一種基于硬件觸發(fā)采樣的節(jié)點同步采集方法及系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于硬件觸發(fā)采樣的節(jié)點同步采集方法及系統(tǒng)，對于無線傳感網(wǎng)絡(luò)中無法與其他采集節(jié)點和無線網(wǎng)關(guān)進(jìn)行時間同步的第三方采集節(jié)點，首先測量該第三方采集節(jié)點收到硬件觸發(fā)采樣信號至其采集到數(shù)據(jù)時的延遲時間，當(dāng)控制終端發(fā)送包含同步采集時間點的采集指令后，由與該第三方采集節(jié)點連接的已時間同步的第一采集節(jié)點在同步采集時間點提前延時時間的時間點通過硬件觸發(fā)該第三方采集節(jié)點進(jìn)行被動采集，由此實現(xiàn)了同網(wǎng)絡(luò)內(nèi)可以時間同步的采集節(jié)點和不能時間同步的第三方采集節(jié)點的同步采集。
【專利說明】一種基于硬件觸發(fā)采樣的節(jié)點同步采集方法及系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及無線測控領(lǐng)域，尤其涉及一種基于硬件觸發(fā)采樣的節(jié)點同步采集方法及系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)在通信中，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)以其低功耗、低成本、分布式和自組織的特點逐漸成為信息感知研究的熱點。傳感器網(wǎng)絡(luò)可實現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集量化、處理融合和傳輸應(yīng)用，目前已應(yīng)用于軍事、環(huán)境監(jiān)測、工業(yè)控制等領(lǐng)域。
[0003]時間同步是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的重要組成部分，簡單的理解就是把各地時間對齊，使各地在同一時刻具有相同的時間計量值。在無線傳感網(wǎng)應(yīng)用中，傳感器節(jié)點通常需要協(xié)調(diào)操作共同完成一項復(fù)雜的傳感任務(wù)。
[0004]而隨著時代的發(fā)展，傳感器也變得逐步小型化，同步電路和采集電路以及傳感器往往集成在一起，形成一個單獨的具有數(shù)字接口的產(chǎn)品，由于是針對固定傳感器的調(diào)理，這類產(chǎn)品也往往精度較高，在市場具有較高的競爭力。在集成化的傳感器節(jié)點的在發(fā)展過程中，不同的廠家往往側(cè)重點不同，在不同的方面各有側(cè)重，由于研究對象的復(fù)雜多樣性和實際測量的物理量的多變性，用戶很難選用一家的采集節(jié)點產(chǎn)品來全部完成整個的系統(tǒng)的傳感數(shù)據(jù)的采樣。
[0005]而選用多家的采集節(jié)點產(chǎn)品后，由于彼此接口、使用方法和同步方法的不同，所有的采集節(jié)點無法實現(xiàn)全部同步，從而致使采集的數(shù)據(jù)在進(jìn)行模態(tài)分析等應(yīng)用下無法使用的問題。而現(xiàn)有技術(shù)中，大多采用對采集節(jié)點中的電路結(jié)構(gòu)進(jìn)行改造的方式，使組網(wǎng)的采集節(jié)點適用于統(tǒng)一的同步方法，但是這會導(dǎo)致成本過高的問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]有鑒于此，本發(fā)明提供了一種基于硬件觸發(fā)采樣的節(jié)點同步采集方法及系統(tǒng)，以使原本不支持同步采集的采集節(jié)點實現(xiàn)同步采集，而不需要更改其內(nèi)部電路。
[0007]本發(fā)明采用的技術(shù)手段如下:一種基于硬件觸發(fā)采樣的節(jié)點同步方法，包括:
[0008]提供時鐘源、無線網(wǎng)關(guān)、控制終端、第一采集節(jié)點和第三方采集節(jié)點；其中，無線網(wǎng)關(guān)分別與所述時鐘源和控制終端連接，且無線網(wǎng)關(guān)與所述時鐘源時間同步；每個無線網(wǎng)關(guān)無線連接多個第一采集節(jié)點，每個所述第一采集節(jié)點與該無線網(wǎng)關(guān)時間同步；所述第三方采集節(jié)點與第一采集節(jié)點連接，所述第三方采集節(jié)點與所述無線網(wǎng)關(guān)時間不同步，且包括硬件觸發(fā)采樣模塊；
[0009]向所述硬件觸發(fā)采樣模塊發(fā)送第一硬件觸發(fā)信號，并記錄從發(fā)出所述第一硬件觸發(fā)信號至硬件觸發(fā)采樣模塊采集到數(shù)據(jù)之間的延遲時間；
[0010]控制終端通過無線網(wǎng)關(guān)向所述第一采集節(jié)點發(fā)送包含同步采集時間點的采集指令；
[0011]在所述同步采集時間點提前所述延遲時間的時間點，所述第一采集節(jié)點向所述第三方節(jié)點發(fā)送第二硬件觸發(fā)信號；
[0012]所述第三方采集節(jié)點接收所述第二硬件觸發(fā)信號，進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。
[0013]本發(fā)明還提供了一種基于硬件觸發(fā)采樣的節(jié)點同步系統(tǒng)，包括時鐘源、無線網(wǎng)關(guān)、控制終端、第一采集節(jié)點和第三方采集節(jié)點；
[0014]其中，無線網(wǎng)關(guān)分別與所述時鐘源和控制終端連接，且無線網(wǎng)關(guān)與所述時鐘源時間同步；每個無線網(wǎng)關(guān)無線連接多個第一采集節(jié)點，每個所述第一采集節(jié)點與該無線網(wǎng)關(guān)時間同步；所述第三方采集節(jié)點與第一采集節(jié)點連接，所述第三方采集節(jié)點與所述無線網(wǎng)關(guān)時間不同步；
[0015]所述第三方采集節(jié)點包括硬件觸發(fā)采樣模塊，所述硬件觸發(fā)采樣模塊用于當(dāng)收到第一硬件觸發(fā)信號或第二硬件觸發(fā)信號后進(jìn)行數(shù)據(jù)采集；
[0016]所述控制終端用于通過無線網(wǎng)關(guān)向所述第一采集節(jié)點發(fā)送包含同步采集時間點的采集指令；
[0017]所述第一采集節(jié)點包括硬件觸發(fā)信號發(fā)送單元和控制單元；所述硬件觸發(fā)信號發(fā)送單元用于向第三方采集節(jié)點發(fā)送第一硬件觸發(fā)信號；所述控制單元用于記錄從發(fā)出所述第一硬件觸發(fā)信號至硬件觸發(fā)采樣模塊采集到的數(shù)據(jù)之間的延遲時間，并用于在所述同步采集時間點提前所述延遲時間的時間點控制所述硬件觸發(fā)信號發(fā)送單元發(fā)送第二硬件觸發(fā)信號。
[0018]本發(fā)明所提供的基于硬件觸發(fā)采樣的節(jié)點同步采集方法及系統(tǒng)，對于無線傳感網(wǎng)絡(luò)中無法與其他采集節(jié)點和無線網(wǎng)關(guān)進(jìn)行時間同步的第三方采集節(jié)點，首先測量該第三方采集節(jié)點收到硬件觸發(fā)采樣信號至其采集到數(shù)據(jù)時的延遲時間，當(dāng)控制終端發(fā)送包含同步采集時間點的采集指令后，由與該第三方采集節(jié)點連接的已同步第一采集節(jié)點在同步采集時間點提前延時時間的時間點通過硬件觸發(fā)該第三方采集節(jié)點進(jìn)行被動采集，由此實現(xiàn)了同網(wǎng)絡(luò)內(nèi)可以時間同步的采集節(jié)點和不能時間同步的第三方采集節(jié)點的同步采集。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1為本發(fā)明中無線傳感網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖2為本發(fā)明基于硬件觸發(fā)采樣的節(jié)點同步方法流程示意圖。

【具體實施方式】
[0021]以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的原理和特征進(jìn)行描述，所舉實例只用于解釋本發(fā)明，并非用于限定本發(fā)明的范圍。
[0022]本發(fā)明是基于以下考慮實現(xiàn)的:
[0023]對于現(xiàn)有的采集節(jié)點一般有兩種采集方式，即基于軟件的自動采集方式和基于硬件觸發(fā)的被動采集方式；其中，基于軟件的自動采集方式是通過接收包含采集時間點的采集指令，根據(jù)采集節(jié)點本地維持的時鐘，于采集時間點自動發(fā)起采集；而基于硬件觸發(fā)的被動采集為接收到硬件觸發(fā)信號時，被動發(fā)起采集。
[0024]現(xiàn)有的采集節(jié)點產(chǎn)品中均具有硬件觸發(fā)采集功能和觸發(fā)其他采集節(jié)點進(jìn)行被動采集的功能，該功能主要用于對排除無用的數(shù)據(jù)的采集。在數(shù)據(jù)的采集過程中，只有具備某種條件的數(shù)據(jù)才是有價值的，而連續(xù)采集的數(shù)據(jù)中，大多數(shù)時候所采集的數(shù)據(jù)都是無用的。當(dāng)面對此種情況時，即可以利用硬件觸發(fā)采集功能，于有價值數(shù)據(jù)即將發(fā)生時，通過硬件觸發(fā)信號觸發(fā)采集，而排除無價值的數(shù)據(jù)。如對運動目標(biāo)進(jìn)行采集時，由采集振動的采集節(jié)點于振動最大值時通過硬件觸發(fā)信號觸發(fā)速度采集節(jié)點進(jìn)行速度采集，由于振動最大值時即運動目標(biāo)接近時刻，因此，對于速度采集節(jié)點而言，其排除了對運動目標(biāo)遠(yuǎn)離時進(jìn)行速度采集的情況，僅對運動目標(biāo)接近時進(jìn)行采集。
[0025]正是基于現(xiàn)有采集節(jié)點所具有的硬件觸發(fā)的采集方式，本申請?zhí)岢隽艘韵录夹g(shù)方案。
[0026]如圖2所示，本發(fā)明一種基于硬件觸發(fā)采樣的節(jié)點同步方法包括如下步驟:
[0027]—種基于硬件觸發(fā)采樣的節(jié)點同步方法，包括:
[0028]提供時鐘源、無線網(wǎng)關(guān)、控制終端、第一采集節(jié)點和第三方采集節(jié)點；其中，無線網(wǎng)關(guān)分別與所述時鐘源和控制終端連接，且無線網(wǎng)關(guān)與所述時鐘源時間同步；每個無線網(wǎng)關(guān)無線連接多個第一采集節(jié)點，每個所述第一采集節(jié)點與該無線網(wǎng)關(guān)時間同步；所述第三方采集節(jié)點與第一采集節(jié)點連接，所述第三方采集節(jié)點與所述無線網(wǎng)關(guān)時間不同步，且包括硬件觸發(fā)采樣模塊；
[0029]向所述硬件觸發(fā)采樣模塊發(fā)送第一硬件觸發(fā)信號，并記錄從發(fā)出所述第一硬件觸發(fā)信號至硬件觸發(fā)采樣模塊采集到數(shù)據(jù)之間的延遲時間；
[0030]控制終端通過無線網(wǎng)關(guān)向所述第一采集節(jié)點發(fā)送包含同步采集時間點的采集指令；
[0031]在所述同步采集時間點提前所述延遲時間的時間點，所述第一采集節(jié)點向所述第三方節(jié)點發(fā)送第二硬件觸發(fā)信號；
[0032]所述第三方采集節(jié)點接收所述第二硬件觸發(fā)信號，進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。
[0033]對應(yīng)于上述方法，本發(fā)明還提供了一種基于硬件觸發(fā)采樣的節(jié)點同步系統(tǒng)，包括時鐘源、無線網(wǎng)關(guān)、控制終端、第一采集節(jié)點和第三方采集節(jié)點；
[0034]其中，無線網(wǎng)關(guān)分別與所述時鐘源和控制終端連接，且無線網(wǎng)關(guān)與所述時鐘源時間同步；每個無線網(wǎng)關(guān)無線連接多個第一采集節(jié)點，每個所述第一采集節(jié)點與該無線網(wǎng)關(guān)時間同步；所述第三方采集節(jié)點與第一采集節(jié)點連接，所述第三方采集節(jié)點與所述無線網(wǎng)關(guān)時間不同步；
[0035]所述第三方采集節(jié)點包括硬件觸發(fā)采樣模塊，所述硬件觸發(fā)采樣模塊用于當(dāng)收到第一硬件觸發(fā)信號或第二硬件觸發(fā)信號后進(jìn)行數(shù)據(jù)采集；
[0036]所述控制終端用于通過無線網(wǎng)關(guān)向所述第一采集節(jié)點發(fā)送包含同步采集時間點的采集指令；
[0037]所述第一采集節(jié)點包括硬件觸發(fā)信號發(fā)送單元和控制單元；所述硬件觸發(fā)信號發(fā)送單元用于向第三方采集節(jié)點發(fā)送第一硬件觸發(fā)信號；所述控制單元用于記錄從發(fā)出所述第一硬件觸發(fā)信號至硬件觸發(fā)采樣模塊采集到的數(shù)據(jù)之間的延遲時間，并用于在所述同步采集時間點提前所述延遲時間的時間點控制所述硬件觸發(fā)信號發(fā)送單元發(fā)送第二硬件觸發(fā)信號。
[0038]采用本發(fā)明所提供的基于硬件觸發(fā)采樣的節(jié)點同步采集方法及系統(tǒng)，對于無線傳感網(wǎng)絡(luò)中無法與其他采集節(jié)點和無線網(wǎng)關(guān)進(jìn)行時間同步的第三方采集節(jié)點，首先測量該第三方采集節(jié)點收到硬件觸發(fā)采樣信號至其采集到數(shù)據(jù)時的延遲時間，當(dāng)控制終端發(fā)送包含同步采集時間點的采集指令后，由與該第三方采集節(jié)點連接的已同步第一采集節(jié)點在同步采集時間點提前延時時間的時間點通過硬件觸發(fā)該第三方采集節(jié)點進(jìn)行被動采集，由此實現(xiàn)了同網(wǎng)絡(luò)內(nèi)可以時間同步的采集節(jié)點和不能時間同步的第三方采集節(jié)點的同步采集。
[0039]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明保護(hù)的范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種基于硬件觸發(fā)采樣的節(jié)點同步方法，其特征在于，包括: 提供時鐘源、無線網(wǎng)關(guān)、控制終端、第一采集節(jié)點和第三方采集節(jié)點；其中，無線網(wǎng)關(guān)分別與所述時鐘源和控制終端連接，且無線網(wǎng)關(guān)與所述時鐘源時間同步；每個無線網(wǎng)關(guān)無線連接多個第一采集節(jié)點，每個所述第一采集節(jié)點與該無線網(wǎng)關(guān)時間同步；所述第三方采集節(jié)點與第一采集節(jié)點連接，所述第三方采集節(jié)點與所述無線網(wǎng)關(guān)時間不同步，且包括硬件觸發(fā)采樣模塊； 向所述硬件觸發(fā)采樣模塊發(fā)送第一硬件觸發(fā)信號，并記錄從發(fā)出所述第一硬件觸發(fā)信號至硬件觸發(fā)采樣模塊采集到數(shù)據(jù)之間的延遲時間； 控制終端通過無線網(wǎng)關(guān)向所述第一采集節(jié)點發(fā)送包含同步采集時間點的采集指令； 在所述同步采集時間點提前所述延遲時間的時間點，所述第一采集節(jié)點向所述第三方節(jié)點發(fā)送第二硬件觸發(fā)信號； 所述第三方采集節(jié)點接收所述第二硬件觸發(fā)信號，進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。
2.一種基于硬件觸發(fā)采樣的節(jié)點同步系統(tǒng)，其特征在于，包括時鐘源、無線網(wǎng)關(guān)、控制終端、第一采集節(jié)點和第三方采集節(jié)點； 其中，無線網(wǎng)關(guān)分別與所述時鐘源和控制終端連接，且無線網(wǎng)關(guān)與所述時鐘源時間同步；每個無線網(wǎng)關(guān)無線連接多個第一采集節(jié)點，每個所述第一采集節(jié)點與該無線網(wǎng)關(guān)時間同步；所述第三方采集節(jié)點與第一采集節(jié)點連接，所述第三方采集節(jié)點與所述無線網(wǎng)關(guān)時間不同步； 所述第三方采集節(jié)點包括硬件觸發(fā)采樣模塊，所述硬件觸發(fā)采樣模塊用于當(dāng)收到第一硬件觸發(fā)信號或第二硬件觸發(fā)信號后進(jìn)行數(shù)據(jù)采集； 所述控制終端用于通過無線網(wǎng)關(guān)向所述第一采集節(jié)點發(fā)送包含同步采集時間點的采集指令； 所述第一采集節(jié)點包括硬件觸發(fā)信號發(fā)送單元和控制單元；所述硬件觸發(fā)信號發(fā)送單元用于向第三方采集節(jié)點發(fā)送第一硬件觸發(fā)信號；所述控制單元用于記錄從發(fā)出所述第一硬件觸發(fā)信號至硬件觸發(fā)采樣模塊采集到的數(shù)據(jù)之間的延遲時間，并用于在所述同步采集時間點提前所述延遲時間的時間點控制所述硬件觸發(fā)信號發(fā)送單元發(fā)送第二硬件觸發(fā)信號。
【文檔編號】H04J3/06GK104301060SQ201410584613
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2014年10月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月27日
【發(fā)明者】唐智斌, 潘存治 申請人:北京必創(chuàng)科技股份有限公司, 石家莊鐵道大學(xué)