一种车辆检测系统的时钟同步方法技术方案

本发明专利技术涉及一种车辆检测系统的时钟同步方法，该方法在预置时间内各次同步时节点和网关节点的时钟偏移量均不大于第一允许误差时，增大同步周期；在预置时间内各次同步的时钟偏移量中存在大于第一允许误差的时钟偏移量时，减小同步周期；采用本发明专利技术能够在不牺牲时钟同步精度的前提下减少时钟同步的能量开销。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及无线传感器网络(WSN, Wireless Sensor Network)技术,尤其是。
技术介绍
融合了传感器技术、信息处理技术和网络通信技术的WSN由分布在物理空间上大量传感器节点通过自组网的方式构成网络，借助节点内置的不同类型传感器探测周围不同环境中包括温度、湿度、移动目标方向和速度等众多物质现象。时钟同步是WSN应用的重要组成部分，传感器节点检测到的数据融合、以及其自身定位等都要求传感器节点间的时钟保持同步。广泛用于网络时钟同步的方法主要有全球定位系统(GPS，Global PositioningSystem)和网络时间协议(NTP,Net-work Time Protocol)。GPS具有相当高的同步精度,但其成本高并且能耗较大，而且在有建筑物等阻挡物的环境同步精度会受到很大影响。NTP是Internet上进行时钟同步的协议,它能实现网络上高精度的计算机校时，但它是计算密集型的，计算开销很大。而在WSN应用中，要求传感器节点外形尽可能小，部署后又维护困难，进而对能耗也有严格的要求，并要求低廉的成本使其能够被大量部署，显然将GPS和NTP用于WSN的时钟同步是不可取的。分布式系统中对时钟同步也有大量研究，但这些方法同样没有考虑无线传感器网络的特点，需要较大的资源开销，所以也不适合WSN的时钟同步。目前针对WSN提出的时钟同步算法可分为三类:基于接收者与接收者(receiver-receiver)的同步算法、基于发送者与接受者(sender-receiver)之间进行成对同步的成对同步(Pair-Wise Synchronization)算法和基于sender-receiver的单向(one-way)同步算法。其中，one-way同步算法在上述三类方法中需要发送时钟同步消息的数目最少，发送节点只要发送一次时钟同步消息就可完成发送节点与接收节点间的时钟同步，具有较低的网络流量开销和计算复杂度，因而具有较低的能耗。车辆检测系统是一种典型的WSN，又因其节点设置的环境对节点的体积、重量等的限制更为苛刻，例如，地磁检测器设置于路面下，要尽可能减少对路面的损坏，则要求节点的体积尽可能小，而中继器挂设在道路旁原有的设施上，要尽可能少给原有设施增加承重，要求节点的重量尽可能轻；并且，车辆检测系统还需要其组成节点能够长时间持续工作。因而，车辆检测系统对其组成节点的节能方面的要求更高。当然，车辆检测系统对时钟同步的精度要求也较高。可见，与现有的针对WSN提出的时钟同步算法相比，一种能够满足车辆检测系统的同步精度要求、且耗能更少的时钟同步方法是车辆检测系统所急需的。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的主要目的在于提供，能够在不牺牲时钟同步精度的前提下减少时钟同步的能量开销。为达到上述目的，本专利技术的技术方案如下: ，该方法包括: A、节点以当前周期为同步周期与网关节点进行时钟同步；当前预置时间届满时，执行步骤B ; B、比较当前预置时间内各次同步时节点与网关节点的时钟偏移量与第一允许误差的大小，如果不存在大于第一允许误差的时钟偏移量，执行步骤C ;否则，执行步骤D ; C、增大当前周期，将增大后的周期作为当前周期，并将下一个预置时间作为当前预置时间，返回步骤A ; D、减小当前周期，将减小后的周期作为当前周期，并将下一个预置时间作为当前预置时间，返回步骤A。优选地，所述当前周期为:初始周期或者第二周期，第二周期大于初始周期； 当前周期为初始周期时，所述增大当前周期，将增大后的周期作为当前周期为:将第二周期作为当前周期；所述减小当前周期，将减小后的周期作为当前周期为:将初始周期作为当前周期； 当前周期为第二周期时，所述增大当前周期，将增大后的周期作为当前周期为:将第二周期作为当前周期；所述减小当前周期，将减小后的周期作为当前周期为:将初始周期作为当前周期。优选地，所述当前周期为:初始周期或者第二周期或者第三周期，第三周期大于第二周期，第二周期大于初始周期； 当前周期为初始周期时，所述增大当前周期，将增大后的周期作为当前周期为:将第二周期作为当前周期；所述减小当前周期，将减小后的周期作为当前周期为:将初始周期作为当前周期； 当前周期为第二周期时，所述增大当前周期，将增大后的周期作为当前周期为:将第三周期作为当前周期；所述减小当前周期，将减小后的周期作为当前周期为:将初始周期作为当前周期； 当前周期为第三周期时，所述增大当前周期，将增大后的周期作为当前周期为:将第三周期作为当前周期；所述减小当前周期，将减小后的周期作为当前周期为:将第二周期作为当前周期。优选地，所述第一允许误差的取值为本地时钟的I个时钟嘀嗒。优选地，其特征在于，所述初始周期的取值范围为:[ls，5s];所述第二周期的取值范围为:[3s，20s];所述第三周期的取值范围为:[20s，30s]。优选地,节点启动时该方法还包括初始同步,过程如下: al、接收网关节点下发的同步包； b1、依据同步包携带的偏移时间得出整点同步包的接收时间，根据所述接收时间接收网关节点下发的整点同步包，计算实际接收到该整点同步包的时间与所得出的接收时间的差，得到节点与网关节点当前的时钟偏移量； Cl、判断所述当前的时钟偏移量是否小于第二允许误差，如果是，节点调整本地时钟与网关节点时钟同步，执行步骤A ;否则，在下一分钟，返回步骤al。优选地，判定所述预置时间届满的方法如下: 设置计数器的最大计数值为预先设定的固定时长，计数至最大计数值时清零重新计数； 节点完成所述调整本地时钟与网关节点时钟同步，执行步骤A的同时，计数器开始计数，每到计数器计数至最大计数值时，即为预置时间届满时；或者， 设置第一计数器和第二计数器； 节点启动时，第一计数器开始计数； 节点完成所述调整本地时钟与网关节点时钟同步，执行步骤A的同时，第二计数器以第一计数器当前的计数值为起始计数值开始计数；当第二计数器的计数值等于节点的校准点时即为预置时间届满时，第二计数器清零重新计数。优选地，节点连续丢失同步包的次数大于允许丢包次数时，该节点执行快速同步，具体步骤如下: a2、接收网关节点下发的同步包； b2、依据同步包携带的偏移时间得出整点同步包的接收时间,根据所述接收时间接收网关节点下发的整点同步包，计算实际接收到该整点同步包的时间与所述接收时间的差，得到节点与网关节点当前的时钟偏移量； c2、判断所述当前的时钟偏移量是否小于第二允许误差，如果是，节点调整本地时钟与网关节点时钟同步，执行步骤A ;否则，在下一个N秒，返回步骤a2 ； 其中，N的取值范围为[5，16]。优选地，所述第 二允许误差的取值为本地时钟的I个时钟嘀嗒和2个滴答时钟嘀嗒中的一个。优选地，所述节点为地磁检测器，网关节点为接入点，接入点下发的同步包通过中继器转发给地磁检测器，具体为: 中继器接收接入点下发的同步包； 中继器在接收到的同步包的时间戳中加入路径偏移量后得到的新的时间戳，并转发该携带新的时间戳的同步包；其中， 所述路径偏移量是中继器接收同步包至转发该同步包的时间。基于上述，本专利技术提供的具有以下优点和特占-^ \\\ ? 1、在预置时间内各次同步的时钟偏移量均不大本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种车辆检测系统的时钟同步方法，其特征在于，该方法包括：A、节点以当前周期为同步周期与网关节点进行时钟同步；当前预置时间届满时，执行步骤B；B、比较当前预置时间内各次同步时节点与网关节点的时钟偏移量与第一允许误差的大小，如果不存在大于第一允许误差的时钟偏移量，执行步骤C；否则，执行步骤D；C、增大当前周期，将增大后的周期作为当前周期，并将下一个预置时间作为当前预置时间，返回步骤A；D、减小当前周期，将减小后的周期作为当前周期，并将下一个预置时间作为当前预置时间，返回步骤A。

【技术特征摘要】
1.一种车辆检测系统的时钟同步方法，其特征在于，该方法包括: A、节点以当前周期为同步周期与网关节点进行时钟同步；当前预置时间届满时，执行步骤B ; B、比较当前预置时间内各次同步时节点与网关节点的时钟偏移量与第一允许误差的大小，如果不存在大于第一允许误差的时钟偏移量，执行步骤C ;否则，执行步骤D ; C、增大当前周期，将增大后的周期作为当前周期，并将下一个预置时间作为当前预置时间，返回步骤A ; D、减小当前周期，将减小后的周期作为当前周期，并将下一个预置时间作为当前预置时间，返回步骤A。2.根据权利要求1所述的车辆检测系统的时钟同步方法，其特征在于，所述当前周期为:初始周期或者第二周期，第二周期大于初始周期； 当前周期为初始周期时，所述增大当前周期，将增大后的周期作为当前周期为:将第二周期作为当前周期；所述 减小当前周期，将减小后的周期作为当前周期为:将初始周期作为当前周期； 当前周期为第二周期时，所述增大当前周期，将增大后的周期作为当前周期为:将第二周期作为当前周期；所述减小当前周期，将减小后的周期作为当前周期为:将初始周期作为当前周期。3.根据权利要求1所述的车辆检测系统的时钟同步方法，其特征在于，所述当前周期为:初始周期或者第二周期或者第三周期，第三周期大于第二周期，第二周期大于初始周期； 当前周期为初始周期时，所述增大当前周期，将增大后的周期作为当前周期为:将第二周期作为当前周期；所述减小当前周期，将减小后的周期作为当前周期为:将初始周期作为当前周期； 当前周期为第二周期时，所述增大当前周期，将增大后的周期作为当前周期为:将第三周期作为当前周期；所述减小当前周期，将减小后的周期作为当前周期为:将初始周期作为当前周期； 当前周期为第三周期时，所述增大当前周期，将增大后的周期作为当前周期为:将第三周期作为当前周期；所述减小当前周期，将减小后的周期作为当前周期为:将第二周期作为当前周期。4.根据权利要求1、2或3所述的车辆检测系统的时钟同步方法，其特征在于，所述第一允许误差的取值为本地时钟的I个时钟嘀塔。5.根据权利要求4所述的车辆检测系统的时钟同步方法，其特征在于，所述初始周期的取值范围为:[ls，5s];所述第二周期的取值范围为:[3s，20s];所述第三周期的取值范围为:[20s, 30s]。6.根据权利要求1所述的车辆检测系统的时钟同步方法，其特征在于，节点启动时该方法还包括初始同...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘向东，何赐文，王焱桥，张大伟，
申请(专利权)人：迈锐数据北京有限公司，
类型：发明
国别省市：