[发明专利]一种局域物联网时间精确同步方法

说明书

本发明属于无线通信、物联网、无线精确测距等技术领域，提出的一种局域物联网时间精确同步方法及系统，包括以下步骤：局域物联网构建：所述局域物联网包括根节点、树干节点和叶子节点；时间同步发起：根节点准备同步报文，设置系统起点时间和发送时间；时间同步传递：树干节点接收到根节点或者上级树干节点传送过来的同步报文后，读取报文中系统时间，并记录接收报文时间，记为RT，在报文中嵌入时间为Tn+TD，并设置延时发送同步报文；时间同步接收：叶子节点接收到上级树干节点同步报文后读取报文中系统时间，并根据系统时间计算自身工作时间起点。本发明构思巧妙，解决了现有技术中使用局限性、同步时间慢、精度低、功耗高的技术问题。

技术领域

本发明属于无线通信、物联网、无线精确测距等技术领域，涉及一种局域物联网时间精确同步方法及系统。

背景技术

物联网时间同步技术，是通过对本地时间进行操作，达到为整个分布式系统提供统一的时间标度的过程，但在现有无线物联网中广泛使用的时间同步技术，在范围和精度等方面都有特殊要求，现有同步技术主要包括长短波授时时间同步技术、电话拨号时间同步技术、NTP和GPS。其中，长短波授时时间同步技术利用无线电授时，主要用于军事和导航，尚不民用；电话拨号授时技术，需要使用电话线，模拟调制解调器及客户端软件，主要用于个人计算机，不具备实时性；NTP不适合无线通信领域，体积、计算能力和存储空间存在限制； GPS卫星上都配备有高精度的原子钟，并不断的发射时间信息，地面接收装置同时接收4颗卫星时间信息，采用伪距测量定位法计算出时间和位置信息。但目前的实现方式都存在一定的缺陷。主要表现在下面的三个方面：

1.使用局限性

基于NTP时间同步需要连接到广域网，本地必须安装软件，网络中必须有 NTP时间服务器才行。

GPS时间同步必须收到一定数量的卫星数据后才能进行同步，在有遮挡区域将无法进行同步。

2.同步时间慢

不管NTP和GPS时间同步都需要与服务器建立连接，可能需要好几分钟才能建立时间。

3.精度低，功耗高

NTP时间同步精度在50ms，随着距离的增加精度逐渐下降，此时需要在网络中加上一级和二级时间服务器来解决精度问题。

GPS时间同步精度可以达到ns级别，但这需要专业的时间同步硬件的支持，带来成本高，功耗也高，在局域物联网中无法满足要求。

发明内容

本发明提出一种局域物联网时间精确同步方法及系统，解决了现有技术中使用局限性、同步时间慢、精度低、功耗高的技术问题。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种局域物联网时间精确同步方法及系统，包括以下步骤：

局域物联网构建：所述局域物联网包括根节点、树干节点和叶子节点；

时间同步发起：根节点准备同步报文，并在报文中嵌入系统时间，记为T0，作为系统的起点时间，设置报文发送时间，记为ns，报文发送成功后，计算自身工作时间起点，达到时间后开始工作，工作完毕后进行下一个时间同步发起；

时间同步传递：树干节点接收到根节点或者上级树干节点传送过来的同步报文后，读取报文中系统时间，记为Tn，并记录接收报文时间，记为RT，同时准备同步报文并在报文中嵌入时间，记为Tn+TD，并设置延时发送同步报文，发送时间，记为RT+TD，报文发送成功后，计算自身工作时间起点，达到时间后开始工作，工作完毕后进行下一个时间同步传递；

时间同步接收：叶子节点接收到上级树干节点同步报文后读取报文中系统时间，记为Tn，并根据系统时间计算自身工作时间起点，到达时间后开始工作。