技术摘要：
本发明公开了一种面向医疗物联网的时间同步方法、系统及介质，本发明面向医疗物联网的时间同步方法中通过数据感知端的边界服务器等待云端的时钟源发送的同步命令，若收到云端的时钟源的同步命令则边界服务器将云端的时钟源作为参考节点执行时间同步；同时边界服务器检  全部
背景技术：
时间同步技术对于物联网技术，尤其是医疗物联网是极为重要的。医疗物联网中 的设备往往自组织成一种多跳的分布式无线网络，工作区域比较分散，整个网络系统需要 长时间持续工作。医疗物联网中的设备的主要任务是对患者的生命体征进行实时采集和转 发。要完成这项任务，就必须实现全局网络或局部网络的时间同步。 目前国内外有许多基于参考节点的时间同步方法如TPSN、RBS、FCSA等。这些算法 中，参考节点将自身的时间戳通过单跳或多跳的方式发送给网络中的其它节点。这些算法 均依赖于有精准时钟的节点提供参考时间，可以实现较为精确的时间同步，然而这类方法 普遍需要进行大量的信息交换，导致能耗较大，而且这类方法的可扩展性较差。 同时也有许多无参考节点的时间同步方法如ATS、MTS等。使用这类算法的网络中 的节点周期性地与邻居节点交换时间戳以完成本地逻辑时钟的更新，并最终使所有节点的 逻辑时钟趋于一致。这类算法不依赖于有精准时钟的节点，网络的可扩展性比较好，然而这 种方法的同步收敛速度一般比较慢。
技术实现要素：
本发明要解决的技术问题：针对现有技术的上述问题，提供一种面向医疗物联网 的时间同步方法、系统及介质，本发明将边界服务器作为中间环节，可实现整个医疗物联网 的时间同步，确保整个医疗物联网的数据采集时间准确可靠，而且同步方式的系统可扩展 性好、同步收敛速度比较快。 为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为： 一种面向医疗物联网的时间同步方法，实施步骤包括：数据感知端的边界服务器 等待云端的时钟源发送的同步命令，若收到云端的时钟源的同步命令则边界服务器将云端 的时钟源作为参考节点执行时间同步；同时边界服务器检测数据感知端的数据采集终端是 否需要时间同步，若需要时间同步则向数据采集终端发送同步命令。 可选地，所述向数据采集终端发送同步命令后还包括数据采集终端将边界服务器 作为参考节点执行时间同步的步骤。 可选地，所述执行时间同步的步骤包括： 1)解析同步命令得到时钟源的计时器中时钟源的射频频率与硬件时钟频率的比 值 硬件时钟频率fs，i以及RF时钟频率放大的倍数N；读取本地的解调器中的射频频率偏 移值Δfc； 2)发送回复至参考节点并记录回复发送时刻t1； 3)等待参考节点发出的同步信息，在收到参考节点发出的同步信息后，解析出同 4 CN 111555835 A 说　明　书 2/7 页 步信息中携带的参考节点收到回复的时刻t2、参考节点发送同步信息的时刻t3，并记录收到 参考节点发送的同步信息的时刻t4； 4)根据发送时刻t1、收到参考节点发送的同步信息的时刻t4、参考节点收到回复的 时刻t2、参考节点发送同步信息的时刻t3计算时钟偏差ΔT，读取逻辑时钟的读数T，并校正 逻辑时钟为T＝T ΔT；根据射频频率偏移值Δfc、比值 硬件时钟频率fs，i计算硬件时钟 频率fs，j，将逻辑时钟的速率调整为fs，0/fs，j，其中fs，0为硬件时钟的名义频率。 可选地，步骤3)中时钟偏差ΔT的计算函数表达式为： ΔT＝((t1 t4)-(t2 t3))/2 上式中，t1为回复发送时刻，t4为收到参考节点发送的同步信息的时刻，t2为同步 信息中携带的参考节点收到回复的时刻，t3为同步信息中携带的参考节点发送同步信息的 时刻。 可选地，步骤3)中硬件时钟频率fs，j的计算函数表达式为： 上式中，N为RF时钟频率放大的倍数，Δfc为射频频率偏移值， 为计时器中时钟 源的射频频率与硬件时钟频率的比值，fs，i为同步指令中包含的硬件时钟频率fs，i。 可选地，所述数据感知端的边界服务器等待云端的时钟源发送的同步命令时，所 述云端的时钟源判断边界服务器是否需要时间同步的步骤包括： A1)给边界服务器分配传输时间段时刻Ta到时刻Te，从而确定边界服务器分配建立 链路的请求信息发送时刻Tr＝(Te Ta-tne)/2，其中tne为时钟源、边界服务器之间的必要传 输时间，将分配的建立链路的请求信息发送时刻Tr＝(Te Ta-tne)/2发送给边界服务器； A2)等待边界服务器发起建立链接的请求，当收到边界服务器发起建立链接的请 求后记录收到的建立链接的请求信息的时刻T′r； A3)计算分配的建立链路的请求信息发送时刻Tr、收到的建立链接的请求信息的 时刻T′r之间的差值Δ，判断差值Δ的绝对值大于预设阈值是否成立，如果成立则判定边界 服务器需要时间同步，并跳转执行步骤A4)，否则判定边界服务器不需要时间同步，结束并 退出； A4)获取时钟源的计时器中时钟源的射频频率与硬件时钟频率的比值 硬件时 钟频率fs，i以及RF时钟频率放大的倍数N，发送包含比值 硬件时钟频率fs，i以及RF时钟频 率放大的倍数N的同步指令给边界服务器。 可选地，所述边界服务器检测数据感知端的数据采集终端是否需要时间同步的步 骤包括： B1)给数据采集终端分配传输时间段时刻Ta到时刻Te，从而确定数据采集终端分配 建立链路的请求信息发送时刻Tr＝(Te Ta-tne)/2，其中tne为边界服务器、数据采集终端之 间的必要传输时间，将分配的建立链路的请求信息发送时刻Tr＝(Te Ta-tne)/2发送给数据 采集终端； B2)等待数据采集终端发起建立链接的请求，当收到边数据采集终端发起建立链 接的请求后记录收到的建立链接的请求信息的时刻T′r； 5 CN 111555835 A 说　明　书 3/7 页 B3)计算分配的建立链路的请求信息发送时刻Tr、收到的建立链接的请求信息的 时刻T′r之间的差值Δ，判断差值Δ的绝对值大于预设阈值是否成立，如果成立则判定数据 采集终端需要时间同步，并跳转执行步骤S4)，否则判定数据采集终端不需要时间同步，结 束并退出； B4)获取时钟源发送的同步命令中包含的时钟源的计时器中时钟源的射频频率与 硬件时钟频率的比值 硬件时钟频率fs，i以及RF时钟频率放大的倍数N，发送包含比值 硬件时钟频率fs，i以及RF时钟频率放大的倍数N的同步指令给边界服务器。 此外，本发明还提供一种面向医疗物联网的时间同步系统，包括云端与数据感知 端，所述云端中包含至少一个用于提供准确时间的时钟源，所述数据感知端包括用于负责 收集数据采集终端发送的数据并执行边缘计算或与云端进行交互的边界服务器，以及采集 数据的数据采集终端，所述数据采集终端通过边界服务器与时钟源相连，所述边界服务器 等待云端的时钟源发送的同步命令，若收到云端的时钟源的同步命令则边界服务器将云端 的时钟源作为参考节点执行时间同步；同时边界服务器检测数据感知端的数据采集终端是 否需要时间同步，若需要时间同步则向数据采集终端发送同步命令。 此外，本发明还提供一种面向医疗物联网的时间同步系统，包括计算机设备，该计 算机设备被编程或配置以执行所述面向医疗物联网的时间同步方法的步骤，或者该计算机 设备的存储器上存储有被编程或配置以执行所述面向医疗物联网的时间同步方法的计算 机程序。 此外，本发明还提供一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上存储有 被编程或配置以执行所述面向医疗物联网的时间同步方法的计算机程序。 和现有技术相比，本发明具有下述优点： 1、本发明通过数据感知端的边界服务器等待云端的时钟源发送的同步命令，若收 到云端的时钟源的同步命令则边界服务器将云端的时钟源作为参考节点执行时间同步；同 时边界服务器检测数据感知端的数据采集终端是否需要时间同步，若需要时间同步则向数 据采集终端发送同步命令，因此将边界服务器作为中间环节实现整个医疗物联网的时间同 步，针对医疗物联网的时间同步需求，通过边界服务器向数据采集终端提供时间同步服务， 解决了医疗物联网中异构网络之间的时间同步问题。 2、本发明可基于同步命令来控制边界服务器、数据采集终端执行时间同步，可利 用同步判定机制有效平衡同步间隔与时钟偏差之间的矛盾，在可接收的时钟偏差范围内尽 可能延长同步间隔，减少同步的能耗。 3、本发明能够确保整个医疗物联网的数据采集时间准确可靠，而且同步方式的系 统可扩展性好、同步收敛速度比较快。 附图说明 图1为本实施例方法的基本原理示意图。 图2为本实施例中医疗物联网的网络拓扑结构示意图。 图3为本实施例中执行时间同步的流程示意图。 图4为本实施例中的同步判定机制示意图。 图5为本实施例中边界服务器的时间同步流程图。 6 CN 111555835 A 说　明　书 4/7 页 图6为本实施例中数据采集终端的时间同步流程图。