一种混合网络中的级联式时间同步方法技术

本发明专利技术公开了一种混合网络中的级联式时间同步方法，包括如下步骤：(1)、父层网络的时间同步控制站点向共享适配站点发送时间同步消息；(2)、共享适配站点收到时间同步消息之后，进行解析得到当前时刻父层时间系统时间Tsyn，同时记录时间同步消息收到时刻的本地时间Tlocal_syn；(3)、共享适配站点根据自身的子层时间系统时间Tlocal，对子层网络中的其他站点进行时间同步；(4)、共享适配站点收到子层网络中的任意其他站点发送的带有子层时间系统时间标记tsub的时间标记消息之后，将tsub转换为父层网络中的时间值TafterSyn，反馈至父层网络实现混合网络之间的时间同步。本发明专利技术在不影响父层网络和子层网络时间同步的基础上，将两层通信网中的各个站点时间同步。

【技术实现步骤摘要】
一种混合网络中的级联式时间同步方法
本专利技术涉及一种混合网络中的级联式时间同步方法，其主要面向自动化工业控制系统，用于同步智能装备、大型自动化系统中各个子设备的时间，使整个系统中所有设备均以统一的时间基准运行。
技术介绍
在大型智能装备或工业自动化系统的设计中，通常各个设备工作的同步性对系统运行的正确性是极为重要的。为了能够使系统中的各个子设备能够按照同样的时钟节拍运行，使各个设备的动作先后顺序具有确定性，同时使测试数据具有可比性，需要对系统中的各个设备进行时间同步。系统的模块化、分层化设计思想大大地增加了系统的可扩展性，但同时给时间同步过程带来了困难。通信过程的时延以及通信的串行性等都会影响同步的精确性。同型通信网中，通信网中的各站点同步可以通过广播带有当前系统时间值的消息来实现，而在异型通信网中，无法采用广播消息的方式进行时间同步。目前涉及时间同步的系统中，通常将需要同步的站点直接挂接在总线上，当总线站点数量有限制，如1553B总线，就只能被迫放弃这种总线形式了，随之不得不放弃的还有1553B总线的高可靠性。
技术实现思路
本专利技术的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提出一种混合网络中的级联式时间同步方法，通过解决混合总线网络中父层网络和子层网络站点的时间同步问题，扩展了父层网络可进行时间同步的站点数量。本专利技术的技术解决方案是：一种混合网络中的级联式时间同步方法，所述混合网络包括父层网络和子层网络，父层网络和子层网络之间内部各站点之间按照其各自独立的方式进行时间同步，所述父层网络和子层网络之间设置共享适配站点，共享适配站点同时采用父层网络时间系统时间与子层网络时间系统时间计时，父层网络中任意站点作为时间同步控制站点，通过共享适配站点与子层网络其他任意站点进行时间同步的方法包括如下步骤：(1)、父层网络的时间同步控制站点向共享适配站点发送时间同步消息，所述时间同步消息包括预估的共享适配站点收到所述时间同步消息时刻的父层时间系统时间Tsyn；(2)、共享适配站点收到时间同步消息之后，进行解析得到当前时刻父层时间系统时间Tsyn，同时记录时间同步消息收到时刻的本地时间Tlocal_syn；(3)、以共享适配站点为子层网络时间同步控制站点，共享适配站点根据自身的子层时间系统时间Tlocal，对子层网络中的其他站点进行时间同步；(4)、共享适配站点收到子层网络中的任意其他站点发送的带有子层时间系统时间标记tsub的时间标记消息之后，采用最新得到的父层时间系统时间Tsyn，及其相应的时间同步消息收到时刻的本地时间Tlocal_syn，将tsub转换为父层网络中的时间值TafterSyn，形成父层网络时间标记消息，并将其反馈至父层网络实现混合网络之间的时间同步。所述父层网络为1553B总线网络。所述父层网络的时间同步控制站点为BC时，父层网络的时间同步控制站点向共享适配站点实时发送时间同步消息，共享适配站点预计收到所述时间同步消息时的父层时间系统时间Tsyn为时间同步控制站点中记载的当前时刻父层时间系统时间。所述父层网络的时间同步控制站点和共享适配站点均为RT时，父层网络的时间同步控制站点向共享适配站点发送时间同步消息和共享适配站点向父层网络的时间同步控制站点发送父层网络时间同步消息的具体方法为：(1.1)、发送方先将时间同步消息或者父层网络时间同步消息存入相应的发送子地址中；(1.2)、定义网络中每一个RT站点的特定子地址为通信请求子地址，发送方将通信请求消息放于通信请求子地址，所述通信请求消息包括发送数据的RT地址、需要发送消息的发送子地址，发送的字个数，接收数据的RT地址、接收子地址，接收的字个数；(1.3)、BC对网络中的各个RT站点的通信请求子地址进行周期性巡检，当BC在巡检过程中发现任意一个RT站点的请求子地址有新的通信请求消息时，将通信请求消息中发送数据的RT对应的发送子地址相应字个数的需要发送的消息转发至通信请求消息中接收数据的RT对应的接收子地址中。所述共享适配站点预计收到所述时间同步消息时的父层时间系统时间Tsyn为未来最近一次BC巡检RT通信请求子地址时刻对应的父层时间系统时间。所述步骤(3)中共享适配站点根据自身的子层时间系统时间Tlocal，对子层网络中的其他站点进行时间同步的具体方法为：适配站点作为子层网络中时间同步控制站点在本地串行总线网络计时器开始启动计时的时刻向其他站点广播发送时间同步消息复位帧；然后，共享适配站点在自身的子层时间系统时间Tlocal的每个整秒时刻，向子层网络中的站点发送时间同步消息非复位帧，所述时间同步消息非复位帧包括共享适配站点的子层时间系统时间Tlocal秒位值，即Tlocal舍去毫秒值后的时间值；子层网络站点在收到时间同步消息复位帧后，则将本地子层网络时间清零，子层网络计时器开始计时，收到时间同步消息非复位帧后，设置本地的秒值，使之与共享适配站点的子层网络时间秒值同步，且本地毫秒时间部分清零，本地子层网络计时器从该秒值开始，继续计时，实现网络时间同步。定义将父层网络时间标记转换成子层网络时间标记表达方式的转换操作为Tr(t)，子层网络时间标记转换成父层网络时间标记表达方式的转换操作为Tr-1(t)，将tsub转换为父层网络中的时间值TafterSyn的具体方法为：TafterSyn＝Tsyn+Tr-1(tsub-Tlocal_syn)。本专利技术相对于现有技术的有益效果是：(1)、本专利技术所述方法通过将时间层次化嵌入的方法来实现混合网络中各站点的时间同步，该方法较好地提高了时间同步系统的可扩展性，还可节省系统总线站点数量，提高时间同步效率；(2)、本专利技术父层网络与子层网络之间各自建立独立的时间同步系统，任何一个网络时间系统的偏差对另一个网络没有影响，各个局部网络设备可以根据自身功能需要，自适应定义局部计时精度；(3)、本专利技术将父层网络与子层网络的时间系统，在共享适配站点进行交换时转换成统一的时间计算形式，可以适应于多种计时方式；(4)、本专利技术在共享适配点收到子层网络时间标记之后，再根据最收到时间进行同步，再将子层网络时间转换为父层网络中的时间值，相对于每收到一次系统时间就进行时间同步的方法而言，大大节约了计算资源，网间交换时间差计算结果为同一网络时间系统的相对值，绝对值较小，可以实现较高的精度；(5)、本专利技术针对1553B总线，提出了一种在不使用模式命令的情况下，在1553B总线上的任意RT站点实现主动通信的一种方法，避免了采用模式命令的解决方式带来的由于信号干扰产生非法指令导致如RT关闭等严重总线故障。附图说明图1为本专利技术实施例的网络连接拓扑示意图。具体实施方式以下结合说明书附图和具体实施例对本专利技术进行详细说明。本专利技术提供了一种混合网络中的级联式时间同步方法，所述混合网络包括父层网络和子层网络，所述方法采用时间同步局部化的思想，将时间同步过程分为父层网络和子层网络两个局部网络的同步过程，父层网络和子层网络拥有自己的时间同步控制站点，父层网络和子层网络之间内部各站点之间按照其各自独立的方式进行时间同步，所述父层网络和子层网络之间设置共享适配站点，共享适配站点同时采用父层网络时间系统时间与子层网络时间系统时间计时，父层网络中任意站点作为时间同步控制站点，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种混合网络中的级联式时间同步方法，其特征在于所述混合网络包括父层网络和子层网络，父层网络和子层网络之间内部各站点之间按照其各自独立的方式进行时间同步，所述父层网络和子层网络之间设置共享适配站点，共享适配站点同时采用父层网络时间系统时间与子层网络时间系统时间计时，父层网络中任意站点作为时间同步控制站点，通过共享适配站点与子层网络其他任意站点进行时间同步的方法包括如下步骤：(1)、父层网络的时间同步控制站点向共享适配站点发送时间同步消息，所述时间同步消息包括预估的共享适配站点收到所述时间同步消息时刻的父层时间系统时间Tsyn；(2)、共享适配站点收到时间同步消息之后，进行解析得到当前时刻父层时间系统时间Tsyn，同时记录时间同步消息收到时刻的本地时间Tlocal_syn；(3)、以共享适配站点为子层网络时间同步控制站点，共享适配站点根据自身的子层时间系统时间Tlocal，对子层网络中的其他站点进行时间同步；(4)、共享适配站点收到子层网络中的任意其他站点发送的带有子层时间系统时间标记tsub的时间标记消息之后，采用最新得到的父层时间系统时间Tsyn，及其相应的时间同步消息收到时刻的本地时间Tlocal_syn，将tsub转换为父层网络中的时间值TafterSyn，形成父层网络时间标记消息，并将其反馈至父层网络实现混合网络之间的时间同步。...

【技术特征摘要】
1.一种混合网络中的级联式时间同步方法，其特征在于所述混合网络包括父层网络和子层网络，父层网络和子层网络之间内部各站点之间按照其各自独立的方式进行时间同步，所述父层网络和子层网络之间设置共享适配站点，共享适配站点同时采用父层网络时间系统时间与子层网络时间系统时间计时，父层网络中任意站点作为时间同步控制站点，通过共享适配站点与子层网络其他任意站点进行时间同步的方法包括如下步骤：(1)、父层网络的时间同步控制站点向共享适配站点发送时间同步消息，所述时间同步消息包括预估的共享适配站点收到所述时间同步消息时刻的父层时间系统时间Tsyn；(2)、共享适配站点收到时间同步消息之后，进行解析得到当前时刻父层时间系统时间Tsyn，同时记录时间同步消息收到时刻的本地时间Tlocal_syn；(3)、以共享适配站点为子层网络时间同步控制站点，共享适配站点根据自身的子层时间系统时间Tlocal，对子层网络中的其他站点进行时间同步；(4)、共享适配站点收到子层网络中的任意其他站点发送的带有子层时间系统时间标记tsub的时间标记消息之后，采用最新得到的父层时间系统时间Tsyn，及其相应的时间同步消息收到时刻的本地时间Tlocal_syn，将tsub转换为父层网络中的时间值TafterSyn，形成父层网络时间标记消息，并将其反馈至父层网络实现混合网络之间的时间同步。2.根据权利要求1所述的一种混合网络中的级联式时间同步方法，其特征在于所述父层网络为1553B总线网络。3.根据权利要求2所述的根据权利要求1所述的一种混合网络中的级联式时间同步方法，其特征在于所述父层网络的时间同步控制站点为BC时，父层网络的时间同步控制站点向共享适配站点实时发送时间同步消息，共享适配站点预计收到所述时间同步消息时的父层时间系统时间Tsyn为时间同步控制站点中记载的当前时刻父层时间系统时间。4.根据权利要求2所述的根据权利要求1所述的一种混合网络中的级联式时间同步方法，其特征在于所述父层网络的时间同步控制站点和共享适配站点均为RT时，父层网络的时间同步控制站点向共享适配站点发送时间同步消息和共享适配站点向父层网络的时间同步控制站点发送父层网络时间同步消息的具体方法为：(1.1)、发送方先将时间同步消息或者父层网络时间同步...

【专利技术属性】
技术研发人员：高飞，崔宇，邱枫，刘思东，丁万兵，叶绍凯，李慧，隋强强，仲宇，张磊，
申请(专利权)人：北京航天自动控制研究所，中国运载火箭技术研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11