[发明专利]一种物联网系统

说明书

技术领域

本发明涉及网络通信装置技术领域，更具体地涉及一种物联网系统。

背景技术

物联网是新一代信息技术的重要组成部分，物联网就是物物相连的互联网。这有两层意思:其一，物联网的核心和基础仍然是互联网，是在互联网基础上的延伸和扩展的网络;其二，其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间，进行信息交换和通信，也就是物物相息。物联网是互联网的延伸，包括互联网及互联网上所有的资源。把传感器、控制器、机器、人员和物等通过新的方式联在一起，形成人与物、物与物相联，实现信息化、远程管理控制和智能化的网络。

针对已有的网络环境，为了减少网络的重复建设，希望在现有的主干网络环境下实现时间同步。因此采用了如下时间同步系统方案。父时钟通过GPS或北斗模块与标准时间同步，获得当前的精确时问。时间同步节点通过支持交换机与子网中的父时钟进行时间同步，获得当前子网内的精确时间，完成时间同步。时间同步节点完成时间同步后，开始进行数据采集，将采集到的数据加上时间戳，并进行数据压缩，后通过数据传输子网传输到数据中心，从而实现全网数据的精确时间同步。

时间同步是物联网分布式测量、定位各系统协同运转的关键。IEEE1588协议针对网络化、本地化的系统设计，适用于分布式工业网络的各种应用。IEEE1588协议可基于标准TCP／IP协议栈设计，这极大地扩展了其应用范围。

在现有的研究成果和公开文献中，尚未发现基于IEEE1588协议的物联网系统。

发明内容

1、发明目的。

本发明提出了一种物联网系统，基于IEEE1588协议，适用于分布式工业网络的各种应用场合。

2、本发明所采用的技术方案。

本发明提出的一种物联网系统，其特征在于：以微控制器STM32F407为硬件系统核心，以太网物理层收发器DP83848进行底层网络通信，外设接口负责对外部信号的发送或者接收，包括以太网接口、串口。

更进一步，通过观察输出的PPS脉冲分析同步精度。

更进一步，电源模块为系统中所有模块提供动力。

更进一步，以太网接口用于TCP／IP通信，完成对网络中数据的接收和发送。

更进一步，串口用于接收用户配置的参数并输出当前系统信息，用于系统监控和调试。

更进一步，IEEE1588同步过程可以被分为偏移测量和延时测量两个阶段。

更进一步，默认控制时钟为主时钟，其他时钟为从时钟，以节约系统运行时间。

更进一步，在本地时钟接收到有效同步报文后，直接对报文进行解包，解包之后判断是否接收超时，未超时则继续接收跟随报文，超时则重新接收同步报文。

3、本发明所产生的技术效果。

本发明提出的物联网系统，时间同步系统中主时钟、从时钟相互发送各类报文，实现了IEEE1588协议的精确时间同步，适用于分布式工业网络的各种应用场合。

附图说明

图1为本发明的物联网系统硬件连接示意图。

具体实施方式

实施例

如附图1所示，物联网系统硬件连接示意图。微控制器STM32F407为核心处理器，它通过以太网物理层收发器DP83848与以太网接口RJ45连接，从而实现与外部工业以太网的信号发送或者接收。

微控制器通过串口连接外部信号的发送或者接收，包括人机交互信息的发送和接收，以及时间信息的发送。

以太网物理层收发器DP83848进行底层网络通信。以太网接口用于TCP／IP通信，完成对网络中数据的接收和发送。串口用于接收用户配置的参数并输出当前系统信息，用于系统监控和调试。

通过观察输出的PPS脉冲分析同步精度。电源模块为系统中所有模块提供动力。

IEEE1588同步过程可以被分为偏移测量和延时测量两个阶段。

默认控制时钟为主时钟，其他时钟为从时钟，以节约系统运行时间。在本地时钟接收到有效同步报文后，直接对报文进行解包，解包之后判断是否接收超时，未超时则继续接收跟随报文，超时则重新接收同步报文。

利用示波器观察脉冲同步波形，将主时钟PTP秒脉与从时钟接收到的脉冲进行比较，主、从机在达到稳定同步后，同步误差可在较长时间控制于100ns之内。

以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。