[发明专利]一种基于FM调频广播信号的时间同步信号处理的方法

说明书

技术领域

本发明涉及了一种无线传感网络时间同步方法，尤其涉及一种基于FM调频广播信号的时间同步信号处理的方法。

背景技术

无线传感器网络（Wireless Sensor Networks，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，时间同步是重要组成部分，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时间同步的方法主要有GPS（Global Positioning System)）和NTP(Network Time protocol )。GPS具有高同步精度，但其成本高、能耗大而且在恶劣的环境下同步精度会受到很大影响。NTP能实现网络上高精度的计算机校时，但它属于计算密集型，具有很大的计算开销。

发明内容

为了解决背景技术中存在的问题，本发明的目的在于提出了一种基于FM调频广播信号的时间同步信号处理的方法，实现时间同步精度高，而且方法简单，易于实现。

本发明采用的技术方案包括以下步骤：

1）对FM广播音频信号进行A/D采样，并转化为数字电压值；

2）对FM广播整点报时的“五短一长”信号进行实时检测处理，得到FM广播音频信号的特征结果；

3）根据判断特征结果，将特征结果与FM广播整点报时“五短一长”的信号的频率进行匹配，进行时间同步。

在所述步骤2）之前，由得到的数字电压值进行实时计算处理与判断，使得在接近整点时间时开始对FM广播整点报时的“五短一长”信号进行实时检测。

当所述的数字电压值保持在0.7～0.55V范围内的时长大于0.5秒时，则FM广播音频信号处于无声状态，开始对FM广播整点报时的“五短一长”信号进行实时检测。

所述的步骤2）具体为：对于“五短一长”信号的各个短音频信号以及长音频信号，由该音频信号到达开始定时0.2秒，实时检测得到该0.2秒内的数字化电压值，计算得到该0.2秒内收到正弦波的个数，进而得出该音频信号的频率，即得到特征结果。

所述的步骤3）具体为：

3.1）初始的FM广播整点报时信号声数为零；

3.2）对检测到的特征结果的音频信号频率依次进行判断，当检测到的特征结果的音频信号频率在700Hz到900Hz范围内，则判断该音频信号为FM广播整点报时“五短一长”信号的第一声，保持在测量状态，将FM广播整点报时信号声数加1，继续重复本步骤3.2）判断余下的音频信号频率；否则FM广播报时信号声数计数清零，不进行时间同步，返回到步骤1）；

3.3）若特征结果的音频信号频率在1500Hz到1700Hz范围内，并且当前FM广播整点报时信号声数为5，则判定该音频信号为FM广播整点报时信号，根据FM广播整点报时信号的结尾时刻对时间进行同步；否则FM广播报时信号声数计数清零，不进行时间同步，返回到步骤1）。

所述的步骤1）中A/D采样的采样频率为50KHz。

与背景技术相比，本发明具有的有益效果是：

1. 本发明采用基于FM调频广播报时信号进行高精度网络时间同步，方法简单易于实现。

2. 本发明采用基于FM调频广播报时信号进行高精度网络时间同步，使用范围广，环境应变能力强。

3. 本发明采用50kHz的采样频率，校时精度高，时间精确度可达20μs。

4. 本发明可用于无线传感网络中的时间同步。

附图说明

图1是FM广播整点报时音频信号原理图。

图2是本发明方法的逻辑原理框图。

图3是本发明方法的模块连接示意图。

图4是实施例音频信号采样结果。

图5是实施例音频信号0.01秒内采样结果。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。