CN114362869A - 一种电力物联网节点的时间协同同步方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电力物联网节点的时间协同同步方法及装置，该方法通过对一般生成树的根节点逐层进行扫描，如果当前叶子节点的下一跳节点的入度大于协作同步节点数N，则将该下一跳节点作为虚拟节点，连接与其父节点的父节点生成一条虚拟边，最终生成虚拟生成树；基于该虚拟生成树逐层对各节点采用协作同步机制进行时间同步。本发明实现了利用部分节点的协作同步优化多跳电力物联网节点时间同步算法中由于跳数增加带来的时间同步误差累积。

Description

一种电力物联网节点的时间协同同步方法及装置

技术领域

本发明涉及一种电力物联网节点的时间协同同步方法及装置，属于物联网通信技术领域。

背景技术

电力物联网(Electric Internet of Things)融合通信、传感、自动化、云计算等技术，在电力生产、输送、变电、配电、高度等各环节，采用各种智能设备和IP标准协议，实现相关信息的安全可靠传输处理，从而实现电网运行和企业管理全过程的全景全息感知、互联互通及无缝整合。随着智能电网的全面建设，物联网技术在各业务环节得到广泛应用。电力物联网以国家电网公司SG-ERP信息系统总体架构为基础，包括感知层、网络层和应用层，并且形成了基于统信息模型、统一通信规约、统一数据服务和统一应用服务的电力物联网体系架构。随着电力物联网不断深化应用，日益增多的传感器数量及种类将导致多种传感技术及规范的同时使用，由此导致各种采集数据的数据表达(语义、数据表达格式等)无法统一。因此，需建立传感设备信息交互的统一信息模型，以规范电力物联网应用的建设，指导信息模型及数据接入规范的制定，达到高效的应用集成和数据共享的目的。在互联网(Internet)技术中，时间同步问题已经有了成熟的协议，可以精确的实现当前互联网中的时间同步问题。有代表性的有:NTP(Network Time Protocol)时间同步协议”；利用GPS(Global Position System)时间同步技术。

由于电力物联网自身的特点，其中的时间同步问题不能直接采用Internet中的技术，如NTP时间同步协议并不适合网络不稳定、网络拓扑结构经常改变的电力物联网。GPS需要专门的设备进行时间同步，而电力物联网的功能受限、成本受限的环境往往不能单独配备相关的设备。

电力物联网节点由于其拓扑结构复杂，基本上可以把以上各种方案分为两大类，一种是以时间同步根节点为中心，根据同步目标节点到时间同步的根节点的路径上的跳数而分层同步的集中式时间同步模型，另一种是以相邻节点先同步而最后达到整个网络同步的分簇式的自组织时间同步模型。在实际应用中，集中式时间同步模型的应用较为广泛，而对于集中式时间同步模型中一个重要的步骤就是建立层次结构。由于目标节点到生成树根节点的跳数与生成树的深度成正比，所以跳数的增加也会带来误差的积累。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电力物联网节点的时间协同同步方法及装置，通过对时间同步集中式时间同步模型进行优化，结合协作时间同步技术，利用部分节点的协作时间同步降低时间同步中生成树的深度，从而降低时间同步过程中的误差累积。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

本发明提供一种电力物联网节点的时间协同同步方法，包括：

基于电力物联网拓扑结构建立一般生成树；

从一般生成树的根节点逐层进行扫描，如果当前叶子节点的下一跳节点的入度大于N，则该下一跳节点为虚拟生成树中的虚拟节点，连接该虚拟节点与其父节点的父节点生成一条虚拟边；直至扫描完一般生成树的所有节点，得到虚拟生成树；所述N为预设的协作同步的最少节点数；

基于所述虚拟生成树逐层对各节点进行时间协同同步；其中每层节点进行时间协同同步中，采用非虚拟节点直接接收同步脉冲进行时间校正，虚拟节点基于非虚拟节点或者虚拟节点转发的同步脉冲进行时间同步的方式。

进一步的，还包括：

每层扫描完后，标记虚拟节点实际跳数与所在的虚拟生成树深度，并把虚拟节点实际跳数发布给本层所有节点。

进一步的，包括：

通过根节点发布时间同步脉冲；

虚拟生成树的第1层节点如果标注跳数与自身所处层数相同则为非虚拟节点，则直接利用接收到的根节点发送的时间同步脉冲进行时间校正；如果标注跳数与自身所处层数不同则为虚拟节点，则非虚拟节点接收所有时间同步脉冲结束后，转发时间同步脉冲至非虚拟节点，非虚拟节点采用接收到的所有时间同步脉冲的平均值进行时间校正，完成第1层节点的时间同步；

虚拟生成树的第1层的所有节点同时向与之连接的第2层节点发送时间同步脉冲，第2层节点根据其自身为虚拟节点或非虚拟节点进行时间校正，以此类推，直至完成整个虚拟生成树的时间同步。

进一步的，根节点每次发送m个时间同步脉冲，间隔时间为d。

进一步的，各节点接收时间同步脉冲的误差服从均值为0的正态分布。

进一步的，

如果存在多个第i层节点向第i+1层第k个节点同时发送时间同步脉冲，则第i+1层第k个节点的时钟取所接收到的时间同步脉冲的平均值。

进一步的，所述N为2。

本发明还提供一种电力物联网节点的时间协同同步装置，包括：

构建模块，用于基于电力物联网拓扑结构建立一般生成树；从一般生成树的根节点逐层进行扫描，如果当前叶子节点的下一跳节点的入度大于N，则该下一跳节点为虚拟生成树中的虚拟节点，连接该虚拟节点与其父节点的父节点生成一条虚拟边；直至扫描完一般生成树的所有节点，得到虚拟生成树；所述N为预设的协作同步的最少节点数；

和，

同步模块，用于基于虚拟生成树逐层对各节点进行时间协同同步，其中每层节点进行时间协同同步中，采用非虚拟节点直接接收同步脉冲进行时间校正，虚拟节点基于非虚拟节点或者虚拟节点转发的同步脉冲进行时间同步的方式。

进一步的，所述构建模块还用于，

每层扫描完后，标记虚拟节点实际跳数与所在的虚拟生成树深度，并把虚拟节点实际跳数发布给本层所有节点。

进一步的，所述同步模块具体用于，

通过根节点发布时间同步脉冲；

虚拟生成树的第1层节点如果标注跳数与自身所处层数相同则为非虚拟节点，则直接利用接收到的根节点发送的时间同步脉冲进行时间校正；如果标注跳数与自身所处层数不同则为虚拟节点，则非虚拟节点接收所有时间同步脉冲结束后，转发时间同步脉冲至非虚拟节点，非虚拟节点采用接收到的所有时间同步脉冲的平均值进行时间校正，完成第1层节点的时间同步；

虚拟生成树的第1层的所有节点同时向与之连接的第2层节点发送时间同步脉冲，第2层节点根据其自身为虚拟节点或非虚拟节点进行时间校正，以此类推，直至完成整个虚拟生成树的时间同步。

本发明的有益效果为：

本发明提供一种电力物联网节点的时间协同同步方法，通过建立虚拟生成树，基于虚拟生成树逐层对各节点进行时间同步，实现了利用部分节点的协作同步优化多跳电力物联网节点时间同步算法中由于跳数增加带来的时间同步误差累积。

附图说明

图1为本发明实施例中电力物联网拓扑一般生成树结构；

图2为本发明实施例中虚拟生成树产生过程示例；

图3为本发明实施例中得到的虚拟生成树；

图4为本发明实施例中优化前后层节点数变化图；

图5为图1所示的一般生成树各节点误差模拟数据图；

图6为本发明实施例中优化前后各节点误差比对图。

具体实施方式

下面对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

电力物联网中节点时间同步过程中，常用的时间同步算法一般只利用生成树所生成的路径进行时间同步。如图1所示，生成树为实线连接的网络部分，虚线连接的网络部分同样可以用于通信，传送同步信息，但不是每一个节点均有多个传送信息路径。图1中实线节点可以通信，虚线箭头代表节点间可以通信，但是在依照时间同步算法分层时，被生成树忽略的通信路径。如果利用这些虚线的连接路径传送时间同步信息，节点间就可以满足协作同步条件。因此，可以利用这些可协作同步的节点对生成树进行改进，建立一个虚拟生成树，在保证同层结点误差累积不变的情况下，扩大生成树的宽度，降低生成树的深度，从而减少生成树中离根节点较远节点的同步误差累积。

基于此，本发明提供一种电力物联网节点的时间协同同步方法，具体如下：

基于电力物联网拓扑结构建立一般生成树；

从一般生成树的根节点逐层进行扫描，如果当前叶子节点的下一跳节点的入度大于N，则该下一跳节点为虚拟生成树中的虚拟节点，连接该虚拟节点与其父节点生成一条虚拟边；直至扫描完一般生成树的所有节点，得到虚拟生成树；其中，N为预设的协作同步的最少节点数；

基于所述虚拟生成树逐层对各节点进行时间协同同步；其中每层节点进行时间协同同步中，采用非虚拟节点直接接收同步脉冲进行时间校正，虚拟节点基于非虚拟节点转发的同步脉冲进行时间同步的方式。

本发明的一个具体实施例提供的一种电力物联网节点的时间协同同步方法，具体实现过程如下：

步骤一：从根节点扫描G，产生只有第一跳节点虚拟生成树T，此时的叶子节点都是与心相连的第一跳节点。G为一个电力物联网的拓扑结构图，表示为：

G＝(V,E) (1)

式中，V为顶点集合，E为边的集合，E＝V×V。

步骤二：从虚拟生成树T的叶子节点向第2层节点开始扫描G，设定可以协作同步的最少节点数为N，即当虚拟生成树T此时的某个叶子节点的下一跳节点在G的入度大于N时，该节点满足提升层次的条件，即建立一条虚拟边，连接该节点与其父节点的父节点。本次扫描结束后，第2层节点中有直接与根结点相连的一跳节点，也有通过N个第一跳节点，误差理论上累积等同于第一跳节点的虚拟第2层节点，标记虚拟节点的实际跳数与所在的虚拟生成树深度，并把虚拟节点实际跳数发布给所有本层节点。

应该知道，在生成树的第i层有2个及2个以上的节点对i+1层某个节点发送时间同步信息，则像这样的第i层节点数就是参与协同时间同步的节点数。

应该知道，对一个节点它的上一层节点向它发送时间同步信息的节点个数为该节点的入度。

步骤三：扫描虚拟生成树T此时的叶子节点，所有节点按第2层扫描的原则标记，再次进行类似步骤三的扫描并标记节点的层次与跳数，并把本层虚拟节点实际最大的跳数发布给本层所有节点。

步骤四：重复步骤三，直到所有的节点都被插入到虚拟生成树中。

步骤五：虚拟生成树生成后接着进行时间同步，时间同步节点满足：

式中:c_i(t)为待同步节点的时钟，

为偏移，

为接收到的协作同步脉冲，ψ_i(t)为一个随机误差，一般情况下服从N(0,σ²)的分布。

在同步过程中，根节点向其相邻节点发送同步脉冲后，第i层节点与i+1层节点时间同步时，在拓扑结构中，可能存在多个第i层节点可以与第i+1层节点中待同步节点具备通信能力。

应该知道，在基准节点发送时间同步信息后，最先收到时间同步信号的节点就是基准节点的相邻节点，总之，具有时间同步信号直接收发关系的节点就是相邻节点。

基准节点：是指第一个发送时间同步信号的节点，一般是树的根节点。

不妨设，第i层节点v_ij，v_i(j+1)，v_i(j+2)这些节点的下标表示的含义为第i层的第j、j+1，j+2个节点，并都可以与第i+1层节点v_(i+1)k(表示第i+1层第k个节点)通信。

当多个第i层节点向第i+1层节点同时发送同步脉冲的时候，由于第i层节点服从均值为0的正态分布，因此第i层的误差不会累积到第i+1，从而达到了降低系统误差的目标。第i+1层第k个节点同时接收到第i层节点j，j+1，j+2的同步脉冲，利用协作同步机制，第i+1层第k个节点的时钟应该取第i层3个节点时钟的平均值。

步骤六：第i层节点接受到同步脉冲有两种情况，由于第i层节点有真实第i跳节点也同时有跳数大于i的虚拟节点组成，第i层通过对同步脉冲的计算，可以计算出本层节点最大跳数脉冲到达时间，所有本层节点等待最大跳数脉冲到达后，向下层节点发送计算后的多个协作同步脉冲。

本发明提供的电力物联网时间同步算法，主要利用部分节点的协作同步优化了多跳电力物联网节点时间同步算法中由于跳数增加带来的时间同步误差累积。在最好的情况下，如果所有的虚拟生成树除了第1层节点外，其它层次的节点均为虚拟节点的情况下，本方案退化成协作时间同步算法，系统误差达到最小值；如果虚拟生成树中无虚拟节点，系统没有被优化。优化过程中，最后的虚拟生成树比不优化的情况下会减少一层或同样深度，但是.如果虚拟生成树中有某层全部为虚拟节点，则系统误差在该层以下，各层中至少减少一个层次累积。因此，优化后的虚拟生成树中，各层节点的误差累积小于等于不优化的方案。

本发明的另一个具体实施例提供的电力物联网节点的时间协同同步方法，以图1为例，其中，

V＝{v₀₀,v₁₀,v₁₁,v₂₀,v₂₁,v₂₂,v₃₀,v₃₁,v₃₂}；

E＝{e₀₀₁₀,e₀₀₁₁,e₁₀₂₀,e₁₀₂₁,e₁₁₂₁,e₁₁₂₂,e₂₀₃₀,e₂₀₃₁,e₂₁₃₁,e₂₂₃₂}，

其中，e₀₀₁₀表示在节点v₀₀和节点v₁₀之间存在消息通信路径。

以v₀₀为根节点扫描G，采用本发明的虚拟生成树方法最终得到虚拟生成树如图3所示。虚拟生成树产生过程如图2所示。

本实施例中，节点可以协作同步的最少节点数设计为N＝2。由于N＝2，所以，位于第2层的节点v₂₁可以优化提升层次至第1层，故扫描完第1层后，第1层的结点有v₁₀，v₁₁，v₂₁，其中v₂₁为虚拟节点。在扫描完第1层后，在第1层所有节点处标注第1层最大跳数为2，v₂₁上标注实际跳数为2，同时标注自身所处于的层为1。完成了第1层的扫描，以第1层节点为叶子节点，扫描第2层节点，可以发现v₃₁为入度为2的节点，故可以进行优化提升层次，同样，扫描后将v₃₁标注实际跳数为3，同时标注自己所处层次为2，并在第2层所有节点标注第2层最大跳数为3。

虚拟生成树中的同层节点在同步时，有两种节点，一种是原始生成树中没有优化过的普通节点，这部分节点的误差与节点所在的生成树的层次成正比，层次越深的节点累积的误差越多，第i层节点累积的误差i的函数，而第i层的虚拟节点的累积误差跟非虚拟节点应该是相同的，以图3中节点v₂₁为例。v₂₁节点在未经优化前处于生成树的第2层，如果按照普通的同步方案，v₂₁应该在同步的第二跳获得时间同步消息，因此，第1层节点v₁₀的误差将累积到v₂₁上，但是采用了本发明的方案，v₂₁提升至生成树的第1层后，根据时间协作同步理论，由v₁₀与v₁₁共同产生同步信号，此时用平均的方法消除了系统误差，节点v₂₁相当直接与v₀₀进行时间同步，从而使v₂₁的误差累积与v₁₀，v₁₁达到同一级别。同样的情况在第i层同样适用，因此，通过此方案的虚拟生成树，在第i层得到的误差将与原生成树第i层的误差是同一级别。本实施例中，优化前后每层节点数如图4，可见，在优化后第三层节点数由3变为2，第一层由2变为3，由于节点的误差随着层数增加，所以本实施例中误差总体减小。

协作同步过程由一个根节点R₀开始，首先也是建立整个网络的层次结构，但是建立些分层结构会记录各层间所有的节点间的可通信的结构。如，R₀至R₁层之间，时间同步根节点R₀与R₁层节点间的每个连通点只能与R₀连接，此时只有一个路径，而当同步信号由R₁层向R₂层节点传播时，R₁层可能有多个节点与R₂层的目标节点有通路，在协作同步机制中，这样的通路会被记录，用来共同完成时间同步消息的传播，由于各个节点的随机误差服从高斯分布，因此，可以利用平均的方案消除系统误差，从而达到提升整个系统同步精度的目标。

当多个第i层节点向第i+1层节点同时发送同步脉冲的时候，由于第i层节点服从均值为0的正态分布，因此第i层的误差不会累积到第i+1层，从而达到了降低系统误差的目标。如图4所示的情况，第i+1层第k个节点同时接收到第i层节点j，j+1，j+2，j+3的同步脉冲，利用协作同步机制，第i+1层的节点k的时钟应该取第i层4个节点时钟的平均值。

虚拟生成树生成完毕后同步过程为，由根节点发布时间同步信号，如本实施例中，将发送同步消息，按照协作同步的过程，发送m个协作同步脉冲，间隔为d。虚拟生成树的第1层节点如果自身标注跳数与自身所处层数相同的节点则为非虚拟节点，如v₁₀，v₁₁，直接按照公式(2)，利用接收到的根节点发送的时间同步脉冲进行时间校正，而虚拟节点v₂₁在m个协作同步脉冲结束后，接收由v₁₀，v₁₁同时转发的协作同步脉冲，v₂₁的时钟取v₁₀和v₁₁时钟的平均值，此时，第1层节点同步完成。同时，v₁₀，v₁₁由于已知本层最大的跳数为2，在v₂₁接收完m个同步脉冲后，与v₂₁同时向虚拟生成树第2层节点发送协作同步脉冲，v₂₁由于是利用协作同步方式获得的时钟同步信息，虽然其跳数为2，但系统误差与v₁₀，v₁₁一致。

v₃₁的时间同步过程为，v₃₁等待第2层传送的时间同步脉冲，具体情况为等待2md个周期后，收到由v₂₁的传送的时间同步消息，但是v₃₁此时已经成为虚拟生成树的第2层节点，它仅接收上层节点的同步消息，因此v₃₁接收虚拟节点v₂₁发送的时间同步脉冲，误差累积两次，因此跟同层节点v₂₀，v₂₂误差累积相当。下一层中入度大于等于2的继续使用协同同步脉冲，其它的都是直接接受时间同步脉冲。

经实验，通过对比图1的一般生成树和图3的虚拟生成树，图中所有节点在经过一次实时同步后，图5为图1的一般生成树各节点的模拟实验误差图，图中取做7次模拟实验的误差数据。图5中各个节点取7次实验结果，每一个系列代表同一个节点在7个连续时间同步脉冲中的本身节点的误差值。假设各个节点的误差分布服从正态分布(μ＝0,σ＝10μs)。图中标注节点顺序(n)分别依次代表节点{v₀₀,v₁₀,v₁₁,v₂₀,v₂₁,v₂₂,v₃₀,v₃₁,v₃₂}。

图6中优化前的曲线表示图5中试验误差的均值，表现的是一般方法所带来的累计误差。优化后的曲线表示采用本发明协同同步优化后节点的累计误差值。由图中可以看出，第5个节点和第8个节点的误差明显较未优化方案有所降低，其中第5个节点对应v₂₁节点，第8个节点对应v₃₁节点。

分别对v₂₁，v₃₁的误差优化与未优化状态进行对比分析。显然在未优化前v₂₁获得时间同步信息路径为v₂₀ v₀₀→v₁₀→v₂₁，优化后v₀₀→(v₁₀与v₁₁协作)→v₂₁。由于v₁₀与v₁₁协作完成了一跳的时间同步过程。因此这一跳时间同步过程没有带来系统误差。同样v₃₁的同步误差仅由v₂₁带来，在未优化的情况下，其误差由v₁₀，v₂₀经过两次传递时间同步消息，积累两次系统误差。经过以上过程的分析，可以说明，利用电力物联网中部分节点间协作时间同步的方法，可以减少系统中部分节点的时间同步误差。在节点密度较多的情况下，节点间通信更加密集，效果会更突出。

本发明还提供一种电力物联网节点的时间协同同步装置，包括：

构建模块，用于基于电力物联网拓扑结构建立一般生成树；从一般生成树的根节点逐层进行扫描，如果当前叶子节点的下一跳节点的入度大于N，则该下一跳节点为虚拟生成树中的虚拟节点，连接该虚拟节点与其父节点生成一条虚拟边；直至扫描完一般生成树的所有节点，得到虚拟生成树；所述N为预设的协作同步的最少节点数；

和，

同步模块，用于基于虚拟生成树逐层对各节点进行时间协同同步，其中每层节点进行时间协同同步中，采用非虚拟节点直接接收同步脉冲进行时间校正，虚拟节点基于非虚拟节点转发的同步脉冲进行时间同步的方式。

本实施例中，构建模块还用于，

每层扫描完后，标记虚拟节点实际跳数与所在的虚拟生成树深度，并把虚拟节点实际跳数发布给本层所有节点。

本实施例中，同步模块具体用于，

通过根节点发布时间同步脉冲；

虚拟生成树的第1层节点如果标注跳数与自身所处层数相同则为非虚拟节点，则直接利用接收到的根节点发送的时间同步脉冲进行时间校正；如果标注跳数与自身所处层数不同则为虚拟节点，则非虚拟节点接收所有时间同步脉冲结束后，转发时间同步脉冲至非虚拟节点，非虚拟节点采用接收到的所有时间同步脉冲的平均值进行时间校正，完成第1层节点的时间同步；

虚拟生成树的第1层的所有节点同时向与之连接的第2层节点发送时间同步脉冲，第2层节点根据其自身为虚拟节点或非虚拟节点进行时间校正，以此类推，直至完成整个虚拟生成树的时间同步。

值得指出的是，该装置实施例是与上述方法实施例对应的，上述方法实施例的实现方式均适用于该装置实施例中，并能达到相同或相似的技术效果，故不在此赘述。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电力物联网节点的时间协同同步方法，其特征在于，包括：

基于电力物联网拓扑结构建立一般生成树；

从一般生成树的根节点逐层进行扫描，如果当前叶子节点的下一跳节点的入度大于N，则该下一跳节点为虚拟生成树中的虚拟节点，连接该虚拟节点与其父节点的父节点生成一条虚拟边；直至扫描完一般生成树的所有节点，得到虚拟生成树；所述N为预设的协作同步的最少节点数；

基于所述虚拟生成树逐层对各节点进行时间协同同步；其中每层节点进行时间协同同步中，采用非虚拟节点直接接收同步脉冲进行时间校正，虚拟节点基于非虚拟节点或者虚拟节点转发的同步脉冲进行时间同步的方式。

2.根据权利要求1所述的一种电力物联网节点的时间协同同步方法，其特征在于，还包括：

每层扫描完后，标记虚拟节点实际跳数与所在的虚拟生成树深度，并把虚拟节点实际跳数发布给本层所有节点。

3.根据权利要求2所述的一种电力物联网节点的时间协同同步方法，其特征在于，所述基于虚拟生成树逐层对各节点进行时间同步，包括：

通过根节点发布时间同步脉冲；

虚拟生成树的第1层节点如果标注跳数与自身所处层数相同则为非虚拟节点，则直接利用接收到的根节点发送的时间同步脉冲进行时间校正；如果标注跳数与自身所处层数不同则为虚拟节点，则非虚拟节点接收所有时间同步脉冲结束后，转发时间同步脉冲至非虚拟节点，非虚拟节点采用接收到的所有时间同步脉冲的平均值进行时间校正，完成第1层节点的时间同步；

虚拟生成树的第1层的所有节点同时向与之连接的第2层节点发送时间同步脉冲，第2层节点根据其自身为虚拟节点或非虚拟节点进行时间校正，以此类推，直至完成整个虚拟生成树的时间同步。

4.根据权利要求3所述的一种电力物联网节点的时间协同同步方法，其特征在于，根节点每次发送m个时间同步脉冲，间隔时间为d。

5.根据权利要求3所述的一种电力物联网节点的时间协同同步方法，其特征在于，各节点接收时间同步脉冲的误差服从均值为0的正态分布。

6.根据权利要求3所述的一种电力物联网节点的时间协同同步方法，其特征在于，

如果存在多个第i层节点向第i+1层第k个节点同时发送时间同步脉冲，则第i+1层第k个节点的时钟取所接收到的时间同步脉冲的平均值。

7.根据权利要求1所述的一种电力物联网节点的时间协同同步方法，其特征在于，所述N为2。

8.一种电力物联网节点的时间协同同步装置，其特征在于，包括：

构建模块，用于基于电力物联网拓扑结构建立一般生成树；从一般生成树的根节点逐层进行扫描，如果当前叶子节点的下一跳节点的入度大于N，则该下一跳节点为虚拟生成树中的虚拟节点，连接该虚拟节点与其父节点的父节点生成一条虚拟边；直至扫描完一般生成树的所有节点，得到虚拟生成树；所述N为预设的协作同步的最少节点数；

和，

同步模块，用于基于虚拟生成树逐层对各节点进行时间协同同步，其中每层节点进行时间协同同步中，采用非虚拟节点直接接收同步脉冲进行时间校正，虚拟节点基于非虚拟节点或者虚拟节点转发的同步脉冲进行时间同步的方式。

9.根据权利要求8所述的一种电力物联网节点的时间协同同步装置，其特征在于，所述构建模块还用于，

每层扫描完后，标记虚拟节点实际跳数与所在的虚拟生成树深度，并把虚拟节点实际跳数发布给本层所有节点。

10.根据权利要求8所述的一种电力物联网节点的时间协同同步装置，其特征在于，所述同步模块具体用于，

通过根节点发布时间同步脉冲；

虚拟生成树的第1层节点如果标注跳数与自身所处层数相同则为非虚拟节点，则直接利用接收到的根节点发送的时间同步脉冲进行时间校正；如果标注跳数与自身所处层数不同则为虚拟节点，则非虚拟节点接收所有时间同步脉冲结束后，转发时间同步脉冲至非虚拟节点，非虚拟节点采用接收到的所有时间同步脉冲的平均值进行时间校正，完成第1层节点的时间同步；

虚拟生成树的第1层的所有节点同时向与之连接的第2层节点发送时间同步脉冲，第2层节点根据其自身为虚拟节点或非虚拟节点进行时间校正，以此类推，直至完成整个虚拟生成树的时间同步。

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