CN107302575B - 一种同步物联网接入节点与汇聚单元时间的方法及*** - Google Patents

Abstract

本发明实施例涉及物联网技术领域，公开了一种同步物联网接入节点与汇聚单元时间的方法及***，该方法包括：接入节点周期性向过滤网关发送第一数据包；过滤网关根据第一数据包包括的接入节点地址信息，将第一数据包转发给汇聚单元；汇聚单元接收第一数据包，并返回第二数据包；过滤网关根据第二数据包包括的接入节点地址信息，将第二数据包转发给接入节点；接入节点接收第二数据包，根据第一数据包的第一发送时间点、第一数据包的第一接收时间点、第二数据包的第二发送时间点和第二数据包的第二接收时间点，计算接入节点与汇聚单元之间的时间补偿值，根据时间补偿值调整自身的时间；用于同步物联网中接入节点与汇聚单元之间的时间。

Description

一种同步物联网接入节点与汇聚单元时间的方法及***

技术领域

本发明涉及物联网技术领域，具体涉及一种同步物联网接入节点与汇聚单元时间的方法及***。

背景技术

物联网通过传感器、射频识别技术、定位技术等将一切事物数字化、网络化，在物品之间、物品与人之间、人与现实环境之间实现高效信息交互方式。时间信息是物联网中的基本参量，在物联网的很多应用中，例如接入节点或物联网终端设备的状态判断、接入节点的相互协同、接入节点的数据融合等，都对时间精度有较高要求，能够协同完成信息采集任务。由于不同应用中时间同步要求不一样，也使得监控、管理这些设备变得困难，因此，时间同步成为了物联网的重要研究课题之一。

发明内容

本发明实施例公开了一种同步物联网接入节点与汇聚单元时间的方法及***，用于同步物联网中接入节点与汇聚单元之间的时间，实现对物联网设备的有效管理。

本发明第一方面公开了一种同步物联网接入节点与汇聚单元时间的方法，可包括：

接入节点周期性向过滤网关发送第一数据包，所述第一数据包包括所述接入节点地址信息和所述第一数据包的第一发送时间点；

所述过滤网关根据所述第一数据包包括的所述接入节点地址信息，从汇聚单元下发的转发规则表中识别出所述第一数据包为优先转发数据包，将所述第一数据包转发给所述汇聚单元；

所述汇聚单元接收所述第一数据包，并返回第二数据包，所述第二数据包包括所述接入节点地址信息、所述第一发送时间点、所述第一数据包的第一接收时间点和所述第二数据包的第二发送时间点；

所述过滤网关根据所述第二数据包包括的所述接入节点地址信息，从所述转发规则表中识别出所述第二数据包为优先转发数据包，将所述第二数据包转发给所述接入节点；

所述接入节点接收所述第二数据包，根据所述第一发送时间点、第一接收时间点、第二发送时间点和接收到所述第二数据包的第二接收时间点，计算所述接入节点与所述汇聚单元之间的时间补偿值，根据所述时间补偿值调整自身的时间。

作为一种可选的实施方式，在本发明第一方面中，所述接入节点周期性向过滤网关发送第一数据包，可包括：

所述接入节点周期性获取其无线网络覆盖范围内的终端设备的设备类型和所述终端设备上传数据的时间段；

所述接入节点向过滤网关发送第一数据包，所述第一数据包包括所述终端设备的设备类型、所述终端设备上传数据的时间段、所述接入节点地址信息和所述第一数据包的第一发送时间点；

所述过滤网关根据所述第一数据包包括的所述接入节点地址信息，从汇聚单元下发的转发规则表中识别出所述第一数据包为优先转发数据包，将所述第一数据包转发给所述汇聚单元，包括：

所述过滤网关根据所述第一数据包包括的所述接入节点地址信息、所述终端设备的设备类型和所述终端设备上传数据的时间段，从汇聚单元下发的转发规则表中识别出所述第一数据包为优先转发数据包，将所述第一数据包转发给所述汇聚单元。

作为一种可选的实施方式，在本发明第一方面中，所述过滤网关根据所述第一数据包包括的所述接入节点地址信息、所述终端设备的设备类型和所述终端设备上传数据的时间段，从汇聚单元下发的转发规则表中识别出所述第一数据包为优先转发数据包，将所述第一数据包转发给所述汇聚单元，包括：

所述过滤网关从所述转发规则表中查找出与所述第一数据包包括的接入节点地址信息、所述终端设备的设备类型和所述终端设备上传数据的时间段相关联的目标转发优先级，判断所述目标转发优先级是否为所述转发规则表中的最高转发优先级，如果是，将所述第一数据包转发给所述汇聚单元。

作为一种可选的实施方式，在本发明第一方面中，所述第一数据包还包括方向指示标识；所述过滤网关根据所述第一数据包包括的所述接入节点地址信息，从汇聚单元下发的转发规则表中识别出所述第一数据包为优先转发数据包，将所述第一数据包转发给所述汇聚单元包括：

所述过滤网关根据所述第一数据包包括的所述接入节点地址信息，从汇聚单元下发的转发规则表中识别出所述第一数据包为优先转发数据包，以及根据所述第一数据包包括的方向指示标识，将所述第一数据包转发给所述汇聚单元。

作为一种可选的实施方式，在本发明第一方面中，所述第二数据包还包括方向指示标识，所述过滤网关根据所述第二数据包包括的所述接入节点地址信息，从所述转发规则表中识别出所述第二数据包为优先转发数据包，将所述第二数据包转发给所述接入节点，包括：

所述过滤网关根据所述第二数据包包括的所述接入节点地址信息，从所述转发规则表中识别出所述第二数据包为优先转发数据包，以及根据所述第二数据包包括的方向指示标识，将所述第二数据包转发给所述接入节点。

本发明第二方面公开了一种同步物联网接入节点与汇聚单元时间的***，可包括：

接入节点，用于周期性向过滤网关发送第一数据包，所述第一数据包包括所述接入节点地址信息和所述第一数据包的第一发送时间点；

所述过滤网关，用于根据所述第一数据包包括的所述接入节点地址信息，从汇聚单元下发的转发规则表中识别出所述第一数据包为优先转发数据包，将所述第一数据包转发给所述汇聚单元；

所述汇聚单元，用于接收所述第一数据包，并返回第二数据包，所述第二数据包包括所述接入节点地址信息、所述第一发送时间点、所述第一数据包的第一接收时间点和所述第二数据包的第二发送时间点；

所述过滤网关还用于，根据所述第二数据包包括的所述接入节点地址信息，从所述转发规则表中识别出所述第二数据包为优先转发数据包，将所述第二数据包转发给所述接入节点；

所述接入节点还用于，接收所述第二数据包，根据所述第一发送时间点、第一接收时间点、第二发送时间点和接收到所述第二数据包的第二接收时间点，计算所述接入节点与所述汇聚单元之间的时间补偿值，根据所述时间补偿值调整自身的时间。

作为一种可选的实施方式，在本发明第二方面中，所述接入节点用于周期性向过滤网关发送第一数据包的方式具体为：

所述接入节点用于周期性获取其无线网络覆盖范围内的终端设备的设备类型和所述终端设备上传数据的时间段；

所述接入节点还用于向过滤网关发送第一数据包，所述第一数据包包括所述终端设备的设备类型、所述终端设备上传数据的时间段、所述接入节点地址信息和所述第一数据包的第一发送时间点；

所述过滤网关还用于根据所述第一数据包包括的所述接入节点地址信息，从汇聚单元下发的转发规则表中识别出所述第一数据包为优先转发数据包，将所述第一数据包转发给所述汇聚单元的方式具体为：

所述过滤网关还用于根据所述第一数据包包括的所述接入节点地址信息、所述终端设备的设备类型和所述终端设备上传数据的时间段，从汇聚单元下发的转发规则表中识别出所述第一数据包为优先转发数据包，将所述第一数据包转发给所述汇聚单元。

作为一种可选的实施方式，在本发明第二方面中，所述过滤网关还用于根据所述第一数据包包括的所述接入节点地址信息、所述终端设备的设备类型和所述终端设备上传数据的时间段，从汇聚单元下发的转发规则表中识别出所述第一数据包为优先转发数据包，将所述第一数据包转发给所述汇聚单元的方式具体为：

所述过滤网关还用于从所述转发规则表中查找出与所述第一数据包包括的接入节点地址信息、所述终端设备的设备类型和所述终端设备上传数据的时间段相关联的目标转发优先级，判断所述目标转发优先级是否为所述转发规则表中的最高转发优先级，如果是，将所述第一数据包转发给所述汇聚单元。

作为一种可选的实施方式，在本发明第二方面中，所述第一数据包还包括方向指示标识；所述过滤网关用于根据所述第一数据包包括的所述接入节点地址信息，从汇聚单元下发的转发规则表中识别出所述第一数据包为优先转发数据包，将所述第一数据包转发给所述汇聚单元的方式具体为：

所述过滤网关用于根据所述第一数据包包括的所述接入节点地址信息，从汇聚单元下发的转发规则表中识别出所述第一数据包为优先转发数据包，以及根据所述第一数据包包括的方向指示标识，将所述第一数据包转发给所述汇聚单元。

作为一种可选的实施方式，在本发明第二方面中，所述第二数据包还包括方向指示标识，所述过滤网关还用于根据所述第二数据包包括的所述接入节点地址信息，从所述转发规则表中识别出所述第二数据包为优先转发数据包，将所述第二数据包转发给所述接入节点的方式具体为：

所述过滤网关还用于根据所述第二数据包包括的所述接入节点地址信息，从所述转发规则表中识别出所述第二数据包为优先转发数据包，以及根据所述第二数据包包括的方向指示标识，将所述第二数据包转发给所述接入节点。

与现有技术相比，本发明实施例具有以下有益效果：

在本发明实施例中，接入节点周期性向过滤网关发送第一数据包，该第一数据包包括接入节点地址信息和第一数据包的第一发送时间点，然后过滤网关根据第一数据包包括的接入节点地址信息，从汇聚单元下发的转发规则表中识别出第一数据包为优先转发数据包，将第一数据包转发给汇聚单元，汇聚单元接收第一数据包后，对第一数据包做出响应，返回包括接入节点地址信息、第一发送时间点、第一数据包的第一接收时间点和第二数据包的第二发送时间点的第二数据包，过滤网关根据第二数据包包括的接入节点地址信息，确定第二数据包为优先转发数据包，将第二数据包转发给接入节点，最后，接入节点根据第一发送时间点、第一接收时间点、第二发送时间点和接收第二数据包的第二接收时间点，计算接入节点与汇聚单元之间的时间补偿值，根据时间补偿值调整其自身的时间，从而同步接入节点与汇聚单元之间的时间，便于汇聚单元管理物联网设备(包括接入节点、终端设备等)。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一些实施例公开的物联网架构示意图；

图2为本发明实施例公开的同步物联网接入节点与汇聚单元时间的方法的流程示意图；

图3为本发明实施例公开的同步物联网接入节点与汇聚单元时间的方法的另一流程示意图；

图4为本发明实施例公开的同步物联网接入节点与汇聚单元时间的***的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明实施例的术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、***、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

本发明实施例公开了一种同步物联网接入节点与汇聚单元时间的方法，用于同步物联网接入节点与汇聚单元之间的时间，便于汇聚单元管理物联网设备，如接入节点。本发明实施例相应地公开了一种同步物联网接入节点与汇聚单元时间的***。

在介绍本发明技术方案之前，先简单介绍本发明一些实施例公开的物联网架构，图1为本发明一些实施例公开的物联网架构示意图，需要说明的是，图1仅为本发明一些实施例公开的物联网架构示意图，其它在图1基础上进行优化或者变形得到的示意图均属于本发明的保护范围，在此不再一一举例。图1所示的物联网架构按照功能划分可以包括终端设备层、接入节点层以及汇聚层三个层。其中，终端设备层可以包括海量规模的终端设备，例如湿度计、***、通风设备、雨量传感器、灌溉阀等等；接入节点层可以包括网络连接的大量的接入节点，接入节点可以包括路由器、中继器、接入点等设备，本发明实施例不作限定；接入节点可以使用任何标准的组网协议，而且接入节点可以在不同的网络制式之间实现数据解析；汇聚层可以包括过滤网关和汇聚单元，其中，过滤网关可以通过互联网与接入节点层的各个接入节点直接或间接通讯连接(在图中未全部示出)；汇聚单元可以通过过滤网关对接入节点层的各个接入节点进行高层管理，从而实现数据传输频率、网络拓扑以及其他组网功能的控制；汇聚单元不仅可以对海量终端设备产生的物联网数据进行分析和决策，还可以通过发指令去获取信息或者配置终端设备参数(此时数据的传输指向终端设备)；汇聚单元还可以引入各种业务，从大数据到社交网络、甚至从社交工具“点赞”到天气分享等。在图1所示的物联网架构中，每一个接入节点可以为其自身无线网络覆盖范围内的海量终端设备提供物联网数据收发服务，其中，每一个接入节点自身无线网络覆盖范围内的每一个终端设备可以内置有无线通讯模块，这使得每一个接入节点可以通过无线网络通讯方式与自身无线网络覆盖范围内的每一个终端设备进行无线通讯。在图1所示的物联网架构中，终端设备内置的无线通讯模块在生产时，可以输入上频点470MHz，下频点510MHz，这样无线通讯模块可以自动将通讯频段定义为470MHz～510MHz，以符合中国SRRC标准的规定；或者，也可以输入上频点868MHz，下频点908MHz，这样无线通讯模块可以自动将通讯频段定义为868MHz～908MHz，以符合欧洲ETSI标准的规定；或者，可以输入上频点918MHz，下频点928MHz，这样无线通讯模块可以自动将通讯频段定义为918MHz～928MHz，以符合美国FCC标准的规定；或者，无线通讯模块的通讯频段也可以定义为符合日本ARIB标准或加拿大IC标准的规定，本发明实施例不作限定。在图1所示的物联网架构中，终端设备可以采用频分复用(Frequency Division Multiple Access，FDMA)、跳频(Frequency-Hopping SpreadSpectrum，FHSS)、动态时分复用(Dynamic Time Division Multiple Access，DTDMA)、退避复用(CSMA)相结合的方法来解决干扰问题。

基于图1所示的物联网架构，下面将结合具体实施例，对本发明技术方案进行详细说明。

实施例一

请参阅图2，图2为本发明实施例公开的同步物联网接入节点与汇聚单元时间的方法的流程示意图；如图2所示，一种同步物联网接入节点与汇聚单元时间的方法可包括：

201、接入节点周期性向过滤网关发送第一数据包，该第一数据包包括接入节点地址信息和第一数据包的第一发送时间点；

其中，接入节点地址信息可以为接入节点所在的某一个应用场所对应的物理地址，比如设置在某个停车场中的接入节点，接入节点地址信息为该停车场所在的物理地址。或者，接入节点地址信息还可以是包括了其覆盖的某一个应用场所物理地址的地址。

作为一种可选的实施方式，接入节点可以从传输频段中选择专用子载波信道，然后周期性地采用专用子载波信道向过滤网关发送第一数据包。

进一步地，接入节点可以采用跳频方式从传输频段中选择专用子载波信道，然后周期性地采用专用子载波信道向过滤网关发送第一数据包。

举例来说，专用子载波信道可以在100MHz～1GHz之间以跳频方式选择，选择出100MHz～1GHz之间的一个子载波信道作为发送第一数据包的专用子载波信道。另外，专用子载波信道也可以根据信道的质量选择信道质量较好的子载波信道作为专用子载波信道。

202、过滤网关根据第一数据包包括的接入节点地址信息，从汇聚单元下发的转发规则表中识别出第一数据包为优先转发数据包，将第一数据包转发给汇聚单元；

转发规则表中包括接入节点地址信息与转发优先级的关联关系，根据接入节点地址信息查找到转发优先级，如果确定出该转发优先级为转发规则表中的最高转发优先级时，也就是识别出第一数据包为优先转发数据包，将第一数据包转发给汇聚单元。

作为一种可选的实施方式，在步骤201中，接入节点周期性向过滤网关发送第一数据包包括：接入节点周期性获取其无线网络覆盖范围内的终端设备的设备类型和终端设备上传数据的时间段；接入节点向过滤网关发送第一数据包，第一数据包包括终端设备的设备类型、终端设备上传数据的时间段、接入节点地址信息和第一数据包的第一发送时间点。在该实施方式中，接入节点地址信息与终端设备的地址信息相同，或者接入节点地址信息包括终端设备的地址信息在内。

进而，在步骤202中过滤网关根据第一数据包包括的接入节点地址信息，从汇聚单元下发的转发规则表中识别出第一数据包为优先转发数据包，将第一数据包转发给汇聚单元包括：过滤网关根据第一数据包包括的接入节点地址信息、终端设备的设备类型和终端设备上传数据的时间段，从汇聚单元下发的转发规则表中识别出第一数据包为优先转发数据包，将第一数据包转发给汇聚单元。在该实施方式中，转发规则表中包括了接入节点地址信息、终端设备的设备类型、终端设备上传数据的时间段与转发优先级的关联关系，根据接入节点地址信息、终端设备的设备类型、终端设备上传数据的时间段查找到目标转发优先级，如果确定出该目标转发优先级为转发规则表中的最高转发优先级时，也就是识别出第一数据包为优先转发数据包，将第一数据包转发给汇聚单元。

203、汇聚单元接收第一数据包，并返回第二数据包，第二数据包包括接入节点地址信息、第一发送时间点、第一数据包的第一接收时间点和第二数据包的第二发送时间点；

作为一种可选的实施方式，汇聚单元可以从传输频段中选择专用子载波信道，然后采用专用子载波信道返回第二数据包。

进一步地，汇聚单元可以采用跳频方式从传输频段中选择专用子载波信道，然后采用专用子载波信道返回第二数据包。

举例来说，专用子载波信道可以在100MHz～1GHz之间以跳频方式选择，选择出100MHz～1GHz之间的一个子载波信道作为发送第二数据包的专用子载波信道。另外，专用子载波信道也可以根据信道的质量选择信道质量较好的子载波信道作为专用子载波信道。

204、过滤网关根据第二数据包包括的接入节点地址信息，从转发规则表中识别出第二数据包为优先转发数据包，将第二数据包转发给接入节点；

205、接入节点接收第二数据包，根据第一发送时间点、第一接收时间点、第二发送时间点和接收到第二数据包的第二接收时间点，计算接入节点与汇聚单元之间的时间补偿值，根据时间补偿值调整自身的时间。

实际情况下，从接入节点到汇聚单元之间，以及汇聚单元到接入节点之间都存在着网络时延，但是由于这两种网络时延是双向的，符合平均值为0，因此，接入节点与汇聚单元之间的时间补偿值如下公式所示：

接入节点与汇聚单元之间的时间补偿值＝【(第一接收时间点-第一发送时间点)-(第二接收时间点-第二发送时间点)】/2；

接入节点根据时间补偿值调整自身的时间，使得接入节点时间与汇聚单元同步。在本发明实施例中，也以汇聚单元的时钟作为标准时钟，接入节点的时钟作为待调整时钟。

第一发送时间点、第一接收时间点、第二发送时间点和第二接收时间点为(时，分，秒)对应的绝对时间。

在本发明实施例中，接入节点周期性向过滤网关发送第一数据包，该第一数据包包括接入节点地址信息和第一数据包的第一发送时间点，然后过滤网关根据第一数据包包括的接入节点地址信息，从汇聚单元下发的转发规则表中识别出第一数据包为优先转发数据包，将第一数据包转发给汇聚单元，汇聚单元接收第一数据包后，对第一数据包做出响应，返回包括接入节点地址信息、第一发送时间点、第一数据包的第一接收时间点和第二数据包的第二发送时间点的第二数据包，过滤网关根据第二数据包包括的接入节点地址信息，确定第二数据包为优先转发数据包，将第二数据包转发给接入节点，最后，接入节点根据第一发送时间点、第一接收时间点、第二发送时间点和接收第二数据包的第二接收时间点，计算接入节点与汇聚单元之间的时间补偿值，根据时间补偿值调整其自身的时间，从而同步接入节点与汇聚单元之间的时间，便于汇聚单元管理物联网设备(包括接入节点、终端设备等)。

实施例二

请参阅图3，图3为本发明实施例公开的同步物联网接入节点与汇聚单元时间的方法的另一流程示意图；如图3所示，一种同步物联网接入节点与汇聚单元时间的方法可包括：

301、接入节点周期性向过滤网关发送第一数据包，该第一数据包包括接入节点地址信息、方向指示标识和第一数据包的第一发送时间点；

在该实施例中，第一数据包还包括方向指示标识，该方向指示标识用于指示该第一数据包的传输方向，传输方向包括接入节点-汇聚单元、汇聚单元-接入节点，而第一数据包中的方向指示标识是用于指示第一数据包的传输方向从接入节点到汇聚单元。

其中，方向指示标识采用第一数据包中的专用比特位表示，可以简单地指示出第一数据包的传输方向。

302、过滤网关根据第一数据包包括的接入节点地址信息，从汇聚单元下发的转发规则表中识别出第一数据包为优先转发数据包，以及根据第一数据包包括的方向指示标识，将第一数据包转发给汇聚单元；

过滤网关从第一数据包的专用比特位中读取方向指示标识，根据方向指示标识识别出第一数据包的传输方向，然后将第一数据包发送出去。

作为一种可选的实施方式，过滤网关根据第一数据包包括的方向指示标识，将第一数据包转发给汇聚单元之前，过滤网关判断汇聚单元的工作负荷是否超过预设阈值，如果未超过预设阈值(等于或者小于预设阈值)，根据第一数据包包括的方向指示标识，将第一数据包发送给汇聚单元；如果超过预设阈值，则等待汇聚单元的工作负荷低于该预设阈值时，根据第一数据包包括的方向指示标识，将第一数据包发送给汇聚单元。

进一步地，过滤网关根据第一数据包包括的方向指示标识，将第一数据包转发给汇聚单元之前，过滤网关接收汇聚单元发送的负荷指示，过滤网关在确定负荷指示表明了汇聚单元的工作负荷超过阈值时，则等待汇聚单元的工作负荷低于该阈值时，根据第一数据包包括的方向指示标识，将第一数据包发送给汇聚单元；过滤网关在确定负荷指示表明了汇聚单元的工作负荷未超过阈值(等于或者小于阈值)时，根据第一数据包包括的方向指示标识，将第一数据包发送给汇聚单元。

在上述实施方式中，过滤网关实时监控汇聚单元的工作负荷，能够有效控制汇聚单元的工作负荷，避免因汇聚单元的工作负荷过大时造成数据丢失或者造成汇聚单元***崩溃。

303、汇聚单元接收第一数据包，并返回第二数据包，第二数据包包括接入节点地址信息、方向指示标识、第一发送时间点、第一数据包的第一接收时间点和第二数据包的第二发送时间点；

同样，第二数据包还包括方向指示标识，该方向指示标识用于指示该第二数据包的传输方向，而第二数据包中的方向指示标识是用于指示第二数据包的传输方向从汇聚单元到接入节点。其中，方向指示标识采用第二数据包中的专用比特位表示，可以简单地指示出第二数据包的传输方向。

304、过滤网关根据第二数据包包括的接入节点地址信息，从转发规则表中识别出第二数据包为优先转发数据包，以及根据第二数据包包括的方向指示标识，将第二数据包转发给接入节点；

过滤网关从第二数据包的专用比特位中读取方向指示标识，根据方向指示标识识别出第二数据包的传输方向，然后将第二数据包发送出去。

305、接入节点接收第二数据包，根据第一发送时间点、第一接收时间点、第二发送时间点和接收到第二数据包的第二接收时间点，计算接入节点与汇聚单元之间的时间补偿值，根据时间补偿值调整自身的时间。

在本发明实施例中，接入节点周期性向过滤网关发送第一数据包，该第一数据包包括接入节点地址信息、方向指示标识和第一数据包的第一发送时间点，然后过滤网关根据第一数据包包括的接入节点地址信息，从汇聚单元下发的转发规则表中识别出第一数据包为优先转发数据包，根据第一数据包的方向指示标识将第一数据包转发给汇聚单元，汇聚单元接收第一数据包后，对第一数据包做出响应，返回包括接入节点地址信息、方向指示标识、第一发送时间点、第一数据包的第一接收时间点和第二数据包的第二发送时间点的第二数据包，过滤网关根据第二数据包包括的接入节点地址信息，确定第二数据包为优先转发数据包，根据第二数据包的方向指示标识将第二数据包转发给接入节点，最后，接入节点根据第一发送时间点、第一接收时间点、第二发送时间点和接收第二数据包的第二接收时间点，计算接入节点与汇聚单元之间的时间补偿值，根据时间补偿值调整其自身的时间，从而同步接入节点与汇聚单元之间的时间，便于汇聚单元管理物联网设备(包括接入节点、终端设备等)。

实施例三

请参阅图4，图4为本发明实施例公开的同步物联网接入节点与汇聚单元时间的***的结构示意图；如图4所示，一种同步物联网接入节点与汇聚单元时间的***可包括：

接入节点410，用于周期性向过滤网关420发送第一数据包，第一数据包包括接入节点地址信息和第一数据包的第一发送时间点；

过滤网关420，用于根据第一数据包包括的接入节点地址信息，从汇聚单元430下发的转发规则表中识别出第一数据包为优先转发数据包，将第一数据包转发给汇聚单元430；

汇聚单元430，用于接收第一数据包，并返回第二数据包，第二数据包包括接入节点地址信息、第一发送时间点、第一数据包的第一接收时间点和第二数据包的第二发送时间点；

过滤网关420还用于，根据第二数据包包括的接入节点地址信息，从转发规则表中识别出第二数据包为优先转发数据包，将第二数据包转发给接入节点410；

接入节点410还用于，接收第二数据包，根据第一发送时间点、第一接收时间点、第二发送时间点和接收到第二数据包的第二接收时间点，计算接入节点410与汇聚单元430之间的时间补偿值，根据时间补偿值调整自身的时间。

作为一种可选的实施方式，接入节点410可以从传输频段中选择专用子载波信道，然后周期性地采用专用子载波信道向过滤网关发送第一数据包。

进一步地，接入节点410可以采用跳频方式从传输频段中选择专用子载波信道，然后周期性地采用专用子载波信道向过滤网关420发送第一数据包。

举例来说，专用子载波信道可以在100MHz～1GHz之间以跳频方式选择，选择出100MHz～1GHz之间的一个子载波信道作为发送第一数据包的专用子载波信道。另外，专用子载波信道也可以根据信道的质量选择信道质量较好的子载波信道作为专用子载波信道。

同样，汇聚单元可以从传输频段中选择专用子载波信道，然后采用专用子载波信道返回第二数据包。

进一步地，汇聚单元430可以采用跳频方式从传输频段中选择专用子载波信道，然后采用专用子载波信道返回第二数据包。

举例来说，专用子载波信道可以在100MHz～1GHz之间以跳频方式选择，选择出100MHz～1GHz之间的一个子载波信道作为发送第二数据包的专用子载波信道。另外，专用子载波信道也可以根据信道的质量选择信道质量较好的子载波信道作为专用子载波信道。

实际情况下，从接入节点410到汇聚单元430之间，以及汇聚单元430到接入节点410之间都存在着网络时延，但是由于这两种网络时延是双向的，符合平均值为0，因此，接入节点410与汇聚单元430之间的时间补偿值如下公式所示：

接入节点与汇聚单元之间的时间补偿值＝【(第一接收时间点-第一发送时间点)-(第二接收时间点-第二发送时间点)】/2；

接入节点410根据时间补偿值调整自身的时间，使得接入节点410时间与汇聚单元430同步。在本发明实施例中，也以汇聚单元430的时钟作为标准时钟，接入节点410的时钟作为待调整时钟。

第一发送时间点、第一接收时间点、第二发送时间点和第二接收时间点为(时，分，秒)对应的绝对时间。

作为一种可选的实施方式，接入节点410用于周期性向过滤网关420发送第一数据包的方式具体为：

接入节点410用于周期性获取其无线网络覆盖范围内的终端设备440的设备类型和终端设备440上传数据的时间段；

接入节点410还用于向过滤网关420发送第一数据包，第一数据包包括终端设备440的设备类型、终端设备440上传数据的时间段、接入节点地址信息和第一数据包的第一发送时间点；

过滤网关420还用于根据第一数据包包括的接入节点地址信息，从汇聚单元430下发的转发规则表中识别出第一数据包为优先转发数据包，将第一数据包转发给汇聚单元430的方式具体为：

过滤网关420还用于根据第一数据包包括的接入节点地址信息、终端设备440的设备类型和终端设备440上传数据的时间段，从汇聚单元430下发的转发规则表中识别出第一数据包为优先转发数据包，将第一数据包转发给汇聚单元430。

作为一种可选的实施方式，过滤网关420还用于根据第一数据包包括的接入节点地址信息、终端设备440的设备类型和终端设备440上传数据的时间段，从汇聚单元430下发的转发规则表中识别出第一数据包为优先转发数据包，将第一数据包转发给汇聚单元430的方式具体为：

过滤网关420还用于从转发规则表中查找出与第一数据包包括的接入节点地址信息、终端设备440的设备类型和终端设备440上传数据的时间段相关联的目标转发优先级，判断目标转发优先级是否为转发规则表中的最高转发优先级，如果是，将第一数据包转发给汇聚单元430。

作为一种可选的实施方式，第一数据包还包括方向指示标识；过滤网关420用于根据第一数据包包括的接入节点地址信息，从汇聚单元430下发的转发规则表中识别出第一数据包为优先转发数据包，将第一数据包转发给汇聚单元430的方式具体为：

过滤网关420用于根据第一数据包包括的接入节点地址信息，从汇聚单元430下发的转发规则表中识别出第一数据包为优先转发数据包，以及根据第一数据包包括的方向指示标识，将第一数据包转发给汇聚单元430。

方向指示标识采用第一数据包中的专用比特位表示，可以简单地指示出第一数据包的传输方向。过滤网关420从第一数据包的专用比特位中读取方向指示标识，根据方向指示标识识别出第一数据包的传输方向，然后将第一数据包发送出去。

作为一种可选的实施方式，过滤网关420根据第一数据包包括的方向指示标识，将第一数据包转发给汇聚单元430之前，过滤网关420判断汇聚单元430的工作负荷是否超过预设阈值，如果未超过预设阈值(等于或者小于预设阈值)，根据第一数据包包括的方向指示标识，将第一数据包发送给汇聚单元430；如果超过预设阈值，则等待汇聚单元430的工作负荷低于该预设阈值时，根据第一数据包包括的方向指示标识，将第一数据包发送给汇聚单元430。

进一步地，过滤网关420根据第一数据包包括的方向指示标识，将第一数据包转发给汇聚单元430之前，过滤网关420接收汇聚单元430发送的负荷指示，过滤网关420在确定负荷指示表明了汇聚单元430的工作负荷超过阈值时，则等待汇聚单元430的工作负荷低于该阈值时，根据第一数据包包括的方向指示标识，将第一数据包发送给汇聚单元430；过滤网关420在确定负荷指示表明了汇聚单元430的工作负荷未超过阈值(等于或者小于阈值)时，根据第一数据包包括的方向指示标识，将第一数据包发送给汇聚单元430。

在上述实施方式中，过滤网关420实时监控汇聚单元430的工作负荷，能够有效控制汇聚单元430的工作负荷，避免因汇聚单元430的工作负荷过大时造成数据丢失或者造成汇聚单元430***崩溃。

作为一种可选的实施方式，第二数据包还包括方向指示标识，过滤网关420还用于根据第二数据包包括的接入节点地址信息，从转发规则表中识别出第二数据包为优先转发数据包，将第二数据包转发给接入节点410的方式具体为：

过滤网关420还用于根据第二数据包包括的接入节点地址信息，从转发规则表中识别出第二数据包为优先转发数据包，以及根据第二数据包包括的方向指示标识，将第二数据包转发给接入节点410。

第二数据包还包括方向指示标识，该方向指示标识用于指示该第二数据包的传输方向，而第二数据包中的方向指示标识是用于指示第二数据包的传输方向从汇聚单元430到接入节点410。其中，方向指示标识采用第二数据包中的专用比特位表示，可以简单地指示出第二数据包的传输方向。

通过实施图4所示的***，接入节点410计算其与汇聚单元430之间的时间补偿值，根据时间补偿值调整其自身的时间，从而同步接入节点410与汇聚单元430之间的时间，便于汇聚单元430管理物联网设备(包括接入节点410、终端设备440等)。

本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，存储介质包括只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存储器(Random Access Memory，RAM)、可编程只读存储器(Programmable Read-only Memory，PROM)、可擦除可编程只读存储器(Erasable Programmable Read Only Memory，EPROM)、一次可编程只读存储器(One-time Programmable Read-Only Memory，OTPROM)、电子抹除式可复写只读存储器(Electrically-Erasable Programmable Read-Only Memory，EEPROM)、只读光盘(CompactDisc Read-Only Memory，CD-ROM)或其他光盘存储器、磁盘存储器、磁带存储器、或者能够用于携带或存储数据的计算机可读的任何其他介质。

以上对本发明实施例公开的一种同步物联网接入节点与汇聚单元时间的方法及***进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (8)

1.一种同步物联网接入节点与汇聚单元时间的方法，其特征在于，包括：

接入节点周期性向过滤网关发送第一数据包，所述第一数据包包括所述接入节点地址信息和所述第一数据包的第一发送时间点；

所述过滤网关根据所述第一数据包包括的所述接入节点地址信息，从汇聚单元下发的转发规则表中识别出所述第一数据包为优先转发数据包，将所述第一数据包转发给所述汇聚单元；

所述汇聚单元接收所述第一数据包，并返回第二数据包，所述第二数据包包括所述接入节点地址信息、所述第一发送时间点、所述第一数据包的第一接收时间点和所述第二数据包的第二发送时间点；

所述过滤网关根据所述第二数据包包括的所述接入节点地址信息，从所述转发规则表中识别出所述第二数据包为优先转发数据包，将所述第二数据包转发给所述接入节点；

所述接入节点接收所述第二数据包，根据所述第一发送时间点、第一接收时间点、第二发送时间点和接收到所述第二数据包的第二接收时间点，计算所述接入节点与所述汇聚单元之间的时间补偿值，根据所述时间补偿值调整自身的时间；

所述第一数据包还包括方向指示标识；所述过滤网关根据所述第一数据包包括的所述接入节点地址信息，从汇聚单元下发的转发规则表中识别出所述第一数据包为优先转发数据包，将所述第一数据包转发给所述汇聚单元包括：

所述过滤网关根据所述第一数据包包括的所述接入节点地址信息，从汇聚单元下发的转发规则表中识别出所述第一数据包为优先转发数据包，以及根据所述第一数据包包括的方向指示标识，将所述第一数据包转发给所述汇聚单元。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述接入节点周期性向过滤网关发送第一数据包，包括：

所述接入节点周期性获取其无线网络覆盖范围内的终端设备的设备类型和所述终端设备上传数据的时间段；

所述接入节点向过滤网关发送第一数据包，所述第一数据包包括所述终端设备的设备类型、所述终端设备上传数据的时间段、所述接入节点地址信息和所述第一数据包的第一发送时间点；

所述过滤网关根据所述第一数据包包括的所述接入节点地址信息，从汇聚单元下发的转发规则表中识别出所述第一数据包为优先转发数据包，将所述第一数据包转发给所述汇聚单元，包括：

所述过滤网关根据所述第一数据包包括的所述接入节点地址信息、所述终端设备的设备类型和所述终端设备上传数据的时间段，从汇聚单元下发的转发规则表中识别出所述第一数据包为优先转发数据包，将所述第一数据包转发给所述汇聚单元。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述过滤网关根据所述第一数据包包括的所述接入节点地址信息、所述终端设备的设备类型和所述终端设备上传数据的时间段，从汇聚单元下发的转发规则表中识别出所述第一数据包为优先转发数据包，将所述第一数据包转发给所述汇聚单元，包括：

所述过滤网关从所述转发规则表中查找出与所述第一数据包包括的接入节点地址信息、所述终端设备的设备类型和所述终端设备上传数据的时间段相关联的目标转发优先级，判断所述目标转发优先级是否为所述转发规则表中的最高转发优先级，如果是，将所述第一数据包转发给所述汇聚单元。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二数据包还包括方向指示标识，所述过滤网关根据所述第二数据包包括的所述接入节点地址信息，从所述转发规则表中识别出所述第二数据包为优先转发数据包，将所述第二数据包转发给所述接入节点，包括：

所述过滤网关根据所述第二数据包包括的所述接入节点地址信息，从所述转发规则表中识别出所述第二数据包为优先转发数据包，以及根据所述第二数据包包括的方向指示标识，将所述第二数据包转发给所述接入节点。

5.一种同步物联网接入节点与汇聚单元时间的***，其特征在于，包括：

接入节点，用于周期性向过滤网关发送第一数据包，所述第一数据包包括所述接入节点地址信息和所述第一数据包的第一发送时间点；

所述过滤网关，用于根据所述第一数据包包括的所述接入节点地址信息，从汇聚单元下发的转发规则表中识别出所述第一数据包为优先转发数据包，将所述第一数据包转发给所述汇聚单元；

所述汇聚单元，用于接收所述第一数据包，并返回第二数据包，所述第二数据包包括所述接入节点地址信息、所述第一发送时间点、所述第一数据包的第一接收时间点和所述第二数据包的第二发送时间点；

所述过滤网关还用于，根据所述第二数据包包括的所述接入节点地址信息，从所述转发规则表中识别出所述第二数据包为优先转发数据包，将所述第二数据包转发给所述接入节点；

所述接入节点还用于，接收所述第二数据包，根据所述第一发送时间点、第一接收时间点、第二发送时间点和接收到所述第二数据包的第二接收时间点，计算所述接入节点与所述汇聚单元之间的时间补偿值，根据所述时间补偿值调整自身的时间；

所述第一数据包还包括方向指示标识；所述过滤网关用于根据所述第一数据包包括的所述接入节点地址信息，从汇聚单元下发的转发规则表中识别出所述第一数据包为优先转发数据包，将所述第一数据包转发给所述汇聚单元的方式具体为：

所述过滤网关用于根据所述第一数据包包括的所述接入节点地址信息，从汇聚单元下发的转发规则表中识别出所述第一数据包为优先转发数据包，以及根据所述第一数据包包括的方向指示标识，将所述第一数据包转发给所述汇聚单元。

6.根据权利要求5所述的***，其特征在于，所述接入节点用于周期性向过滤网关发送第一数据包的方式具体为：

所述接入节点用于周期性获取其无线网络覆盖范围内的终端设备的设备类型和所述终端设备上传数据的时间段；

所述接入节点还用于向过滤网关发送第一数据包，所述第一数据包包括所述终端设备的设备类型、所述终端设备上传数据的时间段、所述接入节点地址信息和所述第一数据包的第一发送时间点；

所述过滤网关还用于根据所述第一数据包包括的所述接入节点地址信息，从汇聚单元下发的转发规则表中识别出所述第一数据包为优先转发数据包，将所述第一数据包转发给所述汇聚单元的方式具体为：

所述过滤网关还用于根据所述第一数据包包括的所述接入节点地址信息、所述终端设备的设备类型和所述终端设备上传数据的时间段，从汇聚单元下发的转发规则表中识别出所述第一数据包为优先转发数据包，将所述第一数据包转发给所述汇聚单元。

7.根据权利要求6所述的***，其特征在于，所述过滤网关还用于根据所述第一数据包包括的所述接入节点地址信息、所述终端设备的设备类型和所述终端设备上传数据的时间段，从汇聚单元下发的转发规则表中识别出所述第一数据包为优先转发数据包，将所述第一数据包转发给所述汇聚单元的方式具体为：

所述过滤网关还用于从所述转发规则表中查找出与所述第一数据包包括的接入节点地址信息、所述终端设备的设备类型和所述终端设备上传数据的时间段相关联的目标转发优先级，判断所述目标转发优先级是否为所述转发规则表中的最高转发优先级，如果是，将所述第一数据包转发给所述汇聚单元。

8.根据权利要求5所述的***，其特征在于，所述第二数据包还包括方向指示标识，所述过滤网关还用于根据所述第二数据包包括的所述接入节点地址信息，从所述转发规则表中识别出所述第二数据包为优先转发数据包，将所述第二数据包转发给所述接入节点的方式具体为：

所述过滤网关还用于根据所述第二数据包包括的所述接入节点地址信息，从所述转发规则表中识别出所述第二数据包为优先转发数据包，以及根据所述第二数据包包括的方向指示标识，将所述第二数据包转发给所述接入节点。

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