CN111935680A - 一种设备同步装置及设备同步系统 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种设备同步装置，包括控制单元和通信单元，控制单元每次发出同步数据的时间长度一致，当控制单元发出同步数据时，若其他的设备同步装置发出的同步数据没有被设备同步装置接收成功，则控制单元将同步数据的发送周期调整为目标调整间隔，目标调整间隔大于预设同步周期，使得同步数据不与其他设备发生冲突，实现设备同步。解决了现有技术中，多个设备发送数据时，周期不同步导致数据碰撞发生数据丢失的问题，提高了数据传输的效率和精确性。

Description

一种设备同步装置及设备同步系统

技术领域

本发明实施例涉及通信技术，尤其涉及一种设备同步装置及设备同步系统。

背景技术

目前的配送场景中，机器人被应用于进行物品配送来替代人力劳动，机器人根据功能壳体和避障底盘等结构实现在人员密度较高的餐厅场景进行可靠运行。近几年市场对室内机器人的应用接受度越来越高，从早期的展示性功能到目前的实用功能越来越强，使得机器人的市场普及率大大提升。

现有技术中，在一些大面积配送场景，需要多台机器人执行配送任务，但在繁忙的配送任务过程中，经常发现机器人之间的路径发生重叠，导致行驶路段发生拥堵情况，而机器人只会在遇到障碍物时才开始执行避障措施，导致机器人的配送效率下降。因此需要机器人之间实现通信功能，来达成多机协同工作。目前有一种通信方式是采用主从轮询方式进行信息交互，但是，当存在多台设备时，通信延时会大大增加，发送时效得不到保证，该方案还受到主机处理性能牵制，如果主机掉线则整个系统都会瘫痪。

发明内容

本发明实施例提供一种设备同步装置及设备同步系统，以提高数据传输的精确性和效率。

第一方面，本发明实施例提供了一种设备同步装置，设置于移动设备中，用于控制与其他的设备同步装置之间的通信，其特征在于，包括：

控制单元，用于根据预设同步周期发出同步数据；

通信单元，与所述控制单元通信连接，用于接收和发送预设频率的载波信号；

其中，所述控制单元每次发出同步数据的时间长度一致，当所述其他的设备同步装置发出的同步数据没有被所述设备同步装置接收成功，则所述控制单元将所述同步数据的发送周期由所述预设同步周期调整为目标调整间隔，

所述控制单元根据所述其他的设备同步装置的预设编号和所述时间长度，确定所述目标调整间隔，所述目标调整间隔大于所述预设同步周期，并且所述目标调整间隔与所述预设编号成正比。

进一步的，若所述通信单元接收到其他移动设备的同步数据，所述移动设备完成同步，并且，所述控制单元根据该同步数据计算下一包同步数据的发送时间点并按照所述预设周期执行同步数据的发送。

进一步的，所述装置还包括：增益单元，与所述通信单元通信连接，用于将所述载波信号进行放大后发出，并且，所述增益单元能够接收所述预设频率的载波信号。

进一步的，所述增益单元包括：天线，所述天线采用全向天线或者定向天线，其中所述全向天线能够接收或发射任何一个方向的信号，所述定向天线能接收特定角度范围内的信号。

进一步的，所述通信单元发送预设频率的载波信号，所述预设频率为高频信号；并且，在所述预设频率下，所述时间长度在10ms至35ms范围内，所述载波信号负载100bytes至380bytes数据内容。

进一步的，所述控制单元通过周期调整参数对所述目标调整间隔进行调整，并且通过设定所述周期调整参数，来设定在一个所述预设同步周期内，能够发出同步数据的未同步设备数量。

进一步的，所述控制单元执行所述目标调整间隔发送同步数据，根据所述目标调整间隔，完成所有设备的同步需要的时间不超过三个所述预设同步周期。

进一步的，若所述通信单元没有接收到其他的设备同步装置的同步数据，所述通信单元检测所述预设频率的信道是否空闲，若是空闲，则所述控制单元发出同步数据。

第二方面，本发明实施例还提供了一种设备同步系统，包含第一设备和第二设备，该系统包括：

所述第一设备包含用于根据预设同步周期发出同步数据的第一控制单元、以及与所述第一控制单元通信连接用于接收和发送预设频率的载波信号的第一通信单元；

所述第二设备包含用于根据预设同步周期发出同步数据的第二控制单元、以及与所述第二控制单元通信连接用于接收和发送所述预设频率的载波信号的第二通信单元；

其中，所述第一控制单元、第二控制单元发出同步数据的时间长度一致，当所述第二控制单元发出所述同步数据，若所述同步数据没有被第一通信单元接收成功，则所述第一控制单元将所述同步数据的发送周期由所述预设同步周期调整为第一目标调整间隔，

所述第一控制单元根据所述第一设备的预设编号和所述时间长度确定所述第一目标调整间隔，所述第一目标调整间隔大于所述预设同步周期。

进一步的，所述第一通信单元接收到所述第二通信单元发出的载波信号，将所述载波信号中的同步数据传输至所述第一控制单元；所述第一控制单元根据所述预设同步周期、所述同步数据中所述第二设备的预设编号以及接收到所述同步数据的时间点信息，计算所述第一设备的下一包同步数据发送时间点。

进一步的，所述第一设备的同步数据中包含第一位置信息；所述第二设备的处理器根据全局路径规划信息、所述第二设备的当前位置信息、以及所述第一位置信息，若判定在重叠路段发生拥堵，则重新规划所述第二设备的运行路径。

进一步的，当所述第一设备发送所述同步数据，若所述第二控制单元没有接收到所述第一设备的同步数据，则所述第二控制单元将所述同步数据的发送周期由所述预设同步周期调整为第二目标调整间隔，所述第二控制单元根据所述第二设备的预设编号和所述时间长度确定所述第二目标调整间隔，所述第二目标调整间隔大于所述预设同步周期，并且若所述第二设备的编号大于所述第一设备的编号，则所述第二目标调整间隔大于所述所述第一目标调整间隔。

进一步的，所述第一控制单元在预定时间内未接收到所述第二设备的同步数据，所述第一控制单元根据所述第一目标调整间隔发送同步数据。

本发明实施例通过设备同步装置的控制单元能够发出同步数据，当其他的设备同步装置的同步数据没有被设备同步装置接收成功，则控制单元将同步数据的发送周期调整为目标调整间隔，目标调整间隔大于预设同步周期，使得同步数据不与其他设备发生冲突，实现设备同步。解决了现有技术中，多个移动设备发送数据时，周期不同步导致数据碰撞发生数据丢失的问题，提高了数据传输的效率和精确性。

附图说明

图1为本发明实施例一提供的一种设备同步装置的结构框图；

图2为本发明实施例二提供的一种机器人的结构框图；

图3为本发明实施例三提供的一种设备同步系统的结构框图；

图4为本发明实施例四提供的一种设备同步装置同步过程的时序图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

实施例一

图1为本发明实施例一提供的一种设备同步装置的结构框图。本装置被设置于移动设备上，用于控制其他的设备同步装置之间的通信。

如图1所示，该设备同步装置10包括：控制单元11、通信单元12。

控制单元11用于根据预设同步周期发出同步数据。

同步数据是移动设备之间交互的数据信息集合，包含有每个设备的预设编号、位置信息、电量信息等。例如，1号设备在餐厅场景运行过程中，根据预设的同步周期将同步数据进行发送，发送的同步数据负载有编号为1的设备当前位置和当前电量信息。其他设备接收1号设备的同步数据。

控制单元11根据预先导入的分布式半双工设备同步的软件方案执行具体算法。在固定使用场景下，预先设定了设备总数。根据软件方案中的规则，控制单元11根据设备总数计算得到预设同步周期。控制单元11发出的同步数据的时间长度一致，因此，根据设备数量和时间长度，可以得到预设同步周期。可选地，若有6台设备，每台设备发送同步数据的时间长度是1秒，则预设同步周期是6秒。即，控制单元每隔6秒开始发送当前设备的同步数据。可选地，控制单元可以采用MCU微控制单元。

其中，分布式半双工设备同步的软件方案模型如下：

初始的，设备在开始运行时，假定编号为K的设备的同步数据即、第一数据包和编号为K +1的设备的第一数据包发送冲突，因此对K+1设备的数据发送周期进行调整；其中，K设备第 一数据包发送时间起始点为

，K+1设备第一数据包发送时间起始点为

。

根据预设规则以及设定的周期调整参数，计算K+1设备调整后的数据发送周期，即 K+1台设备的目标调整间隔

；

通过计算得到K设备第二数据包发送时间起始点为

，其中

为K设备的目标调整 间隔,并且计算得到K+1设备的第二数据包发送时间点

，并判断K设备和K+1设备的第 二数据包是否发生碰撞，即

和

是否发生重叠，其中

为每台设备固定 的发送数据包所需的时间长度。

若发生碰撞，继续计算第三数据包发送时间，K设备第三数据包发送时间点

，第K+1设备第三数据包发送时间点

。判断是否发生碰撞。

若否，则K+1设备根据接收的第K设备的数据包，计算K+1设备下一包数据的时间点，并执行同步周期，最终实现第K+1设备同步。并且，若K设备的数据包发送成功，则表明除K设备以外的其他运行中设备都接收到K设备的数据包，即都同步成功。

根据模型，设定间隔周期参数，经过碰撞比较后，必会得到不碰撞时间点，即可实现设备同步。因此上述模型是合理且可靠的。

在本实施例中，通信单元12，与控制单元11通信连接，用于接收和发送预设频率的载波信号。

通信单元12可以检测预设频率的信道是否空闲。在设备重新上线时，通信单元12检测当前信道是否空闲，若是空闲，则所述控制单元发出重启后的第一包同步数据。但即使当前通道为空闲，发出的同步数据也不一定会被接收成功，因为如果此时同样有设备开始发送同步数据，依旧会导致设备的同步数据冲突。因此本方案的同步方法能够根本解决设备数据冲突的问题。通信单元采用无线模块进行数据传输，无线模块的载波频率为高频信号，频段大于2.4GHz，可选地，采用250MHz以上的民用频段，这个频段的射频信号具有较强的穿透能力和抗干扰能力，可以保证在大部分室内场景下都有较好的信号，相较于传统的Wi-Fi、蓝牙方案，在通信距离和稳定性方面有很大的优势。

通信单元12接收控制单元11发出的同步数据，并将同步数据进行调制后通过预设频率的载波信号发出。

在本实施例中，设备同步装置还可以包括增益单元，增益单元与通信单元通信连接，用于将载波信号进行放大后发出，并且增益单元能够接收通信单元的预设频率的载波信号并传输该信号。

增益单元可以发出和接收载波信号，既可以对载波信号进行放大发送，也能接收经过放大的载波信号，并且增益单元对载波信号的放大使得信号传输更远，确保设备之间在距离范围内接收信号。可选地，增益单元可以采用天线，在复杂场景中，选择全向天线来对载波信号进行发送，因为全向天线能够接收和发射任何一个方向的信号。可选地，增益单元也可采用定向天线，在单向运行场景中，设备的运行方向几乎不变，通过定向天线接收特定角度范围的信号，能够增加信号接收的准确度，使得设备通信范围更大。

在本实施例中，当设备启动时，控制单元11发出同步数据，若同步数据没有被其他的设备同步装置接收成功，表明数据包发送冲突，导致所有设备都没有接收其他设备的同步数据，由于设备的预设同步周期相同，如此将导致后续数据包也会发生冲突，因此，通过控制单元11将同步数据的发送周期由预设同步周期调整为目标调整间隔，根据设备的编号信息和所述时间长度确定该设备的目标调整间隔，并且设定目标调整间隔大于预设同步周期，以及目标调整间隔与设备编号成正比，即，编号越大目标调整间隔越大，使得本方案在所有设备都能够尽快实现同步。

本实施例中，目标调整间隔是通过控制单元载入的分布式半双工设备同步的软件方案实现的。设备预先设定编号是k，同步数据的发送时间长度为Te，可以确定设备发送完整数据包所需的时间。在同步状态下，设备按照预设同步周期时间发送数据包，不同设备根据编号顺序依次发送数据包，避免设备和发送的数据产生碰撞。若设备未同步，则在设备发送数据的时候，其他设备也可能发送数据，数据包在当前信道中会发生碰撞，接收数据的设备可能无法接收到完整的数据包，导致数据丢失，因此通过执行目标调整间隔进行同步数据发送，解决数据包冲突的问题，实现设备的同步。

可选的，根据设备的预设编号和发送同步数据的时间片长度，确定设备发出同步数据的目标调整间隔，根据如下公式计算设备发出同步数据的目标调整间隔，包括：

若

，则

；

若

，则

；

；

；

其中，

为当前最大设备数，

为大于1且小于2的预设的周期调整参数，

为任意整 数，

为目标调整间隔中的整数部分，

为设备编号，

为目标调整间隔，

为发送数据包 的时间片长度。

根据上述公式计算出的目标调整间隔大于预设同步周期,且设备编号越大目标调整间隔越大。

例如，可以预设周期调整参数为1.5，确定当前最大设备数减1是否为1.5的整数 倍，将当前最大设备数减1代入到匹配的公式中，得到调整参数

，

可以表示在一个预设 同步周期内，允许的未同步设备数。再根据设备的预设编号计算目标调整间隔的整数部分， 最后根据当前最大设备数、目标调整间隔中的整数部分、发送数据包的时间片长度以及设 备编号除以中间计算参数的余数，得到目标调整间隔。在将预设的周期调整参数为1.5的情 况下，使设备以不超过三个预设同步周期内即可完成所有设备同步。这样设置的有益效果 在于，通过预设的周期调整参数，得到设备的目标调整间隔，使设备发送第二数据包的时间 延迟，有效避免设备第二数据包与其他设备第二数据包发生碰撞，提高设备同步的效率。

具体的，若设备没有接收到其他设备的同步数据，通信单元12检测预设频率的信道是否空闲，若是空闲，表明目前信道没有设备在发送数据，则控制单元11发出同步数据，同步数据经过通信单元12调制后，以预设频率的载波信号发出，该载波信号经过增益单元放大后进行发送。其他设备的增益单元可以接收该预设频率的载波信号，并且通信单元对该信号进行解调后回传给控制单元进行处理。在本实施例中，所有的设备的通信单元中，若一台通信单元的信号发送成功，其他通信单元在信号范围内能够实现接收，若多台设备同时发送信号，其他通信单元无法解调该信号，造成数据冲突。

在增益单元将信号放大发出后，若同步数据被设备接收成功，设备根据同步数据完成同步；若没有接收成功其他设备的同步数据，则控制单元11将同步数据的发送周期进行调整，将预设同步周期调整为目标调整间隔。控制单元11按照目标调整间隔发送同步数据，后续通过执行目标调整间隔发送同步数据。

若通信单元12接收到其他设备的同步数据，则设备完成同步，并且，控制单元11根据接收到的同步数据计算自身设备的下一包同步数据的发送时间点并按照预设周期执行同步数据的发送。同步后的设备会根据预设的数据发送队列顺序执行数据发送，每台设备按照规定序列在预设同步周期内进行数据发送，队列保证同一时刻只有一台设备在发送数据。

本发明实施例通过控制单元在没有接收其他设备的同步数据时，则判定设备之间没有实现同步，通过控制单元调整同步数据的发送周期，由预设同步周期调整为目标调整间隔，通过执行目标调整间隔发送同步数据，且目标调整间隔大于预设同步周期，并且目标调整间隔与设备编号成正比，使得设备下一包数据发送时间点与其他设备错开，保证数据的发送成功。解决了现有技术中，多个设备发送数据时，周期不同步导致数据碰撞发生数据丢失的问题，也解决了现有技术中，当信道存在数据传输时，其他设备只能检测信道状态，等待信道空闲后再发出数据，所导致的数据传输时效性低的问题。在设备同步后，实时计算各设备发出数据的时间，保证各设备依次发送数据，并检测各设备状态，有效提高了数据传输的效率和精确性。

实施例二

图2为本发明实施例二提供的一种机器人的结构框图。如图2所示，本实施例还提供一种具有设备同步装置的机器人，该设备同步装置400被安装在机器人500上，本设备应用于餐厅场景，设备运行过程中与其他设备进行通信。在本场景中，为了保证机器人的有效运行，能够允许的信号延迟最大不能超过350ms，且需要能够保证10台设备的同步运行。

设备同步装置400的控制单元执行分布式半双工设备同步程序，能够控制同步数据信号的发出时序及同步数据携带的数据信息。设备同步装置400的通信单元采用无线通信模块，通过无线通信模块发送载波信号的频率预先设定，工作频率大于2.4GHz之间，在这个频段的射频信号具有较强的穿透能力和抗干扰能力，可以保证在餐厅场景中机器人之间的通信信号较好，该频段相较于Wifi\蓝牙方案在通信距离和稳定性上更有优势。

在本实施例中，当餐厅场景为多楼层结构，为了保证每层的机器人之间不互相干扰，通过对不同楼层工作的机器人的通信单元的频率设定为不同，即、不同楼层的机器人之间通信设定为不同信道，这样可以保证同楼层机器人相互通信而不会干扰其他楼层的机器人。

通信单元能够实现一个同步数据的发送时间长度在35ms内，如此能够满足当前餐厅场景信号延迟需要在350ms内且要求10台设备的同步通信要求。综上，本方案能够完全满足当前餐厅场景的机器人通信要求，确保信号的完整且及时地发出。

通信单元的载波信号能够载负380bytes的数据信息，保证将机器人的位置信息、预设编号信息、电量信息等机器人固有信息和实施信息通过同步数据实时广播给其他机器人。

增益单元采用高增益的天线，能够对载波信号进行放大，使得机器人之间的通信距离大大增加。可选地，天线被安装在机器人上部区域，如此便于信号广播，避免低区域的阻挡物。当机器人之间的距离在30m内时，机器人之间会进行自动同步，同步完成后，机器人通过设备同步装置进行相互通信。因此本方案即使在复杂餐厅场景中，也能有效实现机器人之间的通信从而进一步完成多机协作。

本发明实施例通过采用预定频率范围的通信单元以及高增益的天线来实现信号的传输，能够避免在复杂餐厅场景机器人之间的通信抗干扰，以及传输距离满足场景需求，保证将同步数据进行可靠传输。本装置能够简单快速装配在已有机器人上，来实现机器人的通信功能，解决现有机器人无法进行多机协作的问题。

实施例三

图3为本发明实施例三提供的一种设备同步系统的结构框图，如图3所示，设备同步系统包括：第一设备100和第二设备200。

第一设备100包含第一设备同步装置110，第一处理器120。

第一设备同步装置110包括控制单元111、通信单元112和增益单元113。

第一处理器120用于规划第一设备100的运行路径。

第二设备200包含第二设备同步装置210、第二处理器220。

第二设备同步装置210包括控制单元211、通信单元212和增益单元213。

第二处理器220用于规划第二设备200的运行路径。

具体的，第一设备100的控制单元111用于根据预设同步周期发出同步数据，同步数据包括第一设备的预设编号信息、位置信息电量信息以及发送时间点信息等。控制单元111与通信单元112通信连接，同步数据传输至通信单元112后，通信单元112进行调制，通过预定频率的载波信号将同步数据发出，通信单元112还可以接收该频率的载波信号进行解调后传输至控制单元111，例如通信单元112可以接收通信单元212的载波信号。增益单元113对通信单元112的载波信号进行放大，放大后进行传输。可选地，通信单元之间可以接收信号，可以不用增益单元，但接收信号的距离远远小于通过增益单元放大的信号距离范围。第二设备200的控制单元211和通信单元212功能和第一设备类似，在此不做赘述。

其中，控制单元111和控制单元211发出同步数据的时间长度一致，每个同步数据从开始发出到结束的时间长度Te相同。因此，根据设备的数量Nmax和时间长度可以计算预设同步周期，预设同步周期根据如下公式计算：

；

其中，

为预设同步周期。

当控制单元111发出同步数据，若通信单元112接收成功同步数据，则控制单元111将第一设备100的同步数据发送周期由预设同步周期调整为第一目标调整间隔，第一目标调整间隔根据第一设备的编号信息和时间长度确定，具体算法如上文中所述。第一目标调整间隔大于预设同步周期。

当第一设备100和第二设备200未同步时，若通信单元212接收到通信单元112发出的载波信号，通信单元212将载波信号中的同步数据传输至控制单元211；同步数据接收成功表示第二设备200同步成功。控制单元211根据预设同步周期、同步数据中第一设备的预设编号信息以及接收到所述同步数据的时间点信息，计算第二设备200的下一包同步数据发送时间点，已同步的第二设备按照预设同步周期发送同步数据。本实施例中，可选的，每台设备发送数据包的时间片长度一致，其中，发送数据包的时间片长度包括设备完整发送定长数据包所需的时间和预设的冗余时间。其中，在完成设备同步后，为了实现各设备依次有序地发送数据包，需要计算各设备开始发送数据包的时间。当存在多个设备时，其中一台设备发送数据，其他设备均可以接收数据。例如，存在三台设备，编号分别为001、002和003，若001发出数据，则002和003接收数据；若002发出数据，则001和003接收数据。第一编号设备可以根据自身的设备编号、第二编号设备的设备编号、接收到数据包的时间以及同步周期等信息，计算自身下次发送数据的时间。

可以通过如下公式确定第一编号设备发送数据包的时间：

若

，则

；

若

，则

；

其中，

为第一编号设备的设备编号，

为第二编号设备的设备编号，

为第一编号 设备发送数据包的时间，

为第一编号设备接收到第二编号设备的数据包的时间，

为发送 数据包的时间片长度，

为定长数据包被完整发送所需的时间，

小于或等于

。

由于设备发送的是定长数据包，所以每个设备完整发送数据包所需的时间长度

是一定的，考虑到收发模式切换的时间及处理器的计算性能等时间误差，设定一个冗余时 间，发送数据包的时间片长度

。例如，存在三台设备，编号为001、002和003，

为1 秒，

为1秒。若001发送数据包，002和003在12点接收到数据包，由于002和003均大于001， 因此，可以计算得出002和003发出同步数据的时间分别是12点01秒和12点03秒。若002发送 数据包，001和003在12点02秒接收到数据，由于001小于002，003大于002，因此可以采用不 同的公式，计算得出001和003下次发出同步数据的时间分别为12点05秒和12点03秒。根据 得到的结果可知，三台设备可以按照编号顺序依次发送数据包，避免数据碰撞。每台设备在 每接收到一次数据包时就进行一次发送时间的计算，避免设备在运行过程中，受到干扰或 关机等原因导致同步状态丢失，有利于对设备状态进行监控。

当第一设备100接收到第二设备200的同步数据后，第一设备100也完成同步。根据预定规则第一设备100根据接收到第二设备200的同步数据，可以计算第一设备下一包数据的发送时间点，并根据预设同步周期执行同步数据发送。

在本实施例中，第一设备100和第二设备200同步后，根据位置信息可以进行机器人之间的路径规划。

具体的，第二设备200接收到的第一设备100的同步数据，根据同步数据获取第一设备的第一位置信息，第二处理器220根据全局路径规划信息、第二设备的当前位置信息、以及第一位置信息，判定第一设备和第二设备是否会在重叠路段发送拥堵，若会，则第二处理器220重新规划运行路径或者在某点位停止让行，从而提前进行机器人调度，保障多机器人之间协调工作。

在本实施例中，若控制单元211没有接收到第一设备100的同步数据，则控制单元211将同步数据的发送周期由预设同步周期调整为第二目标调整间隔，第二目标调整间隔根据第二设备的编号信息和时间长度确定，第二目标调整间隔大于预设同步周期，并且第二设备的编号大于第一设备的编号，根据上述计算公式，第二目标调整间隔大于第一目标调整间隔。

在第一设备100和第二设备200完成同步后，若控制单元111在预定时间内未接收到第二设备200的同步数据，控制单元111根据第一目标调整间隔发送同步数据。预定时间内未接收到同步数据可能存在掉线的情况，例如，设备受到干扰或关机等原因导致掉线。设备在掉线后，该设备无法发出同步数据，也无法接收同步数据。预设一个同步超时机制，若同步状态下的设备在预设时间内没有发出同步数据或没有接收到其他设备的数据包，则将该设备由同步状态切换为非同步状态。当该设备上线后，再次进行同步操作。这样设置的有益效果在于，有利于及时监控设备状态，根据设备状态对设备进行调整，当发现同步状态的设备变为非同步状态时，工作人员可以对该设备进行检查，以便该设备进行上线同步，提高数据包传输效率。

实施例四

图4为本发明实施例四提供的一种设备同步装置同步过程的时序图。如图4所示，本发明实施例四提供一种设备同步装置，该装置的控制单元在未同步时，调整同步数据的发出周期，使得发出下包同步数据与其他设备不发生冲突。调整后的周期为目标调整间隔，公式为：

若

，则

；

若

，则

；

；

；

其中，

为当前最大设备数，

为大于1且小于2的预设的周期调整参数，

为任意整 数，

为目标调整间隔中的整数部分，

为设备编号，

为目标调整间隔，

为发送数据包 的时间片长度。

在本实施例中，通过调整控制单元中

参数，可以调整一个数据包发送完成到下 一个数据包发送之前的时间间隔内可容纳的未同步设备数量N。具体执行过程如下：

若设备已同步，则将会执行预设同步周期TD进行同步数据发送。

若设备未同步，则每台设备根据上述规则计算目标调整间隔。根据上述计算公式 可知，目标调整间隔的大小与设备编号有关，而且目标调整间隔大于预设同步周期TD。并且

参数变化对应调整目标调整间隔大小。

如图4所示，当存在Nmax台设备，每台设备按顺序编号，从0开始编号。已同步设备按照预设同步周期TD进行同步数据发送，每台设备发送同步数据的时间长度为Te。对于未同步设备，若对ID为0的设备，目标调整间隔计算为Tcu0。当该设备的第一包数据发送时与已同步设备冲突，如图4所示，未同步设备与已同步设备完全冲突，如此，若未同步设备依旧执行预设同步周期TD进行同步数据发送必然造成第二包数据冲突，通过本方案的目标调整间隔Tcu0的时间间隔发送第二包数据，因此能够使得在已同步设备第二包数据发送后并且在第三包数据发送前的空闲时间段，未同步设备进行第二包数据发送。

对ID为1的未同步设备，目标调整间隔为Tcu1，其中Tcu1大于Tcu0，从而使得第ID为1的设备的同步数据在第一包数据发送冲突时，第二包数据不与已同步设备冲突，并且不与其他编号设备冲突。同理ID为2的设备的目标调整间隔Tcu2也相似，以及ID为K的设备的目标调整间隔Tcuk也如上述计算，在此不进行赘述。

如图4所示，在已同步设备第二包数据发送后以及第三包数据发送前的时间段内 即TD-Te，可以允许N台未同步设备进行设备同步。由于同步数据的发送时间长度都一样，为 Te，未同步的两包数据发送间隔Tf大于Te，将间隔时间除去发送间隔Tf的数值整数，即为可 容纳的未同步数量N。通过调整周期调整参数，来设定在一个预设同步周期内，能够发出同 步数据的未同步设备数量。由于Tf根据预设规则大于Te，可设定Tf=

*Te。

为大于1小于2 的常数。因此，N可以表示为：

若

，则

；

若

，则

；

其中，

为当前最大设备数，

为大于1且小于2的预设的周期调整参数，

为任意整 数。

如图4所示，若未同步数量大于N，由于周期调整参数设定为大于1小于2的常数，则其他设备根据对于的目标调整间隔Tcuk将会在已同步设备的下一个预设同步周期内发送第二包同步数据，因此若要完成所有设备的同步，至多在三个预设同步周期内即可完成。通常在第二预设同步周期内就可完成同步，只有ID为0的设备与唯一的已同步设备的第一包数据和第二包数据都发送冲突，则需要第三个预设同步周期来完成设备同步，这种概率极小。综上，通过本实施例中的调整参数的设定，使得所有的设备能够在最多三个同步周期完成同步。保证了同步成功率并且兼具了效率。

在本实施例中，还可以通过第K台设备接收到的两个数据包的实际时间，以及根据两个数据包对于算出的设备K下一包数据的理论实际，可以测量出同步数据发送的实际时间长度和理论实际长度Te的偏差，从而调整分布式半双工设备同步的软件方案中Te的数值，从而保证设备的精确度。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (13)

1.一种设备同步装置，设置于移动设备中，用于控制与其他的设备同步装置之间的通信，其特征在于，包括：

控制单元，用于根据预设同步周期发出同步数据；

通信单元，与所述控制单元通信连接，用于接收和发送预设频率的载波信号；

其中，所述控制单元每次发出同步数据的时间长度一致，当所述其他的设备同步装置发出的同步数据没有被所述设备同步装置接收成功，则所述控制单元将所述同步数据的发送周期由所述预设同步周期调整为目标调整间隔，

所述控制单元根据所述其他的设备同步装置的预设编号和所述时间长度，确定所述目标调整间隔，所述目标调整间隔大于所述预设同步周期，并且所述目标调整间隔与所述预设编号成正比。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，若所述通信单元接收到其他移动设备的同步数据，所述移动设备完成同步，并且，所述控制单元根据该同步数据计算下一包同步数据的发送时间点并按照所述预设周期执行同步数据的发送。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

增益单元，与所述通信单元通信连接，用于将所述载波信号进行放大后发出，并且，所述增益单元能够接收所述预设频率的载波信号。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述增益单元包括：

天线，所述天线采用全向天线或者定向天线，其中所述全向天线能够接收或发射任何一个方向的信号，所述定向天线能接收特定角度范围内的信号。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述通信单元发送预设频率的载波信号，所述预设频率为高频信号；

并且，在所述预设频率下，所述时间长度在10ms至35ms范围内，所述载波信号负载100bytes至380bytes数据内容。

6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述控制单元通过周期调整参数对所述目标调整间隔进行调整，并且通过设定所述周期调整参数，来设定在一个所述预设同步周期内，能够发出同步数据的未同步设备数量。

7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述控制单元执行所述目标调整间隔发送同步数据，根据所述目标调整间隔，完成所有设备的同步需要的时间不超过三个所述预设同步周期。

8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，若所述通信单元没有接收到其他的设备同步装置的同步数据，所述通信单元检测所述预设频率的信道是否空闲，若是空闲，则所述控制单元发出同步数据。

9.一种设备同步系统，包含第一设备和第二设备，其特征在于，

所述第一设备包含用于根据预设同步周期发出同步数据的第一控制单元、以及与所述第一控制单元通信连接用于接收和发送预设频率的载波信号的第一通信单元；

所述第二设备包含用于根据预设同步周期发出同步数据的第二控制单元、以及与所述第二控制单元通信连接用于接收和发送所述预设频率的载波信号的第二通信单元；

其中，所述第一控制单元、第二控制单元发出同步数据的时间长度一致，当所述第二控制单元发出所述同步数据，若所述同步数据没有被第一通信单元接收成功，则所述第一控制单元将所述同步数据的发送周期由所述预设同步周期调整为第一目标调整间隔，

所述第一控制单元根据所述第一设备的预设编号和所述时间长度确定所述第一目标调整间隔，所述第一目标调整间隔大于所述预设同步周期。

10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于：

所述第一通信单元接收到所述第二通信单元发出的载波信号，将所述载波信号中的同步数据传输至所述第一控制单元；

所述第一控制单元根据所述预设同步周期、所述同步数据中所述第二设备的预设编号以及接收到所述同步数据的时间点信息，计算所述第一设备的下一包同步数据发送时间点。

11.根据权利要求9所述的系统，其特征在于：

所述第一设备的同步数据中包含第一位置信息；

所述第二设备的处理器根据全局路径规划信息、所述第二设备的当前位置信息、以及所述第一位置信息，若判定在重叠路段发生拥堵，则重新规划所述第二设备的运行路径。

12.根据权利要求9所述的系统，其特征在于：

当所述第一设备发送所述同步数据，若所述第二控制单元没有接收到所述第一设备的同步数据，则所述第二控制单元将所述同步数据的发送周期由所述预设同步周期调整为第二目标调整间隔，

所述第二控制单元根据所述第二设备的预设编号和所述时间长度确定所述第二目标调整间隔，所述第二目标调整间隔大于所述预设同步周期，并且若所述第二设备的编号大于所述第一设备的编号，则所述第二目标调整间隔大于所述所述第一目标调整间隔。

13.根据权利要求9所述的系统，其特征在于：

所述第一控制单元在预定时间内未接收到所述第二设备的同步数据，所述第一控制单元根据所述第一目标调整间隔发送同步数据。

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