同步的超聲波測距系統的【具體實施方式】，在本發(fā)明以下的【具體實施方式】中將不再贅述。
[0074]本發(fā)明實施例還提供一種基于網絡級時鐘同步的超聲波測距系統，包括:
[0075]發(fā)送單元，用于利用網絡級別的時鐘同步，通過發(fā)送節(jié)點向接收節(jié)點發(fā)送超聲波；
[0076]第一記錄單元，用于在發(fā)送節(jié)點向所述接收節(jié)點發(fā)送超聲波的同時，記錄當前所述接收節(jié)點的時間;
[0077]節(jié)點距離確定單元，用于當所述接收節(jié)點接收到所述超聲波時，記錄當前所述接收節(jié)點的時間Τ2，并根據TjP T i的時間差確定發(fā)送節(jié)點和接收節(jié)點之間的距離。
[0078]本發(fā)明實施例所述的基于網絡級時鐘同步的超聲波測距系統，利用網絡級別的時鐘同步，通過發(fā)送節(jié)點向接收節(jié)點發(fā)送超聲波；并在發(fā)送節(jié)點向所述接收節(jié)點發(fā)送超聲波的同時，記錄當前所述接收節(jié)點的時間T1;當所述接收節(jié)點接收到所述超聲波時，記錄當前所述接收節(jié)點的時間τ2，并根據TjP T i的時間差確定發(fā)送節(jié)點和接收節(jié)點之間的距離。這樣，利用網絡級別的時鐘同步技術，網絡中所有節(jié)點的時間都是同步的，不需要在發(fā)送超聲波的同時發(fā)送額外的射頻數據包來獲得發(fā)送節(jié)點和接收節(jié)點之間的同步，只需根據超聲波在空氣中的傳輸時間(TjPTj^時間差)來確定發(fā)送節(jié)點和接收節(jié)點之間的距離，從而能夠減少網絡流量、降低網絡負載和節(jié)點功耗，提高整個網絡的生存周期。
[0079]在前述基于網絡級時鐘同步的超聲波測距系統的【具體實施方式】中，可選地，所述系統還包括:
[0080]時隙類型判斷單元，用于當各節(jié)點入網時鐘同步后，在每個時隙的開始時刻判斷當前時隙類型；
[0081]工作狀態(tài)確定單元，用于當所述時隙類型為測距時隙時，則根據預先設定的工作狀態(tài)表，確定各節(jié)點的工作狀態(tài)；
[0082]其中，所述工作狀態(tài)包括:發(fā)送超聲波、接收超聲波和靜默狀態(tài)。
[0083]在前述基于網絡級時鐘同步的超聲波測距系統的【具體實施方式】中，可選地，所述節(jié)點距離確定單元包括:
[0084]計時等待模塊，用于當所述接收節(jié)點對應的超聲模塊在預設時間內沒有收到所述發(fā)送節(jié)點發(fā)送的超聲波信號時，則所述接收節(jié)點不作任何操作，等待下一組測距時隙到來；
[0085]第二記錄模塊，用于當所述接收節(jié)點對應的超聲模塊在預設時間內接收到所述發(fā)送節(jié)點發(fā)送的超聲波信號時，則記錄所述接收節(jié)點接收到所述超聲波的時間T2;
[0086]節(jié)點距離確定模塊，用于根據1~2與T i的時間差及超聲波在空氣中的傳播速度，確定發(fā)送節(jié)點和接收節(jié)點之間的距離，本次測距過程結束，等待下一組測距時隙到來。
[0087]以上所述是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明所述原理的前提下，還可以作出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發(fā)明的保護范圍。
【主權項】
1.一種基于網絡級時鐘同步的超聲波測距方法，其特征在于，包括: 利用網絡級別的時鐘同步，當發(fā)送超聲波的發(fā)送節(jié)點發(fā)送超聲波時，接收所述超聲波的接收節(jié)點開始計時； 當接收節(jié)點接收到所述超聲波時，所述接收節(jié)點停止計時，并根據停止計時與開始計時之間的時間差確定發(fā)送節(jié)點和接收節(jié)點之間的距離。2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用網絡級別的時鐘同步，當發(fā)送超聲波的發(fā)送節(jié)點發(fā)送超聲波時，接收所述超聲波的接收節(jié)點開始計時之前包括: 當各節(jié)點入網時鐘同步后，在每個時隙的開始時刻判斷當前時隙類型； 若所述時隙類型為測距時隙時，則根據預先設定的工作狀態(tài)表，確定各節(jié)點的工作狀態(tài)； 其中，所述工作狀態(tài)包括:發(fā)送超聲波、接收超聲波和靜默狀態(tài)。3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述利用網絡級別的時鐘同步，當發(fā)送超聲波的發(fā)送節(jié)點發(fā)送超聲波時，接收所述超聲波的接收節(jié)點開始計時包括: 當確定一節(jié)點A的工作狀態(tài)為發(fā)送超聲波時，則立即觸發(fā)該節(jié)點A對應的超聲模塊向接收節(jié)點發(fā)送超聲波脈沖信號，其中，該節(jié)點A稱為發(fā)送節(jié)點； 當確定一節(jié)點B的工作狀態(tài)為接收超聲波時，則立即記錄該節(jié)點B的當前時間?\，該節(jié)點Β為接收發(fā)送節(jié)點發(fā)來的超聲波信號的接收節(jié)點。4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，所述當接收節(jié)點接收到所述超聲波時，所述接收節(jié)點停止計時，并根據停止計時與開始計時之間的時間差確定發(fā)送節(jié)點和接收節(jié)點之間的距離包括: 若所述接收節(jié)點對應的超聲模塊在預設時間內沒有收到所述發(fā)送節(jié)點發(fā)送的超聲波信號，則所述接收節(jié)點不作任何操作，等待下一組測距時隙到來； 若所述接收節(jié)點對應的超聲模塊在預設時間內接收到所述發(fā)送節(jié)點發(fā)送的超聲波信號，則記錄所述接收節(jié)點接收到所述超聲波的時間Τ2， 根據的時間差及超聲波在空氣中的傳播速度，確定發(fā)送節(jié)點和接收節(jié)點之間的距離，本次測距過程結束，等待下一組測距時隙到來。5.根據權利要求2-4中任一項所述的方法，其特征在于，在本次測距過程中，處于靜默狀態(tài)的節(jié)點不執(zhí)行操作，等待本組測距時隙結束。6.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述超聲測距方法為非反射式測距，所述發(fā)送節(jié)點發(fā)出超聲波后，不需要反射，由所述接收節(jié)點直接接收所述發(fā)送節(jié)點發(fā)出的超聲波信號； 所述時鐘同步方式包括:絕對時隙數同步、數據包同步和確認包同步。7.根據權利要求3或4所述的方法，其特征在于，所述超聲模塊的探頭為收發(fā)一體探頭或收發(fā)分體探頭。8.一種基于網絡級時鐘同步的超聲波測距系統，其特征在于，包括: 發(fā)送單元，用于利用網絡級別的時鐘同步，通過發(fā)送節(jié)點向接收節(jié)點發(fā)送超聲波； 第一記錄單元，用于在發(fā)送節(jié)點向所述接收節(jié)點發(fā)送超聲波的同時，記錄當前所述接收節(jié)點的時間T1; 節(jié)點距離確定單元，用于當所述接收節(jié)點接收到所述超聲波時，記錄當前所述接收節(jié)點的時間τ2，并根據TjP T i的時間差確定發(fā)送節(jié)點和接收節(jié)點之間的距離。9.根據權利要求8所述的系統，其特征在于，還包括: 時隙類型判斷單元，用于當各節(jié)點入網時鐘同步后，在每個時隙的開始時刻判斷當前時隙類型； 工作狀態(tài)確定單元，用于當所述時隙類型為測距時隙時，則根據預先設定的工作狀態(tài)表，確定各節(jié)點的工作狀態(tài)； 其中，所述工作狀態(tài)包括:發(fā)送超聲波、接收超聲波和靜默狀態(tài)。10.根據權利要求9所述的系統，其特征在于，所述節(jié)點距離確定單元包括: 計時等待模塊，用于當所述接收節(jié)點對應的超聲模塊在預設時間內沒有收到所述發(fā)送節(jié)點發(fā)送的超聲波信號時，則所述接收節(jié)點不作任何操作，等待下一組測距時隙到來；第二記錄模塊，用于當所述接收節(jié)點對應的超聲模塊在預設時間內接收到所述發(fā)送節(jié)點發(fā)送的超聲波信號時，則記錄所述接收節(jié)點接收到所述超聲波的時間T2; 節(jié)點距離確定模塊，用于根據^與T i的時間差及超聲波在空氣中的傳播速度，確定發(fā)送節(jié)點和接收節(jié)點之間的距離，本次測距過程結束，等待下一組測距時隙到來。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種基于網絡級時鐘同步的超聲波測距方法及系統，能夠減少網絡流量、降低網絡負載和節(jié)點功耗，提高整個網絡的生存周期。所述方法包括：利用網絡級別的時鐘同步，當發(fā)送超聲波的發(fā)送節(jié)點發(fā)送超聲波時，接收所述超聲波的接收節(jié)點開始計時；當接收節(jié)點接收到所述發(fā)送節(jié)點發(fā)送的超聲波時，所述接收節(jié)點停止計時，并根據停止計時與開始計時之間的時間差來確定發(fā)送節(jié)點和接收節(jié)點之間的距離，也就是根據所述超聲波的傳輸時間來確定發(fā)送節(jié)點和接收節(jié)點之間的距離。本發(fā)明適用于無線傳感器網絡定位技術領域。
【IPC分類】G01S11/14
【公開號】CN105242257
【申請?zhí)枴緾N201510629381
【發(fā)明人】張曉彤, 油曉峰
【申請人】北京科技大學
【公開日】2016年1月13日
【申請日】2015年9月28日