一种基于周期授时的时钟同步方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种基于周期授时的时钟同步方法和装置，通过分别对授时端输出的连续n个授时报文进行次采样并解析，得到n个日期时间数据，基于时间轴，对采集到的n个日期时间数据进行排序；判断排序后的所述n个日期时间数据是否满足预设条件；满足所述预设条件，则表明所述n个日期时间数据可靠，进行后续处理；如果不满足所述预设条件，则表明所述n个日期时间数据不可靠，不响应所述n个日期时间数据，保证了校时端用于进行后续处理的日期时间数据的可靠性。

【技术实现步骤摘要】
一种基于周期授时的时钟同步方法和装置
本专利技术涉及数字电路领域，具体涉及一种基于周期授时的时钟同步方法和装置。
技术介绍
在一些需要精确时间同步的场合，如综合监控、电力通信、工厂DCS(集散控制系统)等监控系统，仅靠计算机本身提供的时钟信号是远远不够的。据统计，计算机时间与国际标准时间偏差在1分钟以上的占到90％以上，这是因为计算机的时钟信号来源于自带的简单晶体振荡器，而这种晶体振荡器守时性较差，调整好时间后，一般每天都有几秒钟的时间漂移。精心协调、可靠准确的时间对于上述系统至关重要。例如，在工业自动化系统中，日志、报警、SOE等都以时间作为第一排序要素，特别是在装置的故障分析中，装置SOE的时序(解析到毫秒)至关重要，错误的时间可能会导致SOE的时序混乱，比如导致首出故障定位错误，为故障分析提供错误的指导其后果往往是故障原因无法真实定位甚至导致错误的结论。可靠和准确的计算机时间为互联的万物提供统一参照，显然，当这些带本地时标的信息汇集在一起后，互联设备时钟的精确度，将决定这些信息按时间进行总排序的精确度。因此，监控系统需要外部授时装置(授时装置从GPS/北斗卫星上获取标准的时间信号)提供基准时钟以对系统进行授时。典型的监控系统一般都有监控中心，通常外部授时装置安装于监控中心，外部授时装置普遍通过RS422/232串口将基准时钟信息接入监控中心的某台计算机，该计算机将作为监控系统的母钟服务器，母钟服务器再通过监控系统内部网络以nTP/SnTP等时间协议来校准监控系统的各个节点设备/计算机，这样就可以达到整个系统的时间同步。由上可见，作为监控系统时钟源的母钟服务器自身时钟的准度非常关键。外部授时装置普遍通过RS422/232串口将基准时钟信息接入监控系统的计算机，我们把外部授时装置称为授时端，把接受基准时钟信息的监控系统的计算机称为校时端。授时端和校时端根据双方事先约定的具体通信协议，授时端周期触发授时报文并通过串口一端发送给校时端，校时端通过串口的另一端从授时端获得授时报文，校时端再按照通信协议解析出报文中的完整日期时间数据TOD(TimeOfDay,含年月日时分秒毫秒，有的授时报文中不含毫秒，通常表示毫秒数为000毫秒而不是简单的四舍五入或者截断毫秒数)作为基准时间(BaseTime，简称BTime)，再执行本地时钟修正。授时端触发授时报文的周期一般是1000毫秒的整数倍，如1000毫秒、2000毫秒、5000毫秒，其中以1000毫秒作为周期最为常用。校时端通过RS422从授时端获得授时报文，按照通信协议解析出报文中的完整日期时间数据TOD(TimeOfDay,含年月日时分秒毫秒)作为基准时间(BaseTime，简称BTime)，再执行本地时钟修正。常规方法为：校时端把TOD减Tc后所得结果，修改本地时钟，其中Tc为报文串口补偿时间，Tc为常数。为了提高TOD数据(简称数据)传输的可靠性，传统方法会在OSI七层模型的各个层面进行考虑，例如，在物理层选用抗电磁干扰强的通信电缆、接入终端电阻等措施；在数据链路层选用奇偶校验；应用层的通信协议上，协议报文中自带各种类型的校验和。通过以上措施中的一种或多种，数据的可靠性基本得到保障。在传统方法下，MTBF(平均无故障时间)有望达到5000小时甚至更高。然而，即便有以上全部措施保障，在有些情形下，仍然可能导致意外的错误TOD数据被校时端采集，这些意外的TOD错误数据我们一律称为脏数据。传统方法存在以下缺陷或漏洞：一、传统方法很难过滤来自授时端源头的脏数据。授时端作为数据提供方在自身收集数据时，有可能意外收集到一次脏数据，显然，由于这个脏数据的错误来自授时端源头，传输过程中所采取的措施通常是无效的，相反，措施越“安全”，这个脏数据反倒会越被“可靠地”护送到校时端，即传统的保障措施很难防护这种偶发的授时端源头突变脏数据。我们不妨称这类错误为源头错误。二、数据在传输过程产生错误并成为脏数据，其中大部分有望被传统方法拦截，但会有少部分成功穿越传统的防护网，成为漏网之鱼。例如，目前国内常见的串口时钟通信协议，校验和采用累积代数和，当数据区的某一个字节多1，而另一个字节少1时，显然，其累积代数和不会变化，因此，这样的错误在传统方法下无法被有效过滤。我们不妨称这类产生自传输过程中但却可以逃过传输以及接收终端的各种传统校验(如校验和、报文关键字校验等)的错误为逃逸错误。可以看到，上述源头错误和逃逸错误会导致TOD数据错误，如果直接用常规方法——校时端把TOD减Tc后所得结果，修改本地时钟，就会直接导致校时端时钟错误。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术实施例提供一种基于周期授时的时钟同步方法和装置，保证TOD数据的可靠性。为实现上述目的，本专利技术实施例提供如下技术方案：一种基于周期授时的时钟同步方法，包括：分别对授时端输出的连续n个授时报文进行次采样并解析，得到n个日期时间数据，所述n为不小于2的正整数；基于时间轴，对采集到的n个日期时间数据进行排序；判断排序后的所述n个日期时间数据是否满足预设条件；满足所述预设条件，则表明所述n个日期时间数据可靠；如果不满足所述预设条件，则表明所述n个日期时间数据不可靠，不响应所述n个日期时间数据。可选的，上述基于周期授时的时钟同步方法中，还包括：每解析一个所述授时报文，控制计数器加1，直至所述计数器的值达到n时，控制所述计数器的计时结果清零；当所述计数器的值达到n时之后，生成用于触发基于时间轴，对采集到的n个日期时间数据进行排序的控制指令。可选的，上述基于周期授时的时钟同步方法中，所述n的值为3。可选的，上述基于周期授时的时钟同步方法中，所述预设条件为排序后的所述n个日期时间数据为等差数列或近等差数列。可选的，上述基于周期授时的时钟同步方法中，所述分别对授时端输出的连续n个授时报文进行次采样并解析，得到n个日期时间数据，具体为：分别对授时端输出的连续n个授时报文进行次采样并解析，得到n个标准时间结构体结构的日期时间数据。一种基于周期授时的时钟同步装置，包括：数据解析单元，用于分别对授时端输出的连续n个授时报文进行次采样并解析，得到n个日期时间数据，所述n为不小于2的正整数；数据排序单元，用于基于时间轴，对采集到的n个日期时间数据进行排序；可靠性判断单元，用于判断排序后的所述n个日期时间数据是否满足预设条件；满足所述预设条件，则表明所述n个日期时间数据可靠；如果不满足所述预设条件，则表明所述n个日期时间数据不可靠，不响应所述n个日期时间数据。可选的，上述基于周期授时的时钟同步装置中，数据排序单元，还用于：每解析一个所述授时报文，控制计数器加1，直至所述计数器的值达到n时，控制所述计数器的计时结果清零；当所述计数器的值达到n时之后，生成用于触发基于时间轴，对采集到的n个日期时间数据进行排序的控制指令。可选的，上述基于周本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于周期授时的时钟同步方法，其特征在于，包括：/n分别对授时端输出的连续n个授时报文进行次采样并解析，得到n个日期时间数据，所述n为不小于2的正整数；/n基于时间轴，对采集到的n个日期时间数据进行排序；/n判断排序后的所述n个日期时间数据是否满足预设条件；/n满足所述预设条件，则表明所述n个日期时间数据可靠；/n如果不满足所述预设条件，则表明所述n个日期时间数据不可靠，不响应所述n个日期时间数据。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于周期授时的时钟同步方法，其特征在于，包括：
分别对授时端输出的连续n个授时报文进行次采样并解析，得到n个日期时间数据，所述n为不小于2的正整数；
基于时间轴，对采集到的n个日期时间数据进行排序；
判断排序后的所述n个日期时间数据是否满足预设条件；
满足所述预设条件，则表明所述n个日期时间数据可靠；
如果不满足所述预设条件，则表明所述n个日期时间数据不可靠，不响应所述n个日期时间数据。


2.根据权利要求1所述的基于周期授时的时钟同步方法，其特征在于，还包括：
每解析一个所述授时报文，控制计数器加1，直至所述计数器的值达到n时，控制所述计数器的计时结果清零；
当所述计数器的值达到n时之后，生成用于触发基于时间轴，对采集到的n个日期时间数据进行排序的控制指令。


3.根据权利要求1所述的基于周期授时的时钟同步方法，其特征在于，所述n的值为3。


4.根据权利要求1所述的基于周期授时的时钟同步方法，其特征在于，所述预设条件为排序后的所述n个日期时间数据为等差数列或近等差数列。


5.根据权利要求1所述的基于周期授时的时钟同步方法，其特征在于，所述分别对授时端输出的连续n个授时报文进行次采样并解析，得到n个日期时间数据，具体为：
分别对授时端输出的连续n个授时报文进行次采样并解析，得到n个标准时间结构体结构的日期时间数据。


6.一种基于周期...

【专利技术属性】
技术研发人员：贺学文，
申请(专利权)人：北京和利时系统工程有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11