[发明专利]一种基于多层分级的电力物联网无线传感器时间同步系统及方法

权利要求书

1.一种基于多层分级的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，其被设置为向外发送时间同步启动报文；

n个次根无线传感器，其接收所述根无线传感器发送的时间同步启动报文；其中每一个次根无线传感器在接收到时间同步启动报文后均与根无线传感器进行双向报文交换，以进行时间同步；

n组分支无线传感器，其分别与所述n个次根无线传感器对应，其中每一组分支无线传感器均包括若干个分支无线传感器，其中每一组分支无线传感器被设置为与其对应的次根无线传感器采用信标算法进行时间同步。

2.如权利要求1所述的基于多层分级的电力物联网无线传感器时间同步系统，其特征在于，次根无线传感器与根无线传感器进行双向报文交换，以进行时间同步，其中：

次根无线传感器计算出其与根无线传感器的时间偏差Δ；

次根无线传感器在本地时间上加上计算得到的时间偏差Δ，以将其本地时间调整同步到根无线传感器的时间上。

3.如权利要求2所述的基于多层分级的电力物联网无线传感器时间同步系统，其特征在于，所述时间偏差Δ基于下述公式计算得到：

其中，在T₁时刻，次根无线传感器将自身时间信息T₁组成报文发送给根无线传感器，根无线传感器在T₂时间收到报文并记录下接收时间T₂，T₂＝(T₁+d+Δ)，在T₃时刻，根无线传感器将T₁、T₂和T₃信息组成报文发送给次根无线传感器，次根无线传感器记录下接收时间T₄，T₄＝(T₃+d-Δ)，其中d表示消息传播的时延，包括报文的传输时间和传播时间。

4.如权利要求1所述的基于多层分级的电力物联网无线传感器时间同步系统，其特征在于，所述分支无线传感器与与其对应的次根无线传感器采用信标算法进行时间同步，其中：

次根无线传感器向外发送同步信号广播；

接收到同步信号广播的各分支无线传感器相互之间交换和比较同步信号广播到达本地的时间以进行时间同步；

其中分支无线传感器接收到其他分支无线传感器的时间信息后，通过偏移矩阵对自身时钟进行调整。

5.如权利要求4所述的基于多层分级的电力物联网无线传感器时间同步系统，其特征在于，所述偏移矩阵被构造为：

其中offset[i,j]表示分支无线传感器i与分支无线传感器j之间应调整的时间差值，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为分支无线传感器i收到同步信号广播k的本地时间，T_jk为分支无线传感器j收到同步信号广播k的本地时间。

6.一种基于多层分级的电力物联网无线传感器时间同步方法，其特征在于，其基于电力物联网无线传感器时间同步系统实施，所述电力物联网无线传感器时间同步系统包括：根无线传感器，n个次根无线传感器以及若干分支无线传感器；所述电力物联网无线传感器时间同步方法包括步骤：

(1)根无线传感器向外发送时间同步启动报文；

(2)n个次根无线传感器在接收到时间同步启动报文后均与根无线传感器进行双向报文交换，以进行时间同步；

(3)各次根无线传感器向若干分支无线传感器发送含有层级信息的分级启动报文，以将所有分支无线传感器分成n级，完成分级的n组分支无线传感器能够与其层级对应的次根无线传感器相互通信；

(4)n组分支无线传感器中的每一组均与与其对应的次根无线传感器采用信标算法进行时间同步。