CN112333815B - 一种工业无线互联系统的对钟方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开的一种工业无线互联系统的对钟方法,包括以下步骤:1.当某一个子设备被唤醒时,记录采集开始时间为Tj1;2.记录采集结束时的计数值ΔTj;3.将打包数据发送至主设备;4.主设备接记录当前本地接收时间为Tx1;5.若满足条件,则表明在误差允许范围之内,不需对该子设备进行对钟处理,则结束;若不满足条件,则对该子设备进行应答对钟;6.将应答数据发送至该子设备;7.记录当前本地接收时间为Tj2;8.若满足条件,则不对该子设备的时间进行对钟,若不满足条件,则对该子设备的时间进行对钟;9.该子设备进入休眠,等待下个周期唤醒。本发明具有精度高、算法简单、无需多次通信、低能耗等优点。
Description
技术领域
本发明涉及无线互联技术领域,尤其涉及一种工业无线互联系统的对钟方法。
背景技术
现有的对钟技术都是针对通信过程中的时钟漂移及设备本身引起的时间误差,但是两个工业无线互联设备之间需要多次通信才能实现对钟功能,对钟相关信息交互次数较多,造成能耗升高。
工业无线互联设备在低功耗供电情况下基本处于休眠状态,只有在发送数据时才能唤醒且正常接收其它设备发送的数据,无法在主设备采用广播方式的情况下完成子设备的对钟功能,且如果子设备当前正处于对钟状态,则无法短时间进入休眠,这样无法保证子设备的能耗低优点,存在应用的局限性。
此外,目前的对钟技术虽然对钟精度较高,但是对钟算法较为复杂。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于:针对现有技术的不足而提供一种对钟精度高、算法简单、无需多次通信、低能耗的工业无线互联系统的对钟方法。
本发明所要解决的技术问题可以采用如下技术方案来实现:
一种工业无线互联系统的对钟方法,该工业无线互联系统包括一个主设备以及若干个子设备,每一个子设备分别与所述主设备建立通信连接;所述对钟方法包括以下步骤:
步骤S10,当某一个子设备被唤醒时,该子设备主动采集传感器数据并记录采集开始时间为Tj1;
步骤S20,该子设备开始定时计数,采集完成后,停止定时计数,并记录采集完成时的计数值ΔTj;
步骤S30,该子设备将采集开始时间Tj1和计数值ΔTj打包至发送数据栈,通过发送数据栈将打包数据发送至主设备;
步骤S40,主设备接收到该子设备发送的打包数据时,记录当前本地接收时间为Tx1,并对接收到的打包数据进行解析;
步骤S50,主设备根据公式|Tx1–(Tj1+ΔTj+Tw)|≤Tw判断是否满足条件,其中,Tw为数据在无线链路中的传播时延,若满足条件,则表明在误差允许范围之内,不需对该子设备进行对钟处理,则进入步骤S90;若不满足条件,则对该子设备进行应答对钟,进入步骤S60;
步骤S60,主设备将当前本地接收时间Tx1和传播时延Tw打包至应答数据栈,并通过应答数据栈将应答数据发送至该子设备;
步骤S70,该子设备接收到应答数据后,记录当前本地接收时间为Tj2,并对应答数据进行解析;
步骤S80,该子设备根据公式|Tj2–(Tx1+Tw)|≤Tw判断是否满足条件,若满足条件,则不对该子设备的时间进行对钟,若不满足条件,则对该子设备的时间进行对钟;
步骤S90,该子设备进入休眠,等待下个周期唤醒。
由于采用了如上技术方案,本发明的有益效果在于:
1、本发明采用无线星型通信方式,一个系统中存在一个主设备,其它均为子设备,子设备与子设备之间不进行通信,每个子设备只与主设备进行无线通信交互,子设备每完成一次数据交互,随即进入休眠并等待下一周期的唤醒,有效地降低设备功耗;
2、本发明基于以上通信方式实现对钟功能,无需多次通信交互进行对钟,仅需一次交互完成设备间的对钟,对钟完成后,立刻让设备进入休眠状态,不增加额外功耗;
3、本发明的对钟算法的对钟精度高,且算法简洁,能够满足功耗较为严格的无线互联设备的对钟需求。
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是本发明的对钟方法的流程示意图。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解,下面结合具体图示,进一步阐述本发明。
本发明的工业无线互联系统包括一个主设备以及若干个子设备,每一个子设备分别与所述主设备建立通信连接。本发明的工业无线互联系统采用无线星型通信方式,一个系统中存在一个主设备,其它均为子设备,子设备与子设备之间不进行通信,每个子设备只与主设备进行无线通信交互,子设备每完成一次数据交互,随即进入休眠并等待下一周期的唤醒,有效地降低设备功耗。
参见图1,图中给出的是本发明的工业无线互联系统的对钟方法,包括以下步骤:
步骤S10,当某一个子设备被唤醒时,该子设备主动采集传感器数据并记录采集开始时间为Tj1。在本实施例中,该子设备被唤醒的条件为定时唤醒时间已到。该子设备通过主动唤醒MCU,通过MCU采集传感器数据。
步骤S20,该子设备开始定时计数,采集完成后,停止定时计数,并记录采集完成时的计数值ΔTj(单位为ms)。
步骤S30,该子设备将采集开始时间Tj1和计数值ΔTj打包至发送数据栈,通过发送数据栈将打包数据发送至主设备。
步骤S40,主设备接收到该子设备发送的打包数据时,记录当前本地接收时间为Tx1,并对接收到的打包数据进行解析。
步骤S50,主设备根据公式|Tx1–(Tj1+ΔTj+Tw)|≤Tw判断是否满足条件,,若满足条件,则表明在误差允许范围之内,不需对该子设备进行对钟处理,则进入步骤S90;若不满足条件,则对该子设备进行应答对钟,进入步骤S60。其中,Tw为数据在无线链路中的传播时延,其基本为一个固定值,可采用专门测试方法进行测试,单位为ms,一般小于100ms。
步骤S60,主设备将当前本地接收时间Tx1和传播时延Tw打包至应答数据栈,并通过应答数据栈将应答数据发送至该子设备。
步骤S70,该子设备接收到应答数据后,记录当前本地接收时间为Tj2,并对应答数据进行解析。
步骤S80,该子设备根据公式|Tj2–(Tx1+Tw)|≤Tw判断是否满足条件,若满足条件,则不对该子设备的时间进行对钟,若不满足条件,则对该子设备的时间进行对钟。
步骤S90,该子设备进入休眠,等待下个周期唤醒。
本发明基于以上通信方式实现对钟功能,无需多次通信交互进行对钟,仅需一次交互完成设备间的对钟,对钟完成后,立刻让设备进入休眠状态,不增加额外功耗。本发明的对钟算法的对钟精度高,且算法简洁,能够满足功耗较为严格的无线互联设备的对钟需求。
本发明采用星型方式的互联系统,应用场景可为管道系统中某一区域的泄漏源监测,便于现场以阵列式排布的方式采集各个点位的传感器数据,实现了各个点位的子设备与对应的主设备实现了对钟
本发明在对钟完成后,这一区域内每台设备均保持时间一致,有了这一必备条件,实现了每台设备采集传感器数据同步上传,同步上传完成后,设备立刻进入低功耗休眠状态,等待下次同步唤醒上传数据,同步采集的数据上传至后台,后台根据这些数据并通过算法实现泄漏源的定位。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解,本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理,在不脱离本发明精神和范围的前提下,本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (1)
1.一种工业无线互联系统的对钟方法,其特征在于,该工业无线互联系统包括一个主设备以及若干个子设备,每一个子设备分别与所述主设备建立通信连接;所述对钟方法包括以下步骤:
步骤S10,当某一个子设备被唤醒时,该子设备主动采集传感器数据并记录采集开始时间为Tj1;
步骤S20,该子设备开始定时计数,采集结束时停止定时计数,并记录采集结束时的计数值ΔTj;
步骤S30,该子设备将采集开始时间Tj1和计数值ΔTj打包至发送数据栈,通过发送数据栈将打包数据发送至主设备;
步骤S40,主设备接收到该子设备发送的打包数据时,记录当前本地接收时间为Tx1,并对接收到的打包数据进行解析;
步骤S50,主设备根据公式|Tx1–(Tj1+ΔTj+Tw)|≤Tw判断是否满足条件,其中,Tw为数据在无线链路中的传播时延,若满足条件,则表明在误差允许范围之内,不需对该子设备进行对钟处理,则进入步骤S90;若不满足条件,则对该子设备进行应答对钟,进入步骤S60;
步骤S60,主设备将当前本地接收时间Tx1和传播时延Tw打包至应答数据栈,并通过应答数据栈将应答数据发送至该子设备;
步骤S70,该子设备接收到应答数据后,记录当前本地接收时间为Tj2,并对应答数据进行解析;
步骤S80,该子设备根据公式|Tj2–(Tx1+Tw)|≤Tw判断是否满足条件,若满足条件,则不对该子设备的时间进行对钟,若不满足条件,则对该子设备的时间进行对钟;
步骤S90,该子设备进入休眠,等待下个周期唤醒。
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