一种采用无线通信对分散节点对时同步的系统和方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及电力、工业自动化、医疗和地理环境等无线监测传感领域，具体设及一 种采用短距离无线通信对分散节点对时同步的方法。
【背景技术】
[0002] 在上述领域中，若需系统性、全面性掌握被监测对象状态，往往需要获得被监测对 象的多维状态量，同时要求所有状态量在一个绝对时间下采集，如电力系统继电保护装置 需要同步采集多个相电流，为了精准地测得功率，需要同步采集相电流与相电压。随着现代 通信技术的日益进步，数据采集与数据处理经常不在一个设备上，而是根据特殊的场合分 散安装。运就需要数据采集装置能根据绝对时间同步采集数据并将此数据发送给数据处理 装置进行运算。一旦出现数据不同步则所有的数据将没有关联性，就无法正确的判断被检 测量的有效性，进而使设备无法完成应具备的功能，对电力系统来说，严重的会产生误跳闽 从而造成不同程度的停电情况，影响电网的安全运行。
[0003] 当前的对时应用一种是精度在秒级的系统，运种实现优点是成本小、实现简单，但 缺点是精度太差，只能应用在粗略查看的应用环境中；另一种是精度在纳秒级的系统，运种 实现优点是精度非常高，可W应用在高精度控制环境中，但是缺点是成本太高、对时系统复 杂、设备多。而社会生活、生产中更多需求的是W低成本实现微秒级的时间同步。
[0004] 综上所述，如何简单地、低成本地实现对各个从节点的精确对时，仍是目前业界面 临的挑战。
【发明内容】
[0005] 为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种采用无线通信对分散节点对时 同步的方法，利用本方法可实现对各分散安装的从节点的精确同步。
[0006] 为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种采用无线通信对分散节点对 时同步的系统，其特征在于：包括若干用于数据采集和就地控制的从节点，一个用于数据处 理和通信管理的主节点，其中，每个从节点和主节点均配设有无线模块，各从节点负责将数 据发送至主节点，主节点经无线模块负责对各从节点对时同步。
[0007] 进一步，所述主节点采用广播方式发送对时报文至各从节点。
[0008] 进一步，所述无线模块为独立的嵌入式系统模块。
[0009] 为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种采用无线通信对分散节点对 时同步的方法，所述方法基于上述一种采用无线通信对分散节点对时同步的系统，其特征 在于，具体包括W下步骤：
[0010]1)主节点进入高优先级中断INTl，W广播的方式发送对时报文；
[0011] 2)从节点的无线模块接收到对时报文后，经过从节点无线模块硬件触发延时Td后 触发从节点；
[0012] 3)从节点接收到自身无线模块硬件触发信号后，立即开启一个高优先级中断 INT2 ；
[001引 4)从节点在高优先级中断INT2中完成本地时间补偿，实现分散从节点对时同步。
[0014] 进一步，所述步骤1中的主节点发送对时报文具体包括W下步骤：
[0015] 1)主节点进入高优先级中断中INTl;
[0016] 2)主节点获取系统时间；
[0017] 3)补偿对时报文校验值计算时间；
[001引 4)补偿对时报文发送时间；
[0019] 5)补偿主节点的对时报文驻留时间；
[0020] 6)计算对时报文校验值；
[0021] 7)启动对时报文发送。
[0022] 进一步，所述步骤2-4中的从节点接收对时报文及时间补偿具体包括W下步骤：
[0023] 1)从节点接收对时报文；
[0024] 2)通过从节点无线模块给从节点一个硬件触发信号，对对时报文进行解析；
[00巧]3)经过从节点无线模块硬件触发延时Td,从节点确认已经解析完对时报文，获取 到了时间戳；
[0026] 4)启动一个高优先级中断INT2,将Td补偿到对时报文中的时间戳；
[0027] 5)将该时间戳赋值给系统软时钟。
[0028] 进一步，从节点的系统绝对时间Tgb计算公式为：
[0029] Tab = T c+Tcw+T化巧^d+Tad.,，
[0030] 所述Tgb为绝对时间，T。为主节点获取系统时间并发送至无线模块耗时，T为主节 点的对时报文驻留时间，Ttf为无线传输耗时，Tg为无线模块对时报文转发耗时，Td为从节 点无线模块硬件触发延时，Tgd,为从节点时间补偿调整过程耗时。
[0031] 进一步，所述对时报文包括ID、报文类型、时间戳和校验码。
[0032] 本发明的有益效果是：一种采用无线通信对分散节点对时同步的方法，可W在任 意具有无线通信收发功能的忍片或模块中实现，能够简单地、低成本地实现对各个从节点 的对时，并具有对时同步精度高的优点。
【附图说明】
[0033] 下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明：
[0034] 图1为本发明对时同步流程图；
[0035] 图2为本发明应用模块示意图；
[0036] 图3为本发明对时同步方法原理图；
[0037] 图4为本发明主节点发送对时报文流程图；
[003引图5为本发明从节点接收对时报文及时间补偿流程图。
【具体实施方式】
[0039] 下面结合附图对本发明做进一步详细说明：
[0040] 参照附图1和2,本发明提出一种采用无线通信对分散节点对时同步的方法，其应 用模型包括若干从节点、主节点和若干无线模块，主节点为通信管理及数据处理装置，各从 节点负责将数据带时标发送至主节点，同时，主节点经无线模块负责对各从节点对时同步； 所述从节点包括从节点功能设备和与从节点功能设备相连的无线模块，所述从节点功能设 备为监控系统，实现数据采集和就地控制功能；所述主节点包括主节点功能设备和与主节 点功能设备相连的无线模块，所述主节点功能设备为监控系统，实现数据计算和通信功能； 所述从节点与所述主节点通过所述无线模块相连。应用模型中设及的短距离无线工作频率 相同，主节点的对时报文采用广播方式，即主节点的对时报文控制传输时间与传输波特率 相关。
[0041] 主节点在高优先级中断INTl中，W广播的方式发送对时报文；从节点无线模块接 收到对时报文后，立即转发给从节点；该从节点的无线模块经过从节点无线模块硬件触发 延时Td后触发从节点；从节点接收到硬件触发信号后，立即开启一个高优先级中断INT2 ; 在该中断里完成本地时间补偿调整；自此，各从节点将W同步时间运行。具体包括W下步 骤：
[0042] 1)主节点进入高优先级中断INT1，W广播的方式发送对时报文；
[0043] 2)从节点的无线模块接收到对时报文后，经过从节点无线模块硬件触发延时Td后 触发从节点；
[0044] 3)从节点接收到硬件触发信号后，立即开启一个高优先级中断INT2;
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