环形网络系统及其节点时间同步方法技术方案

本发明专利技术提供了一种环形网络系统及其节点时间同步方法。此环形网络系统包括串联成环路的多个节点，这些节点按照预定方向沿着环路传输信息且包括首节点、一个或多个中间节点和末节点，其中当环形网络系统进行时间同步时：首节点配置为根据起始计数值以及首节点与第一中间节点的延时计算第一中间节点的第一起始计数值，然后发送给第一中间节点，第一中间节点为首节点沿预定方向的下一节点；各中间节点配置为将其时钟从获得的起始计数值开始计数，且根据各中间节点与其后续节点间的延时计算各后续节点的第二起始计数值，然后发送给各后续节点，各后续节点为各中间节点沿预定方向的下一节点；以及末节点配置为将其时钟从获得的起始计数值开始计数。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术主要涉及环形网络结构，尤其是涉及一种环形网络结构的节点时间同步方法。
技术介绍
环形网络是使用一个连续的环将多个通信节点串接在一起形成闭环的网络结构。环形网络结构上的一个节点发送的信号可以被与其相邻的节点接收到，通过转发，从而实现环形网络结构上各个节点之间的通信。环型网络的一个例子是由计算机组成的令牌环局域网。在一些医疗设备，例如磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging, MRI)设备、电子计算机断层扫描(Computed Tomography, CT)设备、放射治疗(Rad1 Therapy, RT)设备中，将多个单板组成环形网络结构作为其控制系统，这些单板之间能够相互通信。在上述医疗设备中，要求环形网络结构中的各单板按照严格的时间顺序执行特定的指令，因此各单板动作的时间精度控制就显得尤为重要。以MRI设备为例，图1示出其常用的控制系统，此控制系统100包括多个单板110、120和130，每个单板内分别包含一通信模块111、121或131和一功能模块112、122和132。这些单板110-130通过传输线113、123和133串联成闭环的环形网络结构。此外，这些单板110-130均连接到计算机140。假设指令沿顺时钟方向传输，计算机140发送动作的详细信息至各个单板110-130。各个单板110-130间的计数器时钟同步由各个单板110-130通过传输线环路发送指令完成。在不统一通信模块111、121、131这3个模块的传输延时的情况下，单板110的计数器时钟从0开始计数，同时发送指令通知单板120开始计数；单板120从0开始计数，同时发送指令通知单板130开始计数。对于多于3个单板的情形，则是依此类推，直到通知单板1η0(η是自然数)开始计数。在此过程中，会导致单板1η0的计数器时钟滞后于单板110，滞后的时间为指令从单板110沿链路发送到单板1η0的链路延时总和At，而这个At是不确定的。在各单板的计数器时钟的△ t不确定的情况下，各个单板的动作时间无法做到统一，需要依赖于外部系统进行校准。但是这将使控制系统设计缺乏独立性，且在各个单板间的时间差异较大的情况下，还存在外部系统无法对其进行校准的情况。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种，其能够在不需要外部校准的情况下仍保持各节点的时间同步。为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种环形网络结构，包括串联成环路的多个节点，该多个节点按照预定方向沿着该环路传输信息且包括首节点、一个或多个中间节点和末节点，其中当该环形网络结构进行时间同步时:该首节点配置为根据该首节点的起始计数值以及该首节点与该中间节点中的第一中间节点的延时计算该第一中间节点的第一起始计数值，将该第一起始计数值发送给该第一中间节点，该第一中间节点为该首节点沿该预定方向的下一节点；各中间节点配置为获得各自的起始计数值，将其时钟从获得的起始计数值开始计数，且根据各中间节点与其后续节点间的延时计算各后续节点的第二起始计数值，将该第二起始计数值发送给各后续节点，各后续节点为各中间节点沿该预定方向的下一节点；以及该末节点配置为获得对应的起始计数值，将其时钟从获得的起始计数值开始计数。可选地，该末节点还配置为根据该末节点与该首节点间的延时计算该首节点的第三起始计数值，将该第三起始计数值发送给该首节点，该首节点还配置为计算该第三起始计数值与该首节点的时钟的当前计数值间的差值；当该差值大于一阈值时，根据该差值计算一校准值；各节点还配置为根据该校准值校准其计算的起始计数值。可选地，该阈值为时间同步的精度与该多个节点的数量的乘积。可选地，各延时预存于对应的节点中或外部设备中。可选地，还包括连接在该环路上的任一节点的一个或多个外挂节点，该环路上的任一节点作为主节点与该外挂节点构成次环路，该主节点还配置为根据主节点的起始计数值以及该主节点与该外挂节点中的第一外挂节点间的延时计算第一外挂节点的第四起始计数值，将该第四起始计数值发送给第一外挂节点，该第一外挂节点为该主节点沿预定方向的下一外挂节点； 各外挂节点中的中间外挂节点配置为获得各自的起始计数值，将其时钟从获得的起始计数值开始计数，且根据各中间外挂节点与其后续外挂节点间的延时计算各后续外挂节点的第五起始计数值，将该第五起始计数值发送给各后续外挂节点，各后续外挂节点为各中间外挂节点沿该预定方向的下一节点；以及各外挂节点中的末外挂节点配置为获得对应的起始计数值，将其时钟从获得的起始计数值开始计数。可选的，该末外挂节点还配置为根据其与该主节点的延时计算该主节点的第六起始计数值，将该第六起始计数值发送给该主节点；该主节点还配置为计算该第六起始计数值与该主节点的时钟的当前计数值间的差值，当该差值大于一阈值时，根据该差值计算一校准值；各外挂节点还配置为根据该校准值校准其计算的起始计数值。可选地，各节点之间通过光纤和光电/电光转换器连接，各光纤具有传输延时，各光电/电光转换器具有光电转换延时；各节点包括一通讯模块和一功能模块，各通讯模块具有处理延时。本专利技术还提出一种环形网络结构的节点时间同步方法，适用于环形网络结构，该环形网络结构包括串联成环路的多个节点，该多个节点按照预定方向沿着该环路传输信息且包括首节点、中间节点和末节点，该方法包括以下步骤:在该首节点根据该首节点的起始计数值以及该首节点与第一中间节点的延时计算该第一中间节点的第一起始计数值，然后将该第一起始计数值发送给该第一中间节点，该第一中间节点为该首节点沿该预定方向的下一节点；在各中间节点获得各自的起始计数值，将其时钟从获得的起始计数值开始计数，且根据各中间节点与其后续节点间的延时计算各后续节点的第二起始计数值，然后将该第二起始计数值发送给各后续节点，各后续节点为各中间节点沿该预定方向的下一节点；以及在该末节点获得对应的起始计数值，将其时钟从获得的起始计数值开始计数。可选地，上述方法还包括:在末节点根据该末节点与该首节点间的延时计算该首节点的第三起始计数值，然后将该第三起始计数值发送给该首节点；在该首节点计算该第三起始计数值与该首节点的时钟的当前计数值间的差值；当该差值大于一阈值时，根据该差值计算一校准值；在各节点根据该校准值校准其计算的起始计数值。可选地，该阈值为时间同步的精度与该多个节点的数量的乘积。与现有技术相比，本专利技术通过获取各节点间的延时，并据此计算首节点之外的其它节点的起始计数值，使得除了首节点之外的其它节点(包括中间节点和末节点)获得已经补偿了延时的起始计数值，从而能够基本上与首节点保持同步。【附图说明】图1是MRI设备已知的控制系统框图。图2是本专利技术一实施例的环形网络结构框图。图3是本专利技术另一实施例的环形网络结构框图。图4是本专利技术一实施例的医疗设备控制系统框图。图5是本专利技术一实施例的延时组成示意图。图6是本专利技术一实施例的时间同步方法流程图。图7是本专利技术另一实施例的时间同步方法流程图。【具体实施方式】为让本专利技术的上述目的、特征和优点能更明显易懂，以下结合附图对本专利技术的【当前第1页1 2 3 4 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种环形网络结构，包括串联成环路的多个节点，该多个节点按照预定方向沿着该环路传输信息且包括首节点、一个或多个中间节点和末节点，其中当该环形网络结构的多个节点进行时间同步时：该首节点配置为根据该首节点的起始计数值以及该首节点与该中间节点中的第一中间节点的延时计算该第一中间节点的第一起始计数值，将该第一起始计数值发送给该第一中间节点，该第一中间节点为该首节点沿该预定方向的下一节点；各中间节点配置为获得各自的起始计数值，将其时钟从获得的起始计数值开始计数，且根据各中间节点与其后续节点间的延时计算各后续节点的第二起始计数值，将该第二起始计数值发送给各后续节点，各后续节点为各中间节点沿该预定方向的下一节点；以及该末节点配置为获得对应的起始计数值，将其时钟从获得的起始计数值开始计数。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李接亮，谢强，
申请(专利权)人：上海联影医疗科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31