。
另外，该实施方式中，可以是在传输层对应的是APS层(应用支持子层)，添加控制数据发送周期的管理函数，以改变终端节点现在的固定的数据包发送周期，采用动态可调的终端节点数据包发送周期，通过路由节点接收数据包时向终端节点发送ACK消息的方式，依据路由节点的数据通信量，通过ACK消息动态调节终端节点向其发送数据的周期，从而使路由节点一直处在通信量适中状态，以此保证通信顺畅。
另外，本实施例中为了解决高频大量采集数据产生网络通信拥堵问题，还可以是为路由节点配置具有运算能力更强的CPU和容量更大的运行内存(RAM)的微控制器(MCU)，以及可以选择允许更大数据通信量的无线通信单元，这样在硬件上就可以承受大的数据量的传输。
本实施例中，在图1所示的实施例的基础上增加了多种可选的实施方式，都可以实现减少时间同步占用的系统资源，以及降低系统能量的开销。
下面为本发明装置实施例，本发明系统实施例用于执行本发明方法实施例一至二实现的方法，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分，具体技术细节未揭示的，请参照本发明实施例一和实施例二。
请参阅图6，图6是本发明实施例提供的一种时间同步装置的结构示意图，如图6所示，包括：获取单元61、生成单元62和同步单元63，其中：
获取单元61，用于获取包括本地时间和时钟偏移的n个时间数据点，其中，所述时钟偏移是所述本地时间与根节点设定的组网的全局时间之差，所述n为大于1的整数；
生成单元62，用于使用所述n个时间数据点生成用于表示本地时间与组网的全局时间关系的回归关系；
同步单元63，用于当需要进行时间同步时，使用所述回归关系将本地时间换算成组网的全局时间。
可选的，获取单元61可以用于接收所述根节点发送的时间同步消息包，所述时间同步消息包中包含组网内的当前全局时间；以及记录接收到所述时间同步消息包时的当前本地时间，将所述当前全局时间与所述当前本地时间之差作为当前时钟偏移，并生成包括所述当前本地时间和所述当前时钟偏移的当前时间数据点，其中，所述当前时间数据点为所述n个时间数据点中的任一时间数据点。
可选的，如图7所示，所述装置还可以包括：
广播单元64，用于生成并广播包括所述换算的全局时间的时间同步消息包，以使接收到该时间同步消息包且未进行时间同步的节点使用该时间同步消息包所包括的全局时间以进行时间同步。
可选的，生成单元62可以用于将所述n个时间数据点进行线性回归拟合，以生成用于表示本地时间与组网的全局时间关系的回归关系。
可选的，生成单元62可以用于生成单元用于将所述n个时间数据点进行线性回归拟合，以生成如下公式所示的回归关系：
glocaltime＝localtime+offsetmean+skew0×(localtime-localtimemean)
其中，所述globaltime表示组网的全局时间，所述localtime表示本地时间，所述offsetmean表示是对所述时钟偏移进行的补偿，所述skew0×(localtime-localtimemean)表示对时钟漂移量进行的补偿，所述offset表示所述时钟偏移，localtimemean表示对接收时间同步消息包时记录下的多个本地时间求的平均值。
其中，上述localtimemean还可以理解为待同步的无线传感器节点对接收同步消息包时记录下的多个本地时间(localtime)求的平均值，或者上述localtimemean还可以理解为上述n个时间数据点中的n个本地时间的平均值。
本实施例中，上述装置应用的节点为路由节点时，上述装置还用于统计所述路由节点对应的终端节点集合中任一终端节点上传采集数据对应的上传时长，其中，所述终端节点集合内任一终端节点的目的ID为所述路由节点的本地ID；
上述装置还用于依据所述上传时长设置所述终端节点集合中每个终端节点的上传采集数据的上传时间和上传顺序，其中，在所述上传顺序中前一个终端节点与后一个终端节点的上传时间之差为所述上传时长。
该实施方式中，通过实时监控网络数据上传时间，对终端节点数据上传进行管理，从而避免高频采样时终端节点数据同时上传造成的网络通信拥堵的现象。
其中，上述终端节点集合中所有终端节点的目的ID都可以是上述路由节点的本地ID，这样该终端节点集合中所有终端节点只是定向向该路由节点上传采集数据。
另外，上述装置还用于统计所述路由节点对应的终端节点集合中任一终端节点上传采集数据对应的上传时长可以包括：
设置终端节点上传采集数据的起始时间，当该起始时间达到时，该终端节点向该路由节点上传采集数据，路由节点接收到该采集数据后，向基站转发该采集数据。当基站接收到该采集数据时，基站向该路由节点发送ACK消息，以告知该路由节点上述终端节点上传的采集数据全部接收完毕。从而路由节点就可以根据该ACK消息的接收时间，以及上述起始时间计算上述终端节点上传采集数据所需要的时长。另外，路由节点还可以添加一个缓冲时长，该缓冲时长可以是考虑终端节点采集的网络意外时延，从而上述终端节点上传采集数据对应的上传时长可以为终端节点上传采集数据所需要的时长加上终端节点采集的网络意外时延。当然，上述终端节点上传采集数据对应的上传时长也可以仅为终端节点上传采集数据所需要的时长。
另外，上述终端节点上传采集数据对应的上传时长可以是该终端节点当前需要上传的所有采集数据对应的上传时长，例如：终端节点需要将近10个小时采集的数据上传给基站，那么上述上传时长就可以是上传这10个小时采集的数据所对应的上传时长；或者终端节点需要当前采集的数据上传给基站，那么上述上传时长就可以是上传当前采集的数据所对应的上传时长。
另外，上传顺序可以是上述终端集合中各终端节点上传采集数据的顺序，在该顺序终端节点的上传时间都是相间隔上述上传时长。
本实施例中，上述装置还可以用于依据数据通信量动态设置所述路由节点对应的终端节点集合中的终端节点上传采集数据的上传周期，所述终端节点集合内任一终端节点的目的ID为所述路由节点的本地ID；
上述装置还可以用于通过接收数据的确认回告ACK消息向所述终端节点集合中的终端节点发送所述上传周期。
该实施方式中，可以是为不同的终端节点设置不同的上传周期。例如：路由节点检测到当前数据通信量比较大时，可以只设置少量的终端节点的上传周期为当前传输数据，而将大量的终端节点的上传周期设置为不在当前传输数据。
另外，该实施方式中，可以是在传输层对应的是APS层(应用支持子层)，添加控制数据发送周期的管理函数，以改变终端节点现在的固定的数据包发送周期，采用动态可调的终端节点数据包发送周期，通过路由节点接收数据包时向终端节点发送ACK消息的方式，依据路由节点的数据通信量，通过ACK消息动态调节终端节点向其发送数据的周期，从而使路由节点一直处在通信量适中状态，以此保证通信顺畅。
另外，本实施例中为了解决高频大量采集数据产生网络通信拥堵问题，还可以是为上述装置配置具有运算能力更强的CPU和容量更大的运行内存(RAM)的微控制器(MCU)，以及可以选择允许更大数据通信量的无线通信单元，这样在硬件上就可以承受大的数据量的传输。
本实施例中，获取包括本地时间和时钟偏移的n个时间数据点，其中，所述时钟偏移是所述本地时间与根节点设定的组网的全局时间之差，所述n为大于1的整数；使用所述n个时间数据点生成用于表示本地时间与组网的全局时间关系的回归关系；当需要进行时间同步时，使用所述回归关系将本地时间换算成组网的全局时间。这样可以实现在时间同步时不需要传输时间同步消息包，从而可以减少时间同步占用的系统资源，以及降低系统能量的开销。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过物理硬件设备执行计算机程序来实现，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)或随机存取存储器(Random AccessMemory，简称RAM)等。
以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。
Claims (6)
1.一种时间同步方法，其特征在于，包括：
获取包括本地时间和时钟偏移的n个时间数据点，其中，所述时钟偏移是所述本地时间与根节点设定的组网的全局时间之差，所述n为大于1的整数；
将所述n个时间数据点进行线性回归拟合，以生成如下公式所示的回归关系：
globaltime＝localtime+offsetmean+skew0×(localtime-localtimemean)
其中，所述globaltime表示组网的全局时间，所述localtime表示本地时间，所述offsetmean表示对所述时钟偏移进行的补偿，所述skew0×(localtime-localtimemean)表示对时钟漂移量进行的补偿，所述offset表示所述时钟偏移，localtimemean表示对接收时间同步消息包时记录下的多个本地时间求的平均值；
在预设时长范围内周期性的通过所述回归关系计算出目标时钟偏移后，根据所述本地时间和所述目标时钟偏移将所述本地时间转换为组网的全局时间，所述预设时长为误差许可时长。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取包括本地时间和时钟偏移的n个时间数据点，包括：
接收所述根节点发送的时间同步消息包，所述时间同步消息包中包含组网内的当前全局时间；
记录接收到所述时间同步消息包时的当前本地时间，将所述当前全局时间与所述当前本地时间之差作为当前时钟偏移，并生成包括所述当前本地时间和所述当前时钟偏移的当前时间数据点，其中，所述当前时间数据点为所述n个时间数据点中的任一时间数据点。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在所述根据所述本地时间和所述本地的时钟偏移将所述本地时间转换为组网的全局时间之后，所述方法还包括：
生成并广播包括所述组网的全局时间的时间同步消息包，以使接收到该时间同步消息包且未进行时间同步的节点使用该时间同步消息包所包括的全局时间以进行时间同步。
4.一种时间同步装置，其特征在于，包括：获取单元、生成单元和同步单元，其中：
所述获取单元，用于获取包括本地时间和时钟偏移的n个时间数据点，其中，所述时钟偏移是所述本地时间与根节点设定的组网的全局时间之差，所述n为大于1的整数；
所述生成单元，用于将所述n个时间数据点进行线性回归拟合，以生成如下公式所示的回归关系：
globaltime＝localtime+offsetmean+skew0×(localtime-localtimemean)
其中，所述globaltime表示组网的全局时间，所述localtime表示本地时间，所述offsetmean表示是对所述时钟偏移进行的补偿，所述skew0×(localtime-localtimemean)表示对时钟漂移量进行的补偿，所述offset表示所述时钟偏移，localtimemean表示对接收时间同步消息包时记录下的多个本地时间求的平均值；
所述同步单元，用于在预设时长范围内周期性的通过所述回归关系计算出目标时钟偏移后，根据所述本地时间和所述目标时钟偏移将所述本地时间转换为组网的全局时间，所述预设时长为误差许可时长。
5.如权利要求4所述的装置，其特征在于，所述获取单元用于接收所述根节点发送的时间同步消息包，所述时间同步消息包中包含组网内的当前全局时间；以及记录接收到所述时间同步消息包时的当前本地时间，将所述当前全局时间与所述当前本地时间之差作为当前时钟偏移，并生成包括所述当前本地时间和所述当前时钟偏移的当前时间数据点，其中，所述当前时间数据点为所述n个时间数据点中的任一时间数据点。
6.如权利要求4或5所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：
广播单元，用于生成并广播包括所述组网的全局时间的时间同步消息包，以使接收到该时间同步消息包且未进行时间同步的节点使用该时间同步消息包所包括的全局时间以进行时间同步。
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