一种时间同步方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术实施例公开了一种时间同步方法和装置，该方法可包括：获取包括本地时间和时钟偏移的n个时间数据点，其中，所述时钟偏移是所述本地时间与根节点设定的组网的全局时间之差，所述n为大于1的整数；使用所述n个时间数据点生成用于表示本地时间与组网的全局时间关系的回归关系；当需要进行时间同步时，使用所述回归关系将本地时间换算成组网的全局时间。本发明专利技术实施例可以实现在保证时间同步精度的条件下减少时间同步占用的系统资源，以及降低系统能量的开销。

Time synchronization method and device

The embodiment of the invention discloses a time synchronization method and device, the method comprises: acquiring n data including time, local time and clock offset wherein the clock offset is the global network of local time and the time difference of the root node set, wherein n is an integer greater than 1; using the N time point data generated for regression relationship between the global network time and local time; when the need for time synchronization, using the regression relationship between the local time is converted into a global time network. The embodiment of the invention can reduce the time synchronization occupied system resources and reduce the energy cost of the system under the condition that the time synchronization accuracy is guaranteed.

【技术实现步骤摘要】
一种时间同步方法和装置
本专利技术涉及通信领域，尤其涉及一种时间同步方法和装置。
技术介绍
时间同步是无线组网中一个十分重要的技术，该技术可以使参与组网的无线传感器节点有一个统一的采集和发送数据的步调。其中，目前组网中的时间同步都是通过根节点向组网内的节点发送时间同步消息包来实现各节点的时间同步的，即组网中每进行一次时间同步根节点都需要发送时间同步消息包，组网内的节点再使用接收的时间同步消息包进行时间同步。然而，目前很多组网中时间同步是频繁进行的，这样每次时间同步都需要在待同步的无线传感器节点之间传输时间同步消息包，从而时间同步会占用过多的无线传感器节点资源，且节点系统能量开销很大，最终降低网络的整体工作性能。
技术实现思路
本专利技术实施例提供了一种时间同步方法和装置，可以减少时间同步占用的系统资源，以及降低系统能量的开销，提高网络的整体工作性能。第一方面，本专利技术实施例提供一种时间同步方法，包括：获取包括本地时间和时钟偏移的n个时间数据点，其中，所述时钟偏移是所述本地时间与根节点设定的组网的全局时间之差，所述n为大于1的整数；使用所述n个时间数据点生成用于表示本地时间与组网的全局时间关系的回归关系；当需要进行时间同步时，使用所述回归关系将本地时间换算成组网的全局时间。第二方面，本专利技术实施例提供一种时间同步装置，包括：获取单元、生成单元和同步单元，其中：所述获取单元，用于获取包括本地时间和时钟偏移的n个时间数据点，其中，所述时钟偏移是所述本地时间与根节点设定的组网的全局时间之差，所述n为大于1的整数；所述生成单元，用于使用所述n个时间数据点生成用于表示本地时间与组网的全局时间关系的回归关系；所述同步单元，用于当需要进行时间同步时，使用所述回归关系将本地时间换算成组网的全局时间。上述技术方案中，获取包括本地时间和时钟偏移的n个时间数据点，其中，所述时钟偏移是所述本地时间与根节点设定的组网的全局时间之差，所述n为大于1的整数；使用所述n个时间数据点生成用于表示本地时间与组网的全局时间关系的回归关系；当需要进行时间同步时，使用所述回归关系将本地时间换算成组网的全局时间。这样可以实现在时间同步时不需要传输时间同步消息包，从而可以减少时间同步占用的系统资源，以及降低系统能量的开销，提高网络的整体工作性能。附图说明为了更清楚地说明本专利技术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专利技术的一些实施例，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是本专利技术实施例提供的一种时间同步方法的流程示意图；图2是本专利技术实施例提供的一种回归关系示意图；图3是本专利技术实施例提供的一种组网的架构示意图；图4是本专利技术实施例提供的另一种时间同步方法的流程示意图；图5是本专利技术实施例提供的一种时间同步消息包的结构示意图；图6是本专利技术实施例提供的一种时间同步装置的结构示意图；图7是本专利技术实施例提供的另一种时间同步装置的结构示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。请参阅图1，图1是本专利技术实施例提供的一种时间同步方法的流程示意图，如图1所示，包括以下步骤：101、获取包括本地时间和时钟偏移的n个时间数据点，其中，所述时钟偏移是所述本地时间与根节点设定的组网的全局时间之差，所述n为大于1的整数。其中，上述n个时间数据点中每个时间数据点可以包括一个本地时间，以及包括该本地时间对应的时钟偏移。另外，上述时间数据点包括的本地时间可以是本地节点接收到根节点发送的时间同步消息包的接收时间，其中，该接收时间是本地时钟所统计的时间。例如：本地节点接收到根节点分开发送的n个时间同步消息包，每个时间同步消息包中包括全局时间，这样本地节点就可以根据这n个时间同步消息的接收时间计算出对应的时钟偏移，从而获取到上述n个时间数据点。另外，上述全局时间可以是根节点的时钟所统计的时间，或者也可以是GPS绝对时间。通过使用GPS绝对时间，可以给整个网络加上绝对的时间戳。102、使用所述n个时间数据点生成用于表示本地时间与组网的全局时间关系的回归关系。其中，步骤102可以是将所述n个时间数据点进行线性回归拟合，以生成用于表示本地时间与组网的全局时间关系的回归关系。例如：可参见图2所示的直线拟合示意图，其中，该坐标图中以本地时间为横坐标，以及时钟偏移为纵坐标，这样该坐标图中就可以通过上述n个时间数据点拟合出本地时间和时钟偏移的回归关系，而全局时间等于本地时间与时钟偏移之和，从而通过该回归关系可以直接得到用于表示本地时间与组网的全局时间关系的回归关系。另外，步骤102还可以根据n个时间数据点中的本地时间和时钟偏移生成本地时间和时钟偏移的线性函数，而全局时间等于本地时间与时钟偏移之和，从而通过该线性函数可以直接得到本地时间与组网的全局时间的线性函数，本地时间与组网的全局时间的线性函数就可以作为上述用于表示本地时间与组网的全局时间关系的回归关系。103、当需要进行时间同步时，使用所述回归关系将本地时间换算成组网的全局时间。当步骤102生成上述回归关系后，步骤103进行时间同步时，就可以直接使用上述回归关系将本地时间换算成组网的全局时间，即实现本地时间同步至全局时间。本实施例中，上述方法可以应用于组网中的任意一节点。例如：以图3所示的组网为例，该网络架构中可以包括基站11、多个路由节点12以及多个终端节点13，以及还可以包括监控平台14。基站11可以为上述根节点，路由节点12和终端节点13可以为实现上述方法的本地节点。其中，终端节点13可以是无线传感器，另外，终端节点13处于网络层最外围，因此终端节点13可以理解为叶子节点，终端节点13可以用于对土木结构进行反应结构健康状况参数信息的采集，例如：采集土木结构的加速度、应变、压力和温度等数据。终端节点13可以将采集到的监测数据上传给该终端节点对应的路由节点12，或者上传对该终端节点13直接连接的上级的路由节点。在本网络架构中一定数量的终端节点13连接到一个路由节点12形成一个簇，若干个簇再通过簇头相互连接形成树，即上述网络架构可以理解为树簇型拓扑网络。在该网络架构中基站11为一层，路由节点12为一层，终端节点13为一层，相邻的层之间的节点即可形成定向父子结构关系，并可以进行相互间的无线通信。当然，本实施例中上述方法还可以应用于其他组网，例如：4层或者5层组网等，另外，执行上述方法的本地节点可以是组网内除根节点之外的任意节点。本实施例中，获取包括本地时间和时钟偏移的n个时间数据点，其中，所述时钟偏移是所述本地时间与根节点设定的组网的全局时间之差，所述n为大于1的整数；使用所述n个时间数据点生成用于表示本地时间与组网的全局时间关系的回归关系；当需要进行时间同步时，使用所述回归关系将本地时间换算成组网的全局时间。这样可以实现在时间同步时不需要传输时间同步消息包，从而可以减少本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种时间同步方法，其特征在于，包括：获取包括本地时间和时钟偏移的n个时间数据点，其中，所述时钟偏移是所述本地时间与根节点设定的组网的全局时间之差，所述n为大于1的整数；使用所述n个时间数据点生成用于表示本地时间与组网的全局时间关系的回归关系；当需要进行时间同步时，使用所述回归关系将本地时间换算成组网的全局时间。

【技术特征摘要】
1.一种时间同步方法，其特征在于，包括：获取包括本地时间和时钟偏移的n个时间数据点，其中，所述时钟偏移是所述本地时间与根节点设定的组网的全局时间之差，所述n为大于1的整数；使用所述n个时间数据点生成用于表示本地时间与组网的全局时间关系的回归关系；当需要进行时间同步时，使用所述回归关系将本地时间换算成组网的全局时间。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取包括本地时间和时钟偏移的n个时间数据点，包括：接收所述根节点发送的时间同步消息包，所述时间同步消息包中包含组网内的当前全局时间；记录接收到所述时间同步消息包时的当前本地时间，将所述当前全局时间与所述当前本地时间之差作为当前时钟偏移，并生成包括所述当前本地时间和所述当前时钟偏移的当前时间数据点，其中，所述当前时间数据点为所述n个时间数据点中的任一时间数据点。3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在所述使用所述回归关系将本地时间换算成组网的全局时间之后，所述方法还包括：生成并广播包括所述换算的全局时间的时间同步消息包，以使接收到该时间同步消息包且未进行时间同步的节点使用该时间同步消息包所包括的全局时间以进行时间同步。4.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述使用所述n个时间数据点生成用于表示本地时间与组网的全局时间关系的回归关系，包括：将所述n个时间数据点进行线性回归拟合，以生成用于表示本地时间与组网的全局时间关系的回归关系。5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述将所述n个时间数据点进行线性回归拟合，以生成用于表示本地时间与组网的全局时间关系的回归关系，包括：将所述n个时间数据点进行线性回归拟合，以生成如下公式所示的回归关系：glocaltime＝localtime+offsetmean+skew0×(localtime-localtimemean)其中，所述globaltime表示组网的全局时间，所述localtime表示本地时间，所述offsetmean表示对所述时钟偏移进行的补偿，所述skew0×(localtime-localtimemean)表示对时钟漂移量进行的补偿，所述offset表示所述时钟偏移，localti...

【专利技术属性】
技术研发人员：柳成荫，许春川，薛龙，
申请(专利权)人：柳成荫，
类型：发明
国别省市：广东,44