[发明专利]基于TDMA的工厂自动化无线网络时间同步方法有效

专利信息
申请号: 201110442033.8 申请日: 2011-12-26
公开(公告)号: CN103178918A 公开(公告)日: 2013-06-26
发明(设计)人: 梁炜;杨雨沱;张晓玲;于海斌 申请(专利权)人: 中国科学院沈阳自动化研究所
主分类号: H04J3/06 分类号: H04J3/06;H04B7/26
代理公司: 沈阳科苑专利商标代理有限公司 21002 代理人: 周秀梅;许宗富
地址: 110016 辽*** 国省代码: 辽宁;21
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摘要: 发明涉及工业无线网络技术,具体地说是一种基于TDMA的工厂自动化无线网络时间同步方法。基于IEEE 802.11标准和TDMA机制,采用硬件打时戳的方法,通过统计收发双方的时戳值,消除了协议栈的处理延迟、物理层接口到无线媒介接口(天线)的延迟以及信息在空气中传播的延迟带来的时间偏差,实现了工厂自动化无线网络高精度的时间同步。本发明在不产生额外开销的前提下,最大限度地提高基于IEEE 802.11单跳网络的工厂自动化无线网络的时间同步精度,满足工厂自动化网络对于传输速率、可靠性、实时性以及网络规模的苛刻要求,达到高同步精度、高效率、低开销以及易于实现等目标。
搜索关键词: 基于 tdma 工厂 自动化 无线网络 时间 同步 方法
【主权项】:
一种基于TDMA的工厂自动化无线网络时间同步方法,其特征在于,包括以下步骤:将工厂自动化无线网络组建成基于IEEE 802.11单跳BSS结构的星型网络;将AP内部的时钟设为主时钟,各节点(现场节点或者手持节点)通过标识符ID进行标识,其内部的时钟设为从时钟;AP在每个超帧周期开始的第一个时隙广播带有硬件时戳的Beacon帧;带有硬件时戳的Beacon帧尾部有硬件时戳值,其值记为Tm1;节点收到AP广播的Beacon帧后,记录收到Beacon时的TSF值,其值记为Ts1;各个节点在TDMA机制中预先分配的时隙内,依次向AP发送延迟请求Beacon帧;AP记录各个节点的延迟请求Beacon帧到达AP时的TSF值,其值记为Tm2,并记录各个延迟请求Beacon帧中载有的Ts2和节点ID;AP将各个节点对应的ID以及时间值Tm2和Ts2通过延迟响应数据帧进行捎带,并利用TDMA机制预先分配的广播时隙广播给各个节点;各个节点收到AP的延迟响应数据帧后,抽取对应ID的时间值Tm2和Ts2;计算主时钟和从时钟之间的延迟 Delay = ( Ts 1 - Tm 1 ) + ( Tm 2 - Ts 2 ) 2 - - - ( 3 ) 主时钟和从时钟之间的时钟偏移 Offset = ( Tm 2 - Ts 2 ) - ( Ts 1 - Tm 1 ) 2 - - - ( 4 ) 如果Tm1+Delay>Ts1,则节点将本地的TSF值调整为(TSF+Offset);如果Tm1+Delay<Ts1,节点将本地的TSF值调整为(TSF‑Offset);如果Tm1+Delay=Ts1,则不作调整。
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