CN105378568A - 时刻同步系统 - Google Patents

Abstract

控制装置(2)具备根据第2实时时钟决定用于在终端装置(3)的第1实时时钟中设定的设定时刻的设定时刻决定部22，终端装置(3)具备：等待时间计时部(34)，关于从终端装置(3)取得了设定时刻时至在第1实时时钟中设定设定时刻的等待时间、并且按照有效位数比第1实时时钟的计时单位更多的计时单位计算出的等待时间，对其经过进行计时；以及时刻设定部(32)，在等待时间的经过时，在第1实时时钟中设定设定时刻。

Description

时刻同步系统

技术领域

本发明涉及使终端之间的时刻同步的时刻同步系统等。

背景技术

以往，在使时刻同步的信息处理系统中，有通过对取得的时刻信息、和该时刻信息的传递所需的时间进行加法，想要得到误差少的时刻信息的例子(参照例如专利文献1)。

另外，在以往的地震测量系统中，有从主地震计针对子地震计预先发送比当前时刻先前的时刻，与接下来的时钟信号一致地，将所发送了的先前的时刻校正为子地震计的当前时刻的例子(参照例如专利文献2)。

专利文献1：日本特开平4-184297号公报

专利文献2：日本特开平2004-132925号公报

发明内容

但是，上述以往的信息处理系统未考虑在作为同步源的RTC(RealTimeClock)、和作为同步目的地的CPU或者IOP的同步中，在计时单位的有效位数中有差异的情况。因此，在例如作为同步源的RTC的计时单位的有效位数比作为同步目的地的CPU或者IPO的计时单位的有效位数更多的情况下，例如下位位数(毫秒)中的时刻未必一致，所以无法进行正确的时刻同步。

另外，在上述以往的地震测量系统中，常时发生接收在时刻同步中使用的时钟信号的通信处理，所以在通过电池驱动进行无线通信的情况下，无法实现省电化。

因此，本发明想要解决的课题在于，提供一种即使在同步源与同步目的地之间在计时单位的有效位数中有差异的情况下，也能够正确地进行时刻同步，并且能够排除用于时钟信号接收的无线通信来实现省电化的时刻同步系统。

为了解决上述课题，本发明提供一种时刻同步系统，包括：

终端装置，具有第1实时时钟；以及

控制装置，具有计时单位的有效位数比所述第1实时时钟多的第2实时时钟，

所述时刻同步系统的特征在于：

所述控制装置具备：

设定时刻决定部，根据所述第2实时时钟，决定用于在所述终端装置的所述第1实时时钟中设定的设定时刻，

所述终端装置具备：

等待时间计时部，针对从所述终端装置取得了所述设定时刻时至在所述第1实时时钟中设定所述设定时刻为止的、以有效位数比所述第1实时时钟的计时单位多的计时单位计算出的等待时间，对其经过进行计时；以及

时刻设定部，在所述等待时间的经过时，在所述第1实时时钟中设定所述设定时刻。

根据本申请说明书的公开，即使在同步源与同步目的地之间在计时单位的有效位数中有差异的情况下，也能够正确地进行时刻同步，并且能够排除用于时钟信号接收的无线通信，实现省电化。

附图说明

图1是示出时刻同步系统1的整体结构的例子的图。

图2是示出时刻同步系统1的功能框图的一个例子的图。

图3是示出使用CPU等来实现了终端控制装置2的硬件结构的一个例子的图。

图4是示出使用CPU等来实现了终端装置3的硬件结构的一个例子的图。

图5是示出时刻同步系统1中的初始设定处理的流程图的一个例子的图。

图6是示出跳跃数管理数据443的一个例子的图。

图7是示意地示出计算终端装置3的等待时间的情况的一个例子的图。

(符号说明)

21：时刻计时部；22：设定时刻决定部；23：等待时间计算部；24：同步数据发送部；25：通信时间计算部；31：时刻计时部；32：时刻设定部；33：同步数据接收部；34：等待时间计时部。

具体实施方式

以下，参照附图，说明构成本发明的时刻同步系统的终端装置以及终端控制装置的优选的实施方式。另外，在以下的说明中，例示在测量凝汽阀(未图示)的动作状态的终端装置、以及控制其的终端控制装置(控制装置)中应用了本发明的情况，而说明本发明。另外，各图中的构成部件的尺寸并非忠实地表示实际的构成部件的尺寸以及各构成部件的尺寸比等。

[1.第1实施方式]

[1-1.时刻同步系统的整体结构]

图1是示出本发明的第1实施方式的时刻同步系统1的整体结构的例子的图。时刻同步系统1包括例如1个终端控制装置2、多个终端装置3、以及多个中继机4。例如终端控制装置2、终端装置3、以及中继机4都具有无线通信功能，能够相互无线通信。另外，在图1中，在说明上，使用实线连接了终端控制装置2、终端装置3、以及中继机4，但在具有无线通信功能的情况下，无需任何连接线。

终端装置3在例如预先设定了的起动时刻起动，测量在蒸气配管设备中设置了的凝汽阀的动作状态，将其测量数据朝向终端控制装置2送出。另外，有时将终端装置3起动称为“起床”。

另外，终端装置3由1个以上的终端装置3形成群组。例如如图1所示，群组1由4个终端装置3形成，群组2由2个终端装置3形成，群组3由3个终端装置3形成。

终端控制装置2制作用于进行例如各终端装置3的时刻同步的同步数据并发送到各终端装置3。另外，终端控制装置2从例如终端装置3接收测量数据。

中继机4作为中继例如终端控制装置2与终端装置3之间的通信数据的中继器动作。

各终端装置3在针对预先设定了的每个测定周期送出测定数据时，为了抑制功耗，需要尽可能高效地进行通信处理。因此，在终端控制装置2以及各终端装置3中，在决定起动时刻时，成为源的当前时刻需要同步。因此，在本实施方式中，说明通过从终端控制装置2向各终端装置3发送用于使当前时刻同步的同步数据，使各终端装置3中的时刻同步的例子。

[1-2.时刻同步系统的功能框图]

图2是示出时刻同步系统1的功能框图的一个例子的图。

[1-2-1.终端控制装置2的功能框图]

终端控制装置2具备：时刻计时部21，对时刻进行计时；设定时刻决定部22，决定用于在终端装置3中设定的时刻；等待时间计算部23，计算终端装置3设定设定时刻时的等待时间；同步数据发送部24，将设定时刻数据以及等待时间数据作为同步数据发送到终端装置3；以及通信时间计算部25，计算终端控制装置2与终端装置3之间的通信时间。

时刻计时部21即使在例如终端控制装置2的电源成为OFF的情况下，也能够使当前时刻持续递增。另外，时刻计时部21能够直至例如“毫秒”的计时单位，对时刻进行计时。

设定时刻决定部22能够将比例如当前时刻更未来的时刻决定为用于在终端装置3中设定的时刻。例如设定时刻决定部22将“毫秒”单位的时刻作为“000毫秒”，决定设定时刻。

等待时间计算部23能够根据例如终端控制装置2中的时刻同步处理的经过时间、终端控制装置2与终端装置3之间的通信时间，决定从终端装置3取得设定时刻至设定的等待时间。

同步数据发送部24能够将例如由设定时刻决定部22决定了的表示设定时刻的设定时刻数据、以及由等待时间计算部23计算出的表示等待时间的等待时间数据作为同步数据发送。

通信时间计算部25能够根据各装置之间的跳跃数等，计算例如终端控制装置2、终端装置3以及中继机4通信的情况的通信时间。

[1-2-2.终端装置3的功能框图]

终端装置3具备：时刻计时部31，对时刻进行计时；时刻设定部32，使用设定时刻在时刻计时部31中设定时刻；同步数据接收部33，从终端控制装置2接收设定时刻数据以及等待时间数据作为同步数据；以及等待时间计时部34，对基于来自终端控制装置2的等待时间数据的等待时间进行计时。

时刻计时部31即使在例如终端装置3的电源成为OFF的情况下，也能够使当前时刻持续递增。另外，时刻计时部31能够对直至例如“秒”的计时单位的时刻进行计时。即，终端装置3的时刻计时部31与终端控制装置2的时刻计时部21不同，无法对“毫秒”的计时单位的时刻进行计时。因此，时刻计时部21中的计时单位的有效位数比时刻计时部31中的计时单位的有效位数多。

时刻设定部32能够使用从例如终端控制装置2接收到的同步数据中包含的表示设定时刻的设定时刻数据，在时刻计时部31中设定当前时刻。

同步数据接收部33能够将例如由终端控制装置2的设定时刻决定部22决定了的表示设定时刻的设定时刻数据、以及由终端控制装置2的等待时间计算部23计算出的表示等待时间的等待时间数据作为同步数据接收。

等待时间计时部34能够对基于由例如同步数据接收部33接收到的同步数据中包含的等待时间数据的等待时间进行计时。

另外，终端装置3具备未图示的测量部，能够测量例如凝汽阀5的表面温度和/或超声波振动。另外，通过无线通信，向终端控制装置2发送测量部测量到的凝汽阀的测量数据。

[1-3.时刻同步系统的硬件结构例]

[1-3-1.终端控制装置2的硬件结构例]

图3是示出使用CPU等实现了终端控制装置2的硬件结构的一个例子的图。终端控制装置2能够使用例如笔记本型的个人计算机来构成。

终端控制装置2具备显示器40、RTC(RealTimeClock)41、CPU42、RAM(RandomAccessMemory)43、硬盘44、键盘/鼠标45、以及无线通信电路46。

显示器40能够显示来自键盘/鼠标45的输入内容、测量数据等。RTC41能够通过时钟功能，将当前时刻作为用例如毫秒单位表示的数据(hh：mm：ss.000)提供。CPU42能够执行在硬盘44中存储着的时刻同步程序442。RAM43能够向CPU42提供地址空间。

硬盘44能够预先存储OS(操作系统)441、时刻同步程序442、跳跃数管理数据443、以及未图示的测量数据等。键盘/鼠标45能够从用户受理用于控制终端装置3的输入操作。无线通信电路46能够与终端装置3或者中继机4进行无线通信。

构成图2所示的终端控制装置2的、时刻计时部21通过RTC41实现。另外，设定时刻决定部22、等待时间计算部23、同步数据发送部24、以及通信时间计算部25通过在CPU42上执行时刻同步程序442而实现。

[1-3-2.终端装置3的硬件结构例]

图4是示出使用CPU等来实现了终端装置3的硬件结构的一个例子的图。终端装置3具备RTC(RealTimeClock)51、CPU52、RAM53、测量传感器54、无线通信电路55、EEPROM(ElectricallyErasableandProgrammableReadOnlyMemory)56以及电池57。

RTC51能够通过时钟功能，将当前时刻作为用例如秒单位表示的数据(hh：mm：ss)提供，并且能够通过定时器功能，在与设定了的起动时刻数据511对应的时刻，起动该终端装置3。CPU52能够执行在EEPROM56中存储了的时刻设定程序561。RAM53能够对CPU52提供地址空间，并且能够预先存储设定时刻数据531以及等待时间数据532等。

测量传感器54能够通过例如使用了压电元件的振动传感器、使用了热电偶的温度传感器，测量凝汽阀的动作状态。无线通信电路55能够与终端控制装置2或者中继机4进行通信。EEPROM56能够预先存储时刻设定程序561。电池57能够对终端装置3的各部供给电源。关于电池57，例如干电池、蓄电池相应。

构成图2所示的终端装置3的、时刻计时部31通过RTC51实现。另外，时刻设定部32、同步数据接收部33以及等待时间计时部34通过在CPU52上执行时刻设定程序561而实现。

[1-4.时刻设定处理的流程图]

图5是示出时刻同步系统1中的时刻设定处理的流程图的一个例子的图。

例如，终端控制装置2的CPU42在进行在终端装置3的RTC51中设定起动时刻数据511的处理时，能够进行本实施方式的时刻设定处理。另外，在本实施方式中，关于设定起动时刻数据511的处理的说明省略。

在图5中，终端控制装置2的CPU42选择终端装置3的1个群组(步骤S101)。例如，关于群组的选择顺序，能够通过能够使终端装置、中继机高效地工作的顺序决定。在本实施方式中，按照图1所示的群组1、群组2以及群组3的顺序，选择群组。

CPU42决定用于在终端装置3的RTC51中设定的设定时刻(步骤S102)。例如CPU42能够将从当前时刻前进了“1秒”的时刻决定为设定时刻。具体而言，CPU42将从例如当前时刻(原点时刻)“00小时00分00秒000毫秒”起前进了“1秒000毫秒”的时刻即“00小时00分01秒000毫秒”作为设定时刻。

CPU42在将为了测量处理时间而使用的定时器复位为0之后，开始计数(步骤S103)。此处，处理时间是指：例如如后所述，从选择终端装置到计算通信时间所需的时间。在本实施方式中，将关于各终端装置的处理时间全部设为“60毫秒”而进行说明。

另外，也可以在处理时间中，预测并包括为了计算后述等待时间而所需的时间。进而，也可以在处理时间中，预测并包括为了发送后述同步数据而所需的时间。

CPU42选择成为发送同步数据的对象的终端装置(步骤S104)。例如CPU42选择属于图1的群组1的终端装置3a。

CPU42计算关于所选择的终端装置的通信时间(步骤S105)。例如CPU42从图6所示的跳跃数管理数据443的记录项601抽出终端装置3a的跳跃数“5”，对该跳跃数“5”乘以每1跳跃数的通信时间“20毫秒”，将由此得到的“100毫秒”计算为通信时间。

另外，在终端装置3b的情况下，CPU42从图6所示的跳跃数管理数据443的记录项602抽出终端装置3b的跳跃数“4”，对该跳跃数“4”乘以每1跳跃数的通信时间“20毫秒”，将由此得到的“80毫秒”计算为通信时间。另外，在终端装置3c～3e的情况下，CPU42从图6所示的跳跃数管理数据443的记录项603～605中的某一个抽出终端装置3c～3e的跳跃数“3”，对该跳跃数“3”乘以每1跳跃数的通信时间“20毫秒”，将由此得到的“60毫秒”计算为通信时间。

接下来，CPU42计算关于所选择的终端装置的等待时间(步骤S106)。例如CPU42通过对在上述步骤S103中0复位了的定时器中计数中的处理时间、和在上述步骤S105中计算出的通信时间及处理时间进行加法，能够计算等待时间。另外，在处理时间中，包括为了计算等待时间而所需的时间、为了发送后述同步数据而所需的时间的情况下，在计算出的等待时间中包括这些时间。

图7是示意地示出计算终端装置3的等待时间的情况的一个例子的图。在终端装置3a中的处理时间是“60毫秒”的情况下，关于等待时间，通过从1秒(1000毫秒)减去处理时间“60毫秒”以及通信时间“100毫秒”，被计算为“840毫秒”。在该情况下，例如处理时间“60毫秒”以及通信时间“100毫秒”成为“为了终端装置取得设定时刻而所需的时间”。

CPU42组合表示设定时刻的数据、和表示等待时间的数据来生成同步数据，将所生成的同步数据发送到终端装置3。例如，组合表示设定时刻的数据“00小时00分01秒”、和表示等待时间的数据“840毫秒”来生成并发送同步数据。另外，从表示设定时刻的数据舍去毫秒的位(000毫秒)的原因在于，终端装置3的RTC51的有效位是直至秒的位。

终端装置3的CPU52如果从终端控制装置2接收到同步数据(步骤S110)，则读入接收到的同步数据中的表示等待时间的数据，对等待时间进行计数(步骤S111)。例如终端装置3a的CPU52直至计数成为“840毫秒”，对等待时间进行计数。

CPU52如果判断为成为等待时间(步骤S112中的“是”处理)，则将接收到的同步数据中的表示设定时刻的数据设定为RTC51的设定时刻数据511(步骤S113)。具体而言，CPU52在RTC51中设定“00小时00分01秒”。

另一方面，终端控制装置2的CPU42判断是否有未处理的终端装置3(步骤S108)，如果有未处理的终端装置3，则返回到上述步骤S104反复处理(步骤S108中的“是”判断)。

如图7所示，例如终端装置3b的CPU52在直至计数成为“700毫秒”计数了等待时间之后，在RTC51中设定作为表示设定时刻的数据的“00小时00分01秒”。

另外，例如终端装置3c的CPU52在直至计数成为“580毫秒”计数了等待时间之后，在RTC51中设定作为表示设定时刻的数据的“00小时00分01秒”。另外，例如终端装置3d的CPU52在直至计数成为“460毫秒”计数了等待时间之后，在RTC51中设定作为表示设定时刻的数据的“00小时00分01秒”。另外，例如终端装置3e的CPU52在直至计数成为“340毫秒”计数了等待时间之后，在RTC51中设定作为表示设定时刻的数据的“00小时00分01秒”。

接下来，终端控制装置2的CPU42如果无未处理的终端装置3(步骤S108中的“否”判断)，则进而判断是否有未处理的群组(步骤S109)，如果有未处理的群组，则返回到上述步骤S101而反复处理(步骤S109中的“是”判断)。

例如，在CPU42中，如果关于图1所示的属于群组1的终端装置3a～3e，时刻同步处理完成，则关于属于群组2的终端装置3f以及3g，执行时刻同步处理。另外，如果关于属于群组2的终端装置3f以及3g，时刻同步处理完成，则关于属于群组3的终端装置3h～3j，执行时刻同步处理。

这样，终端控制装置2发送表示先前的时刻的设定时刻数据、和针对各终端装置的每一个不同的等待时间数据，各终端装置3在成为接收了的等待时间数据所示的等待时间的定时，在RTC中设定接收了的设定时刻数据所示的设定时刻。由此，在作为同步源的终端控制装置2和作为同步目的地的各终端装置3之间，即使在RTC的计时单位的有效位数中有差异的情况下，也能够使各终端装置3的时刻可靠地同步。另外，根据等待时间使同步定时一致，所以还能够排除用于时钟信号接收的无线通信而实现省电化。

[2.其他实施方式]

在上述实施方式中，将关于各终端装置的处理时间全部设为“60毫秒”，但也可以在处理时间中包括为了计算等待时间而所需的时间。进而，也可以预测为了发送同步数据而所需的时间而包含于处理时间。

在上述实施方式中，说明了将从当前时刻前进了“1秒”的时刻决定为设定时刻的例子，但也可以将“1秒”以外的时刻作为设定时刻。例如，也可以根据群组内的终端装置3的数量，决定设定时刻。具体而言，终端装置3的数量越多，能够越延长当前时刻和设定时刻的时间间隔。

在上述实施方式中，说明了根据各装置之间的跳跃数等计算终端装置3以及中继机4通信的情况的通信时间的例子，但也可以将通信时间作为预定时间。也可以将例如群组内的所有通信时间作为“50毫秒”。由此，能够省略用于计算通信时间的处理，能够实现处理的高速化。

另外，在使群组内的所有处理时间以及通信时间成为一律的时间的情况下，在该情况下，取得2个终端装置之间的设定时刻的定时的差、和2个终端装置之间的等待时间的差一致。具体而言，在将处理时间以及通信时间的合计时间作为例如“100毫秒”的情况下，取得终端装置3a以及3b之间的设定时刻的定时的差是“100毫秒”，终端装置3a以及3b之间的等待时间的差成为“100毫秒”。

也可以成为将在上述各实施方式中说明了的结构的一部分或者全部组合了2组以上的结构。

Claims (6)

1.一种时刻同步系统，包括：

终端装置，具有第1实时时钟；以及

控制装置，具有计时单位的有效位数比所述第1实时时钟多的第2实时时钟，

所述时刻同步系统的特征在于：

所述控制装置具备：

设定时刻决定部，根据所述第2实时时钟，决定用于在所述终端装置的所述第1实时时钟中设定的设定时刻，

所述终端装置具备：

等待时间计时部，针对从所述终端装置取得了所述设定时刻时至在所述第1实时时钟中设定所述设定时刻为止的、以有效位数比所述第1实时时钟的计时单位多的计时单位计算出的等待时间，对其经过进行计时；以及

时刻设定部，在所述等待时间的经过时，在所述第1实时时钟中设定所述设定时刻。

2.根据权利要求1所述的时刻同步系统，其特征在于：

所述控制装置还具备：

等待时间计算部，通过从所述设定时刻减去为了所述终端装置取得所述设定时刻而所需的时间，计算所述等待时间。

3.根据权利要求2所述的时刻同步系统，其特征在于：

所述时刻同步系统具有多个所述终端装置，

所述控制装置在至少2个以上的终端装置中设定相同的设定时刻的情况下，以使取得2个所述终端装置之间的所述设定时刻的定时的差、和2个所述终端装置之间的所述等待时间的差一致的方式，计算所述等待时间。

4.根据权利要求1～3中的任意一项所述的时刻同步系统，其特征在于：所述终端装置由电池驱动，通过与所述控制装置进行无线通信，取得所述设定时刻以及所述等待时间。

5.根据权利要求1～4中的任意一项所述的时刻同步系统，其特征在于：所述控制装置根据所述控制装置与所述终端装置之间的跳跃数，求出表示所述终端装置取得了所述设定时刻时的定时。

6.一种时刻设定方法，使用了：

终端装置，具有第1实时时钟；以及

控制装置，具有计时单位的有效位数比所述第1实时时钟多的第2实时时钟，

所述时刻设定方法的特征在于：

所述控制装置具备：

设定时刻决定部，根据所述第2实时时钟，决定用于在所述终端装置的所述第1实时时钟中设定的设定时刻，

所述终端装置具备：

等待时间计时部，针对从所述终端装置取得了所述设定时刻时至在所述第1实时时钟中设定所述设定时刻为止的、以有效位数比所述第1实时时钟的计时单位多的计时单位计算出的等待时间，对其经过进行计时；以及

时刻设定部，在所述等待时间的经过时，在所述第1实时时钟中设定所述设定时刻。