[发明专利]一种基于基准同步机制进行时间校准的方法及系统

说明书

本发明公开了一种基于基准同步机制进行时间校准的方法及系统，用于在基于消息队列遥测传输协议MQTT进行消息传递的监测网络内对监测节点进行时间校准，所述方法包括：数据采集节点向每个监测节点推送经过修改的采集协商消息；每个监测节点向所述时间控制节点发送携带时间信息的心跳消息；时间控制节点根据基础时间源的时间信息同步各个扩展时间源的时间信息，从而实现所述多个监测节点间的时间基准同步；利用标准时间源对上传主节点进行时间校准并且从上传主节点接收监测数据；以及所述上传主节点利用标准时间对多个上传从节点进行时间校准，并且多个上传从节点在完成时间校准后将各自的监测数据上传给数据采集节点。

技术领域

本发明涉及计算机网络领域，并且更具体地涉及一种在物联网中基于基准同步机制进行时间校准的方法及系统。

背景技术

目前，在遵从诸如消息队列遥测传输协议(MQTT，(Message Queuing TelemetryTransport)进行消息传递的物联网网络中，数据监测节点(传感器节点)通常是低功率设备。数据监测节点通常不进行会对消息进行及时应答，并且由于消息队列遥测传输协议基于发布和订阅机制进行消息传递，为此无法在这种网络中进行实时的时间校准。此外，由于大量的数据监测节点位于户外的各种位置，容易受到各种外部因素的印象，为此数据监测节点的时间经常的不准确的。这种时间上的不准确通常会导致所采集数据的有效性和准确性降低。

发明内容

本发明提供一种基于基准同步机制进行时间校准的方法，用于在监测网络内对监测节点进行时间校准，所述方法包括：

在接收到时间控制节点发送的辅助控制请求时，数据采集节点对计时器期满时准备发送的采集协商消息的内容进行修改：将数据类型修改为空、将心跳消息回送地址修改为所述时间控制节点的网络地址以及将采集时间修改为空；

所述数据采集节点在所述计时器期满时向所述监测网络内多个监测节点中的每个监测节点推送经过修改的采集协商消息；

响应于接收到所述经过修改的采集协商消息，每个监测节点在确定数据类型为空并且采集时间为空的情况下，根据心跳消息回送地址向所述时间控制节点发送携带时间信息的心跳消息并且不进行与数据上传相关的数据准备；

时间控制节点从多个监测节点中的每个监测节点接收心跳消息后，从所述心跳消息中提取每个监测节点的时间信息，但不向所述多个监测节点中的任何监测节点发送心跳确认消息；

当基于所提取的每个监测节点的时间信息确定所述多个监测节点间的时间偏差值大于预定值时，时间控制节点从多个监测节点中选择一个监测节点作为时间同步主节点并且将时间同步主节点的时间源作为基础时间源，以及将除作为时间同步主节点的监测节点之外的其它监测节点作为时间同步从节点并且将时间同步从节点的时间源作为扩展时间源；

所述时间控制节点获取所述基础时间源的时间信息并且获取所述各个扩展时间源的时间信息，所述时间控制节点根据所述基础时间源的时间信息同步各个扩展时间源的时间信息，从而实现所述多个监测节点间的时间基准同步；

所述时间控制节点向所述多个监测节点中的每个监测节点发送包括所述数据采集节点的网络地址的心跳确认消息，以促使每个监测节点向所述数据采集节点发送时间基准同步完成消息以表明完成时间基准同步；

所述数据采集节点向完成时间基准同步的每个监测节点发送数据采集指令并且等待所述每个监测节点发送的响应消息，当所述数据采集节点接收到第一个响应消息后向发送除所述第一个响应消息的第一监测节点之外的其它监测节点发送拒绝上传指令，将发送所述第一个响应消息的第一监测节点作为上传主节点，并且将所述多个监测节点中除上传主节点之外的其它监测节点作为上传从节点；

所述数据采集节点利用标准时间源对上传主节点进行时间校准并且在上传主节点的本地时间被校准为标准时间后从所述上传主节点接收监测数据；以及