CN109996325B - 一种无线传感器网络的时钟同步系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无线传感器网络的时钟同步系统及方法。该系统通过在每个无线传感器节点中设置TD‑LTE基带同步模块和主控模块，利用TD‑LTE基带同步模块使得每个无线传感器节点都能基于TD‑LTE网络获取高精度时钟信号；并将各从无线传感器节点的主控模块在特定的时刻通过无线网络向主无线传感器节点的主控模块发送同步信号，直到各从无线传感器节点接收到对方发送的同步计数有效，以使得各发送同步信号的从无线传感器节点能根据对应的同步计数完成与主无线传感器节点之间的时钟同步，从而实现整个无线传感器网络的全时钟同步。

Description

一种无线传感器网络的时钟同步系统及方法

技术领域

本发明涉及一种无线传感器网络的时钟同步系统，同时也涉及利用TD-LTE网络来实现无线传感器网络的时钟同步方法，属于无线传感器网络技术领域。

背景技术

目前，无线传感器网络已在军事，工业，农业，环境，医疗等起着举足轻重的作用。在一些应用中，无线传感器节点需要精确地在相同时间点共同执行特定任务；如：电力系统内众多的计算机监控系统、保护装置、故障录波器等方面，停车场、机场、超市、博物馆的室内定位系统以及工厂生产线的某些数据采集系统等都要求时间同步在秒级甚至毫秒级以内。因此，网络时钟同步是无线传感器网络测量中面临的一个较为严重的问题，时钟的不同步会造成延迟、抖动和时间信息有关的测量准确性。

目前，传统网络的时钟同步主要依赖于网络时间协议(NTP，networktimeprotocol)服务器和高精度的GPS授时系统；其中，网络时间协议服务器会随着连入的设备越来越多，使得该网络时间协议服务器距离较远，常常发生网络时间协议服务器的访问拥堵和延时，从而导致不能及时同步时间，同时网络时间协议服务器也不能使时钟同步达到毫秒级的精度。而GPS授时系统虽然能满足传统网络时钟同步精度的要求，但无法在室内使用。

另外，由于无线传感器网络不同于传统网络，由于复杂度、功耗、成本、尺寸和其它因素的影响，使得网络时间协议服务器和GPS授时系统不能用于无线传感器网络中；因此，要根据无线传感器网络的特点，设计专用于无线传感器网络的时钟同步系统和方法。

发明内容

本发明所要解决的首要技术问题在于提供一种无线传感器网络的时钟同步系统。

本发明所要解决的另一技术问题在于提供一种无线传感器网络的时钟同步方法。

为了实现上述目的，本发明采用下述技术方案：

根据本发明实施例的第一方面，提供一种无线传感器网络的时钟同步系统，包括多个无线传感器节点；所述多个无线传感器节点包括一主无线传感器节点和多个从无线传感器节点，所述主无线传感器节点及多个所述从无线传感器节点之间通过无线模块相互连接；

所述主无线传感器节点，用于接收各所述从无线传感器节点发送的同步信号后，分别向各所述无线传感器节点发送同步计数；

各所述从无线传感器节点，用于判断接收的所述同步计数是否有效，如果有效，则根据所述同步计数完成与所述主无线传感器节点的时钟同步；否则，继续进行时钟同步过程。

根据本发明实施例的第二方面，提供一种无线传感器网络的时钟同步系统，包括多个无线传感器节点；所述多个无线传感器节点包括一主无线传感器节点和多个从无线传感器节点，所述主无线传感器节点及多个所述从无线传感器节点之间通过无线模块相互连接；

所述主无线传感器节点，用于接收距离其近的一个或多个所述从无线传感器节点发送的同步信号后，分别向发送同步信号的各所述无线传感器节点发送同步计数；

接收到同步计数的所述从无线传感器节点，用于判断所述同步计数是否有效，如果有效，则根据所述同步计数完成与所述主无线传感器节点的时钟同步；否则，继续进行时钟同步过程；

其余未进行时钟同步的所述从无线传感器节点，用于分别向距离其最近的所述主无线传感器节点或已进行时钟同步的所述从无线传感器节点发送同步信号，并接收相应的无线传感器节点反馈的同步计数，如果所述同步计数有效，则根据所述同步计数完成时钟同步；否则，继续进行时钟同步过程。

其中较优地，每个所述无线传感器节点对应于一个无线传感器；每个所述无线传感器中设置有TD-LTE基带同步模块和主控模块，TD-LTE基带同步模块与所述主控模块连接。

其中较优地，所述TD-LTE基带同步模块用于从无线基站获取基带数据，并解码出持续的高精度时钟信号传输给所述主控模块。

其中较优地，所述主无线传感器节点中的所述主控模块用于接收自身的所述TD-LTE基带同步模块发送的持续的高精度时钟信号，并从接收的第一个高精度时钟信号开始，在每个高精度时钟信号内产生同步计数；

当所述主无线传感器节点中的所述主控模块接收到所述从无线传感器节点的所述主控模块在某一个高精度时钟信号的起始时刻发送的同步信号时，所述主控模块会将目前高精度时钟信号内产生的同步计数在所述从无线传感器节点的下一个高精度时钟信号内发送至所述从无线传感器节点的所述主控模块。

根据本发明实施例的第三方面，提供一种无线传感器网络的时钟同步方法，通过上述的无线传感器网络的时钟同步系统实现，包括如下步骤：

步骤S1:所述主无线传感器节点接收各所述从无线传感器节点发送的同步信号后，分别向各所述无线传感器节点发送同步计数；

步骤S2:各所述从无线传感器节点判断接收的所述同步计数是否有效，如果有效，则根据所述同步计数完成与所述主无线传感器节点的时钟同步；否则，继续进行时钟同步过程。

其中较优地，步骤S1包括如下子步骤：

步骤S11:所述主无线传感器节点和各所述从无线传感器节点，分别同步获取持续的高精度时钟信号；

步骤S12:所述主无线传感器节点在每个高精度时钟信号内产生同步计数；

步骤S13:所述主无线传感器节点接收各所述从无线传感器节点在某一个高精度时钟信号的起始时刻发送的同步信号后，分别向各所述无线传感器节点发送对应的同步计数。

根据本发明实施例的第四方面，提供一种无线传感器网络的时钟同步方法，通过上述的无线传感器网络的时钟同步系统实现，包括如下步骤：

步骤S30：所述主无线传感器节点接收距离其近的一个或多个所述从无线传感器节点发送的同步信号后，分别向发送同步信号的各所述无线传感器节点发送同步计数；

步骤S31：接收到所述同步计数的所述从无线传感器节点判断所述同步计数是否有效，如果有效，则根据所述同步计数完成与所述主无线传感器节点的时钟同步；否则，继续进行时钟同步过程；

步骤S32：其余未进行时钟同步的所述从无线传感器节点分别向距离其最近的所述主无线传感器节点或已进行时钟同步的所述从无线传感器节点发送同步信号，并接收相应的无线传感器节点反馈的同步计数，如果所述同步计数有效，则根据所述同步计数完成时钟同步；否则，继续进行时钟同步过程。

其中较优地，步骤S30包括如下子步骤：

步骤S301：所述主无线传感器节点和各所述从无线传感器节点，分别同步获取持续的高精度时钟信号；

步骤S302：所述主无线传感器节点在每个高精度时钟信号内产生同步计数；

步骤S303：所述主无线传感器节点接收距离其近的一个或多个所述从无线传感器节点在某一个高精度时钟信号的起始时刻发送的同步信号后，分别向发送同步信号的各所述无线传感器节点发送对应的同步计数。

其中较优地，步骤S32包括如下子步骤：

步骤S320：在所述步骤S30和所述步骤S31的基础上，将已完成时钟同步的所述从无线传感器节点在进行时钟同步后的每个高精度时钟信号内产生同步计数；

步骤S321：其余未进行时钟同步的所述从无线传感器节点在某一个高精度时钟信号的起始时刻分别向距离其最近的所述主无线传感器节点或已进行时钟同步的所述从无线传感器节点发送同步信号，并接收相应的无线传感器节点反馈的同步计数；

步骤S322：接收到所述同步计数的所述从无线传感器节点判断所述同步计数是否有效，如果有效，则根据所述同步计数完成与所述主无线传感器节点的时钟同步；否则，继续进行时钟同步过程。

其中较优地，步骤S2、步骤S31和步骤S322包括如下子步骤：

如果各发送同步信号的所述从无线传感器节点在发送同步信号后的下一个高精度时钟信号内接收到所述同步计数，则判断所述同步计数有效；否则，继续发送同步信号，直到收到的同步计数有效；

各发送同步信号的所述从无线传感器节点将有效的同步计数值加1，作为所述从无线传感器节点下一个高精度时钟信号的计数值，使得与所述主无线传感器节点的时钟同步对齐。

本发明所提供的无线传感器网络的时钟同步系统及方法通过在每个无线传感器节点中设置TD-LTE基带同步模块和主控模块，利用TD-LTE基带同步模块使得每个无线传感器节点都能基于TD-LTE网络获取高精度时钟信号；并将各从无线传感器节点的主控模块在特定的时刻通过无线网络向主无线传感器节点的主控模块发送同步信号，或者将未进行同步的从无线传感器节点的主控模块在特定的时刻通过无线网络向距离其最近的主无线传感器节点或已进行同步的从无线传感器节点的主控模块发送同步信号，直到各从无线传感器节点或各个未进行同步的无线传感器节点接收到对方发送的同步计数有效，以使得各发送同步信号的从无线传感器节点能根据对应的同步计数完成与主无线传感器节点之间的时钟同步，从而实现整个无线传感器网络的全时钟同步。

附图说明

图1为本发明所提供的无线传感器网络的时钟同步系统的结构示意图；

图2为本发明所提供的无线传感器网络的时钟同步系统中，多个无线传感器节点收到的持续的高精度时钟信号的示意图；

图3为本发明所提供的无线传感器网络的时钟同步系统中，某个从无线传感器节点与主无线传感器节点的时钟同步对齐的过程示意图；

图4为本发明实施例1所提供的无线传感器网络的时钟同步方法流程图；

图5为本发明实施例2所提供的无线传感器网络的时钟同步方法流程图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明的技术内容做进一步的详细说明。

如图1所示，本发明所提供的无线传感器网络的时钟同步系统包括多个无线传感器节点1；多个无线传感器节点1包括一主无线传感器节点11和多个从无线传感器节点12，主无线传感器节点11及多个从无线传感器节点12之间通过无线模块相互连接。

主无线传感器节点11，用于接收各从无线传感器节点12发送的同步信号后，分别向各无线传感器节点12发送同步计数。

各从无线传感器节点12，用于判断接收的同步计数是否有效，如果有效，则根据同步计数完成与主无线传感器节点11的时钟同步；否则，继续进行时钟同步过程。

另外，作为本发明的另一优选方案，该方案不仅不改变上述无线传感器网络的时钟同步系统的结构，还提出了另一种实现各从无线传感器节点12分别达到与主无线传感器节点11的时钟同步过程。具体如下：

主无线传感器节点11，用于接收距离其近的一个或多个从无线传感器节点12发送的同步信号后，分别向发送同步信号的各无线传感器节点12发送同步计数。

接收到同步计数的从无线传感器节点12，用于判断该同步计数是否有效，如果有效，则根据同步计数完成与主无线传感器节点11的时钟同步；否则，继续进行时钟同步过程。

其余未进行时钟同步的从无线传感器节点12，用于分别向距离其最近的主无线传感器节点11或已进行时钟同步的从无线传感器节点12发送同步信号，并接收相应的无线传感器节点反馈的同步计数，如果该同步计数有效，则根据同步计数完成时钟同步；否则，继续进行时钟同步过程。

其中，每个无线传感器节点对应于一个无线传感器；每个无线传感器中设置有TD-LTE基带同步模块和主控模块，TD-LTE基带同步模块通过GPIO接口(通用接口)与主控模块连接。TD-LTE基带同步模块用于从无线基站获取基带数据，并解码出持续的高精度时钟信号传输给主控模块。TD-LTE基带同步模块可以采用上海瀚儒通信技术有限公司开发的型号为HR-TD-02A的TD-LTE基带同步模块。该型号的TD-LTE基带同步模块不仅可以自动完成TD-LTE无线网络的小区搜索和无线信令处理，得到精确的TDD上下行时隙、上下行时隙比等信息，通过GPIO接口将上下行时隙指示信号输出；该型号的TD-LTE基带同步模块还可以根据其所在区域的无线基站合理配置信息(如使其上下行时隙比与无线基站保持一致)，使得该TD-LTE基带同步模块的配置与无线基站保持一致，从而使得TD-LTE基带同步模块可以从无线基站获取准确的基带数据，以便于解码出持续的高精度时钟信号。另外，该型号的TD-LTE基带同步模块还可以实现上网数据传输功能。

为了保证每个无线传感器中设置有TD-LTE基带同步模块能够从无线基站获取基带数据，需要将各无线传感器设置在室内能够接收到稳定的TD-LTE网络信号的位置。

在本发明的一个实施例中，如图2所示，假设本无线传感器网络的时钟同步系统包括3个无线传感器节点，分别表示为甲、乙、丙；每个无线传感器节点中的TD-LTE基带同步模块分别从无线基站获取基带数据，并解码出持续的10ms高精度时钟信号。由图2可知，虽然无线传感器节点甲、无线传感器节点乙和无线传感器节点丙都能获取持续的10ms高精度时钟信号，但每个无线传感器节点缺少一个相同的初始值，使得各无线传感器节点之间的时钟并没有对齐和同步。因此，需要将各无线传感器节点之间实现时钟的对齐和同步。

主控模块可以采用微处理器(MCU)或中央处理器(CPU)实现；其中，从多个无线传感器节点1中任意指定某一个无线传感器节点1作为主无线传感器节点，那么，其余的无线传感器节点1均作为从无线传感器节点。主无线传感器节点11中的主控模块不仅用于接收该主无线传感器节点11的TD-LTE基带同步模块发送的持续的10ms高精度时钟信号，还用于从接收的第一个10ms高精度时钟信号开始，在每个10ms高精度时钟信号内产生同步计数。即主无线传感器节点11的主控模块从接收到的第一个10ms高精度时钟信号开始，每10ms高精度时钟信号计数值加1，并进行0～999循环计数。

当主无线传感器节点11中的主控模块接收到从无线传感器节点12在某一个10ms高精度时钟信号的起始时刻发送的同步信号时，主无线传感器节点11中的主控模块会将目前10ms高精度时钟信号内产生的同步计数在从无线传感器节点12的下一个10ms高精度时钟信号内发送至该从无线传感器节点12。

从无线传感器节点12的主控模块不仅用于接收该从无线传感器节点12的TD-LTE基带同步模块发送的持续的10ms高精度时钟信号，还用于从接收的第一个10ms高精度时钟信号开始，在每个10ms高精度时钟信号内从0～999循环计数。

当从无线传感器节点12的主控模块在某一个10ms高精度时钟信号的起始时刻向无线传感器节点11中的主控模块发送同步信号时，该从无线传感器节点12会在下一个10ms高精度时钟信号内收到主无线传感器节点11的主控模块反馈的同步计数。如果从无线传感器节点12的主控模块收到的同步计数超出其发出同步信号的时刻20ms，就将认为该同步计数无效，则将其丢弃。此时，从无线传感器节点12的主控模块重新在其它的10ms高精度时钟信号的起始时刻向主无线传感器节点11中的主控模块发送同步信号时，并继续判断是否能在下一个10ms高精度时钟信号内收到主无线传感器节点11的主控模块反馈的同步计数，如此周而复始，直到该从无线传感器节点12的主控模块在下一个10ms高精度时钟信号内收到主无线传感器节点11的主控模块反馈的同步计数为止。当从无线传感器节点12的主控模块在下一个10ms高精度时钟信号内收到主无线传感器节点11的主控模块反馈的同步计数时，会将该同步计数值加1，作为该从无线传感器节点12下一个10ms高精度时钟信号的计数值，这样，该从无线传感器节点就和主无线传感器节点的时钟同步对齐上了。

如图3所示，假设以无线传感器节点甲为主无线传感器节点，以无线传感器节点乙为从无线传感器节点；当从无线传感器节点在0ms时刻向主无线传感器节点甲中的主控模块发送同步信号Syn_Req时，主无线传感器节点甲在10ms～20ms时刻的10ms高精度时钟信号内收到该同步信号Syn_Req后，会在20ms时刻将其在10ms时刻～20ms时刻的10ms高精度时钟信号内产生的同步计数Syn_Resp发送给从无线传感器节点乙，如果从无线传感器节点乙在0ms～10ms时刻的10ms高精度时钟信号的下一个10ms高精度时钟信号内收到该同步计数Syn_Resp，即从无线传感器节点乙在0ms时刻向主无线传感器节点甲中的主控模块发送同步信号Syn_Req后的20ms内收到同步计数Syn_Resp，则将该同步计数Syn_Resp的计数值加1，作为该从无线传感器节点乙下一个10ms高精度时钟信号(10ms～20ms时刻)的计数值，从而使得该从无线传感器节点乙就和主无线传感器节点甲的时钟同步对齐上了。如果从无线传感器节点乙在0ms～10ms时刻的10ms高精度时钟信号的下一个10ms高精度时钟信号内未收到该同步计数Syn_Resp，则采用上述方法重新获取同步计数Syn_Resp，直到得到有效的同步计数Syn_Resp，并根据该同步计数Syn_Resp完成和主无线传感器节点甲的时钟同步对齐。因此，将各从无线传感器节点12在某一个高精度时钟信号的起始时刻分别向主无线传感器节点11发送同步信号，采用上述方法即可实现各从无线传感器节点和主无线传感器节点的时钟同步对齐。

需要说明的是，当采用上述方法选取靠近主无线传感器节点11的一个或多个从无线传感器节点12分别与主无线传感器节点11的时钟同步后，可以将其余未进行时钟同步的从无线传感器节点12与距离其最近的主无线传感器节点11或已进行时钟同步的从无线传感器节点12进行时钟同步，这样也能实现各从无线传感器节点12分别与主无线传感器节点11的时钟同步对齐。其中，其余未进行时钟同步的从无线传感器节点12与距离其最近的已进行时钟同步的从无线传感器节点12进行时钟同步的过程与和主无线传感器节点11的时钟同步过程相同，在此不再赘述。

另外，在本发明中，各无线传感器节点之间的数据传输均是通过无线模块，该无线模块可以采用无线WiFi芯片或无线蓝牙芯片实现；其中，各无线传感器节点中的无线模块分别与该无线传感器节点中的主控模块连接，以实现各无线传感器节点之间通过无线网络完成数据的传输。

对应于上述图1所示的无线传感器网络的时钟同步系统，如图4所示，本发明实施例1提供的用于无线传感器网络的时钟同步系统的时钟同步方法，包括如下步骤：

步骤S1:主无线传感器节点接收各从无线传感器节点发送的同步信号后，分别向各无线传感器节点发送同步计数。

该步骤包括如下子步骤：

步骤S11:主无线传感器节点和各从无线传感器节点，分别同步获取持续的高精度时钟信号。

每个无线传感器节点1对应于一个无线传感器；每个无线传感器中设置有TD-LTE基带同步模块和主控模块，TD-LTE基带同步模块通过GPIO接口(通用接口)与主控模块连接。主无线传感器节点11和各从无线传感器12分别通过TD-LTE基带同步模块从无线基站获取基带数据，并解码出持续的高精度时钟信号传输给自身的主控模块。

步骤S12:主无线传感器节点在每个高精度时钟信号内产生同步计数。

通过主无线传感器节点11中的主控模块接收该主无线传感器节点11的TD-LTE基带同步模块发送的持续的高精度时钟信号，并从接收的第一个高精度时钟信号开始，在每个高精度时钟信号内产生同步计数。

步骤S13:主无线传感器节点接收各从无线传感器节点在某一个高精度时钟信号的起始时刻发送的同步信号后，分别向各无线传感器节点发送对应的同步计数。

通过主无线传感器节点的主控模块接收各从无线传感器节点的主控模块在某一个高精度时钟信号的起始时刻发送的同步信号后，主无线传感器节点的主控模块分别向各无线传感器节点的主控模块发送对应的同步计数。

步骤S2:各从无线传感器节点判断接收的同步计数是否有效，如果有效，则根据同步计数完成与主无线传感器节点的时钟同步；否则，继续进行时钟同步过程。

该步骤包括如下子步骤：

步骤S21:如果各从无线传感器节点在发送同步信号后的下一个高精度时钟信号内接收到同步计数，则判断该同步计数有效；否则，继续发送同步信号，直到收到的同步计数有效。

如果各从无线传感器节点的主控模块在发送同步信号后的下一个高精度时钟信号内接收到同步计数，则判断该同步计数有效；否则该无线传感器节点的主控模块继续向主无线传感器节点的主控模块发送同步信号，直到该主控模块收到的同步计数有效。

步骤S22:各从无线传感器节点将有效的同步计数值加1，作为该从无线传感器节点下一个高精度时钟信号的计数值，使得与主无线传感器节点的时钟同步对齐。

通过各从无线传感器节点的主控模块将有效的同步计数值加1，作为该从无线传感器节点下一个高精度时钟信号的计数值，使得与主无线传感器节点的时钟同步对齐。

对应于上述图1所示的无线传感器网络的时钟同步系统，如图5所示，本发明实施例2提供的用于无线传感器网络的时钟同步系统的时钟同步方法，包括如下步骤：

步骤S30：主无线传感器节点接收距离其近的一个或多个从无线传感器节点发送的同步信号后，分别向发送同步信号的各无线传感器节点发送同步计数。

该步骤包括如下子步骤：

步骤S301：主无线传感器节点和各从无线传感器节点，分别同步获取持续的高精度时钟信号。

该步骤的解释同步骤S11。

步骤S302：主无线传感器节点在每个高精度时钟信号内产生同步计数。

该步骤的解释同步骤S12。

步骤S303：主无线传感器节点接收距离其近的一个或多个从无线传感器节点在某一个高精度时钟信号的起始时刻发送的同步信号后，分别向发送同步信号的各无线传感器节点发送对应的同步计数。

该步骤的解释同步骤13。

步骤S31：接收到同步计数的从无线传感器节点判断该同步计数是否有效，如果有效，则根据同步计数完成与主无线传感器节点的时钟同步；否则，继续进行时钟同步过程。

该步骤的子步骤同步骤S21和步骤S22，在此不再赘述。

步骤S32：其余未进行时钟同步的从无线传感器节点分别向距离其最近的主无线传感器节点或已进行时钟同步的从无线传感器节点发送同步信号，并接收相应的无线传感器节点反馈的同步计数，如果该同步计数有效，则根据同步计数完成时钟同步；否则，继续进行时钟同步过程。

该步骤包括如下子步骤：

步骤S320：在步骤S30和步骤S31的基础上，将已完成时钟同步的从无线传感器节点在进行时钟同步后的每个高精度时钟信号内产生同步计数。

已完成时钟同步的从无线传感器节点12在进行时钟同步后的每个高精度时钟信号开始，在每个高精度时钟信号内产生同步计数。

步骤S321：其余未进行时钟同步的从无线传感器节点在某一个高精度时钟信号的起始时刻分别向距离其最近的主无线传感器节点或已进行时钟同步的从无线传感器节点发送同步信号，并接收相应的无线传感器节点反馈的同步计数。

步骤S322：接收到同步计数的从无线传感器节点判断该同步计数是否有效，如果有效，则根据同步计数完成与主无线传感器节点的时钟同步；否则，继续进行时钟同步过程。

该步骤的子步骤同步骤S21和步骤S22，在此不再赘述。

本发明所提供的无线传感器网络的时钟同步系统及方法通过在每个无线传感器节点中设置TD-LTE基带同步模块和主控模块，利用TD-LTE基带同步模块使得每个无线传感器节点都能基于TD-LTE网络获取高精度时钟信号；并将各从无线传感器节点的主控模块在特定的时刻通过无线网络向主无线传感器节点的主控模块发送同步信号，或者将未进行同步的从无线传感器节点的主控模块在特定的时刻通过无线网络向距离其最近的主无线传感器节点或已进行同步的从无线传感器节点的主控模块发送同步信号，直到各从无线传感器节点或各个未进行同步的无线传感器节点接收到对方发送的同步计数有效，以使得各发送同步信号的从无线传感器节点能根据对应的同步计数完成与主无线传感器节点之间的时钟同步，从而实现整个无线传感器网络的全时钟同步。

以上对本发明所提供的无线传感器网络的时钟同步系统及方法进行了详细的说明。对本领域的一般技术人员而言，在不背离本发明实质精神的前提下对它所做的任何显而易见的改动，都将属于本发明专利权的保护范围。

Claims (7)

1.一种无线传感器网络的时钟同步系统，其特征在于包括多个无线传感器节点；所述多个无线传感器节点包括一主无线传感器节点和多个从无线传感器节点，所述主无线传感器节点及多个所述从无线传感器节点之间通过无线模块相互连接；

所述主无线传感器节点，用于从接收的第一个高精度时钟信号开始，在每个高精度时钟信号内产生同步计数，当接收到各所述从无线传感器节点在某一个高精度时钟信号的起始时刻发送的同步信号后，将目前高精度时钟信号内产生的同步计数在所述从无线传感器节点的下一个高精度时钟信号内发送至所述从无线传感器节点；

各所述从无线传感器节点，用于判断发出同步信号后的下一个高精度时钟信号内是否会接收到所述主无线传感器节点反馈的同步计数，如果会，则将所述同步计数值加1，作为所述从无线传感器节点下一个高精度时钟信号的计数值，使得与所述主无线传感器节点的时钟同步；否则，继续进行时钟同步过程。

2.一种无线传感器网络的时钟同步系统，其特征在于包括多个无线传感器节点；所述多个无线传感器节点包括一主无线传感器节点和多个从无线传感器节点，所述主无线传感器节点及多个所述从无线传感器节点之间通过无线模块相互连接；

所述主无线传感器节点，用于从接收的第一个高精度时钟信号开始，在每个高精度时钟信号内产生同步计数，当接收到距离其近的一个或多个所述从无线传感器节点在某一个高精度时钟信号的起始时刻发送的同步信号后，将目前高精度时钟信号内产生的同步计数在所述从无线传感器节点的下一个高精度时钟信号内发送至所述从无线传感器节点；

接收到同步计数的所述从无线传感器节点，用于判断发出同步信号后的下一个高精度时钟信号内是否会接收到所述主无线传感器节点反馈的同步计数，如果会，则将所述同步计数值加1，作为所述从无线传感器节点下一个高精度时钟信号的计数值，使得与所述主无线传感器节点的时钟同步；否则，继续进行时钟同步过程；

其余未进行时钟同步的所述从无线传感器节点，用于在某一个高精度时钟信号的起始时刻分别向距离其最近的所述主无线传感器节点或已进行时钟同步的所述从无线传感器节点发送同步信号，并判断发出同步信号后的下一个高精度时钟信号内是否会接收到相应的无线传感器节点反馈的同步计数，如果会，则将所述同步计数值加1，作为所述从无线传感器节点下一个高精度时钟信号的计数值，使得与所述主无线传感器节点的时钟同步；否则，继续进行时钟同步过程。

3.如权利要求1或2所述的无线传感器网络的时钟同步系统，其特征在于：

每个所述无线传感器节点对应于一个无线传感器；每个所述无线传感器中设置有TD-LTE基带同步模块和主控模块，TD-LTE基带同步模块与所述主控模块连接。

4.如权利要求3所述的无线传感器网络的时钟同步系统，其特征在于：

所述TD-LTE基带同步模块用于从无线基站获取基带数据，并解码出持续的高精度时钟信号传输给所述主控模块。

5.如权利要求3所述的无线传感器网络的时钟同步系统，其特征在于：

所述主无线传感器节点中的所述主控模块用于接收自身的所述TD-LTE基带同步模块发送的持续的高精度时钟信号，并从接收的第一个高精度时钟信号开始，在每个高精度时钟信号内产生同步计数；

当所述主无线传感器节点中的所述主控模块接收到所述从无线传感器节点的所述主控模块在某一个高精度时钟信号的起始时刻发送的同步信号时，所述主控模块会将目前高精度时钟信号内产生的同步计数在所述从无线传感器节点的下一个高精度时钟信号内发送至所述从无线传感器节点的所述主控模块。

6.一种无线传感器网络的时钟同步方法，通过权利要求1～5中任意一项所述的无线传感器网络的时钟同步系统实现，其特征在于包括如下步骤：

步骤S1:所述主无线传感器节点从接收的第一个高精度时钟信号开始，在每个高精度时钟信号内产生同步计数，当接收到各所述从无线传感器节点在某一个高精度时钟信号的起始时刻发送的同步信号后，将目前高精度时钟信号内产生的同步计数在所述从无线传感器节点的下一个高精度时钟信号内发送至所述从无线传感器节点；

步骤S2:各所述从无线传感器节点判断发出同步信号后的下一个高精度时钟信号内是否会接收到所述主无线传感器节点反馈的同步计数，如果会，则将所述同步计数值加1，作为所述从无线传感器节点下一个高精度时钟信号的计数值，使得与所述主无线传感器节点的时钟同步；否则，继续进行时钟同步过程。

7.一种无线传感器网络的时钟同步方法，通过权利要求1～5中任意一项所述的无线传感器网络的时钟同步系统实现，其特征在于包括如下步骤：

步骤S30：所述主无线传感器节点从接收的第一个高精度时钟信号开始，在每个高精度时钟信号内产生同步计数，当接收到距离其近的一个或多个所述从无线传感器节点在某一个高精度时钟信号的起始时刻发送的同步信号后，将目前高精度时钟信号内产生的同步计数在所述从无线传感器节点的下一个高精度时钟信号内发送至所述从无线传感器节点；

步骤S31：接收到所述同步计数的所述从无线传感器节点判断发出同步信号后的下一个高精度时钟信号内是否会接收到所述主无线传感器节点反馈的同步计数，如果会，则将所述同步计数值加1，作为所述从无线传感器节点下一个高精度时钟信号的计数值，使得与所述主无线传感器节点的时钟同步；否则，继续进行时钟同步过程；

步骤S32：其余未进行时钟同步的所述从无线传感器节点，用于在某一个高精度时钟信号的起始时刻分别向距离其最近的所述主无线传感器节点或已进行时钟同步的所述从无线传感器节点发送同步信号，并判断发出同步信号后的下一个高精度时钟信号内是否会接收到相应的无线传感器节点反馈的同步计数，如果会，则将所述同步计数值加1，作为所述从无线传感器节点下一个高精度时钟信号的计数值，使得与所述主无线传感器节点的时钟同步；否则，继续进行时钟同步过程。

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