CN103399484B

CN103399484B - 一种本地时钟校准方法及车载设备

Info

Publication number: CN103399484B
Application number: CN201310312226.0A
Authority: CN
Inventors: 刘均; 孙宏伟
Original assignee: Shenzhen Launch Technology Co Ltd
Current assignee: Shenzhen Launch Technology Co Ltd
Priority date: 2013-07-23
Filing date: 2013-07-23
Publication date: 2016-06-22
Anticipated expiration: 2033-07-23
Also published as: CN103399484A

Abstract

本发明实施例公开了一种本地时钟校准方法及车载设备。本发明实施例方法包括：车载设备获取车辆的全球定位系统GPS定位信息；车载设备解析GPS定位信息，以获取GPS定位信息中的世界时UTC；车载设备基于GPS定位信息中的UTC对本地时钟进行校准，本地时钟为实时时钟RTC。本发明实施例还提供了一种车载设备。本发明实施例能够为车载设备提供准确的时间。

Description

一种本地时钟校准方法及车载设备

技术领域

本发明实施例涉及车载通信技术领域，尤其涉及一种本地时钟校准方法及车载设备。

背景技术

当前，车载设备主要使用实时时钟（Real-TimeClock，RTC）作为本地时钟来显示系统时间。RTC时钟的晶振频率受产品工艺、环境温度、匹配电容精度等因素的影响容易产生变化，而且RTC时钟缺乏自动校准机制，这就使得RTC时钟在长年累月的使用过程中，容易产生累积误差，造成车载设备的系统时间不准确。

发明内容

本发明实施例提供了一种本地时钟校准方法及车载设备，能够为车载设备提供准确的时间。

本发明实施例提供的本地时钟校准方法，包括：车载设备获取车辆的全球定位系统GPS定位信息；车载设备解析所述GPS定位信息，以获取所述GPS定位信息中世界时UTC；车载设备基于所述GPS定位信息中的UTC对本地时钟进行校准，所述本地时钟为实时时钟RTC。

本发明实施例提供的车载设备，包括：获取单元，用于获取车辆的全球定位系统GPS定位信息；解析单元，用于解析所述GPS定位信息，以获取所述GPS定位信息中的世界时UTC；校准单元，用于基于所述GPS定位信息中的UTC对本地时钟进行校准，所述本地时钟为实时时钟RTC。

从以上技术方案可以看出，本发明实施例具有以下优点：

在本发明实施例中，车载设备获取车辆的全球定位系统GPS定位信息；对所获取的GPS定位信息进行解析，以获取GPS定位信息中的世界时UTC；车载设备基于GPS定位信息中的世界时对本地时钟进行校准，本地时钟为实时时钟RTC。本发明实施例中，车载设备利用GPS定位信息中携带的世界时UTC来自动校准本地时钟，保证了车载设备的系统时间的准确性。

附图说明

图1为本发明实施例中本地时钟校准方法一个实施例示意图；

图2为本发明实施例中本地时钟校准方法另一实施例示意图；

图3为本发明实施例中本地时钟校准方法另一实施例示意图；

图4为本发明实施例中车载设备一个实施例示意图。

具体实施方式

请参阅图1，本发明实施例中本地时钟校准方法一个实施例包括：

101、车载设备获取车辆的全球定位系统GPS定位信息；

全球定位系统（GlobalPositioningSystem，GPS）可以为车辆提供实时、全天候和全球性的导航服务，大部分车辆都配备有GPS定位系统。GPS是20世纪70年代美国研制的新一代卫星导航、授时、定位系统。24颗专用GPS卫星上各自都带有原子钟，能够将精确的世界时（UniversalTimeCoordinated，UTC）携带在GPS定位信息中发送给车载设备。车载设备可利用GPS接收器获取车辆的GPS定位信息。

102、车载设备解析GPS定位信息，以获取GPS定位信息中世界时UTC；

前面提到GPS卫星发送的GPS定位信息中携带有世界时UTC信息，本实施例中，可以利用GPS定位信息中携带的世界时来校准本地时钟。因此，车载设备在获取到GPS定位信息后，对GPS定位信息进行解析，以获取GPS定位信息中的世界时UTC。

103、车载设备基于GPS定位信息中的UTC对本地时钟进行校准，本地时钟为实时时钟RTC。

因目前车载设备主要使用实时时钟（Real-TimeClock，RTC）作为本地时钟来显示系统时间。RTC时钟的晶振频率受产品工艺、环境温度、匹配电容精度等因素的影响容易产生变化，而RTC时钟又缺乏自动校准机制，这就使得RTC时钟在长年累月的使用过程中，容易产生累积误差，造成车载设备的系统时间不准确。

而世界时UTC作为基本时间计量系统被广泛应用在各个领域，其精度可以到微秒级，因此世界时相对来说是一个标准时间。本实施例中，车载设备在获取到GPS定位信息中的世界时之后，根据世界时UTC对本地时钟进行校准，以确保本地时钟的准确性。

本实施例中，车载设备通过解析GPS定位信息以获取世界时UTC，利用UTC自动校准本地时钟，保证了车载设备的系统时间的准确性。

为了便于理解，下面以一具体实施例对本发明本地时钟校准方法进行描述，请参阅图2，本发明实施例中本地时钟校准方法另一实施例包括：

201、车载设备获取车辆的全球定位系统GPS定位信息；

GPS可以为车辆提供实时、全天候和全球性的导航服务，大部分车辆都配备有GPS定位系统。专用的GPS卫星能够将精确的世界时UTC携带在GPS定位信息中发送给车载设备，车载设备可利用GPS接收器获取车辆的GPS定位信息。

202、车载设备解析GPS定位信息，以获取GPS定位信息中世界时UTC；

车载设备在获取到GPS定位信息后，对GPS定位信息进行解析，以获取GPS定位信息中世界时UTC。具体的，车载设备可通过解析GPGGA语句、或$GPGSA语句、或可视卫星状态输出语句$GPGSV、或推荐定位信息语句$GPRMC、或地面速度信息语句$GPVTG、或$GPGLL语句，以获取GPS定位信息中的UTC。车载设备解析GPS定位信息后可获得的信息包括车辆的定位信息、世界时UTC、秒脉冲信号（PulsePerSecond，PPS）等。

203、车载设备将GPS定位信息中的UTC转换成第一时间戳；

为了便于计算，车载设备将GPS定位信息中的UTC转换成第一时间戳。

204、车载设备将本地时钟显示的时间及日期转换成第二时间戳；

同样，为了便于计算，车载设备将本地时钟显示的时间及日期转换成第二时间戳。

205、车载设备判断第一时间戳与第二时间戳之间的差值是否超过预设的阈值；若超过，则执行步骤206，若不超过，则返回步骤201，继续获取GPS定位信息；

本实施例中，可以根据实际需要，在车载设备上预先设置一个时间戳差值的阈值。当车载设备将UTC转换成第一时间戳，将本地时钟显示的时间及日期转换成第二时间戳之后，判断第一时间戳与第二时间戳之间的差值是否超过预设的阈值。

206、启动校时函数对本地时钟进行校准。

当第一时间戳与第二时间戳之间的差值超过预设的阈值，说明本地时钟显示的时间与日期与UTC相差较大，需要校准本地时钟，车载设备启动校时函数对本地时钟进行校准。

本实施例中，车载设备通过GPS定位信息获取到世界时之后，将世界时与本地时钟显示的时间与日期转换为对应的时间戳，通过判断两个时间戳之间的差值来确定是否需要对本地时钟进行校准，当本地时钟需要校准的时候，启动校时函数自动校准本地时钟，方便快捷，且保证了车载设备系统时间的准确性。

上面以将UTC与本地时钟显示的时间及日期转换成对应的时间戳进行判断后，启用校时函数对本地时钟进行校准为例说明了本发明实施例所提供的校准方法，下面以直接利用UTC替换本地时钟显示的时间及日期为例说明本发明实施例所提供的校准方法，请参阅图3，本发明实施例中本地时钟校准方法另一实施例包括：

301、车载设备获取车辆的全球定位系统GPS定位信息；

因为大部分车辆都配备有GPS定位系统，且专用的GPS卫星能够将精确的世界时UTC携带在GPS定位信息中发送给车载设备，车载设备可利用GPS接收器获取车辆的GPS定位信息。

302、车载设备解析GPS定位信息，以获取GPS定位信息中世界时UTC；

车载设备在获取到GPS定位信息后，对GPS定位信息进行解析，以获取GPS定位信息中世界时UTC。具体的，车载设备可通过解析GPGGA语句、或$GPGSA语句、或可视卫星状态输出语句$GPGSV、或推荐定位信息语句$GPRMC、或地面速度信息语句$GPVTG、或$GPGLL语句，以获取所述GPS定位信息中的UTC。

303、利用GPS定位信息中的UTC替换本地时钟上显示的时间及日期。

世界时UTC作为基本时间计量系统被广泛应用，其精度可以到微秒级，世界时相对来说是一个标准时间，因此本实施例中，车载设备可直接利用GPS定位信息中的UTC替换本地时钟上显示的时间及日期，以确保本地时钟的准确性。

本实施例中，车载设备通过获取GPS定位信息中的世界时，利用世界时来替换本地时钟上显示的时间与日期，确保了车载设备系统时间的准确性。

下面对本发明实施例中的车载设备进行描述，请参阅图4，本发明实施例中的车载设备一个实施例包括：

获取单元401，用于获取车辆的GPS定位信息；

解析单元402，用于解析GPS定位信息，以获取GPS定位信息中的世界时UTC；

具体地，解析单元402可通过解析GPGGA语句、或$GPGSA语句、或可视卫星状态输出语句$GPGSV、或推荐定位信息语句$GPRMC、或地面速度信息语句$GPVTG、或$GPGLL语句，以获取所述GPS定位信息中的UTC。

校准单元403，用于基于GPS定位信息中的UTC对本地时钟进行校准，所述本地时钟为实时时钟RTC。

具体地，校准单元403可利用第一转换单元4031、第二转换单元4032、判断单元4033、启动单元4034对本地时钟进行校准，具体如下：

第一转换单元4031，用于将GPS定位信息中的UTC转换成第一时间戳；

第二转换单元4032，用于将本地时钟显示的时间及日期转换成第二时间戳；

判断单元4033，用于判断第一时间戳与第二时间戳之间的差值是否超过预设的阈值；

启动单元4034，用于在上述差值超过预设的阈值时，启动校时函数对本地时钟进行校准。

另外，校准单元403还可以利用校准子单元4035对本地时钟进行校准，即：

校准子单元4035，用于利用GPS定位信息中的UTC替换本地时钟上显示的时间及日期。

为便于理解，下面以一个实际应用场景对本实施例中的车载设备的各单元之间的交互方式进行描述。

目前，多数车辆都配备有GPS导航系统，而GPS导航系统从专用GPS卫星上获取的信息不仅包括车辆的定位信息（如：经纬度、方位角度、定位状态等），还包括精确的UTC时间信息（如：年月日时分秒）。本实施例中，当车载设备获取GPS定位信息时，恰好可以利用GPS定位信息中的UTC来校准本地时钟，方便可靠。

首先，获取单元401可利用GPS接收器获取车辆的GPS定位信息。获取单元401将自身的波特率与GPS接收器的波特率设为一致，例如都设为9600，然后通过物理接口与GPS接收器的串口进行连接，当车载设备的系统上电后，获取单元401可按固定的频率，例如每隔一秒从GPS接收器获取一次车辆的GPS定位信息。

本实施例中的GPS接收器遵循全国海洋电子协会(NationalMarineElectronicsAssociation，NMEA)协议。NMEA，实际上应为NMEA-0183，它是一套定义接收器输出的标准信息，有几种不同的格式，每种都是独立相关的美国信息互换标准代码（AmericanStandardCodeforInformationInterchange，ASCII）格式，逗号隔开数据流，数据流长度从30到100字符不等，通常以每秒为间隔选择输出。NMEA几乎已成为所有的GPS接收器最通用的数据输出格式，同时它也被用于与GPS接收器接口的大多数的软件包里。

NMEA-0183协议定义的语句非常多，但是常用的或者说兼容性最广的语句有以下几种：GPGGA语句、$GPGSA语句、可视卫星状态输出语句$GPGSV、推荐定位信息语句$GPRMC、地面速度信息语句$GPVTG、$GPGLL语句等。下面给出利用上述各种语句输出的GPS定位信息：

$GPGGA,040141.00,2239.90055,N,11403.22240,E,1,04,2.27,68.3,M,-2.5,M,,*7A

$GPGSA,A,3,14,22,25,18,,,,,,,,,4.24,2.27,3.58*02

$GPGSV,3,1,09,09,63,044,,12,23,128,,14,21,269,29,15,32,041,19*7F

$GPGSV,3,2,09,18,56,350,26,21,62,238,,22,21,316,18,25,13,168,28*79

$GPGSV,3,3,09,29,03,190,*40

$GPRMC,040141.00,A,2239.90055,N,11403.22240,E,0.374,,040412,,,A*71

$GPVTG,,T,,M,0.374,N,0.693,K,A*2F

$GPGLL,2239.90055,N,11403.22240,E,040141.00,A,A*6B

本实施例中，主要以解析单元402解析GPRMC语句以获取UTC为例进行说明：

$GPRMC,040141.00,A,2239.90055,N,11403.22240,E,0.374,,040412,,,A*71

字段0：$GPRMC，语句ID，表明该语句为RecommendedMinimumSpecificGPS/TRANSITData（RMC）推荐最小定位信息

字段1：UTC时间，hhmmss.ss格式

字段2：状态，A=定位，V=未定位

字段3：纬度ddmm.mmmmm，度分格式（前导位数不足则补0）

字段4：纬度N（北纬）或S（南纬）

字段5：经度dddmm.mmmmm，度分格式（前导位数不足则补0）

字段6：经度E（东经）或W（西经）

字段7：速度，节，Knots

字段8：方位角，度

字段9：UTC日期，DDMMYY格式

字段10：磁偏角，（000-180）度（前导位数不足则补0）

字段11：磁偏角方向，E=东W=西

字段12：校验值

按照上述语句内容，解析单元402通过对关键字“，”进行判断，解析出相应的时间、日期、经纬度等关键信息，以提取UTC时间。

当解析单元提取UTC后，校准单元403可通过以下两种方式对本地时钟进行校准：

第一种方式，校准单元403内的第一转换单元4031将GPS定位信息中的UTC转换成第一时间戳。具体地，第一转换单元4031可通过C语言标准库函数“mktime()”将UTC转换成UNIX时间戳(按照ISO8601规范为1970年1月1日零时开始到现在所经过的秒数)。

第二转换单元4032读取本地时钟显示的时间及日期，并将本地时钟显示的时间及日期也转换成UNIX时间戳，即第二时间戳，然后由判断单元4033判断第一时间戳与第二时间戳之间的差值是否超过预设的阈值，若超过，则启动单元4034启动校时函数对本地时钟进行校准。

因UNIX时间戳为标准的数字格式，将UTC与本地时钟上显示的时间及日期转换成UNIX时间戳是为了便于计算，且UNIX时间戳不受时区的限制。

第二种方式，可由校准单元403内的校准子单元4035直接利用GPS定位信息中的UTC替换本地时钟上显示的时间及日期，这种方式更为简单直接。

本实施例中，当解析单元解析出GPS定位信息中的UTC后，可由第一转换单元及第二转换单元将UTC与本地时钟显示的时间及日期转换成时间戳进行判断，然后启动校时函数对本地时钟进行校准，也可以由校准子单元直接利用UTC替换本地时钟上显示的时间及日期，利用UTC对本地时钟进行校准，方便快捷，且准确度高。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，该程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

以上对本发明实施例所提供的本地时钟校准方法及车载设备进行了详细介绍，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，因此，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims

1.一种本地时钟校准方法，其特征在于，包括：

车载设备获取车辆的全球定位系统GPS定位信息；

车载设备解析所述GPS定位信息，以获取所述GPS定位信息中世界时UTC；

车载设备基于所述GPS定位信息中的UTC对本地时钟进行校准，所述本地时钟为实时时钟RTC；

所述车载设备基于所述GPS定位信息中的UTC对本地时钟进行校准具体为：

所述车载设备将所述GPS定位信息中的UTC转换成第一时间戳，所述车载设备将本地时钟显示的时间及日期转换成第二时间戳，所述车载设备判断所述第一时间戳与所述第二时间戳之间的差值是否超过预设的阈值，若超过，则所述车载设备启动校时函数对本地时钟进行校准；

或

所述车载设备利用所述GPS定位信息中的UTC替换本地时钟上显示的时间及日期。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述车载设备解析所述GPS定位信息，以获取所述GPS定位信息中的UTC具体为：

所述车载设备通过解析GPGGA语句、或$GPGSA语句、或可视卫星状态输出语句$GPGSV、或推荐定位信息语句$GPRMC、或地面速度信息语句$GPVTG、或$GPGLL语句，以获取所述GPS定位信息中的UTC。

3.一种车载设备，其特征在于，包括：

获取单元，用于获取车辆的全球定位系统GPS定位信息；

解析单元，用于解析所述GPS定位信息，以获取所述GPS定位信息中的世界时UTC；

校准单元，用于基于所述GPS定位信息中的UTC对本地时钟进行校准，所述本地时钟为实时时钟RTC；

所述校准单元包括：

第一转换单元，用于将所述GPS定位信息中的UTC转换成第一时间戳；

第二转换单元，用于将本地时钟显示的时间及日期转换成第二时间戳；

判断单元，用于判断所述第一时间戳与所述第二时间戳之间的差值是否超过预设的阈值；

启动单元，用于在所述差值超过预设的阈值时，启动校时函数对本地时钟进行校准；

或

所述校准单元包括：

校准子单元，用于利用所述GPS定位信息中的UTC替换本地时钟上显示的时间及日期。

4.如权利要求3任一项所述的设备，其特征在于，所述解析单元解析所述GPS定位信息，以获取所述GPS定位信息中的UTC具体为：

所述解析单元通过解析GPGGA语句、或$GPGSA语句、或可视卫星状态输出语句$GPGSV、或推荐定位信息语句$GPRMC、或地面速度信息语句$GPVTG、或$GPGLL语句，以获取所述GPS定位信息中的UTC。