一种低功耗校时方法技术

本发明专利技术公开了一种低功耗校时方法。包括时钟和时间信息处理模块，在非校时过程中均处于低功耗的休眠状态；时钟根据已设定的闹钟，在每次校时时刻的前20s时发送闹钟信号到时间信息处理模块开始校时时刻的校时过程，并通过时间信息处理模块重写时钟的定时时间为校时时刻的后10s作为中断信号；校时成功，则修正时钟的时间，时间信息处理模块进入休眠状态；校时不成功，时间信息处理模块收到时钟发送的中断信号后，再次重写时钟下次的校时时间为校时时刻的前20s，然后时间信息处理模块进入休眠状态。本发明专利技术可提取时间信息进行校时，具有高精度，低功耗的特征，能最大限度地降低功耗，精度高，成本低，应用范围广，应对复杂环境能力强。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及了一种无线传感网络校时方法，尤其涉及了一种低功耗校时方法，可用于无线传感网络。
技术介绍
无线传感器网络(WrelessSensorNetworks，WSN)是当前备受关注的、涉及多学科高度交叉、知识高度集成的前沿热点研究领域。在无线传感器网络中，校时是重要组成部分，传感器数据融合、传感器节点自身定位等都要求节点间的时钟保持同步。目前广泛用于无线传感网络校时的方法主要有GPS(GlobalPostonngSystem))和NTP(NetworkTmeprotocol)。虽然GPS及NTP具有高同步精度，但是其成本高、能耗大而且在恶劣的环境下同步精度会受到很大影响。因此这两种方法都存在功耗较大的缺陷，应对复杂环境有很多限制。
技术实现思路
为了解决
技术介绍
中存在的问题，本专利技术的目的在于涉及了一种低功耗校时方法，可对包含时间信息的信号进行处理，实现校时功耗低，精度高，实现方法简单，容易操作。本专利技术采用的技术方案包括以下步骤：本专利技术包括时钟和时间信息处理模块，在非校时过程中均处于低功耗的休眠状态；时钟根据已设定的闹钟，在每次校时时刻的前20s时发送闹钟信号到时间信息处理模块开始校时时刻的校时过程，并通过时间信息处理模块重写时钟的定时时间为校时时刻的后10s作为中断信号；校时成功，则修正时钟的时间，时间信息处理模块进入休眠状态；校时不成功，时间信息处理模块收到时钟发送的中断信号后，再次重写时钟下次的校时时间为校时时刻的前20s，然后时间信息处理模块进入休眠状态。校时时刻10秒后不再存在时间信息，因此本专利技术采用中断信号为校时时刻10秒后。若设置中断信号发送时刻小于校时时刻10秒，由于时间偏差而出现校时时刻时间未到达而中断信号已经到达，则会导致校时失败。本专利技术选择校时时刻的前20s是因为校时时刻包含时间信息的信号长度约为6秒，存在时间偏差且系统开启后需要进行初始化，待电路稳定后再接收时间信息，因此校时时刻选择不能小于20秒。若在校时时刻大于20s前开始校时，由于不存在时间信息，因此设置开启时间为校准时刻前20秒为最佳。所述的时间信息处理模块采用低功耗处理器EFM32，在所述的时间信息处理模块重写时钟的定时时间为校时时刻的后10s之后，并在普通中断模式下工作。所述的校时过程通过精确时间模块进行校时，时间信息处理模块使能精确时间模块，初始化并设置精确时间模块后，开始进入校时时刻校时。所述校时过程中，时间信息处理模块连接到精确时间模块，时间信息处理模块采集精确时间模块发送的带有时间信号的信息，时间信息处理模块对精确时间模块发送的信息进行A/D采样，并对采样后的数据实时处理，判断是否已经到达校时时刻：如果已达到校时时刻，则发送校准的时间信息到时钟，修改时钟的定时时间为下一次校时时刻的前20秒，并关闭在普通中断模式下工作，转化为休眠模式，关闭精确时间模块；如果未接收到校准时间信息，则在校时时刻后10秒的中断信号到达后，关闭在普通中断模式下工作，转化为休眠模式，关闭精确时间模块，修改时钟的定时时间为下一次校时时刻的前20秒。所述的A/D采样的采样频率为50KHz。与
技术介绍
相比，本专利技术具有的有益效果是：1.本专利技术采用含有时间信息的音频信号进行高精度校时，实现低功耗的方法机制简单，易于实现。2.本专利技术采用包含时间信息的音频信号进行低功耗高精度网络校时，使用范围广，环境应变能力强。3.本专利技术采用3.3V供电电压，年耗电量为100mAh，实际精度可达600us。4.本专利技术可用于无线传感网络中的校时。本专利技术方法通过低功耗微处理器，通过结合校时芯片的定时功能，在完成校时的基础上，最大限度的降低功耗。每周进行一次校时，每年耗电量最少可达100mAh。本专利技术实现难度小，成本低，应用范围广，应对复杂环境能力强。附图说明图1是本专利技术方法的流程框图。表1是实施例功耗测试结果。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步的说明。本专利技术包括时钟和时间信息处理模块，在非校时过程中均处于低功耗的休眠状态；时钟根据已设定的闹钟，在每次校时时刻的前20s时发送闹钟信号到时间信息处理模块开始校时时刻的校时过程，并通过时间信息处理模块重写时钟的定时时间为校时时刻的后10s作为中断信号校时时刻10秒后不再存在时间信息，故选择10秒后关闭系统；校时成功，则修正时钟的时间，时间信息处理模块进入休眠状态；校时不成功，时间信息处理模块收到时钟发送的中断信号后，再次重写时钟下次的校时时间为校时时刻的前20s由于时间的偏差以及系统被唤醒后需要进行初始化等工作，因此设置开启时间为校准时刻前20秒，然后时间信息处理模块进入休眠状态。时间信息处理模块采用低功耗处理器EFM32，在所述的时间信息处理模块重写时钟的定时时间为校时时刻的后10s之后，并在普通中断模式下工作，接收时钟校时时刻后定时信号。本专利技术的低功耗处理器处于休眠状态，精确时间模块处于关闭状态，整个系统功耗极低。校时过程通过精确时间模块进行校时，时间信息处理模块使能精确时间模块，初始化并设置精确时间模块后，开始进入校时时刻校时。校时过程中，所述时间信息处理模块连接到精确时间模块，精确时间模块采集带有时间信号的音频信息，时间信息处理模块对精确时间模块采集到的音频信息进行A/D采样，并对采样后的数据实时处理，判断是否已经到达校时时刻：如果已达到校时时刻，则发送时间信息到时钟，修改时钟的定时时间为下一次校时时刻的前20秒，并关闭在普通中断模式下工作，转化为休眠模式，关闭精确时间模块；如果未到达校时时刻，则在校时时刻后10秒的中断信号到达后，关闭在普通中断模式下工作，转化为休眠模式，关闭精确时间模块，修改时钟的定时时间为下一次校时时刻的前20秒。本专利技术方法实施的系统可采用包括精确时间模块、时间信息处理模块和时钟，精确时间模块对包含时间信息的广播信号进行解调后发送给时间信息处理模块处理，时间信息处理模块通过对时间信息A/D采样，采样结果为包含时间信息的数字化电压值；时间信息处理模块通过实时处理时间信息，提取时间信息，并将提取后的正确的时间信息发送给时钟。在WSN应用中，传感器节点实现校时的方法要求低功耗、成本低、体积小，因此本专利技术方法能够实现低功耗、易操作的特点。如图1所示，本专利技术的实施例及其实施工作过程如下：在进入校时状态前，系统处于休眠状态本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种低功耗校时方法，其特征在于：包括时钟和时间信息处理模块，在非校时过程中均处于低功耗的休眠状态；时钟根据已设定的闹钟，在每次校时时刻的前20s时发送闹钟信号到时间信息处理模块开始校时时刻的校时过程，并通过时间信息处理模块重写时钟的定时时间为校时时刻的后10s作为中断信号；校时成功，则修正时钟的时间，时间信息处理模块进入休眠状态；校时不成功，时间信息处理模块收到时钟发送的中断信号后，再次重写时钟下次的校时时间为校时时刻的前20s，然后时间信息处理模块进入休眠状态。

【技术特征摘要】
1.一种低功耗校时方法，其特征在于：包括时钟和时间信息处理模块，在
非校时过程中均处于低功耗的休眠状态；时钟根据已设定的闹钟，在每次校时
时刻的前20s时发送闹钟信号到时间信息处理模块开始校时时刻的校时过程，
并通过时间信息处理模块重写时钟的定时时间为校时时刻的后10s作为中断信
号；校时成功，则修正时钟的时间，时间信息处理模块进入休眠状态；校时不
成功，时间信息处理模块收到时钟发送的中断信号后，再次重写时钟下次的校
时时间为校时时刻的前20s，然后时间信息处理模块进入休眠状态。
2.根据权利要求1所述的一种低功耗校时方法，其特征在于：所述的时间
信息处理模块采用低功耗处理器EFM32TG842，在所述的时间信息处理模块重
写时钟的定时时间为校时时刻的后10s之后，并在普通中断模式下工作。
3.根据权利要求1所述的一种低功耗校时方法，其特征在于：所...

【专利技术属性】
技术研发人员：张富军，史治国，陈积明，程鹏，罗尧治，沈雁彬，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33