CN115866453A - 基于集中器的电表的时钟同步方法及时钟同步系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了电表的时钟同步方法及时钟同步系统，属于配电技术领域，一种基于集中器的电表时钟同步方法，包括：步骤100：预先给集中器和集中器下辖的所有电表设置多个整数时刻；并且，电表根据自身计时器的时间设置时间标志位，当计时器整数时刻前α至整数时刻后α的时间段对时间标志位置1，其它时间段置0；预设值α≤5秒；步骤200：集中器在达到预设的整数时刻时，向所有的电表广播不包括时间信息仅且包括时钟校准指令的时钟校准码；步骤300：当电表接收到集中器的时钟校准码时。本申请的有益效果在于，提供一种能够在短时间内完成集中器下辖的所有电表时间校准的电表的时钟同步方法及时钟同步系统。

Description

基于集中器的电表的时钟同步方法及时钟同步系统

技术领域

本申请涉及领域，具体而言，涉及一种电表时钟同步方法及电表时钟同步系统。

背景技术

电表用户用电数据需要通过集中器进行抄表，集中器可以同时抄读几百个家用电表，并对电表下达一定的控制指令。目前，电表通过硬时钟芯片对电表进行计时，计时的准确性将对集中器采集信息、用户用电信息的准确性造成影响，而使用高精度硬时钟芯片无形中增加了成本，且造成了一定的器件冗余。

如果集中器和所有电表按照一定的频率进行时间校准，集中器和电表完成通信握手之后，集中器给该电表定向传输包含时间信息的编码，然后电表在接收到包含信息的编码之后，对自身的时间进行更新，所以在每次更新时间时，需要消耗非常多的带宽，并且集中器本身需要接收其余的信息，本身负载已经比较大量了，如果将时间更新的周期设置的比较短，必然会导致集中器负载太大，运行不畅；如果将时间更新的周期设置的太长，则会电表与集中器之间相差的时间太长，进而因为电表的计时器不准，而导致用户的电费计量不准确。

由此可见，目前市面上缺乏一种能够在及时更新电表的时间有不对集中器正常运行过大影响的基于集中器的电表的时钟同步方法及时钟同步系统。

发明内容

本申请的内容部分用于以简要的形式介绍构思，这些构思将在后面的具体实施方式部分被详细描述。本申请的内容部分并不旨在标识要求保护的技术方案的关键特征或必要特征，也不旨在用于限制所要求的保护的技术方案的范围。

作为本申请的第一个方面，为了解决以上背景技术部分提到的技术问题，本申请的一些实施例提供了一种基于集中器的电表时钟同步方法，包括：

步骤100：预先给集中器和集中器下辖的所有电表设置多个整数时刻；并且，电表根据自身计时器的时间设置时间标志位，当计数器整数时刻前α至整数时刻后α的时间段对时间标志位置1，其它时间段置0；预设值α≤5秒；

步骤200：集中器在达到预设的整数时刻时，向所有的电表广播不包括时间信息仅且包括时钟校准指令的时钟校准码；

步骤300：当电表接收到集中器的时钟校准码时，电表直接读取当前的时间标志位，以判断当前的时间标志位是否为1，如果是，则电表直接将计时器的时间设置为最接近当前计时器计时时间的整数时刻；如果不是，则电表发送时钟精度低的信号给集中器。

本申请通过设置的时间标志位对整数时刻进行标记，进而集中器在对大量的电表进行时钟校准时，不需要下发包含具体时间信息的数据，同时电表也不需要读取自身的时间，只需要读取自身时间标志位，所以能够避免集中器和电表在进行时间校准时，集中器和电表之间对于带宽的占用，在保证了能够以较短周期进行时间校准的基础上，避免了时间校准工作对于集中器的负担，并且在推广时，不需要在硬件上对电表和集中器进行修改，只需要向电表的寄存器内设置校准码，就能够满足本申请的需求。而且本申请不需要读电表自身的时间信息，时钟同步的效率要更高效。

进一步的，整数时刻包括奇数整数时刻和偶数整数时刻，时钟校准码包括奇数时钟校准码和偶数时钟校准码，当集中器达到奇数整数时刻时，向其下辖的所有电表广播奇数时钟校准码；当集中器达到偶数整数时刻时，向其下辖的所有电表广播偶数时钟校准码。

进一步的，步骤100中，将每天的24时设置为整数时刻。

进一步的，步骤100中，将每天的整点设置为整数时刻。

进一步的，步骤100中，多个整数时刻包括T₁、T₂……T_n，整数时刻T_n=t₀+k×ΔT，其中k为1,2,3...n的自然数，t₀和ΔT为预设的值。

进一步的，整数时刻包括T₁、T₂……T_n，ΔT为奇数。

进一步的，时间标志位包括偶数时间标志位和奇数时间标志位；在奇数整数时刻前α秒将奇数时间标志位置为1，并保持设定时间2×α，其他时间将时间标志位置为0；

在偶数整数时刻前α秒将偶数时间标志位置为1，并保持设定时间2×α，其他时间将时间标志位置为0；预设值α≤5秒。

进一步的，当电表接收到集中器的时钟信号奇数时钟校准码时，判断奇数时间标志位是否为零，如果奇数时间标志位为0，则判定该电表时钟计时精度过低，电表发送时钟精度低的信号给集中器；当电表接收到集中器的时钟信号偶数时钟校准码时，判断偶数时间标志位是否为零，如果偶数时间标志位为0，则判定该电表时钟计时精度过低。

进一步的，集中器向所有电表广播采集电表信息的指令替代时钟校准码。

作为本申请的第二个方面，为了解决以上背景技术部分提到的技术问题，本申请的一些实施例提供了一种基于集中器的电表时钟同步系统，包括

集中器，预先设置多个整数时刻和预设值α；

电表，设置有时间标志位、同步整数时刻以及预设值α，记录集中器设置的整数时刻和预设值α，集中器下辖有多个电表，集中器和电表电信号连接；

电表的计时器将整数时刻前α的时间标志位设置为1，并保持设定时间2×α，其他时间将时间标志位置为0，预设值α≤5秒；

集中器在达到预设的整数时刻时，向所有的电表广播不包括时间信息仅且包括时钟校准指令的时钟校准码；

电表在接收到集中器下发的时钟校准码之后，电表读取时间标志位，如果当前的时间标志位为0，则电表发送时钟精度低的信号给集中器；如果当前的时间标志位为1，则电表直接将计时器的时间设置为最接近当前计时器计时时间的整数时刻。

本申请的有益效果在于，提供一种能够在短时间内完成集中器下辖的所有电表时间校准的基于集中器的电表的时钟同步方法及时钟同步系统。避免采用携带时间信息的广播方法造成的占用带宽及同步时间操作耗时长，时间同步精度偏低的弊端。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解，使得本申请的其它特征、目的和优点变得更明显。本申请的示意性实施例附图及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。

另外，贯穿附图中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的元素。应当理解附图是示意性的，元件和元素不一定按照比例绘制。

在附图中：

图1为本申请的一些实施例中，基于集中器的电表时钟同步方法的流程图。

图2为本申请的一些实施例中，基于集中器的电表时钟同步方法的流程图，示出了包含了奇数整数时刻和偶数整数时刻的情况。

图3为本申请的一些实施例中，基于集中器的电表时钟同系统的结构示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的实施例。虽然附图中显示了本公开的某些实施例，然而应当理解的是，本公开可以通过各种形式来实现， 而且不应该被解释为限于这里阐述的实施例。相反，提供这些实施例是为了更加透彻和完整地理解本公开。应当理解的是，本公开的附图及实施例仅用于示例性作用，并非用于限制本公开的保护范围。

另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与有关发明相关的部分。在不冲突的情况下，本公开中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本公开。

实施例一：参照图1，图1公开了基于集中器的电表时钟同步方法的具体步骤：

步骤100：预先给集中器和集中器下辖的所有电表设置多个整数时刻；并且，电表根据自身计时器的时间设置时间标志位，当计数器整数时刻前α至整数时刻后α的时间段对时间标志位置1，其它时间段置0；预设值α≤5秒。

例如，将α设置为3秒。整数时刻为5点整、15点整、20点整……，则电表A的计时器在4点59分57秒~5点0分03秒、14点59分57秒~15点0分03秒、19点59分57秒~20点0分03秒……的这段时间内，时间标志位为1，其余的时间则为0。

步骤100中，可以将每天的准点设置为整数时刻，或者将每天的24点设置为整数时刻。为了，减少校准的难度，一般只考虑将整点时刻设置为整数时刻。当然，在实际使用中，也可以将类似于12点32分00秒这些非整点时刻设置为整数时刻。

在更为具体的实施例中，多个整数时刻包括T₁、T₂……T_n，整数时刻T_n=t₀+k×ΔT，其中n为自然数，t0和ΔT为预设的值。

例如，可以将初始时刻设置为2021年10月11日24点00分00秒，ΔT设置为5小时。则整数时刻就是2021年10月12日5点00分00秒、2021年10月12日10点00分00秒……。

在更为具体的设置中，可以将时间标志位的信息设置在电表内置芯片的寄存器上。

步骤200：集中器在达到预设的整数时刻时，向所有的电表广播不包括时间信息但包括校准指令的时钟校准码。

步骤200中，时钟校准码只包含让电表接收到就立刻和整数时刻进行时间校准的信息。例如，时钟校准码可以为一串01001100的二进制编码信息，电表在接收到这串编码之后，启动校准程序，然后电表直接去读取电表上微处理器内寄存器上的时间标志位，所以时钟校准码并不需要设置包含时间信息的编码，如此可以减少时钟校准码的数据大小，并且电表在解析这些时钟校准码时效率更高。

步骤300：当电表接收到集中器的时钟校准码时，电表直接读取当前的时间标志位，以判断当前的时间标志位是否为1，如果是，则电表直接将计时器的时间设置为最接近当前计时器计时时间的整数时刻；如果不是，则电表发送时钟精度低的信号给集中器。

例如集中器和其下辖的电表A中记录的整数时刻为2021年10月12日5点00分00秒、2021年10月12日10点00分00秒……；集中器在2021年10月12日5点00分00秒广播时钟校准码，电表A接收到时钟校准码的时间为2021年10月12日5点00分02秒，则电表A不用读取计时器上具体的时间信息，只需要读取时间标志位的信息，此时电表A上时间标志位应当为1，所以电表A就将自身计时器的时间调整为2021年10月12日5点00分00秒。

实施例二：

部分电表可能因为时钟模块损坏导致时间成倍增加，或者电表停表一段时间，而导致如下情况时，当电表接收到集中器在整数时刻T_n广播的时钟校准码，某电表接收到该时钟校准码时，读取时间标志位为1，但是电表将时间调整至最为接近的整数时刻之后，电表的时间为整数时刻T_n-1或者整数时刻T_n+1，进而导致服务器无法及时的发现电表的故障。

参考图2，图2公开了基于集中器的电表时钟同步方法的具体步骤

步骤100：预先给集中器和集中器下辖的所有电表设置多个整数时刻；并且，电表根据自身计时器的时间设置时间标志位，当计数器整数时刻前α至整数时刻后α的时间段对时间标志位置1，其它时间段置0；预设值α≤5秒；

整数时刻包括奇数整数时刻和偶数整数时刻，时钟校准码包括奇数时钟校准码和偶数时钟校准码。

多个整数时刻包括T1、T2……Tn，整数时刻Tn=t₀+k×ΔT，其中n为自然数，t₀和ΔT为预设的值，ΔT为奇数；则得到所有整数时刻T1、T2……Tn中必然是奇数和偶数相互交错布置的。

例如，可以将t₀设置为2021年10月11日24点00分00秒，ΔT设置为5小时。则整数时刻就是2021年10月12日5点00分00秒、2021年10月12日10点00分00秒……。

整数时刻就是2021年10月12日5点00分00秒为奇数整数时刻。整数时刻就是2021年10月12日10点00分00秒则为偶数整数时刻。

时间标志位包括偶数时间标志位和奇数时间标志位；在奇数整数时刻前α秒将奇数时间标志位置为1，并保持设定时间2×α，其他时间将奇数时间标志位置为0。

在偶数整数时刻前α秒将偶数时间标志位置为1，并保持设定时间2×α，其他时间将偶数时间标志位置为0；预设值α≤5秒。

例如，将α设置为3秒，在2021年10月12日4点59分57秒~2021年10月12日5点01分03秒的这段时间内，奇数时间标志位为1，偶数时间标志位为0。

在2021年10月12日9点59分57秒~2021年10月12日10点00分03秒的这段时间内，奇数时间标志位为0，偶数时间标志位为1。

步骤200：集中器在达到预设的整数时刻时，向所有的电表广播不包括时间信息仅且包括时钟校准指令的时钟校准码。

在步骤200中，时钟校准码分为奇数时钟校准码与偶数时钟校准码，当集中器的计时器达到奇数整数时刻时，则向所有的电表广播奇数时钟校准码；当集中器的计时器达到偶数整数时刻时，则向所有的电表广播奇数时钟校准码。

步骤300，当电表接收到集中器的时钟信号奇数时钟校准码时，判断奇数时间标志位是否为零，如果奇数时间标志位为0，则判定该电表时钟计时精度过低，电表发送时钟精度低的信号给集中器，如果奇数时间标志位为1，则电表直接将计时器的时间设置为最接近当前计时器计时时间的整数时刻；当电表接收到集中器的时钟信号偶数时钟校准码时，判断偶数时间标志位是否为零，如果偶数时间标志位为0，则判定该电表时钟计时精度过低，如果偶数时间标志位为1，则电表直接将计时器的时间设置为最接近当前计时器计时时间的整数时刻。

例如，当电表A在接收到集中器发送的奇数时钟校准码时，此时电表A读取到的奇数时间标志位为0，则电表A为时钟计时精度低的电表。

当电表A在接收到集中器发送的奇数时钟校准码时，此时电表A读取到的奇数时间标志位为1，则电表A为正常电表，电表A直接将计时器的时间设置为最接近当前计时器计时时间的整数时刻。

当A电表在接收到集中器发送的偶数时钟校准码时，此时电表B读取到偶数时间标志位为1，则电表B为正常电表，电表A直接将计时器的时间设置为最接近当前计时器计时时间的整数时刻。

当电表A在接收到集中器发送的偶数时钟校准码时，此时电表A读取到偶数时间标志位为0，则电表A为时钟计时精度低的电表。

实施例三：

实施例三与实施例二和实施例一的区别在于步骤200的区别：在本实施例中，集中器向所有电表广播采集电表信息的指令替代时钟校准码，进而不需要集中器频繁的向所有电表广播时钟校准指令。

具体的：

步骤100：预先给集中器和集中器下辖的所有电表设置多个整数时刻；并且，电表根据自身计时器的时间设置时间标志位，当计数器整数时刻前α至整数时刻后α的时间段对时间标志位置1，其它时间段置0；预设值α≤5秒；

步骤200中，当集中器接收到服务器下发的采集所有电表的用电信息的指令时，集中器等到最为接近的整数时刻，向所有电表广播采集所有电表的用电信息的指令。

步骤300，当电表接收到集中器广播的采集用电信息的指令时，电表除开向集中器上传电表数据；同时，电表直接读取当前的时间标志位，以判断当前的时间标志位是否为1，如果是，则电表直接将计时器的时间设置为最接近当前计时器的整数时刻；如果不是，则电表发送时钟精度低的信号给集中器。

例如预设的整数时刻是2021年10月11日24点00分00秒、2021年10月11日24点05分00秒……。集中器在2021年10月11日24点04分00秒接收到服务器下发采集所有电表的用电数据时，集中器先不向所有的电表广播此次采集所有电表用电信息的指令，而是等到2021年10月11日24点05分00秒时，立刻向所有的电表广播采集用电信息的指令。电表在接收到这一串采集用电信息的指令之后，电表能够第一时间判断出这是一道通过广播发送的指令，进而电表开始读取当前的时间标志位，如果时间标记为1，则电表直接将计时器的时间设置为最接近当前计时器计时时间的整数时刻；如果不是，则电表发送时钟精度低的信号给集中器。

为此，通过该方案不需要频繁的向电表广播时钟校准码，同时在电表和集中器进行校准时，也不需要再用额外的带宽。

并且，为了避免集中器需要等待太长的时间向电表进行反馈，相邻的整数时刻之间的间隔小于2分钟。

实施例四：参照图3，图3公开了基于集中器的电表时钟同步系统的具体结构：

集中器下辖有多个电表，电表和集中器信号连接。

电表的计时器将整数时刻前α的时间标志位设置为1，并保持设定时间2×α，其他时间将时间标志位置为0，预设值α≤5秒；

集中器在达到预设的整数时刻时，向所有的电表广播不包括时间信息仅且包括时钟校准指令的时钟校准码；

电表在接收到集中器下发的时钟校准码之后，电表读取时间标志位，如果当前的时间标志位为0，则电表发送时钟精度低的信号给集中器；如果当前的时间标志位为1，则电表直接将计时器的时间设置为最接近当前计时器计时时间的整数时刻。

在更为具体的设置中，实施例四所公开的基于集中器的电表时钟同步系统可以采用实施例一、实施例二以及实施例三中公开的基于集中器的电表时钟同步方法。

以上描述仅为本公开的一些较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本公开的实施例中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离上述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本公开的实施例中公开的（但不限于）具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

Claims (10)

1.一种基于集中器的电表时钟同步方法，其特征在于，包括：

步骤100：预先给集中器和集中器下辖的所有电表设置多个整数时刻；并且，电表根据自身计时器的时间设置时间标志位，当计数器整数时刻前α至整数时刻后α的时间段对时间标志位置1，其它时间段置0；预设值α≤5秒；

步骤200：集中器在达到预设的整数时刻时，向所有的电表广播不包括时间信息仅且包括时钟校准指令的时钟校准码；

步骤300：当电表接收到集中器的时钟校准码时，电表直接读取当前的时间标志位，以判断当前的时间标志位是否为1，如果是，则电表直接将计时器的时间设置为最接近当前计时器计时时间的整数时刻；如果不是，则电表发送时钟精度低的信号给集中器。

2.根据权利要求1所述的基于集中器的电表时钟同步方法，其特征在于：整数时刻包括奇数整数时刻和偶数整数时刻，时钟校准码包括奇数时钟校准码和偶数时钟校准码，当集中器达到奇数整数时刻时，向其下辖的所有电表广播奇数时钟校准码；当集中器达到偶数整数时刻时，向其下辖的所有电表广播偶数时钟校准码。

3.根据权利要求1或2所述的基于集中器的电表时钟同步方法，其特征在于：步骤100中，将每天的24时设置为整数时刻。

4.根据权利要求1或2所述的基于集中器的电表时钟同步方法，其特征在于：步骤100中，将每天的整点设置为整数时刻。

5.根据权利要求2所述的基于集中器的电表时钟同步方法，其特征在于：步骤100中，多个整数时刻包括T₁、T₂……T_n，整数时刻Tn=t₀+k×ΔT，其中k为1,2,3...n的自然数，t₀和ΔT为预设的值。

6.根据权利要求5所述的基于集中器的电表时钟同步方法，其特征在于：整数时刻包括T₁、T₂……T_n，ΔT为奇数。

7.根据权利要求6所述的基于集中器的电表时钟同步方法，其特征在于：时间标志位包括偶数时间标志位和奇数时间标志位；在奇数整数时刻前α秒将奇数时间标志位置为1，并保持设定时间2×α，其他时间将奇数时间标志位置为0；

在偶数整数时刻前α秒将偶数时间标志位置为1，并保持设定时间2×α，其他时间将偶数时间标志位置为0；预设值α≤5秒。

8.根据权利要求7所述的基于集中器的电表时钟同步方法，其特征在于：当电表接收到集中器的时钟信号奇数时钟校准码时，判断奇数时间标志位是否为零，如果奇数时间标志位为0，则判定该电表时钟计时精度过低，电表发送时钟精度低的信号给集中器；当电表接收到集中器的时钟信号偶数时钟校准码时，判断偶数时间标志位是否为零，如果偶数时间标志位为0，则判定该电表时钟计时精度过低。

9.根据权利要求1~8任一项所述的基于集中器的电表时钟同步方法，其特征在于：集中器向所有电表广播采集电表信息的指令替代时钟校准码。

10.一种基于集中器的电表时钟同步系统，其特征在于：包括

集中器，预先设置多个整数时刻和预设值α；

电表，设置有时间标志位、同步整数时刻以及预设值α，记录集中器设置的整数时刻和预设值α，集中器下辖有多个电表，集中器和电表电信号连接；

电表的计时器将整数时刻前α的时间标志位设置为1，并保持设定时间2×α，其他时间将时间标志位置为0，预设值α≤5秒；

集中器在达到预设的整数时刻时，向所有的电表广播不包括时间信息仅且包括时钟校准指令的时钟校准码；

电表在接收到集中器下发的时钟校准码之后，电表读取时间标志位，如果当前的时间标志位为0，则电表发送时钟精度低的信号给集中器；如果当前的时间标志位为1，则电表直接将计时器的时间设置为最接近当前计时器计时时间的整数时刻。

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