CN114006673A - 一种授时服务器、授时方法及设备 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种授时服务器、授时方法及设备。该授时服务器包括：实时时钟模块，用于向SNTP授时硬件模块发送脉冲信号，以向所述SNTP授时硬件模块提供时间基准；与所述实时时钟模块相连的所述SNTP授时硬件模块，用于基于所述时间基准，按照SNTP协议向网络中的待授时客户端发送时间数据；分别与所述实时时钟模块和所述SNTP授时硬件模块相连的主控模块，用于若接收到主监测装置发送的校时命令，则获取所述实时时钟模块的当前时间，并判断所述校时命令内的校时时间与所述当前时间是否一致，若不一致则基于所述校时时间对所述实时时钟模块和所述SNTP授时硬件模块的时间进行校准。能够提高授时精度，且不受使用场景限制。
Description
技术领域
本发明涉及通信技术领域，特别涉及一种授时服务器、授时方法及设备。
背景技术
随着科学技术的快速发展，城市轨道交通等行业对于测控装置的同步采集要求越来越高。目前，采集板卡与主监测装置多采用以太网或者CAN(Controller Area Network，控制器局域网络)通信接口通信，由于现场的实际情况，只能通过以太网的NTP协议(Network Time Protocol，网络时间协议)来实现多采集板卡的时间同步。
目前授时服务的实现主要有两种：一种是直接购买专业的NTP授时服务器，价格较高，授时精度高，但是其时钟源多为GPS(Global Positioning System，全球定位系统)或北斗等卫星时钟，适合于空旷的场合，不适用于地下、有遮挡的情况；另一种是在主监测装置内通过软件实现NTP服务，优点是成本低，但是实现的难度较大，并且授时的精度一般不能满足采集板卡的同步采集精度要求。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种授时服务器、授时方法及设备，能够提高授时精度，且不受使用场景限制。其具体方案如下：
第一方面，本申请公开了一种授时服务器，包括：
实时时钟模块，用于向SNTP授时硬件模块发送脉冲信号，以向所述SNTP授时硬件模块提供时间基准；
与所述实时时钟模块相连的所述SNTP授时硬件模块，用于基于所述时间基准，按照SNTP协议向网络中的待授时客户端发送时间数据；
分别与所述实时时钟模块和所述SNTP授时硬件模块相连的主控模块，用于若接收到主监测装置发送的校时命令，则获取所述实时时钟模块的当前时间，并判断所述校时命令内的校时时间与所述当前时间是否一致，若不一致则基于所述校时时间对所述实时时钟模块和所述SNTP授时硬件模块的时间进行校准。
可选的，所述实时时钟模块为高精度时钟芯片DS3231，所述实时时钟模块内部包括温补时钟，所述实时时钟模块的时钟精度为2PPM，所述实时时钟模块包含可编程的脉冲输出。
可选的，所述SNTP授时硬件模块为CH9126芯片，所述SNTP授时硬件模块内置SNTP协议，且含有MAC接口和PHY接口。
可选的，所述主控模块为STM32单片机。
可选的，所述主控模块，还用于接收所述主监测装置发送的配置命令，并根据所述配置命令中的配置参数更新所述实时时钟模块和/或所述SNTP授时硬件模块的相关参数。
可选的，所述授时服务器，还包括：
通信模块，用于接收主监测装置发送的所述校时命令和/或所述配置命令，并将所述校时命令和/或所述配置命令转发给所述主控模块；所述通信模块为CAN通信模块或485通信模块或232通信模块。
可选的，所述配置命令包括针对所述实时时钟模块的第一配置命令和针对所述SNTP授时硬件模块的第二配置命令；所述第一配置命令中的配置参数包括年、月、日、时、分、秒中的任意一项或多项；所述第二配置命令中的配置参数包括工作模式、网络配置参数和串口通信配置参数中的任意一项或多项；所述工作模式包括客户模式和服务器模式。
第二方面，本申请公开了一种授时方法，包括：
通过所述实时时钟模块向所述SNTP授时硬件模块发送脉冲信号，以向所述SNTP授时硬件模块提供时间基准；
通过与所述实时时钟模块相连的所述SNTP授时硬件模块，基于所述时间基准，按照SNTP协议向网络中的待授时客户端发送时间数据；
通过分别与所述实时时钟模块和所述SNTP授时硬件模块相连的主控模块，接收主监测装置发送的校时命令，并根据所述校时命令获取所述实时时钟模块的当前时间，并判断所述校时命令内的校时时间与所述当前时间是否一致，若不一致则基于所述校时时间对所述实时时钟模块和所述SNTP授时硬件模块的时间进行校准。
第三方面，本申请公开了一种电子设备，包括：
存储器，用于保存计算机程序；
处理器，用于执行所述计算机程序，以实现前述的授时方法。
本申请中，通过实时时钟模块，向与实时时钟模块相连的SNTP授时硬件模块发送脉冲信号，以向SNTP授时硬件模块提供时间基准，从而SNTP授时硬件模块基于该时间基准，按照SNTP协议向网络中的待授时客户端发送时间数据，以实现授时，即本申请中使用实时时钟模块作为时钟源，无需使用GPS或北斗等卫星时钟，使用场景不受限制，方便现场安装部署。并且，本申请通过分别与实时时钟模块和SNTP授时硬件模块相连的主控模块，通过主控模块实时接收主监测装置发送的校时时间，同时读取实时时钟模块的校时时间，并将校时时间和当前时间进行比较，根据比较结果判断是否需要修正实时时钟模块和NTP授时硬件模块的时间，保证了高授时精度，满足了采集板卡的精度要求，且结构简单，成本低，尤其适用于城市轨道交通行业设备处于地下、有遮挡的情况。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本申请提供的一种授时服务器结构示意图；
图2为本申请提供的一种具体的授时服务器结构示意图；
图3为本申请提供的一种授时服务器流程图；
图4为本申请提供的一种电子设备结构图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，都属于本发明保护的范围。
现有技术中，授时服务的实现主要有两种：一种是直接购买专业的NTP授时服务器，价格较高，授时精度高，但是其时钟源多为GPS(Global Positioning System，全球定位系统)或北斗等卫星时钟，适合于空旷的场合，不适用于地下、有遮挡的情况；另一种是在主监测装置内通过软件实现NTP服务，优点是成本低，但是实现的难度较大，并且授时的精度一般不能满足采集板卡的同步采集精度要求。为克服上述技术问题，本申请提出一种授时服务器，能够提高授时精度，且不受使用场景限制。
本申请实施例公开了一种授时服务器，参见图1所示，该授时服务器可以包括：
实时时钟模块11，用于向SNTP授时硬件模块发送脉冲信号，以向所述SNTP授时硬件模块提供时间基准。
本实施例中，利用实时时钟模块11，向SNTP(Simple Network Time Protocol，简单网络时间协议)授时硬件模块12发送脉冲信号，以向所述SNTP授时硬件模块12提供时间基准。也就是说，实时时钟模块11将脉冲信号作为时间基准提供给SNTP授时硬件模块12，上述脉冲信号可以为周期1S、脉宽100ms的脉冲信号，上述实时时钟模块11与SNTP授时硬件模块12可以通过普通IO接口连接。
本实施例中，所述实时时钟模块11为高精度时钟芯片DS3231，所述实时时钟模块11内部包括温补时钟，所述实时时钟模块11的时钟精度为2PPM，所述实时时钟模块11包含可编程的脉冲输出。即实时时钟模块11采用高精度时钟芯片DS3231实现，其内部带有温补时钟，时钟精度为2PPM，带有可编程的脉冲输出，具体为PP1S脉冲信号。
与所述实时时钟模块11相连的所述SNTP授时硬件模块12，用于基于所述时间基准，按照SNTP协议向网络中的待授时客户端发送时间数据。
本实施例中，SNTP授时硬件模块12接收实时时钟模块11发送的时间基准，将接收到的时间基准转换成SNTP协议，并向网络中的客户端传送时间数据，也就是说，接收到的时间基准为脉冲信号，SNTP授时硬件模块12需要处理这个时间基准信号之后通过网络协议将时间数据传送给客户端，传送的网络协议是SNTP协议。
本实施例中，所述SNTP授时硬件模块12为CH9126芯片，所述SNTP授时硬件模块12内置SNTP协议，且含有MAC接口和PHY接口。即SNTP授时硬件模块12可以采用沁恒CH9126芯片实现，其内部内置SNTP协议，自带MAC(Media Access Control，媒体访问控制子层协议)接口和PHY(Physical，物理层)接口，支持10M/100M全/半双工自适应。
分别与所述实时时钟模块11和所述SNTP授时硬件模块12相连的主控模块13，用于若接收到主监测装置发送的校时命令，则获取所述实时时钟模块11的当前时间，并判断所述校时命令内的校时时间与所述当前时间是否一致，若不一致则基于所述校时时间对所述实时时钟模块11和所述SNTP授时硬件模块12的时间进行校准。
本实施例中，通过主控模块13实时接收主监测装置发送的校时时间，同时读取实时时钟模块11的校时时间，并将校时时间和当前时间进行比较，根据比较结果判断是否需要修正实时时钟模块11和NTP授时硬件模块12的时间，若校时命令内的校时时间与当前时间不一致，则基于上述校时时间向实时时钟模块11和所述SNTP授时硬件模块12发送时间校准命令。上述主控模块13与实时时钟模块11可以通过I2C接口互联。本实施例中，上述校时时间和当前时间的精度可以为10ms。
本实施例中，所述主控模块13为STM32单片机。即本实施例中主控模块13可以采用STM32系列高性能单片机。另外，上述主监测装置可以为DZC-6型监测装置。
本实施例中，所述主控模块13，还用于接收所述主监测装置发送的配置命令，并根据所述配置命令中的配置参数更新所述实时时钟模块11和/或所述SNTP授时硬件模块12的相关参数。即主控模块13不仅用于接收主监测装置发送的校时命令，还接收主监测装置发送的配置命令，该配置命令用于控制主控模块13根据配置参数更新实时时钟模块11和/或SNTP授时硬件模块12的相关参数。
具体的，所述配置命令可以包括针对所述实时时钟模块11的第一配置命令和针对所述SNTP授时硬件模块12的第二配置命令；所述第一配置命令中的配置参数包括年、月、日、时、分、秒中的任意一项或多项；所述第二配置命令中的配置参数包括工作模式、网络配置参数和串口通信配置参数中的任意一项或多项；所述工作模式包括客户模式和服务器模式。上述第二配置命令中的工作模式包括但不限于客户模式(client模式)、服务器模式(server模式)；网络配置参数具体可以包括但不限于IP地址、子网掩码、默认网关、目的IP地址、轮训间隔；串口通信配置参数包括但不限于波特率、数据位、校验方式、数据包长度、超时时间、通信数据格式。
本实施例中，所述授时服务器，还可以包括：通信模块14，用于接收主监测装置发送的所述校时命令和/或所述配置命令，并将所述校时命令和/或所述配置命令转发给所述主控模块；所述通信模块为CAN通信模块或485通信模块或232通信模块。例如图2所示，即通信模块14与主控模块13连接，同时与主监测装置连接，用于接收主监测装置发送的校时、配置等命令，并将接收到的控制命令传送至主控模块13。也就是说，主监测装置通过通信模块14向主控模块13下发配置命令，然后由主控模块13根据配置命令中的配置参数更新两个模块中的配置参数。上述通信模块具体可以为CAN通信模块或485通信模块或232通信模块。
由上可见，本实施例中通过实时时钟模块，向与实时时钟模块相连的SNTP授时硬件模块发送脉冲信号，以向SNTP授时硬件模块提供时间基准，从而SNTP授时硬件模块基于该时间基准，按照SNTP协议向网络中的待授时客户端发送时间数据，以实现授时，即本申请中使用实时时钟模块作为时钟源，无需使用GPS或北斗等卫星时钟，使用场景不受限制，方便现场安装部署。并且，本申请通过分别与实时时钟模块和SNTP授时硬件模块相连的主控模块，通过主控模块实时接收主监测装置发送的校时时间，同时读取实时时钟模块的校时时间，并将校时时间和当前时间进行比较，根据比较结果判断是否需要修正实时时钟模块和NTP授时硬件模块的时间，保证了高授时精度，满足了采集板卡的精度要求，且结构简单，成本低，尤其适用于城市轨道交通行业设备处于地下、有遮挡的情况。
本申请实施例公开了一种授时方法，参见图3所示，该方法可以包括以下步骤：
步骤S11：通过所述实时时钟模块向所述SNTP授时硬件模块发送脉冲信号，以向所述SNTP授时硬件模块提供时间基准。
步骤S12：通过与所述实时时钟模块相连的所述SNTP授时硬件模块，基于所述时间基准，按照SNTP协议向网络中的待授时客户端发送时间数据。
步骤S13：通过分别与所述实时时钟模块和所述SNTP授时硬件模块相连的主控模块，接收主监测装置发送的校时命令，并根据所述校时命令获取所述实时时钟模块的当前时间，并判断所述校时命令内的校时时间与所述当前时间是否一致，若不一致则基于所述校时时间对所述实时时钟模块和所述SNTP授时硬件模块的时间进行校准。
由上可见，本实施例中通过实时时钟模块，向与实时时钟模块相连的SNTP授时硬件模块发送脉冲信号，以向SNTP授时硬件模块提供时间基准，从而SNTP授时硬件模块基于该时间基准，按照SNTP协议向网络中的待授时客户端发送时间数据，以实现授时，即本申请中使用实时时钟模块作为时钟源，无需使用GPS或北斗等卫星时钟，使用场景不受限制，方便现场安装部署。并且，本申请通过分别与实时时钟模块和SNTP授时硬件模块相连的主控模块，通过主控模块实时接收主监测装置发送的校时时间，同时读取实时时钟模块的校时时间，并将校时时间和当前时间进行比较，根据比较结果判断是否需要修正实时时钟模块和NTP授时硬件模块的时间，保证了高授时精度，满足了采集板卡的精度要求，且结构简单，成本低，尤其适用于城市轨道交通行业设备处于地下、有遮挡的情况。
本实施例中，所述实时时钟模块可以为高精度时钟芯片DS3231，所述实时时钟模块内部包括温补时钟，所述实时时钟模块的时钟精度为2PPM，所述实时时钟模块包含可编程的脉冲输出。
本实施例中，所述SNTP授时硬件模块可以为CH9126芯片，所述SNTP授时硬件模块内置SNTP协议，且含有MAC接口和PHY接口。
本实施例中，所述主控模块可以为STM32单片机。
本实施例中，还通过上述主控模块，接收所述主监测装置发送的配置命令，并根据所述配置命令中的配置参数更新所述实时时钟模块和/或所述SNTP授时硬件模块的相关参数。
本实施例中，还通过通信模块，接收主监测装置发送的所述校时命令和/或所述配置命令，并将所述校时命令和/或所述配置命令转发给所述主控模块；所述通信模块为CAN通信模块或485通信模块或232通信模块。
本实施例中，所述配置命令包括针对所述实时时钟模块的第一配置命令和针对所述SNTP授时硬件模块的第二配置命令；所述第一配置命令中的配置参数包括年、月、日、时、分、秒中的任意一项或多项；所述第二配置命令中的配置参数包括工作模式、网络配置参数和串口通信配置参数中的任意一项或多项；所述工作模式包括客户模式和服务器模式。
进一步的，本申请实施例还公开了一种电子设备，参见图4所示，图中的内容不能被认为是对本申请的使用范围的任何限制。
图4为本申请实施例提供的一种电子设备20的结构示意图。该电子设备20，具体可以包括：至少一个处理器21、至少一个存储器22、电源23、通信接口24、输入输出接口25和通信总线26。其中，所述存储器22用于存储计算机程序，所述计算机程序由所述处理器21加载并执行，以实现前述任一实施例公开的授时方法中的相关步骤。
本实施例中，电源23用于为电子设备20上的各硬件设备提供工作电压；通信接口24能够为电子设备20创建与外界设备之间的数据传输通道，其所遵循的通信协议是能够适用于本申请技术方案的任意通信协议，在此不对其进行具体限定；输入输出接口25，用于获取外界输入数据或向外界输出数据，其具体的接口类型可以根据具体应用需要进行选取，在此不进行具体限定。
另外，存储器22作为资源存储的载体，可以是只读存储器、随机存储器、磁盘或者光盘等，其上所存储的资源包括操作系统221、计算机程序222及包括校时命令在内的数据223等，存储方式可以是短暂存储或者永久存储。
其中，操作系统221用于管理与控制电子设备20上的各硬件设备以及计算机程序222，以实现处理器21对存储器22中海量数据223的运算与处理，其可以是Windows Server、Netware、Unix、Linux等。计算机程序222除了包括能够用于完成前述任一实施例公开的由电子设备20执行的授时的计算机程序之外，还可以进一步包括能够用于完成其他特定工作的计算机程序。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。
最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上对本发明所提供的一种授时服务器、授时方法及设备进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (9)
1.一种授时服务器，其特征在于，包括：
实时时钟模块，用于向SNTP授时硬件模块发送脉冲信号，以向所述SNTP授时硬件模块提供时间基准；
与所述实时时钟模块相连的所述SNTP授时硬件模块，用于基于所述时间基准，按照SNTP协议向网络中的待授时客户端发送时间数据；
分别与所述实时时钟模块和所述SNTP授时硬件模块相连的主控模块，用于若接收到主监测装置发送的校时命令，则获取所述实时时钟模块的当前时间，并判断所述校时命令内的校时时间与所述当前时间是否一致，若不一致则基于所述校时时间对所述实时时钟模块和所述SNTP授时硬件模块的时间进行校准。
2.根据权利要求1所述的授时服务器，其特征在于，所述实时时钟模块为高精度时钟芯片DS3231，所述实时时钟模块内部包括温补时钟，所述实时时钟模块的时钟精度为2PPM，所述实时时钟模块包含可编程的脉冲输出。
3.根据权利要求1所述的授时服务器，其特征在于，所述SNTP授时硬件模块为CH9126芯片，所述SNTP授时硬件模块内置SNTP协议，且含有MAC接口和PHY接口。
4.根据权利要求1所述的授时服务器，其特征在于，所述主控模块为STM32单片机。
5.根据权利要求1至4任一项所述的授时服务器，其特征在于，所述主控模块，还用于接收所述主监测装置发送的配置命令，并根据所述配置命令中的配置参数更新所述实时时钟模块和/或所述SNTP授时硬件模块的相关参数。
6.根据权利要求5所述的授时服务器，其特征在于，还包括：
通信模块，用于接收主监测装置发送的所述校时命令和/或所述配置命令，并将所述校时命令和/或所述配置命令转发给所述主控模块；所述通信模块为CAN通信模块或485通信模块或232通信模块。
7.根据权利要求5所述的授时服务器，其特征在于，所述配置命令包括针对所述实时时钟模块的第一配置命令和针对所述SNTP授时硬件模块的第二配置命令；所述第一配置命令中的配置参数包括年、月、日、时、分、秒中的任意一项或多项；所述第二配置命令中的配置参数包括工作模式、网络配置参数和串口通信配置参数中的任意一项或多项；所述工作模式包括客户模式和服务器模式。
8.一种授时方法，其特征在于，应用于包括实时时钟模块、SNTP授时硬件模块和主控模块的授时服务器，包括：
通过所述实时时钟模块向所述SNTP授时硬件模块发送脉冲信号，以向所述SNTP授时硬件模块提供时间基准；
通过与所述实时时钟模块相连的所述SNTP授时硬件模块，基于所述时间基准，按照SNTP协议向网络中的待授时客户端发送时间数据；
通过分别与所述实时时钟模块和所述SNTP授时硬件模块相连的主控模块，接收主监测装置发送的校时命令，并根据所述校时命令获取所述实时时钟模块的当前时间，并判断所述校时命令内的校时时间与所述当前时间是否一致，若不一致则基于所述校时时间对所述实时时钟模块和所述SNTP授时硬件模块的时间进行校准。
9.一种电子设备，其特征在于，包括：
存储器，用于保存计算机程序；
处理器，用于执行所述计算机程序，以实现如权利要求8所述的授时方法。
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