一种基于分布式网络的时间感知模块及其时间同步系统技术方案

本发明专利技术涉及一种基于分布式网络的时间感知模块及其时间同步系统，一种基于分布式网络的时间感知模块，包括：同步站点单元，主时钟单元，从时钟单元，第一端口，第二端口，数据中转单元，一种基于分布式网络的时间同步系统，包括多个时间感知模块组成，本发明专利技术实施例通过时钟选择算法调用时间感知模块的相关单元，并通过计算链路延时和测量时间差，最后完成相连的时间感知模块之间的时钟同步，从而达到分布式网络的时钟同步，使得分布式网络时钟同步系统的时钟同步精度到达纳秒级别，且该分布式网络具有较强的稳定性，从而满足更多设备的需求。

A time aware module based on distributed network and its time synchronization system

The invention relates to a time sensing module based on a distributed network and a time synchronization system thereof. A time sensing module based on a distributed network includes a synchronization site unit, a master clock unit, a slave clock unit, a first port, a second port, a data transfer unit, and a time synchronization module based on a distributed network. A step system consists of a plurality of time sensing modules. The embodiment of the present invention invokes the relevant units of the time sensing module through a clock selection algorithm, and finally completes the clock synchronization between the connected time sensing modules by calculating link delay and measuring time difference, thus achieving clock synchronization of the distributed network, thus enabling the clock synchronization of the distributed network to be achieved. The clock synchronization precision of the distributed network clock synchronization system reaches the nanosecond level, and the distributed network has strong stability to meet the needs of more devices.

【技术实现步骤摘要】
一种基于分布式网络的时间感知模块及其时间同步系统
本专利技术属于电子与通信领域，具体涉及一种基于分布式网络的时间感知模块及其时间同步系统。
技术介绍
随着以太网技术的快速发展，分布式网络的应用对时钟同步精度的要求越来越高。在实际生活中，分布式网络中各节点的应用设备也采用了不同的时钟同步方法进行时钟同步。目前，常用于以太网的同步协议有：网络时间协议NTP(NetworkTimeProtocol)和其简单版本SNTP(SimpleNetworkTimeProtocol)。NTP/SNTP协议用途是将计算机的时间通过网卡同步到某些时间标准，采用服务器/客户端模式在应用层进行时间同步。然而，由于时间信号通过分布式网络信道传送到不同终端节点的延时不同，所以采用这种授时方式的同步精度不高，一般在10ms到100ms之间，已经无法满足分布式网络节点设备对高精度时钟的要求。
技术实现思路
为了解决现有技术中存在的上述问题，本专利技术提供了一种基于分布式网络的时间感知模块及其时间同步系统。本专利技术要解决的技术问题通过以下技术方案实现：本专利技术实施例提供了一种基于分布式网络的时间感知模块及其时间同步系统，一种基于分布式网络的时间感知模块，包括：同步站点单元，用于根据时钟选择算法确定所述时间感知模块是否为主时钟；主时钟单元，用于发送时间信息至所述同步站点单元；从时钟单元，用于接收所述同步站点单元的所述时钟信息并将所述时钟信息发送至所述时间感知应用；第一端口，用于接收所述同步站点单元的所述时间信息；第二端口，用于将所述时间信息发送至所述同步站点单元；数据中转单元，用于接收所述第一端口发送的第一报文信息，还用于将第二报文信息发送至所述第二端口。在本专利技术的一个实施例中，同步站点单元，具体用于根据时钟选择算法确定所述时间感知模块是否为主时钟，若是，则所述同步站点模块调用所述主时钟单元、所述从时钟单元、所述第一端口和所述数据中转单元；若否，则所述同步站点单元调用所述数据中转模单元、所述第二端口和所述从时钟单元。在本专利技术的一个实施例中，所述时钟选择算法包括：所述同步站点接收时钟信息；所述同步站点根据所述时钟信息确定所述感知模块主时钟或所述非主时钟。在本专利技术的一个实施例中，所述主时钟单元与时钟源相连。在本专利技术的一个实施例中，所述时间感知模块为主时钟时，所述主时钟单元发送所述时间信息至所述同步站点单元，所述同步站点单元通过所述从时钟单元将所述时间信息发送至所述时间感知应用，同时，所述同步站点单元将所述时间信息发送至所述第一端口，所述第一端口通过所述第一报文信息将所述时间信息发送至所述数据中转单元。在本专利技术的一个实施例中，所述时间感知模块为非主时钟时，所述数据中转单元通过所述第二报文信息将所述时间信息发送至所述第二端口，所述第二端口将所述时间信息发送至所述同步站点单元，所述同步站点单元将所述时间信息发送至所述从时钟单元，所述从时钟单元计算出所述时间信息与本地时钟的时间差，利用所述时间差校正所述本地时钟。在本专利技术的一个实施例中，所述第一报文信息通过所述第一端口对所述时间信息进行报文填充后获得。在本专利技术的一个实施例中，还包括：所述时间感知模块还连接下一级时间感知模块时，当前所述同步站点单元将校正后的所述时间信息发送至当前所述第一端口，当前所述第一端口将所述时间信息发送至当前所述数据中转单元。在本专利技术的一个实施例中，所述第二报文信息解析后获得所述时间信息。本专利技术还提供了一种基于分布式网络的时间同步系统，包括本专利技术的时间感知模块所述的时间感知模块。与现有技术相比，本专利技术的有益效果：1)本专利技术提供的时间同步系统提供了更为可靠的时间同步方案，使得该系统时间同步精度达到纳秒级别；2)本专利技术提供的时间同步系统使该系统具有较强的稳定性。附图说明图1为本专利技术实施例提供的一种基于分布式网络的时间感知模块的结构示意图；图2为本专利技术实施例提供的一种基于分布式网络的时间同步系统的延时测量原理示意图；图3为本专利技术实施例提供的一种基于分布式网络的时间同步系统的时间差原理示意图。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术做进一步详细的描述，但本专利技术的实施方式不限于此。实施例一请参见图1，图1为本专利技术实施例提供的一种基于分布式网络的时间感知模块的结构示意图。一种基于分布式网络的时间感知模块，包括：同步站点单元，用于根据时钟选择算法确定所述时间感知模块是否为主时钟；主时钟单元，用于发送时间信息至所述同步站点单元；从时钟单元，用于接收所述同步站点单元的所述时钟信息并将所述时钟信息发送至所述时间感知应用；第一端口，用于接收所述同步站点单元的所述时间信息；第二端口，用于将所述时间信息发送至所述同步站点单元；数据中转单元，用于接收所述第一端口发送的第一报文信息，还用于将第二报文信息发送至所述第二端口。优选地，同步站点单元，具体用于根据时钟选择算法确定所述时间感知模块是否为主时钟，若是，则所述同步站点模块调用所述主时钟单元、所述从时钟单元、所述第一端口和所述数据中转单元；若否，则所述同步站点单元调用所述数据中转模单元、所述第二端口和所述从时钟单元。优选地，所述时钟选择算法包括：所述同步站点接收时钟信息；所述同步站点根据所述时钟信息确定所述感知模块主时钟或所述非主时钟。优选地，所述主时钟单元与时钟源相连。优选地，所述时间感知模块为主时钟时，所述主时钟单元发送所述时间信息至所述同步站点单元，所述同步站点单元通过所述从时钟单元将所述时间信息发送至所述时间感知应用，同时，所述同步站点单元将所述时间信息发送至所述第一端口，所述第一端口通过所述第一报文信息将所述时间信息发送至所述数据中转单元。优选地，所述时间感知模块为非主时钟时，所述数据中转单元通过所述第二报文信息将所述时间信息发送至所述第二端口，所述第二端口将所述时间信息发送至所述同步站点单元，所述同步站点单元将所述时间信息发送至所述从时钟单元，所述从时钟单元计算出所述时间信息与本地时钟的时间差，利用所述时间差校正所述本地时钟。优选地，所述第一报文信息通过所述第一端口对所述时间信息进行报文填充后获得。优选地，还包括：所述时间感知模块还连接下一级时间感知模块时，当前所述同步站点单元将校正后的所述时间信息发送至当前所述第一端口，当前所述第一端口将所述时间信息发送至当前所述数据中转单元。优选地，所述第二报文信息解析后获得所述时间信息。本专利技术还提供了一种基于分布式网络的时间同步系统，包括本专利技术的时间感知模块所述的时间感知模块。在本实施例中，通过时钟选择算法确定时间感知模块是否为主时钟，然后确定数据流向和调用功能单元，并通过时间差完成该系统的时间同步，使该系统的时钟同步精度更高。实施例二请继续参见图1，并请参见图2和图3，图1为本专利技术实施例提供的一种基于分布式网络的时间感知模块的结构示意图；图2为本专利技术实施例提供的一种基于分布式网络的时间同步系统的延时测量原理示意图；图3为本专利技术实施例提供的一种基于分布式网络的时间同步系统的时间差原理示意图。本实施例在上述实施例的基础上，重点对基于分布式网络的时间感知模块及其时间同步系统进行了详细描述。一种基于分布式网络的时间感知模块，在该分布式网络中一个网络节点就是一个时间感知模块，该时间感知模块包括：同步站点单元(Sites本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于分布式网络的时间感知模块，其特征在于，包括：同步站点单元，用于根据时钟选择算法确定所述时间感知模块是否为主时钟；主时钟单元，用于发送时间信息至所述同步站点单元；从时钟单元，用于接收所述同步站点单元的所述时钟信息并将所述时钟信息发送至时间感知应用；第一端口，用于接收所述同步站点单元的所述时间信息；第二端口，用于将所述时间信息发送至所述同步站点单元；数据中转单元，用于接收所述第一端口发送的第一报文信息，还用于将第二报文信息发送至所述第二端口。

【技术特征摘要】
1.一种基于分布式网络的时间感知模块，其特征在于，包括：同步站点单元，用于根据时钟选择算法确定所述时间感知模块是否为主时钟；主时钟单元，用于发送时间信息至所述同步站点单元；从时钟单元，用于接收所述同步站点单元的所述时钟信息并将所述时钟信息发送至时间感知应用；第一端口，用于接收所述同步站点单元的所述时间信息；第二端口，用于将所述时间信息发送至所述同步站点单元；数据中转单元，用于接收所述第一端口发送的第一报文信息，还用于将第二报文信息发送至所述第二端口。2.根据权利要求1所述的时间感知模块，其特征在于，同步站点单元，具体用于根据时钟选择算法确定所述时间感知模块是否为主时钟，若是，则所述同步站点模块调用所述主时钟单元、所述从时钟单元、所述第一端口和所述数据中转单元；若否，则所述同步站点单元调用所述数据中转模单元、所述第二端口和所述从时钟单元。3.根据权利要求1所述的时间感知模块，其特征在于，所述时钟选择算法包括：所述同步站点接收时钟信息；所述同步站点根据所述时钟信息确定所述感知模块主时钟或所述非主时钟。4.根据权利要求2所述的时间感知模块，其特征在于，所述主时钟单元与时钟源相连。5.根据权利要求2所述的时间感知模块，其特征在于，所述时间感知模块为主时钟时，所述主时钟单元发送所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈晨，吕宁，殷廷瑞，吕高登，郑昊，李彦鑫，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61