CN106774637A - 一种利用1pps信号进行计算机校时的装置及方法 - Google Patents

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CN106774637A CN201611174293.0A CN201611174293A CN106774637A CN 106774637 A CN106774637 A CN 106774637A CN 201611174293 A CN201611174293 A CN 201611174293A CN 106774637 A CN106774637 A CN 106774637A
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张伟
王亚军
熊帅
任小伟
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Abstract

本发明提供了一种利用1PPS信号进行计算机校时的装置及方法，1PPS信号转换单元通过RS232串口连接器供电，接收GPS接收机输出的1PPS信号，将1PPS信号从TTL电平转换为RS232电平后，输出至RS232串口连接器的握手信号线上；RS232串口连接器将GPS接收机输出的GPS数据通过串口传输给计算机，计算机在同时收到GPS数据和1PPS信号的下一个整秒完成校时。本发明成本低，使用简便，校时精度高，稳定性好，一致性高，能够满足导航、测绘、交通等多种应用领域的多操作系统平台的计算机校时使用。

Description

一种利用1PPS信号进行计算机校时的装置及方法
技术领域
本发明属于计算机校时领域，涉及一种计算机校时装置及方法，可用于多种操作系统平台的不同类型计算机校时。
背景技术
目前，用于计算机校时的方法主要是通过网络校时，一般采用NTP协议实现。NTP协议是用于互联网中的时间同步的标准之一，实现计算机与时间服务器的时间同步。时间服务器的时间来源可以是原子钟、天文台、卫星或从互联网上获得，其时间精度也取决时间来源的精度。时间服务器使用UDP通信方式向网络上的计算机进行时间信息的广播，计算机收到时间信息后，对计算机进行本地校时。由于网络通信流量的影响，校时精度在几毫米级到几十毫秒之间抖动，校时稳定性较差。另外，还有专用的GPS授时卡，可安装在计算机上使用，校时精度和校时稳定性比较高。但是，GPS授时卡使用时需要针对不同的操作系统安装相应的驱动程序，如果某一操作系统没有支持该GPS授时卡则无法使用。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供一种计算机校时的装置及方法，利用现有的GPS接收机输出的1PPS信号和GPS数据，成本低、使用简便，校时精度高、稳定性好、一致性高，能够满足导航、测绘、交通等多种应用领域的多操作系统平台的计算机校时使用。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种利用1PPS信号进行计算机校时的装置，包括1PPS信号转换单元和RS232串口连接器。1PPS信号转换单元通过RS232串口连接器供电，接收GPS接收机输出的1PPS信号，将1PPS信号从TTL电平转换为RS232电平后，输出至RS232串口连接器的握手信号线上；RS232串口连接器将GPS接收机输出的GPS数据通过串口传输给计算机，计算机在同时收到GPS数据和1PPS信号的下一个整秒完成校时。
本发明还提供一种利用1PPS信号进行计算机校时的方法，包括以下步骤：
(1)GPS接收机收星定位，输出GPS数据和1PPS信号；
(2)1PPS信号转换单元将1PPS信号从TTL电平转换到RS232电平，连接到RS232串口连接器的DSR线上；
(3)RS232串口连接器将GPS接收机输出的GPS数据通过串口传输给计算机，计算机根据GPS数据解析出时间信息T1；
(4)计算机在T2时刻响应到串口握手DSR信号，即检测到一个1PPS信号；T2是T1的下一个整秒的起始时刻，即对T1加1秒，毫秒值为0，产生时间T2；
(5)将T2设置为计算机当前时间，完成计算机的校时功能。
本发明的有益效果是：
本发明通过串口将1PPS信号接入计算机进行校时，硬件电路简单，制作成本低廉，安装和使用简便。
本发明利用GPS接收机输出的1PPS信号对计算机进行校时，校时精度高，稳定性好。同时，计算机校时后，与GPS系统时间同步，能够应用于分布式系统的多计算机时间同步。
本发明仅需要计算机具备串口，不需要安装额外的驱动程序，易于实现。
附图说明
图1为本发明装置的整体连接框图；
图2为本发明装置中的硬件原理框图；
图3为本发明方法的总流程示意图。
具体实施方式
本发明提供的利用1PPS信号进行计算机校时的装置，包括1PPS信号转换单元和RS232串口连接器。1PPS信号转换单元通过RS232串口连接器供电，连接GPS接收机输出的1PPS信号，将其从TTL电平转换为RS232电平后，输出至RS232串口连接器的握手信号线(DSR)上。RS232串口连接器两端分别连接GPS接收机串口和计算机串口，并保证1PPS信号的RS232电平输出端与计算机相连。
为实现上述目的，本发明提供的利用1PPS信号进行计算机校时的方法，包括以下步骤：
(1)GPS接收机的1PPS信号线连接至1PPS信号转换单元的输入端；
(2)RS232串口连接器两端分别连接GPS接收机串口和计算机串口，并保证1PPS信号的RS232电平输出端与计算机相连；
(3)GPS接收机连接室外天线，并正常加电运行，能够收星定位，并正常输出GPS数据和1PPS信号；
(4)1PPS信号转换单元将1PPS信号从TTL电平转换到RS232电平，连接到RS232串口连接器的DSR线上；
(5)计算机通过串口接收GPS数据，解析出时间信息T1；
(6)计算机在T2时刻响应到串口握手DSR信号，即检测到一个1PPS信号。T2是T1的下一个整秒的起始时刻，即对T1加1秒，毫秒值为0，产生时间T2；
(7)将T2设置为计算机当前时间，完成计算机的校时功能。
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明，本发明包括但不仅限于下述实施例。
参照图1，本发明的校时装置安装在计算机的串口上，GPS接收机的1PPS信号线连接至1PPS信号转换单元的输入端；RS232串口连接器两端分别连接GPS接收机串口和计算机串口，并保证1PPS信号的RS232电平输出端与计算机相连。
参照图2，本发明的校时装置的硬件，1PPS信号转换单元将1PPS信号从TTL电平转换为RS232电平，并输出到串口的DSR线上。1PPS信号转换单元从串口连线上取5V直流电，驱动进行信号转换处理。RS232串口连接器两端分别连接GPS接收机串口和计算机串口，并保证1PPS信号的RS232电平输出端与计算机相连。
参考图3，本发明用于利用1PPS信号进行计算机校时的方法，包括如下步骤：
步骤1，设备互连。
GPS接收机的1PPS信号线连接至1PPS信号转换单元的输入端；RS232串口连接器两端分别连接GPS接收机串口和计算机串口，并保证1PPS信号的RS232电平输出端与计算机相连。
步骤2，GPS接收机运行。
GPS接收机连接室外天线，并正常加电运行，能够收星定位，并正常输出GPS数据和1PPS信号。
步骤3，1PPS信号电平转换。
1PPS信号转换单元将1PPS信号从TTL电平转换到RS232电平，连接到RS232串口连接器的DSR线上。
步骤4，通过串口接收GPS数据，解析出时间信息。
在计算机上通过串口接收GPS数据，解析GPS定位或观测数据，得到时间信息T1(年、月、日、时、分和秒)。GPS接收机一般在每个整秒过后大约200毫秒～600毫秒范围内，发送整秒时刻的观测数据或定位数据。收到数据的时刻波动较大，不能直接用于计算机校时。
步骤5，响应1PPS，并处理时间。
计算机在T2时刻响应到由1PPS信号触发的串口握手DSR信号，即检测到一个1PPS信号。由于1PPS信号是GPS接收机在每个整秒的起始时刻产生的脉冲信号，因此，T2就是T1的下一个整秒的起始时刻，即对T1加1秒，毫秒值设置为0，产生时间T2(年、月、日、时、分、秒和毫秒)。
步骤6，计算机校时。
通过系统命令将T2设置为计算机当前时间，完成计算机的校时功能。
上述实施例中，1PPS信号转换单元和RS232串口连接器集成到一块印制板上。该技术方案利用GPS接收机输出的1PPS信号和定位数据，实现了对计算机的校时，使计算机时间同步到GPS时间上。该技术方案利用现有的GPS接收机，但不局限于使用GPS接收机，也可以是其它能够提供1PPS信号和时间信息的设备。

Claims (2)

1.一种利用1PPS信号进行计算机校时的装置，包括1PPS信号转换单元和RS232串口连接器，其特征在于：1PPS信号转换单元通过RS232串口连接器供电，接收GPS接收机输出的1PPS信号，将1PPS信号从TTL电平转换为RS232电平后，输出至RS232串口连接器的握手信号线上；RS232串口连接器将GPS接收机输出的GPS数据通过串口传输给计算机，计算机在同时收到GPS数据和1PPS信号的下一个整秒完成校时。
2.一种利用权利要求1所述装置利用1PPS信号进行计算机校时的方法，其特征在于包括下述步骤：
(1)GPS接收机收星定位，输出GPS数据和1PPS信号；
(2)1PPS信号转换单元将1PPS信号从TTL电平转换到RS232电平，连接到RS232串口连接器的DSR线上；
(3)RS232串口连接器将GPS接收机输出的GPS数据通过串口传输给计算机，计算机根据GPS数据解析出时间信息T1；
(4)计算机在T2时刻响应到串口握手DSR信号，即检测到一个1PPS信号；T2是T1的下一个整秒的起始时刻，即对T1加1秒，毫秒值为0，产生时间T2；
(5)将T2设置为计算机当前时间，完成计算机的校时功能。
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