CN108419287A - 一种用于无线设备节点网络同步的方法 - Google Patents

一种用于无线设备节点网络同步的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN108419287A
CN108419287A CN201810026925.1A CN201810026925A CN108419287A CN 108419287 A CN108419287 A CN 108419287A CN 201810026925 A CN201810026925 A CN 201810026925A CN 108419287 A CN108419287 A CN 108419287A
Authority
CN
China
Prior art keywords
node
attributes
device node
port
main equipment
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201810026925.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN108419287B (zh
Inventor
潘赟
俞毕洪
张玲
朱怀宇
陈佳平
韦笠
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Zhejiang University ZJU
Original Assignee
Zhejiang University ZJU
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Zhejiang University ZJU filed Critical Zhejiang University ZJU
Priority to CN201810026925.1A priority Critical patent/CN108419287B/zh
Publication of CN108419287A publication Critical patent/CN108419287A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN108419287B publication Critical patent/CN108419287B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W56/00—Synchronisation arrangements
    • H04W56/001—Synchronization between nodes
    • H04W56/0015—Synchronization between nodes one node acting as a reference for the others
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04J—MULTIPLEX COMMUNICATION
    • H04J3/00—Time-division multiplex systems
    • H04J3/02—Details
    • H04J3/06—Synchronising arrangements
    • H04J3/0635—Clock or time synchronisation in a network
    • H04J3/0638—Clock or time synchronisation among nodes; Internode synchronisation
    • H04J3/0658—Clock or time synchronisation among packet nodes
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W4/00—Services specially adapted for wireless communication networks; Facilities therefor
    • H04W4/30—Services specially adapted for particular environments, situations or purposes
    • H04W4/38—Services specially adapted for particular environments, situations or purposes for collecting sensor information

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)
  • Synchronisation In Digital Transmission Systems (AREA)

Abstract

一种用于无线设备节点同步的方法，应用于进行短距离无线通信的设备节点之间，所述方法通过选定的主设备节点向从设备节点发送同步控制指令，控制同步过程；无线设备节点之间通过广播方式得到基准时钟端口设备节点的同步数据包；而后主设备通过设备节点数据包的包序对齐数据的时间，从而实现了无线设备节点之间的同步。本发明可用于多节点传感器无线采集系统中，实现对节点数据实时同步地采集，在保证节点同步精度较高的同时能耗较低。

Description

一种用于无线设备节点网络同步的方法
技术领域
本发明涉及短距离无线通信领域，更具体地，本发明涉及对短距离无线通信的设备节点进行同步的方法。
背景技术
近年来，随着短距离无线通信技术和无线传感器网络(Wireless SensorNetworks，WSN)的飞速发展，物联网技术在工业控制网络、智能家居网络、环境监测网络、精细农业网络、健康监测网络等得到了广泛应用。当前，WSN技术主要应用于非同步的无线通信网络。由于各个设备节点都为独立的传感器节点，各自拥有独立的中央处理器、晶振和系统时钟，并大多采用主从应答响应机制进行指令收发和数据交互，因此设备节点在开启同步时钟时存在时延，导致设备节点间无法进行同步信息的采集；另外，复杂的网络环境导致的数据丢包等问题同样会导致传感器节点在数据融合时出现同步误差。然而在某些WSN应用场景中，传感器节点需同步采集数据，以正确进行传感器数据融合和数据分析。
传统WSN时间同步方法大多专注于最小化同步误差，并未考虑设备成本、功耗和计算等方面的约束，导致很多现有方法无法运用到实际WSN传感器网路中。因此在评价WSN时间同步方法时，需要在同步精度和能耗之间折衷，以期得到较优的同步方案。
发明内容
为了克服已有无线传感器网络的无法兼顾同步精度和能耗的不足，本发明提供了一种用于无线设备节点同步的方法，在保证设备节点同步精度较高的同时能耗较低。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种用于无线设备节点网络同步的方法，其特征在于：所述的方法包含以下步骤：
步骤(1-1)，在n个无线设备节点中选取某个无线设备节点为主设备节点，其余(n-1)个无线设备节点为从设备节点；若选定的主设备节点为同时不具有PORT属性和SYNC属性的控制设备节点，则进行步骤(1-2)～步骤(1-13)；
步骤(1-2)，初始化(n-1)个从设备节点的PORT属性，所有从设备节点均为P0待同步端口；
步骤(1-3)，初始化(n-1)个从设备节点的SYNC属性，所有从设备节点均为S0初始态；
步骤(1-4)，主设备节点与其余(n-1)个从设备节点通过无线通信模块建立无线连接；主设备节点与从设备节点在每个连接间隔产生的连接事件中交互数据；
步骤(1-5)，主设备节点配置某个从设备节点的PORT属性为P1基准时钟端口；在从设备节点网络中，PORT属性为P1基准时钟端口的从设备节点有且仅有一个；
步骤(1-6)，主设备节点改变(n-2)个PORT属性为P0待同步端口的从设备节点的SYNC属性为S1接收态；SYNC属性为S1接收态的设备节点在无线通信模块空闲时开始侦听同步数据包；
步骤(1-7)，主设备节点改变PORT属性为P1基准时钟端口的从设备节点的SYNC属性为S2广播态，同时主设备节点设定延迟时间T；SYNC属性为S2广播态的从设备节点在无线通信模块空闲时广播一次同步数据包；
步骤(1-8)，PORT属性为P1基准时钟端口的从设备节点广播完同步数据包后，改变自身的SYNC属性为S3准同步态；
步骤(1-9)，PORT属性为P0待同步端口的从设备节点如果在无线通信模块空闲时侦听到同步数据包，则改变自身的SYNC属性为S3准同步态；PORT属性为P0待同步端口的从设备节点如果在无线通信模块空闲时未侦听到同步数据包，则不改变SYNC属性；
步骤(1-10)，主设备节点延迟时间T到达后，读取(n-1)个从设备节点的SYNC属性；如果(n-1)个从设备节点的SYNC属性都为S3准同步态，则该次同步操作成功，进入步骤(1-11)；如果存在某个或某些从设备节点的SYNC属性不是S3准同步态，则说明本次同步操作失败，进入步骤(1-12)；
步骤(1-11)，主设备节点改变(n-1)个从设备节点的SYNC属性为S4同步态，并进入步骤(1-13)；
步骤(1-12)，主设备节点改变(n-1)个从设备节点的SYNC属性为S5重置态，并跳转到步骤(1-6)，重新开始从设备节点的同步操作过程。
步骤(1-13)，主设备节点接收(n-1)个从设备节点的数据包，并将(n-1)个从设备节点的数据包根据时间顺序进行排序；将各个从设备节点排列好的数据包根据数据包的包序进行对齐；对于因网络环境等因素导致的某些从设备节点、某些时间点的数据包丢失，则主设备将对应从设备节点的对应包序位置的数据用填充数据补齐；
至此，基于主设备节点为控制设备节点的同步过程完成。
进一步，所述步骤(1-1)中，若选定的主设备节点为同时具有PORT属性和SYNC属性的同步设备节点，
所述方法还包含以下步骤：
步骤(1-14)，初始化n个无线设备节点的PORT属性，所有无线设备节点均为P0待同步端口；
步骤(1-15)，初始化n个无线设备节点的SYNC属性，所有无线设备节点均为S0初始态；
步骤(1-16)，主设备节点与其余(n-1)个从设备节点通过无线通信模块建立无线连接；主设备节点与从设备节点在每个连接间隔产生的连接事件中交互数据；
步骤(1-17)，主设备节点配置某个设备节点的PORT属性为P1基准时钟端口；在设备节点网络中，PORT属性为P1基准时钟端口的设备节点有且仅有一个；
步骤(1-18)，主设备节点改变(n-1)个PORT属性为P0待同步端口的设备节点的SYNC属性为S1接收态；SYNC属性为S1接收态的设备节点在无线通信模块空闲时开始侦听同步数据包；
步骤(1-19)，主设备节点改变PORT属性为P1基准时钟端口的设备节点的SYNC属性为S2广播态，同时主设备节点设定延迟时间T；SYNC属性为S2广播态的设备节点在无线通信模块空闲时广播一次同步数据包；
步骤(1-20)，PORT属性为P1基准时钟端口的设备节点广播完同步数据包后，改变自身的SYNC属性为S3准同步态；
步骤(1-21)，PORT属性为P0待同步端口的设备节点如果在无线通信模块空闲时侦听到同步数据包，则改变自身的SYNC属性为S3准同步态；PORT属性为P0待同步端口的设备节点如果在无线通信模块空闲时未侦听到同步数据包，则不改变SYNC属性；
步骤(1-22)，主设备节点延迟时间T到达后，读取n个设备节点的SYNC属性；如果n个设备节点的SYNC属性都为S3准同步态，则该次同步操作成功，进入步骤(1-23)；如果存在某个或某些设备节点的SYNC属性不是S3准同步态，则说明本次同步操作失败，进入步骤(1-24)；
步骤(1-23)，主设备节点改变n个设备节点的SYNC属性为S4同步态，并进入步骤(1-25)；
步骤(1-24)，主设备节点改变n个设备节点的SYNC属性为S5重置态，并跳转到步骤(1-18)，重新开始设备节点的同步操作过程；
步骤(1-25)，主设备节点接收(n-1)个从设备节点的数据包，并将(n-1)从设备节点的数据包和自身节点的数据包共n个数据包根据时间顺序进行排序；将各个设备节点排列好的数据包根据数据包的包序进行对齐；对于因网络环境等因素导致的某些设备节点、某些时间点的数据包丢失，则主设备将对应设备节点的对应包序位置的数据用填充数据补齐；
至此，基于主设备节点为同步设备节点的同步过程完成。
所述方法中的SYNC属性用于标识设备节点当前的同步状态，包含：S0初始态、S1广播态、S2接收态、S3准同步态、S4同步态和S5重置态。
所述方法中的ORT属性用于选择设备节点中的同步基准时钟，包含：P0待同步端口和P1基准时钟端口。
所述方法中的由线设备节点构成的网络，当选定主设备节点后，所有设备节点构成星型结构。
所述方法中的设备节点间通信使用的通信协议包含但不仅限于：蓝牙协议、ZigBee协议或WiFi协议。
本发明的技术构思为：在无线设备节点网络中选取某个设备节点作为主设备节点；通过主设备节点配置各个节点的相关属性，以实现同步开启时钟的目的；而后主设备通过各个设备节点数据包的包序对传感器节点数据进行数据融合，最终实现无线设备节点网络的同步。
本发明的有益效果主要表现在：仅需在传感器数据采集前对设备节点进行同步。同步完成后，通过传感器节点数据融合即可对齐时间节点数据，达到设备节点的同步。
附图说明
图1为本发明所述方法中主设备节点为控制设备节点的程序流程图；
图2为本发明所述方法中主设备节点为同步设备节点的程序流程图；
图3为本发明所述方法同步状态属性的状态转移图；
图4为本发明所述方法中主设备节点为控制设备节点的数据融合图。
图5为本发明所述方法中主设备节点为同步设备节点的数据融合图；
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。
参照图1～图5，一种用于无线设备节点网络同步的方法，其特征在于：所述的方法包含以下步骤：
步骤(1-1)，在n个无线设备节点中选取某个无线设备节点为主设备节点，其余(n-1)个无线设备节点为从设备节点；若选定的主设备节点为同时不具有PORT属性和SYNC属性的控制设备节点，则进行步骤(1-2)～步骤(1-13)；
步骤(1-2)，初始化(n-1)个从设备节点的PORT属性，所有从设备节点均为P0待同步端口；
步骤(1-3)，初始化(n-1)个从设备节点的SYNC属性，所有从设备节点均为S0初始态；
步骤(1-4)，主设备节点与其余(n-1)个从设备节点通过无线通信模块建立无线连接；主设备节点与从设备节点在每个连接间隔产生的连接事件中交互数据；
步骤(1-5)，主设备节点配置某个从设备节点的PORT属性为P1基准时钟端口；在从设备节点网络中，PORT属性为P1基准时钟端口的从设备节点有且仅有一个；
步骤(1-6)，主设备节点改变(n-2)个PORT属性为P0待同步端口的从设备节点的SYNC属性为S1接收态；SYNC属性为S1接收态的设备节点在无线通信模块空闲时开始侦听同步数据包；
步骤(1-7)，主设备节点改变PORT属性为P1基准时钟端口的从设备节点的SYNC属性为S2广播态，同时主设备节点设定延迟时间T；SYNC属性为S2广播态的从设备节点在无线通信模块空闲时广播一次同步数据包；
步骤(1-8)，PORT属性为P1基准时钟端口的从设备节点广播完同步数据包后，改变自身的SYNC属性为S3准同步态；
步骤(1-9)，PORT属性为P0待同步端口的从设备节点如果在无线通信模块空闲时侦听到同步数据包，则改变自身的SYNC属性为S3准同步态；PORT属性为P0待同步端口的从设备节点如果在无线通信模块空闲时未侦听到同步数据包，则不改变SYNC属性；
步骤(1-10)，主设备节点延迟时间T到达后，读取(n-1)个从设备节点的SYNC属性；如果(n-1)个从设备节点的SYNC属性都为S3准同步态，则该次同步操作成功，进入步骤(1-11)；如果存在某个或某些从设备节点的SYNC属性不是S3准同步态，则说明本次同步操作失败，进入步骤(1-12)；
步骤(1-11)，主设备节点改变(n-1)个从设备节点的SYNC属性为S4同步态，并进入步骤(1-13)；
步骤(1-12)，主设备节点改变(n-1)个从设备节点的SYNC属性为S5重置态，并跳转到步骤(1-6)，重新开始从设备节点的同步操作过程。
步骤(1-13)，主设备节点接收(n-1)个从设备节点的数据包，并将(n-1)个从设备节点的数据包根据时间顺序进行排序；将各个从设备节点排列好的数据包根据数据包的包序进行对齐；对于因网络环境等因素导致的某些从设备节点、某些时间点的数据包丢失，则主设备将对应从设备节点的对应包序位置的数据用填充数据补齐；
至此，基于主设备节点为控制设备节点的同步过程完成。
进一步，所述步骤(1-1)中，若选定的主设备节点为同时具有PORT属性和SYNC属性的同步设备节点，
所述方法还包含以下步骤：
步骤(1-14)，初始化n个无线设备节点的PORT属性，所有无线设备节点均为P0待同步端口；
步骤(1-15)，初始化n个无线设备节点的SYNC属性，所有无线设备节点均为S0初始态；
步骤(1-16)，主设备节点与其余(n-1)个从设备节点通过无线通信模块建立无线连接；主设备节点与从设备节点在每个连接间隔产生的连接事件中交互数据；
步骤(1-17)，主设备节点配置某个设备节点的PORT属性为P1基准时钟端口；在设备节点网络中，PORT属性为P1基准时钟端口的设备节点有且仅有一个；
步骤(1-18)，主设备节点改变(n-1)个PORT属性为P0待同步端口的设备节点的SYNC属性为S1接收态；SYNC属性为S1接收态的设备节点在无线通信模块空闲时开始侦听同步数据包；
步骤(1-19)，主设备节点改变PORT属性为P1基准时钟端口的设备节点的SYNC属性为S2广播态，同时主设备节点设定延迟时间T；SYNC属性为S2广播态的设备节点在无线通信模块空闲时广播一次同步数据包；
步骤(1-20)，PORT属性为P1基准时钟端口的设备节点广播完同步数据包后，改变自身的SYNC属性为S3准同步态；
步骤(1-21)，PORT属性为P0待同步端口的设备节点如果在无线通信模块空闲时侦听到同步数据包，则改变自身的SYNC属性为S3准同步态；PORT属性为P0待同步端口的设备节点如果在无线通信模块空闲时未侦听到同步数据包，则不改变SYNC属性；
步骤(1-22)，主设备节点延迟时间T到达后，读取n个设备节点的SYNC属性；如果n个设备节点的SYNC属性都为S3准同步态，则该次同步操作成功，进入步骤(1-23)；如果存在某个或某些设备节点的SYNC属性不是S3准同步态，则说明本次同步操作失败，进入步骤(1-24)；
步骤(1-23)，主设备节点改变n个设备节点的SYNC属性为S4同步态，并进入步骤(1-25)；
步骤(1-24)，主设备节点改变n个设备节点的SYNC属性为S5重置态，并跳转到步骤(1-18)，重新开始设备节点的同步操作过程；
步骤(1-25)，主设备节点接收(n-1)个从设备节点的数据包，并将(n-1)从设备节点的数据包和自身节点的数据包共n个数据包根据时间顺序进行排序；将各个设备节点排列好的数据包根据数据包的包序进行对齐；对于因网络环境等因素导致的某些设备节点、某些时间点的数据包丢失，则主设备将对应设备节点的对应包序位置的数据用填充数据补齐。
至此，基于主设备节点为同步设备节点的同步过程完成。
方法中的SYNC属性用于标识设备节点当前的同步状态，包含：S0初始态、S1广播态、S2接收态、S3准同步态、S4同步态和S5重置态。
方法中的PORT属性用于选择设备节点中的同步基准时钟，包含：P0待同步端口和P1基准时钟端口。
方法中的由无线设备节点构成的网络，当选定主设备节点后，所有设备节点构成星型结构。
方法中的设备节点间通信使用的通信协议包含但不仅限于：蓝牙协议，ZigBee协议，WiFi协议等等。
本实施例中，主设备节点选取为iPhone 5s手机设备，为控制设备节点。因此在同步过程中，主设备节点不具有PORT属性和SYNC属性。
本实施例中，从设备节点为2块肌电信号采集设备节点，分别为肌电信号采集设备节点1和肌电信号采集设备节点2。在肌电信号采集设备节点中建立两个可读可写属性：PORT属性和SYNC属性。
肌电信号采集设备节点上电初始化PORT和SYNC两个属性：PORT属性初始化为0x00，表示肌电信号采集设备节点默认的PORT属性为P0待同步端口；SYNC初始化为0x00，表示肌电信号采集设备节点上电后的SYNC属性为S0初始态。
实验中，iPhone 5s与肌电信号采集设备节点之间通过蓝牙低功耗协议(Bluetooth Low Energy，BLE)建立无线连接。iPhone 5s与肌电信号采集设备节点在每个连接间隔产生的连接事件中交互数据。
iPhone 5s通过BLE向肌电信号采集设备节点1的PORT属性写入0x01，设置该设备节点的PORT属性为P1基准时钟端口，并回读该属性值确保写入成功。
肌电信号采集设备节点根据PORT和SYNC属性的配置，初始化无线通信协议和同步定时器。对于PORT属性为P1基准时钟端口的肌电信号采集设备节点1，将其配置为同步数据包发送端，在无线通信模块空闲时，利用无线通信协议广播同步数据包；同时配置事件任务触发机制，当肌电信号采集设备节点1广播同步数据包事件产生时，硬件单次触发延迟定时器，延迟时间到达后触发同步定时器开始同步采样，延迟定时器的定时时间根据设备节点间的通信距离决定。对于PORT属性为P0待同步端口的设备节点2，将其配置为同步数据包接收端，在无线通信模块空闲时，利用无线通信协议侦听同步数据包；同时配置事件任务触发机制，当肌电信号采集设备节点2侦听到同步数据包时，硬件触发同步定时器开始同步采样。
iPhone 5s首先向PORT属性为P0待同步端口的肌电信号采集设备节点2的SYNC属性写入0x01，配置该节点的SYNC属性为S1接受态，并回读该属性值确保写入成功；SYNC属性为S1接受态的肌电信号采集设备节点2在无线通信模块空闲时段开始侦听肌电信号采集设备节点1广播的同步数据包。
iPhone 5s接着向PORT属性为P1基准时钟端口的肌电信号采集设备节点1的SYNC属性写入0x01，配置该节点的SYNC属性为S2广播态，并回读该属性值确保写入成功；同时iPhone 5s设定延迟时间T＝50ms。SYNC属性为S2广播态的肌电信号采集设备节点1在无线通信模块空闲时段广播一次同步数据包，并触发延迟定时器，延迟时间到达后触发同步定时器开始同步采样。
肌电信号采集设备节点1向自身的SYNC属性写入0x02，配置该节点的SYNC属性为S3准同步态。
如果肌电信号采集设备节点2侦听到肌电信号采集设备节点1广播的同步数据包，则向自身的SYNC属性写入0x02，配置该节点的SYNC属性为S3准同步态；如果肌电信号采集设备节点2未侦听到同步数据包，则不改变SYNC属性。
iPhone 5s在延迟时间T＝50ms到达后，读取所有肌电信号采集设备节点的SYNC属性；如果所有肌电信号采集设备节点的SYNC属性都为S3准同步态，则说明所有设备节点已经在同一个时间点开启了同步定时器，该次同步操作成功。iPhone 5s向所有肌电信号采集设备节点的SYNC属性写入0x03，配置所有肌电信号采集设备节点的SYNC属性为S4同步态。从设备节点停止在无线通信模块空闲时段广播或侦听同步数据包。iPhone 5s接收所有肌电信号采集设备节点的数据包，并将各个肌电信号采集设备节点的数据包根据时间顺序进行排序；将各个肌电信号采集设备节点排列好的数据包再根据数据包的包序进行对齐。对于因网络环境等因素导致的某些肌电信号采集设备节点、某些时间点的数据包丢失，则主设备将对应从设备节点的对应包序位置的数据用填充数据补齐。
如果存在某个或某些肌电信号采集设备节点的SYNC属性不是S3准同步态，则说明本次同步失败，iPhone 5s向所有肌电信号采集设备节点的SYNC属性写入0x04，配置所有肌电信号采集设备节点的SYNC属性为S5重置态。SYNC属性为S5重置态的肌电信号采集设备节点，重置同步定时器和数据包包序，并重新开始下一轮的同步操作。
需要说明的是，上述的实施例仅用于说明本发明，而不应视为对本发明的限制。本发明的保护范围应以权利要求记载的技术方案，包括权利要求记载的技术方案中的特征的等同替换方案为保护范围。对本发明的技术方案进行各种组合、修改或者等同替换，也在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种用于无线设备节点网络同步的方法，其特征在于：所述的方法包含以下步骤：
步骤(1-1)，在n个无线设备节点中选取某个无线设备节点为主设备节点，其余(n-1)个无线设备节点为从设备节点；若选定的主设备节点为同时不具有PORT属性和SYNC属性的控制设备节点，则进行步骤(1-2)～步骤(1-13)；
步骤(1-2)，初始化(n-1)个从设备节点的PORT属性，所有从设备节点均为P0待同步端口；
步骤(1-3)，初始化(n-1)个从设备节点的SYNC属性，所有从设备节点均为S0初始态；
步骤(1-4)，主设备节点与其余(n-1)个从设备节点通过无线通信模块建立无线连接；主设备节点与从设备节点在每个连接间隔产生的连接事件中交互数据；
步骤(1-5)，主设备节点配置某个从设备节点的PORT属性为P1基准时钟端口；在从设备节点网络中，PORT属性为P1基准时钟端口的从设备节点有且仅有一个；
步骤(1-6)，主设备节点改变(n-2)个PORT属性为P0待同步端口的从设备节点的SYNC属性为S1接收态；SYNC属性为S1接收态的设备节点在无线通信模块空闲时开始侦听同步数据包；
步骤(1-7)，主设备节点改变PORT属性为P1基准时钟端口的从设备节点的SYNC属性为S2广播态，同时主设备节点设定延迟时间T；SYNC属性为S2广播态的从设备节点在无线通信模块空闲时广播一次同步数据包；
步骤(1-8)，PORT属性为P1基准时钟端口的从设备节点广播完同步数据包后，改变自身的SYNC属性为S3准同步态；
步骤(1-9)，PORT属性为P0待同步端口的从设备节点如果在无线通信模块空闲时侦听到同步数据包，则改变自身的SYNC属性为S3准同步态；PORT属性为P0待同步端口的从设备节点如果在无线通信模块空闲时未侦听到同步数据包，则不改变SYNC属性；
步骤(1-10)，主设备节点延迟时间T到达后，读取(n-1)个从设备节点的SYNC属性；如果(n-1)个从设备节点的SYNC属性都为S3准同步态，则该次同步操作成功，进入步骤(1-11)；如果存在某个或某些从设备节点的SYNC属性不是S3准同步态，则说明本次同步操作失败，进入步骤(1-12)；
步骤(1-11)，主设备节点改变(n-1)个从设备节点的SYNC属性为S4同步态，并进入步骤(1-13)；
步骤(1-12)，主设备节点改变(n-1)个从设备节点的SYNC属性为S5重置态，并跳转到步骤(1-6)，重新开始从设备节点的同步操作过程；
步骤(1-13)，主设备节点接收(n-1)个从设备节点的数据包，并将(n-1)个从设备节点的数据包根据时间顺序进行排序；将各个从设备节点排列好的数据包根据数据包的包序进行对齐；对于因网络环境因素导致的某些从设备节点、某些时间点的数据包丢失，则主设备将对应从设备节点的对应包序位置的数据用填充数据补齐；
至此，基于主设备节点为控制设备节点的同步过程完成。
2.如权利要求1所述的一种用于无线设备节点网络同步的方法，其特征在于：所述步骤(1-1)中，若选定的主设备节点为同时具有PORT属性和SYNC属性的同步设备节点，
所述方法还包含以下步骤：
步骤(1-14)，初始化n个无线设备节点的PORT属性，所有无线设备节点均为P0待同步端口；
步骤(1-15)，初始化n个无线设备节点的SYNC属性，所有无线设备节点均为S0初始态；
步骤(1-16)，主设备节点与其余(n-1)个从设备节点通过无线通信模块建立无线连接；主设备节点与从设备节点在每个连接间隔产生的连接事件中交互数据；
步骤(1-17)，主设备节点配置某个设备节点的PORT属性为P1基准时钟端口；在设备节点网络中，PORT属性为P1基准时钟端口的设备节点有且仅有一个；
步骤(1-18)，主设备节点改变(n-1)个PORT属性为P0待同步端口的设备节点的SYNC属性为S1接收态；SYNC属性为S1接收态的设备节点在无线通信模块空闲时开始侦听同步数据包；
步骤(1-19)，主设备节点改变PORT属性为P1基准时钟端口的设备节点的SYNC属性为S2广播态，同时主设备节点设定延迟时间T；SYNC属性为S2广播态的设备节点在无线通信模块空闲时广播一次同步数据包；
步骤(1-20)，PORT属性为P1基准时钟端口的设备节点广播完同步数据包后，改变自身的SYNC属性为S3准同步态；
步骤(1-21)，PORT属性为P0待同步端口的设备节点如果在无线通信模块空闲时侦听到同步数据包，则改变自身的SYNC属性为S3准同步态；PORT属性为P0待同步端口的设备节点如果在无线通信模块空闲时未侦听到同步数据包，则不改变SYNC属性；
步骤(1-22)，主设备节点延迟时间T到达后，读取n个设备节点的SYNC属性；如果n个设备节点的SYNC属性都为S3准同步态，则该次同步操作成功，进入步骤(1-23)；如果存在某个或某些设备节点的SYNC属性不是S3准同步态，则说明本次同步操作失败，进入步骤(1-24)；
步骤(1-23)，主设备节点改变n个设备节点的SYNC属性为S4同步态，并进入步骤(1-25)；
步骤(1-24)，主设备节点改变n个设备节点的SYNC属性为S5重置态，并跳转到步骤(1-18)，重新开始设备节点的同步操作过程；
步骤(1-25)，主设备节点接收(n-1)个从设备节点的数据包，并将(n-1)从设备节点的数据包和自身节点的数据包共n个数据包根据时间顺序进行排序；将各个设备节点排列好的数据包根据数据包的包序进行对齐；对于因网络环境因素导致的某些设备节点、某些时间点的数据包丢失，则主设备将对应设备节点的对应包序位置的数据用填充数据补齐；
至此，基于主设备节点为同步设备节点的同步过程完成。
3.如权利要求1或2所述的用于无线设备节点网络同步的方法，其特征在于：所述SYNC属性用于标识设备节点当前的同步状态，包含：S0初始态、S1广播态、S2接收态、S3准同步态、S4同步态和S5重置态。
4.如权利要求1或2所述的用于无线设备节点网络同步的方法，其特征在于：所述PORT属性用于选择设备节点中的同步基准时钟，包含：P0待同步端口和P1基准时钟端口。
5.如权利要求1或2所述的用于无线设备节点网络同步的方法，其特征在于：由无线设备节点构成的网络，当选定主设备节点后，所有设备节点构成星型结构。
6.如权利要求1或2所述的用于无线设备节点网络同步的方法，其特征在于：所述设备节点间通信使用的通信协议包含但不仅限于：蓝牙协议、ZigBee协议或WiFi协议。
CN201810026925.1A 2018-01-11 2018-01-11 一种用于无线设备节点网络同步的方法 Active CN108419287B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810026925.1A CN108419287B (zh) 2018-01-11 2018-01-11 一种用于无线设备节点网络同步的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810026925.1A CN108419287B (zh) 2018-01-11 2018-01-11 一种用于无线设备节点网络同步的方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN108419287A true CN108419287A (zh) 2018-08-17
CN108419287B CN108419287B (zh) 2020-08-04

Family

ID=63125570

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810026925.1A Active CN108419287B (zh) 2018-01-11 2018-01-11 一种用于无线设备节点网络同步的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108419287B (zh)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111918382A (zh) * 2020-08-12 2020-11-10 深圳蓝奥声科技有限公司 无线同步群控方法及装置
CN111918381A (zh) * 2020-08-12 2020-11-10 深圳蓝奥声科技有限公司 一种无线同步调制方法和装置
CN111935691A (zh) * 2020-08-12 2020-11-13 深圳市蓝信物联科技有限公司 一种无线低功耗配置方法与装置
CN111954165A (zh) * 2020-08-12 2020-11-17 深圳蓝奥声科技有限公司 无线同步数据传输方法和装置
CN112714402A (zh) * 2020-12-28 2021-04-27 大唐半导体科技有限公司 一种自适应更新蓝牙从设备接收窗的方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101883420A (zh) * 2010-06-25 2010-11-10 中国科学院软件研究所 一种无线传感器网络时间同步方法
CN102158335A (zh) * 2011-04-21 2011-08-17 中兴通讯股份有限公司 时间同步端口的处理方法及装置
CN103096441A (zh) * 2012-12-07 2013-05-08 浙江大学 适用数据采集的低速率无线传感网络的低功耗的通信方法
US20150042490A1 (en) * 2011-06-08 2015-02-12 Fitbit, Inc. Wireless portable activity-monitoring device syncing
US20170042425A1 (en) * 2015-08-14 2017-02-16 United States Of America, As Represented By The Secretary Of The Navy Timestamp-Free Synchronization for Wireless Body Area Networks
CN107197514A (zh) * 2017-04-27 2017-09-22 上海大学 无线传感器网络的可认知全局时钟同步方法及在多跳网络中的应用

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101883420A (zh) * 2010-06-25 2010-11-10 中国科学院软件研究所 一种无线传感器网络时间同步方法
CN102158335A (zh) * 2011-04-21 2011-08-17 中兴通讯股份有限公司 时间同步端口的处理方法及装置
US20150042490A1 (en) * 2011-06-08 2015-02-12 Fitbit, Inc. Wireless portable activity-monitoring device syncing
CN103096441A (zh) * 2012-12-07 2013-05-08 浙江大学 适用数据采集的低速率无线传感网络的低功耗的通信方法
US20170042425A1 (en) * 2015-08-14 2017-02-16 United States Of America, As Represented By The Secretary Of The Navy Timestamp-Free Synchronization for Wireless Body Area Networks
CN107197514A (zh) * 2017-04-27 2017-09-22 上海大学 无线传感器网络的可认知全局时钟同步方法及在多跳网络中的应用

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
CHUNQIANG LIU: "Research on Time Synchronization Technology of Wireless Sensor Network", 《2017 INTERNATIONAL CONFERENCE ON CYBER-ENABLED DISTRIBUTED COMPUTING AND KNOWLEDGE DISCOVERY》 *

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111918382A (zh) * 2020-08-12 2020-11-10 深圳蓝奥声科技有限公司 无线同步群控方法及装置
CN111918381A (zh) * 2020-08-12 2020-11-10 深圳蓝奥声科技有限公司 一种无线同步调制方法和装置
CN111935691A (zh) * 2020-08-12 2020-11-13 深圳市蓝信物联科技有限公司 一种无线低功耗配置方法与装置
CN111954165A (zh) * 2020-08-12 2020-11-17 深圳蓝奥声科技有限公司 无线同步数据传输方法和装置
CN111954165B (zh) * 2020-08-12 2022-07-15 深圳蓝奥声科技有限公司 无线同步数据传输方法和装置
CN111918381B (zh) * 2020-08-12 2022-12-13 深圳蓝奥声科技有限公司 一种无线同步调制方法和装置
CN111918382B (zh) * 2020-08-12 2023-01-24 深圳蓝奥声科技有限公司 无线同步群控方法及装置
CN111935691B (zh) * 2020-08-12 2024-01-16 深圳市蓝信物联科技有限公司 一种无线低功耗配置方法与装置
CN112714402A (zh) * 2020-12-28 2021-04-27 大唐半导体科技有限公司 一种自适应更新蓝牙从设备接收窗的方法
CN112714402B (zh) * 2020-12-28 2022-02-08 大唐半导体科技有限公司 一种自适应更新蓝牙从设备接收窗的方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN108419287B (zh) 2020-08-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108419287A (zh) 一种用于无线设备节点网络同步的方法
US10911930B2 (en) Wireless system, wireless device, non-transitory computer-readable storage medium having stored therein communication program, and communication method
US10904832B2 (en) Wireless system, wireless device, non-transitory computer-readable storage medium having stored therein communication program, and communication method
CN105684530B (zh) 用于构造和维护用于设备到设备同步的层次结构的分布式方法
CN201673377U (zh) 基于gps/北斗双模授时的无线校时系统
US10397868B2 (en) Wireless system, wireless device, non-transitory computer-readable storage medium having stored therein communication program, and communication method
CN103108388B (zh) 无线传感器网络时钟同步方法、装置及系统
CN104936273B (zh) 一种Mesh自组织无线传感网同步休眠及低功耗通讯方法
CN102547916A (zh) 基于时分复用多频点覆盖无线传感器网络实现方法
CN109996325B (zh) 一种无线传感器网络的时钟同步系统及方法
CN109565772A (zh) 时间同步方法、设备及存储介质
CN109074723A (zh) 时间同步方法、传感器嵌入终端和传感器网络系统
CN203224727U (zh) 基于无线通信网及gps的双时钟源授时系统
KR20230074621A (ko) 디바이스들에 걸친 데이터 캡처
JP2017063312A5 (zh)
CN102196554A (zh) 通过簇平均实现无线传感器网络平均时钟同步的方法
CN208424382U (zh) 基于WiFi无线与GPS授时的分布式信号同步采集系统
CN106131331B (zh) 一种对多个智能设备进行统一控制的方法、设备和系统
CN103248435B (zh) 一种水声通信网络时分复用方法
CN105228176B (zh) 一种轻量级无线传感网络的传感节点运行模式切换方法
Miyazaki et al. Demand-addressable sensor network: toward large-scale active information acquisition
Cisco CDP
CN109309559A (zh) 基于WiFi无线与GPS授时的分布式信号同步采集系统
CN106507440B (zh) 一种传感器网络系统、组网和信息交互方法
CN103945427B (zh) 在lte系统中切换检测模式的方法、装置和系统

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant