一种卫星授时时钟系统低功耗控制方法及时钟系统技术方案

本发明专利技术涉及一种卫星授时时钟系统低功耗控制方法及时钟系统。所述方法包括如下步骤：(1)时钟系统根据预置的晶体频率/温度函数关系，对走时频率进行补偿，补偿时钟因温度变化产生的时差，提高走时精度；(2)通过卫星接收模块接收并解码得到卫星标准时间；(3)根据卫星标准时间，同步时钟时间，测量时钟时间与卫星标准时间的时差值，计算出时钟晶体的频率准确度；(4)根据晶体的频率准确度修正预置的晶体频率/温度函数关系，补偿走时晶体的频率老化，保持走时精度；(5)根据晶体的频率准确度，调整卫星标准时间接收的周期。本发明专利技术可以尽可能减少接收卫星信号次数和频度，降低时钟系统的功耗，同时保持时钟的高精度走时。

【技术实现步骤摘要】
一种卫星授时时钟系统低功耗控制方法及时钟系统
本专利技术涉及卫星时钟
，具体地说是涉及一种卫星授时时钟系统低功耗控制方法及时钟系统。
技术介绍
目前电子时钟主要采用石英晶体为其提供走时频率信号。由于晶体固有的频率/温度特性，其振荡频率是随着环境温度的变化而变化的；同时晶体也具有频率老化特性，其频率准确度在使用期间随使用时间而变化。因此，在正常使用的非恒温环境下，石英晶体的频率输出不稳定，时钟会不断累积走时误差，导致时钟时间与标准时间之间的误差不断增大，影响时钟的走时精度，一般每个月会累计误差几十秒。当时钟走时误差较大时需要用户手动调整时间，使用极不方便。随着人们对时钟精度要求的不断提高，每个月几十秒的走时误差已经不能满足人们对时间精度的要求。现有的卫星时钟可以通过频繁接收卫星授时信号对时钟进行时间同步，保持时间精度，但接收过程需要消耗大量电能。为了使用方便，时钟一般采用碱性干电池供电，其电量比较有限，频繁接收信号会影响时钟电池的使用寿命，而电子时钟的走时精度以及电池续航能力均是用户普遍关注的问题，这也制约着卫星时钟的广泛推广。
技术实现思路
针对现有技术之不足，本专利技术提供了一种卫星授时时钟系统低功耗控制方法及时钟系统。其中，本专利技术的一种卫星授时时钟系统低功耗控制方法的具体技术方案如下：一种卫星授时时钟系统低功耗控制方法，其包括如下步骤：(1)卫星授时时钟系统走时时，根据预置于所述卫星授时时钟系统内的晶体频率/温度函数关系，对所述卫星授时时钟系统的走时频率进行补偿，以补偿所述卫星授时时钟系统因温度变化而产生的走时时差；(2)通过所述卫星授时时钟系统中的卫星接收模块接收并解码得到卫星标准时间；(3)所述卫星授时时钟系统中的时钟微处理器根据所述步骤(2)得到的卫星标准时间，同步所述时钟微处理器中实时时钟的时间，并测量所述实时时钟时间与卫星标准时间的时差值，计算出晶体频率准确度；(4)所述卫星授时时钟系统根据所述步骤(3)得到的晶体频率准确度，修正所述步骤(1)中的晶体频率/温度函数关系，所述卫星授时时钟系统按修正后的频率/温度函数关系重复所述步骤(1)；(5)所述卫星授时时钟系统根据所述步骤(3)得到的晶体频率准确度，调整所述卫星授时时钟系统中的卫星接收模块接收卫星标准时间的周期，并计算出下一次接收卫星信号的时间。本专利技术的一种卫星授时时钟系统低功耗控制方法，首先在卫星授时时钟系统走时时根据预置的晶体频率/温度函数关系，对走时频率进行补偿，补偿因温度变化产生的时差；再通过卫星接收模块接收卫星标准时间，用于同步时钟处理器的实时时钟(RTC)时间，并计算实时时钟时间与卫星标准时间的时差值，进一步计算出晶体的频率准确度；根据频率准确度，修正晶体频率/温度函数关系，时钟按修正后的频率/温度函数关系进行补偿；根据频率准确度，调整时钟接收卫星标准时间的周期，频率准确度较高时减少接收次数；从而可以在尽可能少的接收卫星信号进行时间同步的情况下，实现时钟的高精度长时间走时，由此不仅可以大大提高时钟的走时精度，而且可以降低时钟系统的功耗。通过上述技术方案，本专利技术可以尽可能减少接收卫星信号次数和频度，降低时钟系统的功耗，同时保持时钟的高精度走时；使得本专利技术具有了低功耗、高精度、稳定可靠的特点。根据一个优选的实施方式，在所述步骤(4)中，是通过如下方法对所述卫星授时时钟系统的走时时差进行补偿校正的：所述卫星授时时钟系统通过一温度检测模块实时检测环境温度，并在一定的时差补偿周期内，计算出平均环境温度；根据所述晶体频率准确度与环境温度的函数关系，计算出所述卫星授时时钟系统中晶体在当前环境温度下的实际频率准确度；再由所述实际频率准确度和补偿周期的时间值得到在补偿周期内由于所述晶体频率准确度的变化而导致的时间偏差，根据时差值调节所述卫星授时时钟系统的走钟参数，以提高走时精度。根据一个优选的实施方式，在所述步骤(4)中，是通过如下方法修正所述晶体频率/温度函数的：所述卫星授时时钟系统在非第一次接收到所述卫星标准时间进行同步时，所述时钟微处理器测量所述实时时钟与所述标准时间的时差；然后，根据上次同步到本次同步的时间间隔，计算出所述卫星授时时钟系统中晶体在该时间间隔期间的平均频率准确度，根据该频率准确度修正晶体频率准确度与环境温度的函数关系。根据一个优选的实施方式，在所述步骤(5)中，是通过如下方法计算出下一次接收卫星信号的时间的：所述卫星授时时钟系统通过其卫星接收模块接收到卫星标准时间，在对所述实时时钟时间进行同步时，记录所述实时时钟时间与所述卫星标准时间的时差值；然后，计算所述卫星授时时钟系统中出晶体在两次同步的时间间隔内的频率准确度，并判断所述实时时钟时间同步时的频率准确度的范围；当频率准确度较高时，增大卫星信号接收的周期，减少卫星信号接收次数，以降低系统功耗；当频率准确度较低时，减小卫星信号接收的周期，增加卫星信号接收的次数，以保证时钟的精度。其中，本专利技术的一种低功耗卫星授时时钟系统的具体技术方案如下：一种低功耗卫星授时时钟系统，其包括：微处理器，所述微处理器包括一实时时钟电路并且所述实时时钟电路的时钟源是一石英晶体；与所述微处理器相连接的卫星接收模块，所述卫星接收模块用于定时接收并解码得到卫星标准时间；与所述微处理器相连接的温度检测模块，所述温度检测模块用于实时检测环境温度；与所述微处理器相连接的马达机芯模块；所述马达机芯模块用于控制时、分、秒针实时显示时间信息；与所述微处理器相连接的电源模块，所述电源模块用于为所述低功耗卫星授时时钟系统提供电源；以及与所述微处理器相连接的显示模块，所述显示模块用于显示所述低功耗卫星授时时钟系统的时、分、秒针实时时间信息。本专利技术的低功耗卫星授时时钟系统，利用卫星接收模块接收卫星标准时间，更新时钟微处理器的实时时钟时间，测量时钟时间与卫星标准时间的时差值，计算出频率准确度，修正预置的频率/温度函数关系；采用温度检测模块检测环境温度，根据预置或修正后的的频率/温度函数关系对时钟系统时差进行补偿校正，同时根据时钟频率准确度，调整卫星信号接收的周期，可大大提高时钟的走时及长时间守时精度，从原来的每个月几十秒的累计误差提高到每个月1秒。通过上述技术方案，本专利技术可以尽可能减少接收卫星信号次数和频度，降低时钟系统的功耗，同时保持时钟的高精度走时；使得本专利技术具有了低功耗、高精度、稳定可靠的特点。根据一个优选的实施方式，所述低功耗卫星授时时钟系统还包括与所述微处理器相连接的低电压检测模块，其用于检测所述低功耗卫星授时时钟系统的电池电压。通过设置低电压检测模块检测所述卫星时钟系统的电池电压，当电池电压低于设定的电压阈值时，微处理器可以控制马达使秒针停止转动，以提醒用户及时更换电池。根据一个优选的实施方式，所述低功耗卫星授时时钟系统还包括与所述微处理器相连接的看门狗模块和按键操作模块。根据一个优选的实施方式，所述马达机芯模块包括反馈光耦电路，其用于检测指针位置。通过设置反馈光耦电路检测指针位置，若指针位置指示的时间与实际的时钟时间出现偏差，微处理器可以控制时钟指针进行自动追针，以校准时间。根据一个优选的实施方式，所述微处理器为低功耗微处理器。根据一个优选的实施方式，所述温度检测模块为温度传感器。与现有技术相比，本本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种卫星授时时钟系统低功耗控制方法，其特征在于，其包括如下步骤：(1)卫星授时时钟系统走时时，根据预置于所述卫星授时时钟系统内的晶体频率/温度函数关系，对所述卫星授时时钟系统的走时频率进行补偿，以补偿所述卫星授时时钟系统因温度变化而产生的走时时差；(2)通过所述卫星授时时钟系统中的卫星接收模块接收并解码得到卫星标准时间；(3)所述卫星授时时钟系统中的时钟微处理器根据所述步骤(2)得到的卫星标准时间，同步所述时钟微处理器中实时时钟的时间，并测量所述实时时钟时间与卫星标准时间的时差值，计算出晶体频率准确度；(4)所述卫星授时时钟系统根据所述步骤(3)得到的晶体频率准确度，修正所述步骤(1)中的晶体频率/温度函数关系，所述卫星授时时钟系统按修正后的频率/温度函数关系重复所述步骤(1)；(5)所述卫星授时时钟系统根据所述步骤(3)得到的晶体频率准确度，调整所述卫星授时时钟系统中的卫星接收模块接收卫星标准时间的周期，并计算出下一次接收卫星信号的时间。

【技术特征摘要】
1.一种卫星授时时钟系统低功耗控制方法，其特征在于，其包括如下步骤：(1)卫星授时时钟系统走时时，根据预置于所述卫星授时时钟系统内的晶体频率/温度函数关系，对所述卫星授时时钟系统的走时频率进行补偿，以补偿所述卫星授时时钟系统因温度变化而产生的走时时差；(2)通过所述卫星授时时钟系统中的卫星接收模块接收并解码得到卫星标准时间；(3)所述卫星授时时钟系统中的时钟微处理器根据所述步骤(2)得到的卫星标准时间，同步所述时钟微处理器中实时时钟的时间，并测量所述实时时钟时间与卫星标准时间的时差值，计算出晶体频率准确度；(4)所述卫星授时时钟系统根据所述步骤(3)得到的晶体频率准确度，修正所述步骤(1)中的晶体频率/温度函数关系，所述卫星授时时钟系统按修正后的频率/温度函数关系重复所述步骤(1)；(5)所述卫星授时时钟系统根据所述步骤(3)得到的晶体频率准确度，调整所述卫星授时时钟系统中的卫星接收模块接收卫星标准时间的周期，并计算出下一次接收卫星信号的时间。2.根据权利要求1所述的一种卫星授时时钟系统低功耗控制方法，其特征在于，在所述步骤(1)中，是通过如下方法对所述卫星授时时钟系统的走时时差进行补偿校正的：所述卫星授时时钟系统通过一温度检测模块实时检测环境温度，并在一定的时差补偿周期内，计算出平均环境温度；根据所述晶体频率准确度与环境温度的函数关系，计算出所述卫星授时时钟系统中晶体在当前环境温度下的实际频率准确度；再由所述实际频率准确度和补偿周期的时间值得到在补偿周期内由于所述晶体频率准确度的变化而导致的时间偏差，根据时差值调节所述卫星授时时钟系统的走钟参数，以提高走时精度。3.根据权利要求1所述的一种卫星授时时钟系统低功耗控制方法，其特征在于，在所述步骤(4)中，是通过如下方法修正所述晶体频率/温度函数的：所述卫星授时时钟系统在非第一次接收到所述卫星标准时间进行同步时，所述时钟微处理器测量所述实时时钟与所述标准时间的时差；然后，根据上次同步到本次同步的时间间隔，计算出所述卫星授时时钟系统中晶体在该时间间隔期间的平均频率准确度，根据该频率准确度修正晶体频率准确度与环境温度的函数关系。4.根据权利要求1所述的一种卫星授时时钟系统低功耗控制方法，其特征在于，在所述步骤(5)中，是通过如下方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：颜美匀，李斌，沈卓，杨珊，蒋兴平，罗庆，彭勇，
申请(专利权)人：成都天奥电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51