网络时钟服务器在物联网的应用方案

1、物联网与时钟同步

物联网可以看作是信息空间与物理空间的融合，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，并通过新的服务模式使各种信息技术融入社会行为。

时钟是信息空间与物理空间中的基本参量，在物联网的很多应用中，例如节点的状态判断、节点的相互协同以及节点的数据融合等，物联网时钟同步都起着重要作用，因此，我公司特针对物联网的特点推出了网络时钟服务器，满足低成本NTP对时要求，又可以满足PTP精密对时要求。

时钟同步技术是物联网的关键技术之一，对物联网时钟同步技术的研究具有重要的理论和实际意义。物联网的时钟同步的研究将面临如下难题：物联网连接各个行业的众多物品、设备和设施，其时钟同步涉及到的节点规模将远超现有网络(如互联网)。因此，面临如何有效地组织和管理这些节点难题。

物联网在众多不同的应用中时钟同步要求不一样，某些传感器要求的时钟同步精度高，以使得它们能协同完成信息采集任务。因此，面临如何保证物联网具有较高时钟同步精度的难题。物联网将涉及到国家很多重要和安全领域，敌方可以通过破坏物联网时钟同步过程，使得这些领域的设备设施无法正常运行。因此，面临如何保证物联网时钟同步的安全性难题。

2、NTP与物联网

物联网是以互联网为基础的，从一定角度上看，物联网可以看作是互联网的延伸和扩展的网络。但时钟同步却在互联网中已经得到了深入研究，取得了很好的成果，并成功应用到实际中，其中典型的是NTP协议。

NTP网络时钟协议的目的是在国际互联网上传递统一、标准的时钟。具体的实现方案是在网络上**若干网络时钟服务器，为用户提供授时服务。NTP协议规定了时钟同步层次体系、通讯协议、同步算法和认证机制。它的主要特点充分考虑了互联网上时钟同步的复杂性，提供的机制严格、实用、有效，适应于在各种规模、速度和连接通路情况的互联网环境下工作。

无论传感器网还是互联网，他们都是物联网的组成部分，NTP协议和传感器网各时钟同步方法都没有充分考虑到物联网的节点规模大、各节点时钟同步精度要求不同和时钟同步安全要求高等特点。因此，它们都不能很好解决物联网时钟同步系统的组织和管理、时钟同步精度和时钟同步安全性等难题。可见，对于物联网而言，互联网或传感网的时钟同步体系都存在不足。

2、网络时钟服务器应用方案

物联网需要以一个开放的、分层的、可扩展的网络体系架构为框架。

分别有两点要求：

1）在物联网的拓扑结构和通讯协议基础上能对节点进行时钟同步；

2）在物联网应用领域不断扩展、网络结构动态变化的情况下能对节点进行时钟同步。

网络的复杂性和链路延迟的不确定性，影响了时钟同步精度。因此建议采用NTP和PTP相融合的时钟同步技术，要求不高的采用NTP对时，时钟同步要求高的采用ptp进行同步。

“互连任何物品”是对下一代网络的能力、服务和应用的扩展，因此，物联网需要依托网络已有的研究成果。经过10余年的快速发展，移动通讯、互联网以及无线传感网等技术已成熟，为物联网的建立打下了基础。

物联网时钟同步有两点基本要求：一是要便于快速、低成本地构建；二是要适应物联网应用的不断扩大。为了满足要求，时钟同步系统要能利用物联网系统结构以及物联网通讯协议。在总体架构设计中，时钟同步系统中的节点分为3类：网络时钟服务器节点、接入时钟服务器节点和同步节点。

网络时钟服务器节点：在互联网中，具有标准时钟并向其它节点提供标准时钟服务的节点。

接入时钟服务器节点：连接互联网与接入网的时钟节点，主要功能是从时钟服务器获取标准时钟，并向接入网内节点提供时钟服务。

同步节点：需要从时钟服务器节点或接入时钟服务器节点获取标准时钟的节点，包括物联网中的传感器节点、RIFD节点、信息服务节点等。

物联网时钟同步的基本机制是：在互联网内，根据需要配置若干时钟服务器；在每个接入网处，配置若干接入时钟服务器。接入时钟服务器通过互联网同步时钟服务器。同步节点则通过其所在的网络与时钟服务器或接入时钟服务器进行同步。

3、使用网络时钟服务器优点

使用网络时钟服务器的应用方案，使得组成物联网的异构网络可以按其自身协议同步标准时钟。总结其优点如下：

(1)结构适应性强：互联网、移动网、局域网和无线网络通过接入设备相互连接成一体形成物联网。因此，可通过不同的时钟服务器的配置，使所有同步节点都能同步到标准时钟上。

(2)协议适用性强：互联网、移动网、局域网和无线网络的时钟同步协议可以直接应用到物联网的时钟同步过程中。

(3)扩展适应性强：物联网是开放的网络，其节点可以容易地进行添加或删除。其时钟同步适应层架构适应了物联网这个重要特点。

(4)稳定适用性强：物联网拓扑结构将动态变化，其时钟同步体系能够保证节点的变化不影响时钟同步过程。

4、厂家推荐

物联网必将对经济发展和社会生活产生深远影响。物联网时钟同步体系的研究与应用对于我国物联网建设具有重要意义，因此，西安同步电子科技有限公司专门研制了低成本高精度的NTP/PTP时钟模块，体积小巧，非常适合物联网中大规模使用。