[发明专利]树形/网状双层架构的无线HART网络和时间同步方法

摘要

本发明公开一种树形/网状双层架构的无线HART网络和时间同步方法。网络由无线HART现场设备、网关和唯一的网络管理器组成；借鉴超级计算机的集群架构，提出树形/网状的双层架构；上层树形网络包括无线HART网络管理器和网关，遵循选取的通信协议；下层网状网络包括网关和现场设备，遵循无线HART协议。树形/网状架构具有高可靠性；时间同步层次减少，提高了同步精度。BD授时时间同步时，树形蜕变为星形，进一步提高了同步精度。TPSN时间同步时，收/发报文的提取/填写时间戳均在MAC层，且只在分配的时隙槽内启动同步，降低了收发和访问时延的不确定性，又提高了同步精度。非同步时刻的时间同步校正，克服同步精度随时间推移下降的缺陷，再次提高了同步精度。

主权项

1.一种树形/网状双层架构的无线HART网络，其特征在于无线HART网络由无线HART现场设备、无线HART网关和唯一的无线HART网络管理器组成，有线HART经无线HART适配器接入无线HART网关；无线HART现场设备包括无线HART传感器类现场设备，以及无线HART执行器类现场设备；无线HART现场设备、无线HART适配器、无线HART网关、无线HART网络管理器均内置无线HART通信模块；/n借鉴超级计算机的集群架构，无线HART网络采用集中控制的集群架构，将HART上层的网状结构改进为树形结构，同时保留HART下层的网状结构；上层树形网络包括无线HART网络管理器和无线HART网关，二者根据按需选取的通信协议交换信息；下层网状网络包括无线HART网关和无线HART现场设备，无线HART现场设备均具有路由转发数据包功能，下层网状网络遵循无线HART协议交换信息；无线HART网络管理器负责时隙安排，网络拓扑管理，网络路由建立和维护，通信资源分配和回收；/n无线HART网络的时间同步涉及时间同步时刻的时间同步，以及非时间同步时刻的时间同步偏差校正；时间同步时刻的时间同步采用BD授时+TPSN的时间同步算法：BD授时进行时间同步时，上层树形网络蜕变为星形网络；TPSN进行时间同步时，收/发报文的提取/填写时间戳均在MAC层，且只在分配的时隙槽内启动同步；非同步时刻的时间同步偏差校正，借助时间同步偏差校正多项式实现。/n