[发明专利]一种无线传感器星型网络的同步采集方法和系统

权利要求书

1.一种无线传感器星型网络的同步采集方法，其特征在于，所述无线传感器星型网络包括：PC终端、时钟源、与分别与PC终端和时钟源有线连接的多个独立的嵌入式中心网关以及与所述嵌入式中心网关无线连接的多个采集节点；其中，每个所述采集节点包括射频模块及采集模块；所述方法包括：

每个嵌入式中心网关的同步步骤：

所述时钟源向所述嵌入式中心网关输出的标准时间脉冲；

嵌入式中心网关调整网关晶振的频率，使其与时钟源的标准时间脉冲频率相同；

所述嵌入式中心网关的第一计时器根据所述网关晶振输出的标准时间脉冲获得嵌入式中心网关的相对时间授时；

每个采集节点的同步步骤：

所述嵌入式中心网关向所述采集节点的射频模块发送第一时间同步指令，所述第一时间同步指令包括第一时间同步指令的发送时间戳；

所述采集节点的射频模块接收所述第一时间同步指令，并获取第一时间同步指令的接收时间戳；

所述采集节点根据所述第一时间同步指令的发送时间戳和接收时间戳调整采集节点的第二计时器，完成采集节点的相对时间授时；

同步采集步骤：

所述PC终端通过所述嵌入式中心网关向所述采集节点的射频模块发送包括采集时间点的采集指令；

所述射频模块接收所述采集指令后，唤醒处于休眠状态的采集模块，并根据所述第二计时器的计时，于所述采集时间点向所述采集模块发送采样脉冲；

所述采集模块根据采样脉冲进行采集。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述网关同步步骤中，在得到嵌入式中心网关的相对时间授时之前，还包括所述PC终端向所述嵌入式中心网关的第一计时器进行绝对时间授时的步骤。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述PC终端向所述嵌入式中心网关的第一计时器进行绝对时间授时为所述PC终端利用网络时间协议向所述嵌入式中心网关的第一计时器进行绝对时间授时。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述每个采集节点的同步步骤还包括：

步骤1：在预定时间后，所述采集节点向所述嵌入式中心网关请求第二时间同步指令，所述嵌入式中心网关发送包括第二时间同步指令，所述第二时间同步指令包括第二时间同步指令的发送时间戳；

步骤2：所述采集节点的射频模块接收所述第二时间同步指令，并获取第二时间同步指令的接收时间戳，若第二时间同步指令的发送时间戳和接收时间戳不一致，则调节所述射频模块晶振频率，并返回步骤1，直至第二时间同步指令的发送时间戳和接收时间戳一致。

5.一种无线传感器星型网络的同步采集系统，其特征在于，包括PC终端、时钟源、与分别与PC终端和时钟源有线连接的多个独立的嵌入式中心网关以及与所述嵌入式中心网关无线连接的多个采集节点；其中，每个所述采集节点包括射频模块及采集模块；

所述时钟源用于向所述嵌入式中心网关输出标准时间脉冲；

所述PC终端用于通过所述嵌入式中心网关向所述采集节点的射频模块发送包括采集时间点的采集指令；

所述嵌入式中心网关包括网关晶振、第一计时器和网关控制单元；所述网关晶振用于根据时钟源输出的所述标准时间脉冲调节本身的频率，使网关晶振的频率与所述时钟源的标准脉冲频率相同；所述第一计时器用于根据所述网关晶振输出的标准时间脉冲得到嵌入式中心网关的相对时间授时；所述网关控制单元用于向所述采集节点发送包括发送时间戳的第一时间同步指令；

所述采集节点的射频模块包括射频模块晶振、第二计时器和节点控制单元；所述节点控制单元用于接收第一时间同步指令，通过第二计时器的计时获取第一时间同步指令的接收时间戳，并根据所述第一时间同步指令的发送时间戳和接收时间戳调整采集节点的第二计时器，完成采集节点的相对时间授时，以及用于在接收到所述采集指令后，唤醒处于休眠状态的采集模块，并根据所述第二计时器的计时，于所述采集时间点控制所述射频模块晶振向所述采集模块发送采样脉冲；

所述采集模块用于在被所述节点控制单元唤醒后，根据采样脉冲进行采集。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述PC终端包括绝对时间单元，所述绝对时间单元用于在所述第一计时器得到嵌入式中心网关的相对时间授时之前，向所述嵌入式中心网关的第一计时器进行绝对时间授时。