CN102075314A - 网络税控系统时间同步方法 - Google Patents

Abstract

一种网络税控系统时间同步方法，该网络税控系统包括网络税控器设备和税控服务器设备，包括以下步骤：(1)确定主设备；(2)主设备向局域网内所有其他设备广播时间获取命令；(3)所有其他设备在收到所述时间获取命令后，通过时间上传命令返回本地时钟芯片时间给主设备；(4)主设备收到所有其他设备的时间后，按照少数服从多数的法则，确定系统标准时间；(5)主设备将所述系统标准时间通过更新时间命令广播给所有其他设备，其他设备收到更新时间命令后，更新本地时钟芯片时间为系统标准时间。本发明充分简化了应用程序的复杂度，具有高可靠性，可以充分保证税源监控系统中各设备的时间准确性和同步性。

Description

网络税控系统时间同步方法

技术领域

本发明有关一种时间同步方法，特别是一种网络税控系统时间同步方法。

背景技术

一直以来，对于如何在大中型商业零售业企业中进行税源监控，都是国家税务总局工作的重点之一，也是税控收款机推广工作的难点之一。由于该类型企业基本上都已在POS销售系统的硬件和软件上进行了大量的先期投资，并拥有了较为完善和独立的进销存管理系统和后台数据库系统，简单的用税控收款机替代现有POS收银机不仅会增加商户的投资，同时也难以与其已有的后台系统进行兼容。因此，在税控收款机的前期推广对象中，未包含该类型的商户企业，各方也未对该问题的解决提供一个明确的方案。税务局对于该类型企业的销售收入和纳税情况监控只能通过商户提交的销售报表来完成，具有较大的不完整性。

为了有效地对该类型企业进行监管，申请人经过多年的研究，结合现有税控收款机国家标准研制出了一套针对大中型商业零售企业税源监控系统，该系统遵循了GB18240.7-2004税控收款机国家标准第7部分(草案)所描述的商业自动化管理系统相关标准，同时又完善了该套系统的不完整的部分。

税源监控系统的网络架构是客户端加服务端模式，客户端是网络税控器，服务端是税控服务器。税控国家标准规定税控设备的时钟需走时准确，日误差不大于10秒。另外由于税源监控的特殊性，还需要随时保持网络税控器和税控服务器的时间同步。

目前，网络时间同步协议基于以下三种模式：

客户机加服务器模式：采用一对一连接，客户机时间可以被服务器时间同步，服务器时间不能被客户机时间同步；

对称模式：与客户机加服务器模式基本相同，但双方均可同步对方或被对方同步，先发出申请建立连接的一方工作在主动模式下，另一方则工作在被动模式下；

广播加多播模式：是一对多的连接，服务器周期性地主动发出时间信息，客户机据此信息调整自己的时间。

本发明中税源监控系统中服务器和客户机都需要确保时间的准确性，两者都可能因为某种原因导致时钟发生偏差，因此时间同步协议采用了对称模式，同时利用了一个简单的算法完成税源监控系统时间同步。

发明内容

本发明提供一种网络税控系统时间同步方法，以解决上述背景技术中存在的服务器和客户机需要确保走时准确且时间同步的技术问题。

一种网络税控系统时间同步方法，该网络税控系统包括网络税控器设备和税控服务器设备，包括以下步骤：(1)确定主设备；(2)主设备向局域网内所有其他设备广播时间获取命令；(3)所有其他设备在收到所述时间获取命令后，通过时间上传命令返回本地时钟芯片时间给主设备；(4)主设备收到所有其他设备的时间后，按照少数服从多数的法则，确定系统标准时间；(5)主设备将所述系统标准时间通过更新时间命令广播给所有其他设备，其他设备收到更新时间命令后，更新本地时钟芯片时间为系统标准时间。

其中，所述确定主设备的步骤包括：(1)设备在应用程序启动后，向局域网内所有其他设备广播主设备请求命令；(2)其他设备收到命令后，如果自身为主设备工作模式则返回主设备响应应答，如果为从设备工作模式则不返回主设备响应应答；(3)提出请求的设备如果在规定的时限内收到主设备响应应答，则切换到从设备工作模式，如果在规定的时限内没有收到所述主设备响应应答，则切换到主设备工作模式，如果在规定的时限以外收到所述主设备响应应答，则发送放弃主设备命令给发出主设备响应应答的设备。

其中，所述主设备请求命令、主设备响应应答、放弃主设备命令、时间获取命令、时间上传命令和更新时间命令的通信数据帧格式包括：起始字节、有效数据、CRC16校验字节和结束字节。

其中，所述起始字节以十六进制数据0xC0表示；所述有效数据为时间信息或响应命令；所述CRC16校验字节根据所述有效数据计算得出；所述结束字节以十六进制数据0xC1表示。

其中，所述有效数据前包括转义字节0x7D。

其中，所述CRC16校验字节的计算采用CRC-CCITT算法，生成多项式为X16+X12+X5+1。

其中，所述局域网的网络类型为10M/100M的以太网。

其中，所述网络税控器的时钟芯片为日历钟M41ST87。

本发明通过采取以上技术方案，充分简化了应用程序的复杂度，具有高可靠性，可以充分保证税源监控系统中各设备的时间准确性和同步性，达到了有益的技术效果。

附图说明

图1为税源监控系统的示意图；

图2为本发明的时间同步流程框图；

图3为通信数据帧格式示意图。

具体实施方式

为了使本发明的特点能够更好地被理解，以下将列举较佳实施例并结合附图进行详细说明。

图1为大中型商业零售企业税源监控系统示意图，如图1所示，针对大中型商业零售企业的税源监控系统的网络架构是客户端加服务端模式，客户端是网络税控器，服务端是税控服务器。网络税控器包括税控数据采集模块，负责记录前台销售的每笔数据，并根据关键数据生成税控码，同时定期将发票数据上传到后台税控服务器；后台税控服务器包括税控管理信息系统，完成网络税控器的初始化、管理税控IC卡、汇总发票与税务数据、申报数据等功能。

网络税控器通过POS机上的并口、串口和USB口与POS机进行数据通信。用户在进行数据申报时，在后台税控服务器上执行申报操作即可对企业所有数据通过局域网进行传输、存储并写入用户卡U-key中；完税时用户将带有监控信息的U-key插入税控服务器，然后执行完税操作即可完成对企业所有网络税控器的监控信息更新。

税控国家标准规定税控设备的时钟需走时准确，日误差不大于10秒。因此在硬件设计时，网络税控器的时钟芯片选择了精度高的日历钟M41ST87，理论日误差小于1秒，满足税控国家标准的设计要求。由于税源监控系统需要保证税控信息时间的准确性，因此仅仅通过采用高精度时钟芯片不能完全保证系统时间的可靠性，需要采取其他手段增强系统时间的可靠性。鉴于税源监控系统是网络模式，因此充分利用服务器以及全部网络税控器的时间信息是系统时间同步的重要手段。

本发明采用网络税控系统时间同步方法在时间同步功能上，税控服务器设备与所有网络税控器设备处于对等位置，即网络税控器和税控器服务器时间均可被对方同步。本发明的时间同步流程框图如图2所示，时间同步流程的原理为：

税控服务器或网络税控器首先发出命令，申请成为时间同步主设备。如果有主设备响应应答，则看该应答是否在规定的时限内，在规定时限内则申请设备放弃主设备申请请求；如果在规定的时限以外收到存在主设备的响应应答，则新成为主设备的设备发送命令给返回响应应答的设备，使之主动放弃主设备位置；如果在规定的时限内没有收到存在主设备响应应答，则申请设备成为主设备。当设备成为主设备后，发送时间获取命令给所有设备。所有收到命令的设备上传本地时间给主设备。主设备依据“少数服从多数”的法则，发送更新时间命令到“少数”设备更新其本地时间。

具体的，网络税控系统时间同步方法包括如下步骤：

1、确定主设备。

设备在应用程序启动后，设备向局域网内的其他所有网络设备广播主设备请求命令。当税源监控系统中的其他设备收到命令后，如果自身为主设备工作模式则返回主设备响应应答，如果为从设备工作模式则不返回所述主设备响应应答。

提出请求的设备在规定的时限内收到主设备响应应答，则将自身切换到从设备工作模式。如果提出请求的设备在规定的时限内没有收到主设备响应应答，则将自身自动切换到主设备工作模式。对在规定时限以外接收到的主设备响应应答，提出请求的设备发送放弃主设备命令给发出主设备响应应答的设备，使其切换为从设备。在规定时限以外没有接收到主设备响应应答，则不作反应，提出请求的设备保持主设备状态。

2、当税源监控系统的主设备确定后，主设备向税源监控系统局域网内的所有其他设备广播时间获取命令。

3、所有其他设备收到该时间获取命令后，立即通过时间上传命令返回本地时钟芯片时间给主设备。

4、主设备收到所有其他设备的时间后，按照“少数服从多数”的法则，确定系统标准时间。

5、主设备将系统标准时间通过更新时间命令广播到局域网内，税源监控系统的其他从设备收到该更新时间命令后，根据该时间信息更新本地时间为系统标准时间。

局域网的网络类型为10M/100M以太网，因此数据传输速度快，税源监控设备主频高达80MHz，数据处理速度快，传输时延和数据处理时间远远满足日误差10秒的要求，因此在时间同步过程中可以忽略由网络传输时延和数据处理时间带来的时间偏差。

税源监控系统中的主设备请求命令、主设备响应应答、放弃主设备命令、时间获取命令、时间上传命令和更新时间命令的通信数据帧格式均包括四个部分：起始字节、有效数据、CRC16校验字节和结束字节。该通信数据帧格式示意图如图3所示。

起始字节表示一帧数据的开始，以十六进制数据0xC0表示；有效数据为实际传输的数据，可以是时间信息、响应命令等；CRC16校验字节根据有效数据计算得出，不包括起始、结束字节数据，CRC16校验字节的校验算法采用CRC-CCITT算法，生成多项式为X16+X12+X5+1；结束字节表示一帧数据的结束，以十六进制数据0xC1表示。在帧数据的有效数据部分，如果包含了起始字节0xC0或结束字节0xC1，则需要在有效数据前加转义字节0x7D。

本发明的网络税控系统时间同步方法具有以下优点：

方案简单：相对于复杂的网络时间同步协议NTP，本系统的时间同步实现方案在满足税控系统精度要求的情况下，忽略了主设备的数据处理过程、网络时延，充分简化了应用程序的复杂度。

高可靠性：系统在设计时就采用了集成晶体、电池切换电路的高精度实时时钟芯片，已经具有非常高的可靠性。再配备上述的网络时间同步方案，可以充分保证税源监控系统中各设备的时间准确性和可靠性。

以上对本发明的描述是说明性的，而非限制性的，本专业技术人员理解，在权利要求限定的精神与范围之内可对其进行许多修改、变化或等效，但是它们都将落入本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种网络税控系统时间同步方法，该网络税控系统包括网络税控器设备和税控服务器设备，其特征在于，包括以下步骤：

(1)确定主设备；

(2)主设备向局域网内所有其他设备广播时间获取命令；

(3)所有其他设备在收到所述时间获取命令后，通过时间上传命令返回本地时钟芯片时间给主设备；

(4)主设备收到所有其他设备的时间后，按照少数服从多数的法则，确定系统标准时间；

(5)主设备将所述系统标准时间通过更新时间命令广播给所有其他设备，其他设备收到更新时间命令后，更新本地时钟芯片时间为系统标准时间。

2.如权利要求1所述的网络税控系统时间同步方法，其特征在于，所述确定主设备的步骤包括：

(1)设备在应用程序启动后，向局域网内所有其他设备广播主设备请求命令；

(2)其他设备收到命令后，如果自身为主设备工作模式则返回主设备响应应答，如果为从设备工作模式则不返回主设备响应应答；

(3)提出请求的设备如果在规定的时限内收到主设备响应应答，则切换到从设备工作模式，如果在规定的时限内没有收到所述主设备响应应答，则切换到主设备工作模式，如果在规定的时限以外收到所述主设备响应应答，则发送放弃主设备命令给发出主设备响应应答的设备。

3.如权利要求2所述的网络税控系统时间同步方法，其特征在于，所述主设备请求命令、主设备响应应答、放弃主设备命令、时间获取命令、时间上传命令和更新时间命令的通信数据帧格式包括：起始字节、有效数据、CRC16校验字节和结束字节。

4.如权利要求3所述的网络税控系统时间同步方法，其特征在于，所述起始字节以十六进制数据0xC0表示；所述有效数据为时间信息或响应命令；所述CRC16校验字节根据所述有效数据计算得出；所述结束字节以十六进制数据0xC1表示。

5.如权利要求4所述的网络税控系统时间同步方法，其特征在于，所述有效数据前包括转义字节0x7D。

6.如权利要求4所述的网络税控系统时间同步方法，其特征在于，所述CRC16校验字节的计算采用CRC-CCITT算法，生成多项式为X16+X12+X5+1。

7.如权利要求1所述的网络税控系统时间同步方法，其特征在于，所述局域网的网络类型为10M/100M的以太网。

8.如权利要求1所述的网络税控系统时间同步方法，其特征在于，所述网络税控器的时钟芯片为日历钟M41ST87。

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