一种传感器网络高精度时间同步装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及传感器网络技术领域，特别是一种传感器网络高精度时间同步装置。本实用新型专利技术采用精密授时模块连接通讯模块，并通过精密授时模块将年月日时分秒时间信息传输至微控制器模块进行处理后，转换成时间戳信息与传感器接入模块接收的传感器数据相融合，发送至外部设备，实现传感器网络高精度时间同步。且本实用新型专利技术还具有结构简单，可靠性高，功耗低，体积小的优点，适用于工程监测的各个场景。适用于工程监测的各个场景。适用于工程监测的各个场景。

【技术实现步骤摘要】
一种传感器网络高精度时间同步装置


[0001]本技术涉及传感器网络
，特别是一种传感器网络高精度时间同步装置。

技术介绍

[0002]伴随着国内高速铁路的飞速发展，铁路施工及运营安全越来越受到铁路管理部门的高度重视，铁路基础设施及运营环境自动化监测系统的应用越来越广泛。针对路基、桥梁、隧道等铁路基础设施，需用多种传感器对各个病害工点的参数进行实时监测形成传感器网络，而在传感器网络中各传感器数据采集时间对于数据分析极其重要，因此传感器网络中各传感器数据高精度时间同步对于传感器数据采集和分析尤为重要。
[0003]目前现有的方法大多数是采用时钟芯片来对传感器采样数据进行时间同步，然而受限于时钟芯片精度和温漂的影响，不能保障传感器网络中所有传感器的完全时间一致，即与标准时间误差小于1us的高精度要求，不适合应用于可靠性和时间同步精度要求高的场合。所以如今需要一种传感器网络高精度时间同步装置新的时间同步装置来提高时间同步精度。

技术实现思路

[0004]本技术的目的在于克服现有技术中所存在的可靠性和时间同步精度低的问题，提供一种传感器网络高精度时间同步装置。
[0005]为了实现上述技术目的，本技术提供了以下技术方案：
[0006]一种传感器网络高精度时间同步装置，包括依次电连接的通讯模块、精密授时模块、微控制器模块和传感器接入模块；
[0007]所述通讯模块接收外部的时间信号，并将所述时间信号发送至所述精密授时模块；
[0008]所述精密授时模块将接收到的所述时间信号转换成脉冲信号和时分秒信号，并将所述脉冲信号和所述时分秒信号发送至所述微控制器模块；
[0009]所述传感器接入模块接收传感器发送的传感器数据，并将所述传感器数据发送至所述微控制器模块；
[0010]所述微控制器模块包括网关，所述微控制器模块将所述脉冲信号和所述时间信号转换成时间戳信息，将所述时间戳信息加载到所述传感器数据后，所述微控制器模块通过所述网关发送至外部设备。本技术采用精密授时模块连接通讯模块，并通过精密授时模块将年月日时分秒时间信息传输至微控制器模块进行处理后，转换成时间戳信息与传感器接入模块接收的传感器数据相融合，发送至外部设备，实现传感器网络高精度时间同步。且本技术还具有结构简单，可靠性高，功耗低，体积小的优点，适用于工程监测的各个场景。
[0011]作为本技术的优选方案，所述脉冲信号为两路，包括1Hz的秒脉冲信号TP1和
10MHz的高频脉冲信号TP2。本技术通过微控制器模块串口接收精密授时模块串口发送的时分秒时间信息，同时微控制器模块外部中断接收精密授时模块产生的1Hz秒脉冲信号TP1，微控制器模块外部计数器接收精密模块产生的10MHz高频脉冲信号TP2；微控制器模块将两路脉冲信号和时间信号融合处理后得到时间戳，从而获取高精度的在线时间信息。
[0012]作为本技术的优选方案，所述精密授时模块通过R232串口传输所述时分秒信号。
[0013]作为本技术的优选方案，所述通讯模块为外置式有源接收天线，接收卫星时间信号。本技术通过外置式有源接收天线从GPS、GLONASS和北斗等全球导航卫星系统中取得即时时间信息，最大限度的保持了时间戳的精度。
[0014]作为本技术的优选方案，所述网关为Rj45网口模块(由LAN8720、外部有源25MHz晶振和Rj45网络接口组成)。
[0015]作为本技术的优选方案，所述微控制器模块为STM32F429单片机及其外围电路。
[0016]作为本技术的优选方案，所述精密授时模块为NEO
‑
M8T芯片及其电源模块。
[0017]作为本技术的优选方案，所述精密授时模块包括纽扣电池。本技术通过在精密授时模块内增加纽扣电池，从而缩短所述精密授时模块的冷启动时间，增强了本技术的实用性。
[0018]作为本技术的优选方案，所述精密授时模块包括两个LED灯，用于表示所述精密授时模块的工作状态。
[0019]作为本技术的优选方案，所述精密授时模块通过上位机软件进行初始化配置。
[0020]与现有技术相比，本技术的有益效果：
[0021]1.本技术采用精密授时模块连接通讯模块，并通过精密授时模块将年月日时分秒时间信息传输至微控制器模块进行处理后，转换成时间戳信息与传感器接入模块接收的传感器数据相融合，发送至外部设备，实现传感器网络高精度时间同步。且本技术还具有结构简单，可靠性高，功耗低，体积小的优点，适用于工程监测的各个场景。
[0022]2.本技术通过微控制器模块串口接收精密授时模块串口发送的时分秒时间信息，同时微控制器模块外部中断接收精密授时模块产生的1Hz秒脉冲信号TP1，微控制器模块外部计数器接收精密模块产生的10MHz高频脉冲信号TP2；微控制器模块将两路脉冲信号和时间信号融合处理后得到时间戳，从而获取高精度的在线时间信息。
[0023]3.本技术通过外置式有源接收天线从GPS、GLONASS和北斗等全球导航卫星系统中取得即时时间信息，最大限度的保持了时间戳的精度。
[0024]4.本技术通过在精密授时模块内增加纽扣电池，从而缩短所述精密授时模块的冷启动时间，增强了本技术的实用性。
附图说明
[0025]图1为本技术实施例1所述的一种传感器网络高精度时间同步装置的结构示意图；
[0026]图2为本技术实施例1所述的一种传感器网络高精度时间同步装置的微控制
器模块电路示意图；
[0027]图3为本技术实施例2所述的一种传感器网络高精度时间同步装置的精密授时模块电路示意图；
[0028]图4为本技术实施例3所述的一种传感器网络高精度时间同步装置的工作流程示意图。
具体实施方式
[0029]下面结合试验例及具体实施方式对本技术作进一步的详细描述。但不应将此理解为本技术上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本
技术实现思路
所实现的技术均属于本技术的范围。
[0030]实施例1
[0031]如图1所示，一种传感器网络高精度时间同步装置，包括依次电连接的通讯模块、精密授时模块、微控制器模块和传感器接入模块。
[0032]所述通讯模块采用外置式有源接收天线，用于接收天线接收卫星信号并对其进行处理；所述微控制器模块采用微控制器和外部晶振。精密授时模块通过外置式有源接收天线接收卫星信号并对其进行处理，然后通过内置的R232串口输出时分秒时间信息，同时输出两路脉冲信号：1Hz的秒脉冲信号TP1和10MHz的高频脉冲信号TP2。微控制器的串口接收精密模块串口发送的时分秒时间信息，同时微控制器的外部中断接收精密授时模块产生的1Hz秒脉冲信号TP1，微控制器的外部计数器接收精密模块产生的10MHz高频脉冲信号TP2。微控制器将接收到的时分秒时间本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种传感器网络高精度时间同步装置，其特征在于，包括依次电连接的通讯模块、精密授时模块、微控制器模块和传感器接入模块；所述通讯模块接收外部的时间信号，并将所述时间信号发送至所述精密授时模块；所述精密授时模块将接收到的所述时间信号转换成脉冲信号和时分秒信号，并将所述脉冲信号和所述时分秒信号发送至所述微控制器模块；所述传感器接入模块接收传感器发送的传感器数据，并将所述传感器数据发送至所述微控制器模块；所述微控制器模块包括网关，所述微控制器模块将所述脉冲信号和所述时间信号转换成时间戳信息，将所述时间戳信息加载到所述传感器数据后，所述微控制器模块通过所述网关发送至外部设备。2.根据权利要求1所述的一种传感器网络高精度时间同步装置，其特征在于，所述脉冲信号为两路，包括1Hz的秒脉冲信号TP1和10MHz的高频脉冲信号TP2。3.根据权利要求1所述的一种传感器网络高精度时间同步装置，其特征在于，所述精密授时模块通过R232串口传输所述时分秒信号。4.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨学锋，潘兆马，陈昳，姚书琴，杨森，王珣，袁焦，杨科，余博，邹文露，伏坤，刘勇，徐鑫，裴起帆，
申请(专利权)人：中铁二院工程集团有限责任公司，
类型：新型
国别省市：