工业物联网同步授时方法、系统、计算设备及介质技术方案

本发明专利技术涉及工业物联网同步授时方法、系统、计算设备及介质，方法包括将UDP数据包的预设字节拓展为扩展字段；激活终端设备的从时钟参与时间同步流程后，向终端设备发送扩展字段中存储有主时钟时间的UDP数据包；终端设备记录第一本地时间；终端设备向RTU网关发送扩展字段中存储有延迟请求指令的UDP数据包，并记录第二本地时间；RTU网关根据延迟请求指令向终端设备发送扩展字段中存储有延迟请求响应指令的UDP数据包；终端设备记录第三本地时间；根据主时钟时间、第一本地时间、第二本地时间和第三本地时间确定主时钟和从时钟之间的时间延迟，实现时间同步。解决了传统的高精度时钟同步依赖于光纤时间同步线和专用授时网络，导致成本高昂的问题。导致成本高昂的问题。导致成本高昂的问题。

【技术实现步骤摘要】
工业物联网同步授时方法、系统、计算设备及介质


[0001]本专利技术涉及通信
，尤其涉及工业物联网同步授时方法、系统、计算设备及介质。

技术介绍

[0002]工业物联网中的各类设备需要依靠无线链路来实时传递感知、控制和自动化信息等，进而优化各环节的管理，实现高效、便捷、低成本的工业生产，实现智能化工业制造。与其他通信网络不同，工业物联网对网络的确定性和实时性要求高，需要网络中各个节点之间确定性的数据传输来完成实时控制和操作。为了满足工业物联网的通信要求，保证数据传输的确定性，终端设备之间的时钟同步就变得极其重要，准确有效的时钟同步是维护系统进程有序、稳定工作，保持全局相互协调合作的关键，若终端设备间缺乏时钟同步会影响数据传输的确定性，导致整个控制系统的故障。
[0003]传统的高精度时钟同步依赖于光纤时间同步线和专用授时网络，导致成本高昂。

技术实现思路

[0004]为了克服传统的高精度时钟同步依赖于光纤时间同步线和专用授时网络，导致成本高昂的问题，本专利技术提供了工业物联网同步授时方法、系统、计算设备及介质。
[0005]第一方面，为了解决上述技术问题，本专利技术提供了工业物联网同步授时方法，包括：
[0006]将UDP数据包的预设字节拓展为扩展字段；
[0007]RTU网关通过扩展字段中存储有时间同步指令的UDP数据包激活终端设备的从时钟参与时间同步流程后，向终端设备发送扩展字段中存储有主时钟时间的UDP数据包；其中，主时钟时间为RTU网关发送扩展字段中存储有时间同步指令的UDP数据包时RTU网关本地时间；
[0008]终端设备记录接收扩展字段中存储有主时钟时间的UDP数据包时从时钟的第一本地时间；
[0009]终端设备向RTU网关发送扩展字段中存储有延迟请求指令的UDP数据包，并记录对应的从时钟的第二本地时间；
[0010]RTU网关根据延迟请求指令向终端设备发送扩展字段中存储有延迟请求响应指令的UDP数据包；
[0011]终端设备记录接收扩展字段中存储有延迟请求响应指令的UDP数据包时从时钟的第三本地时间；
[0012]根据主时钟时间、第一本地时间、第二本地时间和第三本地时间确定RTU网关的主时钟和终端设备的从时钟之间的时间延迟，实现主时钟和从时钟的时间同步。
[0013]第二方面，本专利技术提供了工业物联网同步授时系统，包括：
[0014]扩展字段模块，用于将UDP数据包的预设字节拓展为扩展字段；
[0015]第一发送模块，用于RTU网关通过扩展字段中存储有时间同步指令的UDP数据包激活终端设备的从时钟参与时间同步流程后，向终端设备发送扩展字段中存储有主时钟时间的UDP数据包；
[0016]第一本地时间存储模块，用于终端设备记录接收扩展字段中存储有主时钟时间的UDP数据包时从时钟的第一本地时间；
[0017]第二发送模块，用于终端设备向RTU网关发送扩展字段中存储有延迟请求指令的UDP数据包，并记录对应的从时钟的第二本地时间；
[0018]第三发送模块，用于RTU网关根据延迟请求指令向终端设备发送扩展字段中存储有延迟请求响应指令的UDP数据包；
[0019]第三本地时间存储模块，用于终端设备记录接收扩展字段中存储有延迟请求响应指令的UDP数据包时从时钟的第三本地时间；
[0020]同步模块，用于根据主时钟时间、第一本地时间、第二本地时间和第三本地时间确定RTU网关的主时钟和终端设备的从时钟之间的时间延迟，实现主时钟和从时钟的时间同步。
[0021]第三方面，本专利技术还提供了一种计算设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并在处理器上运行的程序，处理器执行程序时实现如上述的工业物联网同步授时方法的步骤。
[0022]第四方面，本专利技术还提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质中存储有指令，当指令在终端设备上运行时，使得终端设备执行工业物联网同步授时方法的步骤。
[0023]本专利技术的有益效果是：本申请取消了光纤时间同步线和专用授时网络，将UDP数据包的预设字节拓展为扩展字段，并利用RTU网关与终端设备之间的UDP数据包传输各类指令(时间同步指令、延迟请求指令和延迟请求响应指令)和本地时间(主时钟时间、第一本地时间、第二本地时间和第三本地时间)，并通过各类指令和本地时间实现主时钟和从时钟的时间同步，其中UDP数据包通信频率高，保证了数据高精度下发至终端设备，取消了光纤时间同步线和专用授时网络，降低了成本，因此，本申请在降低成本的前提下，还提高了数据的精准传输。
附图说明
[0024]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，下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步说明。
[0025]图1为本专利技术实施例的工业物联网同步授时方法的流程示意图；
[0026]图2为UDP数据包常规结构示意图；
[0027]图3为UDP数据包添加扩展字段后的结构示意图；
[0028]图4为本专利技术实施例的工业物联网同步授时系统的结构示意图。
具体实施方式
[0029]下列实施例是对本专利技术的进一步解释和补充，对本专利技术不构成任何限制。
[0030]以下结合附图描述本专利技术实施例的工业物联网同步授时方法、系统、计算设备及介质。
[0031]本专利技术实施例的工业物联网同步授时方法，该方法应用于终端设备，本申请方案中以终端设备为执行主体，对本申请方案进行说明，终端设备可以授时服务器等，用于执行工业物联网同步授时方法的步骤
[0032]如图1所示，本专利技术提供了工业物联网同步授时方法，包括：
[0033]S1、将UDP数据包的预设字节拓展为扩展字段。
[0034]UDP数据包是指用户数据报协议(UDP，User Datagram Protocol)。
[0035]S2、RTU网关通过扩展字段中存储有时间同步指令的UDP数据包激活终端设备的从时钟参与时间同步流程后，向终端设备发送扩展字段中存储有主时钟时间的UDP数据包；其中，主时钟时间为RTU网关发送扩展字段中存储有时间同步指令的UDP数据包时RTU网关本地时间。
[0036]RTU网关是指Remote Terminal Unit通信网关。
[0037]由于UDP数据包一次只能单独发送本地时间或单独发送指令，因此，优先发送时间同步指令激活从时钟参与同步流程，当从时钟收到时间同步指令并激活参与时间同步流程后，还需要同步记录主时钟时间，但是该主时钟时间并未保存在终端设备的本地服务器中，因此，需要将主时钟时间再次通过UDP数据包的扩展字段传递至终端设备才能存储至终端设备的本地服务器中。
[0038]S3、终端设备记录接收扩展字段中存储有主时钟时间的UDP数据包时从时钟的第一本地时间。
[0039]S4、终端设备向RTU网关发送扩展字段中存储有延迟请求指令的UDP数据包，并记录对应的从时钟的第二本地时间。
[0040]S5、RT本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.工业物联网同步授时方法，其特征在于，包括：将UDP数据包的预设字节拓展为扩展字段；RTU网关通过扩展字段中存储有时间同步指令的UDP数据包激活终端设备的从时钟参与时间同步流程后，向终端设备发送扩展字段中存储有主时钟时间的UDP数据包；其中，所述主时钟时间为所述RTU网关发送所述扩展字段中存储有时间同步指令的UDP数据包时RTU网关本地时间；所述终端设备记录接收所述扩展字段中存储有主时钟时间的UDP数据包时从时钟的第一本地时间；所述终端设备向所述RTU网关发送扩展字段中存储有延迟请求指令的UDP数据包，并记录对应的从时钟的第二本地时间；所述RTU网关根据所述延迟请求指令向所述终端设备发送扩展字段中存储有延迟请求响应指令的UDP数据包；所述终端设备记录接收所述扩展字段中存储有延迟请求响应指令的UDP数据包时从时钟的第三本地时间；根据所述主时钟时间、第一本地时间、第二本地时间和第三本地时间确定RTU网关的主时钟和终端设备的从时钟之间的时间延迟，实现主时钟和从时钟的时间同步。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预设字节为第九字节。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，根据所述主时钟时间、第一本地时间、第二本地时间和第三本地时间确定RTU网关的主时钟和终端设备的从时钟之间的时间延迟，实现主时钟和从时钟的时间同步，包括：根据所述主时钟时间、第一本地时间、第二本地时间和第三本地时间确定时钟偏差和路径延迟，所述时钟偏差为主时钟和从时钟的绝对时间偏差，路径延迟为所述RTU网关和所述终端设备之间链路的传输时延；根据所述时钟偏差和路径延迟确定RTU网关的主时钟和终端设备的从时钟之间的时间延迟，实现主时钟和从时钟的时间同步。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述主时钟时间、第一本地时间、第二本地时间和第三本地时间确定时钟偏差，计算公式如下：Offset＝[(T2‑
T1)
‑
(T4‑
T3)]/2；其中，Offset表示时钟偏差，T1、T2、T3、T4分别表示主时钟时间、第一本地时间、第二本地时间和第三本地时间。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据所述主时钟时间、第一本地时间、第二本地时间和第三本地时间确定路径延迟，计算公式如下：Delay＝[(T4‑
T1)
‑
(T3‑
T2)]/2；其中，Delay表示路径延迟，T1、T2、T3、T4分别...

【专利技术属性】
技术研发人员：李亚锋，王云鹏，曲柏达，刘芸，胡彬，张建国，魏义昕，姚颖晶，张涛，徐方辰，
申请(专利权)人：国家石油天然气管网集团有限公司油气调控中心，
类型：发明
国别省市：