CN113259037B - 基于传感器时间同步系统的时间同步方法、介质及装置 - Google Patents

基于传感器时间同步系统的时间同步方法、介质及装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及传感器通讯技术领域，特别是涉及基于传感器时间同步系统的时间同步方法、介质及装置，系统包括广播节点、基准节点和两个以上子节点，其中基准节点用于为时间同步系统提供基准时间，子节点包括传感器，方法包括：子节点接收广播节点发送的第一时间同步信号；子节点接收第二时间同步信号，其中，第二时间同步信号为基准节点在接收广播节点发送的第一时间同步信号之后发送的信号；子节点依据第一时间同步信号和第二时间同步信号调整本地时间，使得子节点的本地时间与基准时间同步。本申请实施例的时间同步方法通过单向广播的方式接收时间同步信号，能够更好的应对复杂的无线环境，提升时间同步的精度。

Description

基于传感器时间同步系统的时间同步方法、介质及装置
技术领域
本发明涉及传感器通讯技术领域，特别是涉及基于传感器时间同步系统的时间同步方法、介质及装置。
背景技术
智能家居行业越来越多的使用传感器去获取家居环境的状态，比如温湿度、亮度、燃气浓度、门窗开合状态等等，这些传感器基本上属于分布式系统，它们之间的协同工作需要传感器节点间的时间同步。传感器由于成本和体积的限制，一般依靠本身的晶振提供时钟参考源，但是晶振的频偏及温漂导致了各传感器之间时间的差异，这种差异积累后会导致时间的不可信。
目前大多数时间同步技术都是通过NTP协议或者PTP协议实现分布式节点间的时间同步，但是该技术计算复杂，耗电量大，不适用于低功耗的传感器，在复杂的无线环境下可能会导致时间同步的精度大大降低。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种基于传感器时间同步系统的时间同步方法、介质及装置，该方法进行时间同步的功耗较低，可以提升时间同步精度。
为解决上述技术问题，本发明采用的第一个技术方案是：提供一种基于传感器时间同步系统的时间同步方法，系统包括广播节点、基准节点和两个以上子节点，其中基准节点用于为时间同步系统提供基准时间，子节点包括传感器，方法包括：
子节点接收广播节点发送的第一时间同步信号；
子节点接收第二时间同步信号，其中，第二时间同步信号为基准节点在接收广播节点发送的第一时间同步信号之后发送的信号；
子节点依据第一时间同步信号和第二时间同步信号调整本地时间，使得子节点的本地时间与基准时间同步。
为解决上述技术问题，本发明采用的第二个技术方案是：提供一种基于传感器时间同步系统的时间同步方法，系统包括广播节点、基准节点和两个以上子节点，其中，基准节点用于为时间同步系统提供基准时间，子节点包括传感器，方法包括：
基准节点接收广播节点发送的第一时间同步信号；
基准节点发送第二时间同步信号至子节点，以使得子节点依据第一时间同步信号和第二时间同步信号调整子节点的本地时间，使得子节点的本地时间与基准时间相同，其中，子节点接收有广播节点发送的第一时间同步信号。
为解决上述技术问题，本发明采用的第三个技术方案是：提供一种存储介质，存储介质内部存储有计算机程序，计算机程序用于被执行以实现上述的基于传感器时间同步系统的时间同步方法。
为解决上述技术问题，本发明采用的第四个技术方案是：包括至少一个处理单元和至少一个存储单元，存储单元存储有计算机程序，当程序被处理单元执行时，使得处理单元执行上述基于传感器时间同步系统的时间同步方法的步骤。
本发明的有益效果是：区别于现有技术的情况，本申请实施例的基于传感器时间同步系统的时间同步方法，通过接收两次广播的时间同步信号，实现多个子节点的时间同步，降低报文次数减少能量消耗，可以适用于低功耗的无线传感器；本申请实施例的时间同步方法通过单向广播的方式接收时间同步信号，并不依赖上行、下行链路延迟的一致性，消除了发送时间和访问时间引入的时间同步误差，能够更好的应对复杂的无线环境，提升时间同步的精度。
附图说明
图1是本申请传感器时间同步系统的拓扑示意图；
图2是本申请基于传感器时间同步系统的时间同步方法第一实施例的流程示意图；
图3是本申请基于传感器时间同步系统的时间同步方法第二实施例的流程示意图；
图4是本申请基于传感器时间同步系统的时间同步方法第三实施例的流程示意图；
图5是本申请基于传感器时间同步系统的时间同步方法第四实施例的流程示意图；
图6是本申请基于传感器时间同步系统的时间同步方法第五实施例的流程示意图；
图7是本申请基于传感器时间同步系统的时间同步方法第六实施例的流程示意图；
图8是本申请基于传感器时间同步系统的时间同步方法第七实施例的流程示意图；
图9是本申请基于传感器时间同步系统的时间同步方法第八实施例的流程示意图；
图10是本申请计算机存储介质一实施例的结构示意图；
图11是本申请计算机装置一实施例的结构示意图。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本申请进一步详细说明。
如图1所示，本申请实施例的传感器时间同步系统包括广播节点10、基准节点20和两个以上子节点30，其中，基准节点20用于为时间同步系统提供基准时间，子节点30包括传感器。本申请实施例中的传感器为无线传感器，本申请实施例中的子节点30可以是两个、三个、四个或五个以上等，例如，本申请实施例中，子节点30包括第一子节点31、第二子节点32、第三子节点33、第四子节点34以及第n子节点35，本申请实施例的传感器属于分布式系统。本申请实施例的基准节点20作为整个分布式系统的基准时钟源，采用RTC芯片的形式校准基准节点20的本地时钟，在其他实施例中也可以通过NTP或PTP协议使得基准节点20与外网保持时间同步，本申请实施例中基准节点20为网关，基准节点20为长供电设备；在其他实施例中，基准节点20也可以为传感器，为可以长供电的传感器。而本申请实施例中，子节点30为无线传感器，子节点30没有RTC芯片，也无法通过NTP或PTP协议与外网保持时间同步，子节点30的无线传感器具有数据采集功能，仅进行传感数据的信息交互，为低功耗的电池供电。本申请实施例中的广播节点10可以是网关类长供电设备，也可以是无线传感器。
本申请第一实施例中，如图2所示，一种基于传感器时间同步系统的时间同步方法，具体包括：
步骤110：广播节点发送第一时间同步信号至基准节点和子节点。
本申请实施例中，第一时间同步信号包括第一参考时间。
本申请实施例例中，广播节点发送第一时间同步信号至基准节点和子节点的过程中，存在发送时间和访问时间，具体地，发送时间是广播节点发送的时间，广播节点通过射频电路发送，以及光速传播至基准节点或子节点等所耗用的时间；访问时间为基准节点或子节点接收第一时间同步信号等信号时，此时的第一时间同步信号为模拟信号，基准节点或子节点在接收到模拟信号后，转换为数字信号，存储于寄存器中，并从寄存器中读取该数字信号。
本申请实施例中，广播节点发送第一时间同步信号至基准节点或多个子节点时，发送时间和访问时间存在差异。
步骤120：基准节点在接收到第一时间同步信号后发送第二时间同步信号至子节点。
本申请实施例中，第二时间同步信号包含了第二本地时间的运算关系，包含了基准时间。
本申请实施例中，基准节点在发送第二时间同步信号至多个子节点时，多个子节点接收第二时间同步信号的发送时间和访问时间也存在差异；
广播节点发送至子节点的第一时间同步信号，与基准节点发送至子节点第二时间同步信号的发送时间和访问时间也存在差异。
步骤130：子节点依据接收到的第一时间同步信号和第二时间同步信号调整本地时间，使得子节点的本地时间与基准时间同步。
本申请实施例中，可以通过接收到第一时间同步信号和第二时间同步信号后，以计算并调整子节点的本地时间，使得子节点的本地时间与基准节点的基准时间相同，使得多个子节点之间的本地时间相同，实现子节点的传感器时间同步的效果。
本申请实施例的基于传感器时间同步系统的时间同步方法，通过接收两次广播的时间同步信号，实现多个子节点的时间同步，降低报文次数减少能量消耗，可以适用于低功耗的无线传感器；本申请实施例的时间同步方法通过单向广播的方式接收时间同步信号，并不依赖上行、下行链路延迟的一致性，消除了发送时间和访问时间引入的时间同步误差，能够更好的应对复杂的无线环境，提升时间同步的精度。
本申请第二实施例中，如图3所示，本申请实施例提供一种基于传感器时间同步系统的时间同步方法，该方法包括：
步骤210：子节点接收广播节点发送的第一时间同步信号。
本申请实施例中两个以上子节点分别接收广播节点发送的第一时间同步信号，两个以上子节点接收广播节点发送的第一时间同步信号的本地时间存在一定差异，例如，出现接收信号并非同时接收，而是依次接收，使得本地时间存在一定差异；或由于子节点内未设置RTC芯片，也无法通过NTP或PTP协议与外网保持时间同步，而子节点的无线传感器的本地时钟可能存在频偏及温漂所导致的各子节点的无线传感器的本地时钟存在差异。
本申请实施例中，广播节点可以向子节点发送第一时间同步信号，子节点可以接收广播节点发送的第一时间同步信号。
步骤220：子节点接收第二时间同步信号，其中，第二时间同步信号为基准节点在接收广播节点发送的第一时间同步信号之后发送的信号。
本申请实施例中，子节点接收基准节点广播的第二时间同步信号，其中，基准节点广播的第二时间同步信号包含基准节点接收第一时间同步信号的第二本地时间，使得子节点接收到第二时间同步信号包含了第二本地时间的运算关系，包含了基准时间。
步骤230：子节点依据第一时间同步信号和第二时间同步信号调整本地时间，使得子节点的本地时间与基准时间同步。
本申请实施例中，子节点在接收到第一时间同步信号和第二时间同步信号后，以计算并调整子节点的本地时间，使得子节点的本地时间与基准节点的基准时间相同，使得多个子节点之间的本地时间相同，实现子节点的传感器时间同步的效果。
本申请实施例的基于传感器时间同步系统的时间同步方法，通过接收两次广播的时间同步信号，实现多个子节点的时间同步，降低报文次数减少能量消耗，可以适用于低功耗的无线传感器；本申请实施例的时间同步方法通过单向广播的方式接收时间同步信号，并不依赖上行、下行链路延迟的一致性，消除了发送时间和访问时间引入的时间同步误差，能够更好的应对复杂的无线环境，提升时间同步的精度。
如图4所示，在本申请第三实施例中，基于传感器时间同步系统的时间同步方法，包括：
步骤310：子节点接收广播节点发送的第一时间同步信号，并记录接收到第一时间同步信号的第一本地时间，其中，第一时间同步信号包括第一参考时间。
本申请实施例中由于子节点内未设置RTC芯片，也无法通过NTP或PTP协议与外网保持时间同步，而子节点的无线传感器的本地时钟可能存在频偏及温漂所导致的各子节点的无线传感器的本地时钟存在差异；或本申请实施例中，两个以上子节点分别接收广播节点发送的第一时间同步信号，两个以上子节点接收广播节点发送的第一时间同步信号的本地时间存在一定差异，例如，出现接收信号并非同时接收，而是依次接收，使得本地时间存在一定差异。
本申请实施例中，广播节点向子节点发送第一时间同步信号，第一时间同步信号包括第一参考时间T0，子节点可以接收广播节点发送的第一时间同步信号，并记录接收到第一时间同步信号的第一本地时间，例如，子节点有n个，其中n为大于等于2的正整数，分别为第一子节点、第二子节点、第三子节点、第四子节点、......、第n子节点，各个子节点接收到第一时间同步信号的第一本地时间分别为T1、T2、T3、T4、......、Tn。
步骤320：子节点接收第二时间同步信号，其中，第二时间同步信号为基准节点在接收广播节点发送的第一时间同步信号之后发送的信号，第二时间同步信号包括第一时间差值，第一时间差值为基准节点在接收到广播节点发送的第一时间同步信号时的第二本地时间与第一参考时间的差值。
本申请实施例中，广播节点在向子节点发送第一时间同步信号的同时，也向基准节点发送第一时间同步信号，使得子节点和基准节点都可以接收到广播节点发送的第一时间同步信号，其中，基准节点在接收到第一时间同步信号时，记录接收到第一时间同步信号时的第二本地时间Tj，基准节点依据第二本地时间Tj和第一参考时间T0，计算出第一时间差值δj,第一时间差值为第二本地时间与第一参考时间的差值，即δj＝Tj-T0；即子节点接收到基准节点发送过来的第一时间差值δj。
步骤330：子节点依据第一时间差值调整第一本地时间，使得子节点的本地时间与基准时间同步。
本申请实施例中，第一子节点、第二子节点、第三子节点、第四子节点、......、第n子节点，分别接收到第一时间同步信号的第一本地时间为T1、T2、T3、T4、......、Tn，本申请实施例中，子节点依据第一本地时间与第一参考时间，计算第二时间差值；具体地的，第二时间差值δn为第一本地时间与第一参考时间的差值，即子节点的第二时间差值δn＝Tn-T0；具体地，第一子节点、第二子节点、第三子节点、第四子节点、......、第n子节点的第二时间差值δ1＝T1-T0、δ2＝T2-T0、δ3＝T3-T0、δ4＝T3-T0、......、δn＝Tn-T0；本申请实施例中，依据第一时间差值和第二时间差值调整子节点的第一本地时间，使得子节点的本地时间与基准时间同步，且与基准节点的基准时间同步；具体地，本申请实施例中，第一子节点的第一时间差值和第二时间差值之差为Δ1＝δ1-δj，第二子节点的第一时间差值和第二时间差值之差为Δ2＝δ2-δj，第三子节点的第一时间差值和第二时间差值之差为Δ3＝δ3-δj，第四子节点的第一时间差值和第二时间差值之差为Δ4＝δ4-δj，......，第n子节点的第一时间差值和第二时间差值之差为Δn＝δn-δj。本申请实施例中，依据第一时间差值和第二时间差值调整子节点的第一本地时间，即将第一本地时间减去第一时间差值与第二时间差值之差，使得调节后的子节点的本地时间与基准时间相同，即调节后的子节点的本地时间为Tn’＝Tn-Δn，具体地，第一子节点的调节后的本地时间T1’＝T1-Δ1，第二子节点的调节后的本地时间T2’＝T2-Δ2，第三子节点的调节后的本地时间T3’＝T3-Δ3，第三子节点的调节后的本地时间T4’＝T4-Δ4，......，第n子节点的调节后的本地时间Tn’＝Tn-Δn。
其中，T1’＝T1-Δ1＝T1-(δ1-δj)＝T1-[(T1-T0)-(Tj-T0)]＝Tj；
T2’＝T2-Δ2＝T2-(δ2-δj)＝T2-[(T2-T0)-(Tj-T0)]＝Tj；
T3’＝T3-Δ3＝T3-(δ3-δj)＝T3-[(T3-T0)-(Tj-T0)]＝Tj；
T4’＝T4-Δ4＝T4-(δ4-δj)＝T4-[(T4-T0)-(Tj-T0)]＝Tj；
......
Tn’＝Tn-Δn＝Tn-(δn-δj)＝Tn-[(Tn-T0)-(Tj-T0)]＝Tj。
即，本申请实施例可以通过上述方法使得各个子节点的本地时间与基准节点的基准时间同步。
如图5所示，在本申请第四实施例中，基于传感器时间同步系统的时间同步方法，该方法包括：
步骤410：子节点接收广播节点定时发送的第一时间同步信号，并记录接收到第一时间同步信号的第一本地时间，其中，第一时间同步信号包括第一参考时间和时间同步周期。
本申请实施例中由于子节点内未设置RTC芯片，也无法通过NTP或PTP协议与外网保持时间同步，而子节点的无线传感器的本地时钟可能存在频偏及温漂所导致的各子节点的无线传感器的本地时钟存在差异；或本申请实施例中，两个以上子节点分别接收广播节点定时发送的第一时间同步信号，两个以上子节点接收广播节点发送的第一时间同步信号的本地时间存在一定差异，例如，出现接收信号并非同时接收，而是依次接收，使得本地时间存在一定差异。
本申请实施例中，广播节点定时向子节点发送第一时间同步信号，第一时间同步信号的第一参考时间用Time表示，本申请实施例中，Time＝T0；第一时间同步信号的时间同步周期用Cycle表示，用于标记目前的时间同步信号所属基本周期。本申请实施例通过广播节点定时发送第一时间同步信号，可以定时同步子节点的本地时间，使得多个子节点的本地时间同步。通过广播节点定时发送第一时间同步信号，可以使得子节点定时接收第一时间同步信号，定时调整第一时间同步信号，以保证子节点的本地时间长期处于同步状态。
本申请实施例中，子节点可以接收广播节点发送的第一时间同步信号，并记录接收到第一时间同步信号的第一本地时间，例如，子节点有n个，其中n为大于等于2的正整数，分别为第一子节点、第二子节点、第三子节点、第四子节点、......、第n子节点，各个子节点接收到第一时间同步信号的第一本地时间分别为T1、T2、T3、T4、......、Tn。
步骤420：子节点接收第二时间同步信号，其中，第二时间同步信号为基准节点在接收广播节点发送的第一时间同步信号之后发送的信号，第二时间同步信号包括第一时间差值和时间同步周期，第一时间差值为基准节点在接收到广播节点发送的第一时间同步信号时的第二本地时间与第一参考时间的差值。
本申请实施例中，第二时间同步信号的时间同步周期与接收到广播节点发送的第一时间同步周期相同。
本申请实施例中，广播节点在向子节点发送第一时间同步信号的同时，也向基准节点发送第一时间同步信号，使得子节点和基准节点都可以接收到广播节点发送的第一时间同步信号，其中，基准节点在接收到第一时间同步信号时，记录接收到第一时间同步信号时的第二本地时间Tj，基准节点依据第二本地时间Tj和第一参考时间T0，计算出第一时间差值δj,第一时间差值为第二本地时间与第一参考时间的差值，即δj＝Tj-T0；即，子节点接收到基准节点发送过来的第一时间差值δj。
步骤421：依据时间同步周期，确定第一时间同步信号和第二时间同步信号属于同一周期。
本申请实施例，判断第一时间同步信号中的时间周期和第二时间同步信号中的时间同步周期是否为同一周期，可以确定该第一时间同步信号和第二时间同步信号是否属于同一周期，只有在第一时间同步信号中的时间周期和第二时间同步信号中的时间同步周期为同一周期时，才可以确定第一时间同步信号和第二时间同步信号属于同一周期，只有在同一周期的第一时间同步信号和第二时间同步信号才可以执行步骤330。
步骤430：子节点依据第一时间差值调整第一本地时间，使得子节点的本地时间与基准时间同步。
本申请实施例中，第一子节点、第二子节点、第三子节点、第四子节点、......、第n子节点，分别接收到第一时间同步信号的第一本地时间为T1、T2、T3、T4、......、Tn，本申请实施例中，子节点依据第一本地时间与第一参考时间，计算第二时间差值；具体地的，第二时间差值δn为第一本地时间与第一参考时间的差值，即子节点的第二时间差值δn＝Tn-T0；具体地，第一子节点、第二子节点、第三子节点、第四子节点、......、第n子节点的第二时间差值δ1＝T1-T0、δ2＝T2-T0、δ3＝T3-T0、δ4＝T3-T0、......、δn＝Tn-T0；本申请实施例中，依据第一时间差值和第二时间差值调整子节点的第一本地时间，使得子节点的本地时间与基准时间同步；具体地，本申请实施例中，第一子节点的第一时间差值和第二时间差值之差为Δ1＝δ1-δj，第二子节点的第一时间差值和第二时间差值之差为Δ2＝δ2-δj，第三子节点的第一时间差值和第二时间差值之差为Δ3＝δ3-δj，第四子节点的第一时间差值和第二时间差值之差为Δ4＝δ4-δj，......，第n子节点的第一时间差值和第二时间差值之差为Δn＝δn-δj。本申请实施例中，依据第一时间差值和第二时间差值之差调整子节点的第一本地时间，即将第一本地时间减去第一时间差值与第二时间差值之差，使得调节后的子节点的本地时间与基准时间相同，即调节后的子节点的本地时间为Tn’＝Tn-Δn，具体地，第一子节点的调节后的本地时间T1’＝T1-Δ1，第二子节点的调节后的本地时间T2’＝T2-Δ2，第三子节点的调节后的本地时间T3’＝T3-Δ3，第三子节点的调节后的本地时间T4’＝T4-Δ4，......，第n子节点的调节后的本地时间Tn’＝Tn-Δn。
其中，T1’＝T1-Δ1＝T1-(δ1-δj)＝T1-[(T1-T0)-(Tj-T0)]＝Tj；
T2’＝T2-Δ2＝T2-(δ2-δj)＝T2-[(T2-T0)-(Tj-T0)]＝Tj；
T3’＝T3-Δ3＝T3-(δ3-δj)＝T3-[(T3-T0)-(Tj-T0)]＝Tj；
T4’＝T4-Δ4＝T4-(δ4-δj)＝T4-[(T4-T0)-(Tj-T0)]＝Tj；
......
Tn’＝Tn-Δn＝Tn-(δn-δj)＝Tn-[(Tn-T0)-(Tj-T0)]＝Tj。
即，本申请实施例可以通过上述方法使得各个子节点的本地时间与基准节点的基准时间同步。
如图6所示，在本申请第五实施例中，基于传感器时间同步系统的时间同步方法，包括：
步骤510：子节点接收广播节点定时发送的第一时间同步信号，并记录接收到第一时间同步信号的第一本地时间，其中，第一时间同步信号包括第一参考时间、时间同步周期、时间同步指示、时间同步域和功能角色。
本申请实施例中由于子节点内未设置RTC芯片，也无法通过NTP或PTP协议与外网保持时间同步，而子节点的无线传感器的本地时钟可能存在频偏及温漂所导致的各子节点的无线传感器的本地时钟存在差异；或本申请实施例中，两个以上子节点分别接收广播节点定时发送的第一时间同步信号，两个以上子节点接收广播节点发送的第一时间同步信号的本地时间存在一定差异，例如，出现接收信号并非同时接收，而是依次接收，使得本地时间存在一定差异。
本申请实施例中，广播节点定时向子节点发送第一时间同步信号，第一时间同步信号包括第一参考时间Time、时间同步周期Cycle、时间同步指示Flag、时间同步域Domain和功能角色Role，在其他实施例中，第一时间同步信号还可以包括物理地址Mac_Address。
其中，时间同步指示Flag，用于指明该条第一时间同步信号用于时间同步；时间同步周期Cycle，用于标记目前的时间同步所属基本周期；时间同步域Domain，在同一个同步域下的子节点才可以进行时间同步；功能角色Role，用于区分广播节点和基准节点；在其他实施例中，物理地址Mac_Address，用于在网络中用于标识设备地址。第一参考时间Time，为该条第一时间同步信号的第一本地时间，假设第一次的第一时间同步信号Time＝T0。
本申请实施例中，子节点可以接收广播节点发送的第一时间同步信号，并记录接收到第一时间同步信号的第一本地时间，例如，子节点有n个，其中n为大于等于2的正整数，分别为第一子节点、第二子节点、第三子节点、第四子节点、......、第n子节点，各个子节点接收到第一时间同步信号的第一本地时间分别为T1、T2、T3、T4、......、Tn。
步骤520：子节点接收第二时间同步信号，其中，第二时间同步信号为基准节点在接收广播节点发送的第一时间同步信号之后发送的信号，第二时间同步信号包括第一时间差值、时间同步周期、时间同步指示、时间同步域和功能角色，第一时间差值为基准节点在接收到广播节点发送的第一时间同步信号时的第二本地时间与第一参考时间的差值。
基准节点向子节点发送第二时间同步信号，第二时间同步信号包括第一时间差值Time_Difference、时间同步周期Cycle、时间同步指示Flag、时间同步域Domain和功能角色Role，在其他实施例中，第二时间同步信号还可以包括物理地址Mac_Address。
本申请实施例中，第二时间同步信号的时间同步指示Flag用于指明该条第二时间同步信号用于时间同步；第二时间同步信号的时间同步周期Cycle、时间同步域Domain与接收到广播节点发送的第一时间同步周期Cycle、时间同步域Domain相同。功能角色Role代表该信号由基准节点发出。
本申请实施例中，广播节点在向子节点发送第一时间同步信号的同时，也向基准节点发送第一时间同步信号，使得子节点和基准节点都可以接收到广播节点发送的第一时间同步信号，其中，基准节点在接收到第一时间同步信号时，记录接收到第一时间同步信号时的第二本地时间Tj，基准节点依据第二本地时间Tj和第一参考时间T0，计算出第一时间差值δj,第一时间差值Time_Difference为第二本地时间与第一参考时间的差值，即δj＝Tj-T0；即，子节点接收到基准节点发送过来的第一时间差值δj。
步骤521：依据时间同步指示、时间同步周期、时间同步域和功能角色，确定第一时间同步信号和第二时间同步信号为同步信号。
本申请实施例，时间同步指示用于指明该信号用于时间同步，只有在第一时间同步信号和第二时间同步信号为同步信号时，即第一时间同步信号和第二时间同步信号可以用于时间同步。
判断第一时间同步信号中的时间周期和第二时间同步信号中的时间同步周期是否为同一周期；判断第一时间同步信号中的时间同步域和第二时间同步信号中的时间同步域是否相同；判断第一时间同步信号的功能角色是否代表该信号由广播节点发出，判断第二时间同步信号的功能角色是否代表该信号由基准节点发出。从而可以确定子节点接收的信号为第一时间同步信号和第二时间同步信号，当确定该第一时间同步信号和第二时间同步信号属于同一周期时，第一时间同步信号和第二时间同步信号的时间同步域相同时，第一时间同步信号和第二时间同步信号为同步信号，可以用于时间同步，才可以执行步骤530。
步骤530：子节点依据第一时间差值调整第一本地时间，使得子节点的本地时间与基准时间同步。
本申请实施例中，第一子节点、第二子节点、第三子节点、第四子节点、......、第n子节点，分别接收到第一时间同步信号的第一本地时间为T1、T2、T3、T4、......、Tn，本申请实施例中，子节点依据第一本地时间与第一参考时间，计算第二时间差值；具体地的，第二时间差值δn为第一本地时间与第一参考时间的差值，即子节点的第二时间差值δn＝Tn-T0；具体地，第一子节点、第二子节点、第三子节点、第四子节点......第n子节点的第二时间差值δ1＝T1-T0、δ2＝T2-T0、δ3＝T3-T0、δ4＝T3-T0、......、δn＝Tn-T0；本申请实施例中，依据第一时间差值和第二时间差值调整子节点的第一本地时间，使得多个子节点的本地时间同步，且与基准节点的基准时间同步；具体地，本申请实施例中，第一子节点的第一时间差值和第二时间差值之差为Δ1＝δ1-δj，第二子节点的第一时间差值和第二时间差值之差为Δ2＝δ2-δj，第三子节点的第一时间差值和第二时间差值之差为Δ3＝δ3-δj，第四子节点的第一时间差值和第二时间差值之差为Δ4＝δ4-δj，......，第n子节点的第一时间差值和第二时间差值之差为Δn＝δn-δj。本申请实施例中，依据第一时间差值和第二时间差值调整子节点的第一本地时间，使得调节后的本地时间Tn’＝Tn-Δn，具体地，第一子节点的调节后的本地时间T1’＝T1-Δ1，第二子节点的调节后的本地时间T2’＝T2-Δ2，第三子节点的调节后的本地时间T3’＝T3-Δ3，第三子节点的调节后的本地时间T4’＝T4-Δ4，......，第n子节点的调节后的本地时间Tn’＝Tn-Δn。
其中，T1’＝T1-Δ1＝T1-(δ1-δj)＝T1-[(T1-T0)-(Tj-T0)]＝Tj；
T2’＝T2-Δ2＝T2-(δ2-δj)＝T2-[(T2-T0)-(Tj-T0)]＝Tj；
T3’＝T3-Δ3＝T3-(δ3-δj)＝T3-[(T3-T0)-(Tj-T0)]＝Tj；
T4’＝T4-Δ4＝T4-(δ4-δj)＝T4-[(T4-T0)-(Tj-T0)]＝Tj；
......
Tn’＝Tn-Δn＝Tn-(δn-δj)＝Tn-[(Tn-T0)-(Tj-T0)]＝Tj。
即，本申请实施例可以通过上述方法使得各个子节点的本地时间与基准节点的基准时间同步。
本申请实施例的通过依据时间同步指示、时间同步周期、时间同步域和功能角色，确定第一时间同步信号和第二时间同步信号为同步信号，通过确定子节点接收的信号是否可以用于时间同步，避免或减少错误的出现，本申请实施例通过接收两次广播的时间同步信号，实现多个子节点的时间同步，降低报文次数减少能量消耗，可以适用于低功耗的无线传感器；本申请实施例的时间同步方法通过单向广播的方式接收时间同步信号，并不依赖上行、下行链路延迟的一致性，消除了发送时间和访问时间引入的时间同步误差，能够更好的应对复杂的无线环境，提升时间同步的精度。
如图7所示，本申请第六实施例提供一种基于传感器时间同步系统的时间同步方法，包括：
步骤610：基准节点接收广播节点发送的第一时间同步信号。
本申请实施例中，广播节点向基准节点和子节点同时发送第一时间同步信号，使得基准节点可接收到广播节点发送的第一时间同步信号，第一时间同步信号用于时间同步。
步骤620：基准节点发送第二时间同步信号至子节点，以使得子节点依据第一时间同步信号和第二时间同步信号调整子节点的本地时间，使得子节点的本地时间与基准时间相同，其中，子节点接收有广播节点发送的第一时间同步信号。
本申请实施例中，基准节点在接收到第一时间同步信号后，发送第二时间同步信号至子节点，其中第二时间同步信号中包含有基准节点的第二本地时间的运算关系。
子节点接收到基准节点发出的第二时间同步信号和广播节点发送的第一时间同步信号后，以计算并调整子节点的本地时间，使得子节点的本地时间与基准节点的基准时间相同，使得多个子节点之间的本地时间相同，实现子节点的传感器时间同步的效果。
本申请实施例的基于传感器时间同步系统的时间同步方法，通过接收两次广播的时间同步信号，实现多个子节点的时间同步，降低报文次数减少能量消耗，可以适用于低功耗的无线传感器；本申请实施例的时间同步方法通过单向广播的方式接收时间同步信号，并不依赖上行、下行链路延迟的一致性，消除了发送时间和访问时间引入的时间同步误差，能够更好的应对复杂的无线环境，提升时间同步的精度。
如图8所示，在本申请第七实施例中，基于传感器时间同步系统的时间同步方法，本申请实施例中，第一时间同步信号包括第一参考时间，方法包括：
步骤710：基准节点接收广播节点发送的第一时间同步信号，记录接收到第一时间同步信号的第二本地时间，依据第二本地时间与第一参考时间计算第一时间差值。
本申请实施例中，广播节点向基准节点发送第一时间同步信号，使得基准节点接收到广播节点发送的第一时间同步信号，第一时间同步信号包括第一参考时间T0，基准节点在接收到第一时间同步信号时，记录接收到第一时间同步信号时的第二本地时间Tj，基准节点依据第二本地时间Tj和第一参考时间T0，计算出第一时间差值δj,第一时间差值为第二本地时间与第一参考时间的差值，即δj＝Tj-T0。
步骤720：基准节点发送第二时间同步信号至子节点，并记录接收第一时间同步信号的第一本地时间，使得子节点依据第一本地时间和第一时间差值调整子节点的第一本地时间，使得多个子节点的本地时间相同；其中，子节点接收有广播节点发送的第一时间同步信号。
本申请实施例中，广播节点向基准节点发送第一时间同步信号的同时，也向子节点发送第一时间同步信号，第一时间同步信号包括第一参考时间T0，使得子节点接收广播节点发送的第一时间同步信号，并记录接收到第一时间同步信号的第一本地时间，例如，子节点有n个，其中n为大于等于2的正整数，分别为第一子节点、第二子节点、第三子节点、第四子节点、......、第n子节点，各个子节点接收到第一时间同步信号的第一本地时间分别为T1、T2、T3、T4、......、Tn。
本申请实施例中，基准节点在接收到第一时间同步信号后，发送第二时间同步信号至子节点。第二时间同步信号包括第一时间差值δj。
本申请实施例中，子节点依据第一本地时间与第一参考时间，计算第二时间差值；具体地的，第二时间差值δn为第一本地时间与第一参考时间的差值，即子节点的第二时间差值δn＝Tn-T0；具体地，第一子节点、第二子节点、第三子节点、第四子节点、......、第n子节点的第二时间差值δ1＝T1-T0、δ2＝T2-T0、δ3＝T3-T0、δ4＝T3-T0、......、δn＝Tn-T0；本申请实施例中，使得子节点依据第一时间差值和第二时间差值调整子节点的第一本地时间，使得多个子节点的本地时间同步，且与基准节点的基准时间同步；具体地，本申请实施例中，第一子节点的第一时间差值和第二时间差值之差为Δ1＝δ1-δj，第二子节点的第一时间差值和第二时间差值之差为Δ2＝δ2-δj，第三子节点的第一时间差值和第二时间差值之差为Δ3＝δ3-δj，第四子节点的第一时间差值和第二时间差值之差为Δ4＝δ4-δj，......，第n子节点的第一时间差值和第二时间差值之差为Δn＝δn-δj。本申请实施例中，依据第一时间差值和第二时间差值调整子节点的第一本地时间，使得调节后的子节点的本地时间Tn’＝Tn-Δn，具体地，第一子节点的调节后的第一本地时间T1’＝T1-Δ1，第二子节点的调节后的第一本地时间T2’＝T2-Δ2，第三子节点的调节后的第一本地时间T3’＝T3-Δ3，第三子节点的调节后的第一本地时间T4’＝T4-Δ4，......，第n子节点的调节后的第一本地时间Tn’＝Tn-Δn。
其中，T1’＝T1-Δ1＝T1-(δ1-δj)＝T1-[(T1-T0)-(Tj-T0)]＝Tj；
T2’＝T2-Δ2＝T2-(δ2-δj)＝T2-[(T2-T0)-(Tj-T0)]＝Tj；
T3’＝T3-Δ3＝T3-(δ3-δj)＝T3-[(T3-T0)-(Tj-T0)]＝Tj；
T4’＝T4-Δ4＝T4-(δ4-δj)＝T4-[(T4-T0)-(Tj-T0)]＝Tj；
......
Tn’＝Tn-Δn＝Tn-(δn-δj)＝Tn-[(Tn-T0)-(Tj-T0)]＝Tj。
即，本申请实施例可以通过上述方法使得各个子节点的本地时间与基准节点的基准时间同步。
在本申请第八实施例中，如图9所示，基于传感器时间同步系统的时间同步方法，第一时间同步信号和第二时间同步信号均进一步包括时间同步周期，
步骤810：基准节点定时接收广播节点发送的第一时间同步信号，记录接收到第一时间同步信号的第二本地时间，依据第二本地时间与第一参考时间计算第一时间差值。
在其他实施例中，基准节点定时接收广播节点发送的第一时间同步信号，以使得子节点可以定时进行时间同步，使得基准节点可以定时接收广播节点发送的第一时间同步信号。本申请实施例中，第一时间同步信号中包含了时间同步周期，可以确定第一时间同步信号属于哪个基本周期，避免运算时选择第一时间同步信号出现错误。
本申请实施例在，基准节点接收到第一时间同步信号时，记录接收到第一时间同步信号的第二本地时间，通过将第二本地时间与第一参考时间做差，获得第一时间差值，以便于基准节点发送第二时间同步信号时包含第一时间差值。
步骤820：基准节点发送第二时间同步信号至子节点，并记录接收第一时间同步信号的第一本地时间，使得子节点依据时间同步周期，确定第一时间同步信号和第二时间同步信号属于同一周期，子节点依据第一本地时间和第一时间差值调整子节点的第一本地时间，使得多个子节点的本地时间相同。
本申请一实施例中，一种基于传感器时间同步系统的时间同步方法，包括：广播节点发送的第一时间同步信号至基准节点和子节点，以使得基准节点在接收到第一时间同步信号时发送第二时间同步信号至子节点，进一步使得子节点依据第一时间同步信号和第二时间同步信号调整本地时间，使得子节点的本地时间与基准时间同步。
本申请一实施例中，一种基于传感器时间同步系统的时间同步方法，包括：广播节点发送的第一时间同步信号至基准节点和子节点，以使得基准节点用于在接收到第一时间同步信号时，记录接收到第一时间同步信号的第一本地时间，依据第二本地时间与第一参考时间计算第一时间差值，发送第二时间同步信号至子节点，进一步使得子节点依据第一时间差值调整第一本地时间，使得子节点的第一本地时间与基准时间同步，其中第一时间同步信号包括第一参考时间，第二时间同步信号包括第一时间差值。
在其他实施例中，第一时间同步信号也可以是包括第一参考时间、时间同步周期、时间同步指示、时间同步域和功能角色。第二时间同步信号包括第一时间差值、时间同步周期、时间同步指示、时间同步域和功能角色。在另一实施例中，第一时间同步信号和第二时间同步信号还可以包括物理地址。
本申请实施例还包括第二种技术方案，如图10所示，一种计算机存储介质900，计算机存储介质900内部存储有计算机程序910，计算机程序用于被执行以实现上述的基于传感器时间同步系统的时间同步方法。
基于这样的理解，本申请实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序910来指令相关的硬件来完成，的计算机程序910可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序910在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，计算机程序910包括计算机程序代码，计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。计算机可读介质可以包括：能够携带计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括电载波信号和电信信号。
本申请还包括第三种技术方案，如图11所示，一种计算机装置1000，包括至少一个处理单元1010和至少一个存储单元1020，存储单元1020存储有计算机程序，当程序被处理单元执行时，使得处理单元1010执行上述基于传感器时间同步系统的时间同步方法的步骤。
所称处理单元1010可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理单元1010可以是微处理器或者该处理单元1010也可以是任何常规的处理器等，处理单元1010是监护仪中参数信息项的显示名称设置的控制中心，利用各种接口和线路连接整个监护仪的各个设备部分。
存储单元1020可用于存储计算机程序和/或模块，处理单元1010通过运行或执行存储在存储单元1020内的计算机程序和/或模块，以及调用存储在存储单元1020内的数据，实现监护仪中参数信息项的显示名称设置。存储单元1020可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序等；存储数据区可存储根据手机的使用所创建的数据等。此外，存储单元1020可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如硬盘、内存、插接式硬盘，智能存储卡(Smart MediaCard,SMC)，安全数字(Secure Digital,SD)卡，闪存卡(Flash Card)、至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。
计算机装置1000还可以包括一个电源组件被配置为执行计算机设备的电源管理，一个有线或无线网络接口被配置为将设备连接到网络，和一个输入输出(I/O)接口。设备可以操作基于存储在存储器中的操作系统，例如Windows ServerTM，Mac OS XTM，UnixTM,LinuxTM，FreeBSDTM或类似。
在本申请所提供的几个实施方式中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施方式仅仅是示意性的，例如，模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施方式方案的目的。
另外，在本申请各个实施方式中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)或处理器(processor)执行本申请各个实施方式方法的全部或部分步骤。
以上仅为本申请的实施方式，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (7)

1.一种基于传感器时间同步系统的时间同步方法，其特征在于，所述系统包括广播节点、基准节点和两个以上子节点，其中，所述基准节点用于为所述时间同步系统提供基准时间，所述子节点包括传感器，所述方法包括：
所述子节点接收所述广播节点发送的第一时间同步信号，并记录接收到所述第一时间同步信号的第一本地时间；
所述子节点接收第二时间同步信号，其中，所述第二时间同步信号为所述基准节点在接收所述广播节点发送的第一时间同步信号之后发送的信号；
所述子节点依据所述第一时间同步信号和所述第二时间同步信号调整本地时间，使得所述子节点的本地时间与所述基准时间同步；
其中，所述第一时间同步信号包括第一参考时间，所述第二时间同步信号包括第一时间差值，所述第一时间差值为所述基准节点在接收到所述广播节点发送的第一时间同步信号时的第二本地时间与所述第一参考时间的差值；
所述依据所述第一时间同步信号和所述第二时间同步信号调整本地时间，使得所述子节点的本地时间与所述基准时间同步，包括：
所述子节点依据所述第一本地时间与所述第一参考时间，计算第二时间差值；
所述子节点依据所述第一时间差值与所述第二时间差值计算两者之差；
所述子节点计算所述第一本地时间与所述两者之差的差值，并作为所述子节点调节后的本地时间，使得所述子节点调节后的本地时间与所述基准时间同步。
2.根据权利要求1所述的基于传感器时间同步系统的时间同步方法，其特征在于，所述第一时间同步信号和所述第二时间同步信号均进一步包括时间同步周期，
所述子节点接收所述广播节点发送的第一时间同步信号，并记录接收到所述第一时间同步信号的第一本地时间，包括：
所述子节点接收所述广播节点定时发送的第一时间同步信号，并记录接收到所述第一时间同步信号的第一本地时间；
所述子节点依据所述第一时间同步信号和所述第二时间同步信号调整本地时间，使得所述子节点的本地时间与所述基准时间同步之前，包括：
依据所述时间同步周期，确定所述第一时间同步信号和所述第二时间同步信号属于同一周期。
3.根据权利要求2所述的基于传感器时间同步系统的时间同步方法，其特征在于，
所述第一时间同步信号和所述第二时间同步信号均进一步包括时间同步指示、时间同步域和功能角色；
所述依据所述时间同步周期，确定所述第一时间同步信号和所述第二时间同步信号属于同一周期，包括：
依据所述时间同步指示、时间同步周期、时间同步域和功能角色，确定所述第一时间同步信号和所述第二时间同步信号为同步信号。
4.一种基于传感器时间同步系统的时间同步方法，其特征在于，所述系统包括广播节点、基准节点和两个以上子节点，其中，所述基准节点用于为所述时间同步系统提供基准时间，所述子节点包括传感器，所述方法包括：
所述基准节点接收所述广播节点发送的第一时间同步信号，并记录接收到第一时间同步信号的第二本地时间；
所述基准节点发送第二时间同步信号至所述子节点，以使得所述子节点依据所述第一时间同步信号和所述第二时间同步信号调整所述子节点的本地时间，使得所述子节点的本地时间与所述基准时间相同，其中，所述子节点接收有所述广播节点发送的所述第一时间同步信号，并记录有接收到第一时间同步信号的第一本地时间；
其中，所述第一时间同步信号包括第一参考时间，所述第二时间同步信号包括第一时间差值，所述基准节点依据所述第二本地时间与所述第一参考时间计算所述第一时间差值；
所述基准节点发送第二时间同步信号至所述子节点，以使得所述子节点依据所述第一时间同步信号和所述第二时间同步信号调整所述子节点的本地时间，使得所述子节点的本地时间与所述基准时间相同，包括：
所述基准节点发送所述第一时间差值至所述子节点，使得所述子节点依据所述第一时间差值和第二时间差值，计算两者之差，以使所述子节点计算所述第一本地时间和所述两者之差的差值，并将所述第一本地时间和所述两者之差的差值作为所述子节点调节后的第一本地时间，使得多个所述子节点的本地时间相同；
其中，所述第二时间差值为所述子节点计算的所述第一本地时间与所述第一参考时间的差值。
5.根据权利要求4所述的基于传感器时间同步系统的时间同步方法，其特征在于，所述第一时间同步信号和所述第二时间同步信号均进一步包括时间同步周期，
所述基准节点接收所述广播节点发送的第一时间同步信号，并记录接收到第一时间同步信号的第二本地时间，包括：
所述基准节点定时接收所述广播节点发送的第一时间同步信号，并记录接收到所述第一时间同步信号的第二本地时间，依据所述第二本地时间与所述第一参考时间计算所述第一时间差值；
所述基准节点发送第二时间同步信号至所述子节点，使得所述子节点依据所述第一时间差值和第二时间差值，计算两者之差，以使所述子节点计算所述第一本地时间和所述两者之差的差值，并将所述第一本地时间和所述两者之差的差值作为所述子节点调节后的第一本地时间，使得多个所述子节点的本地时间相同，包括：
所述基准节点发送所述第二时间同步信号至所述子节点，使得所述子节点依据所述时间同步周期，确定所述第一时间同步信号和所述第二时间同步信号属于同一周期，使得所述子节点依据所述第一时间差值和第二时间差值，计算两者之差，以使所述子节点计算所述第一本地时间和所述两者之差的差值，并将所述第一本地时间和所述两者之差的差值作为所述子节点调节后的第一本地时间，使得多个所述子节点的本地时间相同。
6.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质内部存储有计算机程序，所述计算机程序用于被执行以实现权利要求1-5任一项所述的基于传感器时间同步系统的时间同步方法。
7.一种计算机装置，其特征在于，包括至少一个处理单元和至少一个存储单元，所述存储单元存储有计算机程序，当所述程序被所述处理单元执行时，使得所述处理单元执行权例要求1-5任一项所述的基于传感器时间同步系统的时间同步方法的步骤。
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SE01 Entry into force of request for substantive examination
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GR01 Patent grant
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