一种电力物联网无线传感器时间同步系统及方法与流程

技术特征：
1.一种电力物联网无线传感器时间同步系统，其特征在于，包括根无线传感器、至少两个次根无线传感器以及多个无线传感器；所述次根无线传感器用于发送分组启动报文至多个无线传感器，多个无线传感器根据所述分组启动报文进行分组，各组无线传感器分别与各个次根无线传感器对应；所述根无线传感器用于发送同步广播信号至所述次根无线传感器，所述次根无线传感器用于根据自身本地时间记录所述同步广播信号的到达时间，并将所述到达时间发送给其他次根无线传感器；各次根无线传感器用于根据接收的到达时间对自身时钟进行调整；每一组无线传感器用于与其对应的次根无线传感器进行双向报文交换以实现时间同步。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述次根无线传感器用于发送包含组别信息的分组启动报文至相应的无线传感器，无线传感器根据所述分组启动报文，设置自身组别，并将自身组别信息发回至相应的次根无线传感器以完成分组。3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述次根无线传感器用于通过偏移矩阵对自身时钟进行调整；所述偏移矩阵如下表示：其中，offset[i,j]表示次根无线传感器i与次根无线传感器j之间应调整的时间差，m为次根无线传感器已发送的消息包的个数，n为次根无线传感器的个数，t
ik
为次根无线传感器i收到同步广播信号k的本地时间，t
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为次根无线传感器j收到同步广播信号k的本地时间。4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，每一组无线传感器还用于设定第一发送时间，并将所述第一发送时间生成第一报文，到达第一发送时间时将所述第一报文发送至对应的次根无线传感器；次根无线传感器记录接收所述第一报文的第一接收时间，并设定第二发送时间，将所述第一发送时间、第一接收时间以及第二发送时间生成第二报文，在到达所述第二发送时间时将所述第二报文发回至组内的无线传感器；所述无线传感器记录接收所述第二报文的第二接收时间，根据所述第一发送时间、第一接收时间、第二发送时间、以及第二接收时间计算时间偏差，并根据所述时间变差调整自身时间，实现与次根无线传感器的时间同步。5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述时间偏差通过以下公式进行计算：其中，δ为时间偏差，t1为第一发送时间，t2为第一接收时间，t3为第二发送时间，t4为第二接收时间。6.一种采用如权利要求1-4任一所述系统的电力物联网无线传感器时间同步方法，其特征在于，包括：次根无线传感器发送分组启动报文至多个无线传感器；多个无线传感器根据所述分组启动报文进行分组，各组无线传感器分别与各个次根无
线传感器对应；根无线传感器发送同步广播信号至所述次根无线传感器；次根无线传感器根据自身本地时间记录所述同步广播信号的到达时间，并将所述到达时间发送给其他次根无线传感器；各次根无线传感器根据接收的到达时间对自身时钟进行调整；每一组无线传感器与其对应的次根无线传感器进行双向报文交换以实现时间同步。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，多个无线传感器根据所述分组启动报文进行分组，包括：次根无线传感器发送包含组别信息的分组启动报文至相应的无线传感器；无线传感器根据所述分组启动报文，设置自身组别，并将自身组别信息发回至相应的次根无线传感器以完成分组。8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述次根无线传感器通过偏移矩阵对自身时钟进行调整；所述偏移矩阵如下表示：其中，offset[i,j]表示次根无线传感器i与次根无线传感器j之间应调整的时间差，m为次根无线传感器已发送的消息包的个数，n为次根无线传感器的个数，t
ik
为次根无线传感器i收到同步广播信号k的本地时间，t
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为次根无线传感器j收到同步广播信号k的本地时间。9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，每一组无线传感器用于与其对应的次根无线传感器进行双向报文交换以实现时间同步，包括：每一组无线传感器设定第一发送时间，并将所述第一发送时间生成第一报文，到达第一发送时间时将所述第一报文发送至对应的次根无线传感器；次根无线传感器记录接收所述第一报文的第一接收时间，并设定第二发送时间，将所述第一发送时间、第一接收时间以及第二发送时间生成第二报文，在到达所述第二发送时间时将所述第二报文发回至组内的无线传感器；无线传感器记录接收所述第二报文的第二接收时间，根据所述第一发送时间、第一接收时间、第二发送时间、以及第二接收时间计算时间偏差，并根据所述时间变差调整自身时间，实现与次根无线传感器的时间同步。10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述时间偏差通过以下公式进行计算：其中，δ为时间偏差，t1为第一发送时间，t2为第一接收时间，t3为第二发送时间，t4为第二接收时间。

技术总结
本发明公开了一种电力物联网无线传感器时间同步系统及方法，系统包括：根无线传感器、至少两个次根无线传感器以及多个无线传感器；次根无线传感器用于发送分组启动报文至多个无线传感器，多个无线传感器根据分组启动报文进行分组，各组无线传感器分别与各个次根无线传感器对应；根无线传感器用于发送同步广播信号至次根无线传感器，次根无线传感器用于根据自身本地时间记录所述同步广播信号的到达时间，并将所述到达时间发送给其他次根无线传感器；各次根无线传感器根据接收的到达时间对自身时钟进行调整；每一组无线传感器用于与其对应的次根无线传感器进行双向报文交换以实现时间同步；该方法可以在同步精度与算法功耗之间取得较好的平衡。间取得较好的平衡。间取得较好的平衡。


技术研发人员：沈培锋 罗林根 翁蓓蓓 李勇 鞠玲 陈挺 程阳 何天雨 汤德宝 吴艳 陆子渊 袁乐 李双伟 贾骏
受保护的技术使用者：上海交通大学
技术研发日：2021.11.01
技术公布日：2022/1/25