CN111008239A - 一种异步系统的数据同步方法、系统及终端设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种异步系统的数据同步方法、系统及终端设备，所述方法应用于终端设备中，所述方法包括：接收GNSS模块发送的定时脉冲信号；对所述定时脉冲信号触发时刻的计数值进行锁存，取相邻的所述计数值的差值得到定时时间差；判断所述定时时间差与理论值之间的第一偏差是否在第一预设偏差范围内；如果是，则在所述终端设备采集的数据上打上从所述GNSS模块获取到的时间戳；如果否，反复调整所述终端设备的软件系统中的工作时钟以使所述第一偏差收敛于所述第一预设偏差范围内，采用此方法使不同异步系统达到数据同步之目的。本发明公开的技术方案用以解决现有不能满足精确的数据同步要求，数据的同步误差大，以至于影响系统性能的问题。

Description

一种异步系统的数据同步方法、系统及终端设备

技术领域

本发明涉及数据处理技术领域，具体涉及一种异步系统的数据同步方法、系统及终端设备。

背景技术

利用GNSS(全球定位系统)的时间戳信息给系统中数据加入时间标签以实现数据同步，因异步系统中单一设备的软硬件实现差异，同步误差大，不能满足精确的时间同步如微秒级的数据同步要求，数据的同步误差大，以至于影响系统性能，达不到产品设计目的。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种异步系统的数据同步方法、系统及终端设备，用以解决现有不能满足精确的时间同步要求，数据的同步误差大，以至于影响系统性能的问题。

为实现上述目的，本发明实施例提供了一种异步系统的数据同步方法，所述方法应用于终端设备中，所述方法包括：接收GNSS模块发送的定时脉冲信号；对所述定时脉冲信号触发时刻的计数值进行锁存，取相邻的所述计数值的差值得到定时时间差；判断所述定时时间差与理论值之间的第一偏差是否在第一预设偏差范围内；如果是，则在所述终端设备采集的数据上打上从所述GNSS模块获取到的时间戳；如果否，反复调整所述终端设备软件系统中的工作时钟以使所述第一偏差收敛于所述第一预设偏差范围内。

优选地，所述接收GNSS模块发送的定时脉冲信号之前，包括：所述GNSS模块接收GNSS信号，所述GNSS模块用于对所述终端设备进行定位和定时。

优选地，所述取相邻的所述计数值的差值得到定时时间差，包括：所述终端设备中的工作时钟作为计数器的工作时钟，计算相邻的所述定时脉冲信号的两个上升沿信号对应的第一计数值和第二计数值的差值，所述差值为所述定时时间差。

优选地，所述方法还包括：所述终端设备的软件系统中包括一个程序进程，所述程序进程用于实时监控所述第一偏差，如果所述第一偏差不在所述第一预设偏差范围内，调整所述终端设备的软件系统中的工作时钟以用于调整所述定时时间差。

优选地，所述对所述定时脉冲信号触发时刻的计数值进行锁存之后，包括：所述终端设备的软件系统读取相邻计数值后，取相邻的所述计数值的差值得到所述定时时间差。

优选地，所述在所述终端设备采集到的数据打上从所述GNSS模块获取到的时间戳，包括：所述终端设备的CPU接收所述GNSS模块的定时脉冲信号，所述CPU并实时记录所述定时脉冲信号对应的时间，当所述第一偏差在所述第一预设偏差范围时，所述CPU在所述终端设备采集的数据上打上从所述GNSS模块获取到的时间戳。

优选地，所述在所述终端设备采集的数据上打上从所述GNSS模块获取到的时间戳之前，包括：记录计数器在同一时刻接收所述GNSS模块发送的定时脉冲信号时的第三计数值和CPU发送的数据采样信号时的第四计数值，计算所述第三计数值和所述第四计数值的差值，所述差值为第二偏差，根据所述第二偏差的大小调整从所述GNSS模块获取到的时间戳并在所述终端设备采集的数据上打上调整后的时间戳。

优选地，还包括第二预定偏差，先调整所述终端设备的软件系统中的工作时钟使所述定时时间差与理论值之间的所述第一偏差收敛于所述第一预设偏差范围内，然后在调整所述终端设备的软件系统中的工作时钟使所述定时时间差与理论值之间的所述第一偏差收敛于所述第二预设偏差范围内。

另外一方面，本发明实施例提供了一种异步系统的数据同步系统，所述系统包括多个终端设备；所述终端设备中包括GNSS模块、计数器和、CPU和采集器，所述计数器具有计数和锁存功能；所述GNSS模块用于接收GNSS信号并对所述终端设备进行定位和定时；所述计数器用于接收所述GNSS模块发送的定时脉冲信号和对所述定时脉冲信号触发时刻的计数值进行锁存，取相邻的所述计数值的差值得到定时时间差；所述CPU用于接收所述GNSS模块定时脉冲信号，用于向所述计数器和所述采集器发送采集脉冲信号，用于实时记录所述定时脉冲信号对应的时间，当所述第一偏差在所述第一预设偏差范围时，所述CPU在所述终端设备采集的数据上打上从所述GNSS模块获取到的时间戳；所述采集器用于采集数据，并在所述数据上打上从所述GNSS模块获取到的时间戳。

另外一方面，本发明实施例提供了一种终端设备，所述设备包括处理器以及存储器：所述存储器用于存储程序代码，并将所述程序代码传输给所述处理器；所述处理器用于根据所述程序代码中的指令执行上述所述的一种异步系统的数据同步方法。

本发明实施例具有如下优点：

本发明实施例提出的一种异步系统的数据同步方法、系统及终端设备，可实现广域数据采样同步获取，可实现远程采集数据同步获取，高成本设备同步精度可达纳秒级，低成本设备可达微秒级，提高了数据采集的精准度。

附图说明

图1为本发明实施例公开的终端设备的结构示意图。

图2为本发明实施例公开的一种异步系统的数据同步方法的流程示意图。

图3为本发明实施例公开的一种异步系统的数据同步系统的结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

根据本发明实施例，提供了一种异步系统的数据同步方法实施例，需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

本申请实施例一所提供的方法实施例可以在移动终端、计算机终端或者类似的运算装置中执行。图1示出了一种用于一种异步系统的数据同步方法移动设备的硬件结构框图。如图1所示，移动终端10(或移动设备10)可以包括一个或多个(图中采用102a、102b，……，102n来示出)处理器102(处理器102可以包括但不限于微处理器MCU或可编程逻辑器件FPGA等的处理装置)、用于存储数据的存储器104、以及用于通信功能的传输模块106。除此以外，还可以包括：显示器、输入/输出接口(I/O接口)、通用串行总线(USB)端口(可以作为I/O接口的端口中的一个端口被包括)、网络接口、电源和/或相机。本领域普通技术人员可以理解，图1所示的结构仅为示意，其并不对上述电子装置的结构造成限定。例如，移动终端10还可包括比图1中所示更多或者更少的组件，或者具有与图1所示不同的配置。

应当注意到的是上述一个或多个处理器102和/或其他数据处理电路在本文中通常可以被称为“数据处理电路”。该数据处理电路可以全部或部分的体现为软件、硬件、固件或其他任意组合。此外，数据处理电路可为单个独立的处理模块，或全部或部分的结合到移动终端10(或移动设备)中的其他元件中的任意一个内。如本申请实施例中所涉及到的，该数据处理电路作为一种处理器控制(例如与接口连接的可变电阻终端路径的选择)。

存储器104可用于存储应用软件的软件程序以及模块，如本申请实施例中一种异步系统的数据同步方法对应的程序指令/数据存储装置，处理器102通过运行存储在存储器104内的软件程序以及模块，从而执行各种功能应用以及数据处理，即实现上述的一种异步系统的数据同步方法。存储器104可包括高速随机存储器，还可包括非易失性存储器，如一个或者多个磁性存储装置、闪存、或者其他非易失性固态存储器。在一些实例中，存储器104可进一步包括相对于处理器102远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至移动终端10。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。

传输装置106用于经由一个网络接收或者发送数据。上述的网络具体实例可包括移动终端10的通信供应商提供的无线网络。在一个实例中，传输装置106包括一个网络适配器(Network Interface Controller，NIC)，其可通过基站与其他网络设备相连从而可与互联网进行通讯。在一个实例中，传输装置106可以为射频(Radio Frequency，RF)模块，其用于通过无线方式与互联网进行通讯。

显示器可以例如触摸屏式的液晶显示器(LCD)，该液晶显示器可使得用户能够与移动终端10(或移动设备)的用户界面进行交互。

在上述运行环境下，本申请提供了如图2所示的一种异步系统的数据同步方法需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

如图2所示，该方法应用于终端设备中，该方法包括如下步骤：

步骤S201，接收GNSS模块发送的定时脉冲信号；

需要说明的是，每个终端设备中集成设置有GNSS模块，在开启终端设备后，GNSS模块可接收GNSS信号，使终端设备具备定位与定时功能，接收GNSS信号的终端设备是在一定范围的内的终端设备，其中，每个终端设备上都集成有传感器，传感器用于采集数据。

GNSS模块发送的定时脉冲信号是GNSS模块在标准的间隔时间内发送给终端设备中的计数器的信号。

步骤S202，对所述定时脉冲信号触发时刻的计数值进行锁存，取相邻的所述计数值的差值得到定时时间差；

需要说明的是，由于计数器具有计数和锁存的功能，所以当计数器接收到GNSS模块的定时脉冲信号后，计数器中的当前的计数值被锁存，计数器锁存了计数值后，终端设备的软件系统会进行读取锁存的计数值，并计算相邻的第一计数值和第二计数值之间的差值，差值就是定时时间差。计算相邻的计数值之间的差值，包括：取相邻的所述计数值的差值得到定时时间差，包括：终端设备中的工作时钟作为计数器的工作时钟，计算相邻的定时脉冲信号的两个上升沿信号对应的第一计数值和第二计数值的差值，差值为所述定时时间差。

步骤S203，判断所述定时时间差与理论值之间的第一偏差是否在第一预设偏差范围内；如果是，则在所述终端设备采集到的数据上打上从所述GNSS模块获取到的时间戳；如果否，调整所述终端设备软件系统中的工作时钟以使所述第一偏差收敛于所述第一预设偏差范围内。

需要说明的是，根据计数器的相邻计数值计算得到的定时时间差，根据定时时间差与理论值之间的第一偏差判断是否在数据同步第一预设偏差范围内；另外，终端设备的软件系统中设置一个程序进程，程序进程用于实时监控第一偏差，如果第一偏差不在第一预设偏差范围内，调整终端设备的软件系统中的工作时钟以用于调整定时时间差。

另外，终端设备的CPU接收GNSS模块定时脉冲信号，CPU并实时记录定时脉冲信号对应的时间，当第一偏差在第一预设偏差范围时，CPU在终端设备采集的数据上打上从GNSS模块获取到的时间戳。

在终端设备采集的数据上打上从GNSS模块获取到的时间戳之前，包括：记录计数器在同一时刻接收GNSS模块发送的定时脉冲信号时的第三计数值和CPU发送的数据采样信号时的第四计数值，计算所述第三计数值和所述第四计数值的差值，差值为第二偏差，根据第二偏差的大小调整从GNSS模块获取到的时间戳并在所述终端设备采集的数据上打上调整后的时间戳。

上述CPU根据第二偏差调整CPU从GNSS模块获取的时间戳，由于终端设备中的采集器采集数据的时间和GNSS模块获取的基准源时间可能会有误差，所以CPU根据第二偏差调整CPU从GNSS模块获取的时间戳可以更有效的达到异步系统采集数据同步的精准度。

本发明的实施例中，可以分两步调整实际偏差以便达到预定偏差，本发明的实施例中，还包括第二预定偏差，先调整终端设备的软件系统中的工作时钟使定时时间差与理论值之间的第一偏差收敛于第一预设偏差范围内，然后在调整终端设备的软件系统中的工作时钟使定时时间差与理论值之间的第一偏差收敛于第二预设偏差范围内。

另外一方面，本发明实施例提供了一种异步系统的数据同步系统，所述系统包括多个终端设备；所述终端设备中包括GNSS模块、计数器和、CPU和采集器，所述计数器具有计数和锁存功能；

所述GNSS模块用于接收GNSS信号并对所述终端设备进行定位和定时；

所述计数器用于接收所述GNSS模块发送的定时脉冲信号和对所述定时脉冲信号触发时刻的计数值进行锁存，取相邻的所述计数值的差值得到定时时间差；

所述CPU用于接收所述GNSS模块定时脉冲信号，用于向所述计数器和所述采集器发送采集脉冲信号，用于实时记录所述定时脉冲信号对应的时间，当所述第一偏差在所述第一预设偏差范围时，所述CPU在所述终端设备采集的数据上打上从所述GNSS模块获取到的时间戳；

所述采集器用于采集数据，并在所述数据上打上从所述GNSS模块获取到的时间戳。

另外一方面，本发明实施例还提供了一种终端设备，设备包括处理器以及存储器：

存储器用于存储程序代码，并将所述程序代码传输给所述处理器；

处理器用于根据所述程序代码中的指令执行步骤S201到步骤203的一种异步系统的数据同步方法。

另外一方面，本发明实施例还提供了一种存储介质，所述存储介质用于存储程序代码，所述程序代码用于执行步骤S201到步骤203的一种异步系统的数据同步方法。

本发明实施例公开的技术方案用于分布式的多个终端设备在同一时刻采集数据，终端设备中设置有传感器，多个终端设备根据采集器采集的数据传输至后台系统，后台系统进行大数据分析，例如根据用途可以采集相关的数据，如在电力系统，可以采集每个终端设备的电压。

本发明实施例公开的技术方案可实现在广域数据采集同步获取，可实现远程采集数据同步获取，高成本设备同步精度可达纳秒级，低成本设备可达微秒级，在分布式雷达系统中可实现精确数据采集，可用于军民用系统中，并可使用大数据分析系统对精准数据进行分析。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种异步系统的数据同步方法，所述方法应用于终端设备中，其特征在于，所述方法包括：

接收GNSS模块发送的定时脉冲信号；

对所述定时脉冲信号触发时刻的计数值进行锁存，取相邻的所述计数值的差值得到定时时间差；

判断所述定时时间差与理论值之间的第一偏差是否在第一预设偏差范围内；如果是，则在所述终端设备采集的数据上打上从所述GNSS模块获取到的时间戳；如果否，反复调整所述终端设备的软件系统中的工作时钟以使所述第一偏差收敛于所述第一预设偏差范围内。

2.如权利要求1所述的一种异步系统的数据同步方法，其特征在于，包括：所述接收GNSS模块发送的定时脉冲信号之前，包括：

所述GNSS模块接收GNSS信号，所述GNSS模块用于对所述终端设备进行定位和定时。

3.如权利要求1所述的一种异步系统的数据同步方法，其特征在于，所述取相邻的所述计数值的差值得到定时时间差，包括：所述终端设备中的工作时钟作为计数器的工作时钟，计算相邻的所述定时脉冲信号的两个上升沿信号对应的第一计数值和第二计数值的差值，所述差值为所述定时时间差。

4.如权利要求1所述的一种异步系统的数据同步方法，其特征在于，所述方法还包括：所述终端设备的软件系统中包括一个程序进程，所述程序进程用于实时监控所述第一偏差，如果所述第一偏差不在所述第一预设偏差范围内，调整所述终端设备的软件系统中的工作时钟以用于调整所述定时时间差。

5.如权利要求1所述的一种异步系统的数据同步方法，其特征在于，所述对所述定时脉冲信号触发时刻的计数值进行锁存之后，包括：

所述终端设备的软件系统读取相邻计数值后，取相邻的所述计数值的差值得到所述定时时间差。

6.如权利要求1所述的一种异步系统的数据同步方法，其特征在于，所述在所述终端设备采集的数据打上从所述GNSS模块获取到的时间戳，包括：

所述终端设备的CPU接收所述GNSS模块的定时脉冲信号，所述CPU并实时记录所述定时脉冲信号对应的时间，当所述第一偏差在所述第一预设偏差范围时，所述CPU在所述终端设备采集的数据上打上从所述GNSS模块获取到的时间戳。

7.如权利要求1所述的一种异步系统的数据同步方法，其特征在于，所述在所述终端设备采集的数据上打上从所述GNSS模块获取到的时间戳之前，包括：

记录计数器在同一时刻接收所述GNSS模块发送的定时脉冲信号时的第三计数值和CPU发送的数据采样信号时的第四计数值，计算所述第三计数值和所述第四计数值的差值，所述差值为第二偏差，根据所述第二偏差的大小调整从所述GNSS模块获取到的时间戳并在所述终端设备采集的数据上打上调整后的时间戳。

8.如权利要求1所述的一种异步系统的数据同步方法，其特征在于，还包括第二预定偏差，先调整所述终端设备的软件系统中的工作时钟使所述定时时间差与理论值之间的所述第一偏差收敛于所述第一预设偏差范围内，然后在调整所述终端设备的软件系统中的工作时钟使所述定时时间差与理论值之间的所述第一偏差收敛于所述第二预设偏差范围内。

9.一种异步系统的数据同步系统，其特征在于，所述系统包括多个终端设备；所述终端设备中包括GNSS模块、计数器和、CPU和采集器，所述计数器具有计数和锁存功能；

所述GNSS模块用于接收GNSS信号并对所述终端设备进行定位和定时；

所述计数器用于接收所述GNSS模块发送的定时脉冲信号和对所述定时脉冲信号触发时刻的计数值进行锁存，取相邻的所述计数值的差值得到定时时间差；

所述CPU用于接收所述GNSS模块定时脉冲信号，用于向所述计数器和所述采集器发送采集脉冲信号，用于实时记录所述定时脉冲信号对应的时间，当所述第一偏差在所述第一预设偏差范围时，所述CPU在所述终端设备采集的数据上打上从所述GNSS模块获取到的时间戳；

所述采集器用于采集数据，并在所述数据上打上从所述GNSS模块获取到的时间戳。

10.一种终端设备，所述设备包括处理器以及存储器：

所述存储器用于存储程序代码，并将所述程序代码传输给所述处理器；

所述处理器用于根据所述程序代码中的指令执行权利要求1-8任一项所述的一种异步系统的数据同步方法。

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