[发明专利]一种无线传感器网络的时钟同步系统及方法

说明书

本发明公开了一种无线传感器网络的时钟同步系统及方法。该系统通过在每个无线传感器节点中设置TD‑LTE基带同步模块和主控模块，利用TD‑LTE基带同步模块使得每个无线传感器节点都能基于TD‑LTE网络获取高精度时钟信号；并将各从无线传感器节点的主控模块在特定的时刻通过无线网络向主无线传感器节点的主控模块发送同步信号，直到各从无线传感器节点接收到对方发送的同步计数有效，以使得各发送同步信号的从无线传感器节点能根据对应的同步计数完成与主无线传感器节点之间的时钟同步，从而实现整个无线传感器网络的全时钟同步。

技术领域

本发明涉及一种无线传感器网络的时钟同步系统，同时也涉及利用TD-LTE网络来实现无线传感器网络的时钟同步方法，属于无线传感器网络技术领域。

背景技术

目前，无线传感器网络已在军事，工业，农业，环境，医疗等起着举足轻重的作用。在一些应用中，无线传感器节点需要精确地在相同时间点共同执行特定任务；如：电力系统内众多的计算机监控系统、保护装置、故障录波器等方面，停车场、机场、超市、博物馆的室内定位系统以及工厂生产线的某些数据采集系统等都要求时间同步在秒级甚至毫秒级以内。因此，网络时钟同步是无线传感器网络测量中面临的一个较为严重的问题，时钟的不同步会造成延迟、抖动和时间信息有关的测量准确性。

目前，传统网络的时钟同步主要依赖于网络时间协议(NTP，networktimeprotocol)服务器和高精度的GPS授时系统；其中，网络时间协议服务器会随着连入的设备越来越多，使得该网络时间协议服务器距离较远，常常发生网络时间协议服务器的访问拥堵和延时，从而导致不能及时同步时间，同时网络时间协议服务器也不能使时钟同步达到毫秒级的精度。而GPS授时系统虽然能满足传统网络时钟同步精度的要求，但无法在室内使用。

另外，由于无线传感器网络不同于传统网络，由于复杂度、功耗、成本、尺寸和其它因素的影响，使得网络时间协议服务器和GPS授时系统不能用于无线传感器网络中；因此，要根据无线传感器网络的特点，设计专用于无线传感器网络的时钟同步系统和方法。

发明内容

本发明所要解决的首要技术问题在于提供一种无线传感器网络的时钟同步系统。

本发明所要解决的另一技术问题在于提供一种无线传感器网络的时钟同步方法。

为了实现上述目的，本发明采用下述技术方案：

根据本发明实施例的第一方面，提供一种无线传感器网络的时钟同步系统，包括多个无线传感器节点；所述多个无线传感器节点包括一主无线传感器节点和多个从无线传感器节点，所述主无线传感器节点及多个所述从无线传感器节点之间通过无线模块相互连接；

所述主无线传感器节点，用于接收各所述从无线传感器节点发送的同步信号后，分别向各所述无线传感器节点发送同步计数；

各所述从无线传感器节点，用于判断接收的所述同步计数是否有效，如果有效，则根据所述同步计数完成与所述主无线传感器节点的时钟同步；否则，继续进行时钟同步过程。

根据本发明实施例的第二方面，提供一种无线传感器网络的时钟同步系统，包括多个无线传感器节点；所述多个无线传感器节点包括一主无线传感器节点和多个从无线传感器节点，所述主无线传感器节点及多个所述从无线传感器节点之间通过无线模块相互连接；

所述主无线传感器节点，用于接收距离其近的一个或多个所述从无线传感器节点发送的同步信号后，分别向发送同步信号的各所述无线传感器节点发送同步计数；

接收到同步计数的所述从无线传感器节点，用于判断所述同步计数是否有效，如果有效，则根据所述同步计数完成与所述主无线传感器节点的时钟同步；否则，继续进行时钟同步过程；