CN116827475B

CN116827475B - 基于物联网的流量计时钟同步方法、装置、设备及介质

Info

Publication number: CN116827475B
Application number: CN202311083324.1A
Authority: CN
Inventors: 邵泽华; 李勇; 王峰
Original assignee: Chengdu Qinchuan IoT Technology Co Ltd
Current assignee: Chengdu Qinchuan IoT Technology Co Ltd
Priority date: 2023-08-28
Filing date: 2023-08-28
Publication date: 2023-11-17
Anticipated expiration: 2043-08-28
Also published as: CN116827475A

Abstract

本申请公开了基于物联网的流量计时钟同步方法、装置、设备及介质，物联网包括依次交互的管理平台、传感网络平台和流量计对象平台，方法包括以下步骤：获取并检测主动触发条件；若满足主动触发条件，控制流量计对象平台向管理平台发起时钟同步请求；若不满足主动触发条件，获取当前时间与上次触发主动触发条件时间的第一时间差值，若第一时间差值大于第一阈值，则获取并检测被动触发条件；若满足被动触发条件，控制管理平台通过传感网络平台向流量计对象平台下发时钟同步指令，本申请具有提高了流量计时钟同步及时性的优点。

Description

基于物联网的流量计时钟同步方法、装置、设备及介质

技术领域

本申请涉及数据处理技术领域，尤其涉及基于物联网的流量计时钟同步方法、装置、设备及介质。

背景技术

气体流量计是用于计量气体流量的仪表，主要用于精确计量封闭管道的气体流量，广泛应用于城市管线燃气的计量、工业燃气的计量、能源管理及其它各种无腐蚀性气体的计量。根据计量原理的不同，气体流量计主要包括超声波流量计、涡轮流量计、电磁流量计、罗茨流量计等。随着物联网技术的发展，气体流量计与物联网技术的结合运用，可形成物联网智能型气体流量计，即以气体流量计为基表，通过NB-IoT、LoRa、总线等传感通信技术，实现与管理平台之间各种计量数据、流量计和控制器的状态信息、报警信息、控制参数等信息交互的气体流量计。

基于物联网的气体流量计需要和系统时钟保持时钟同步，以保证流量计出现故障时可及时报警，而目前气体流量计的时钟同步方法存在同步不及时的缺陷，难以保证气体流量计与系统时钟的有效同步。

发明内容

本申请的主要目的在于提供基于物联网的流量计时钟同步方法、装置、设备及介质，旨在解决现有气体流量计的时钟同步方法存在同步不及时的技术问题。

为实现上述目的，本申请提供基于物联网的流量计时钟同步方法，所述物联网包括依次交互的管理平台、传感网络平台和流量计对象平台，所述方法包括以下步骤：

获取并检测主动触发条件；其中，所述主动触发条件为所述流量计对象平台主动发起时钟同步请求的条件；

若满足所述主动触发条件，控制所述流量计对象平台向所述管理平台发起时钟同步请求；

若不满足所述主动触发条件，获取当前时间与上次触发所述主动触发条件时间的第一时间差值，若所述第一时间差值大于第一阈值，则获取并检测被动触发条件；其中，所述被动触发条件为所述流量计对象平台被动发起时钟同步请求的条件；

若满足所述被动触发条件，控制所述管理平台通过所述传感网络平台向所述流量计对象平台下发时钟同步指令。

可选地，所述获取并检测被动触发条件，包括：

获取所述流量计对象平台向所述传感网络平台上传数据时的第一发送时间；

获取所述传感网络平台接收所述上传数据的第一接收时间；

获取所述第一发送时间和所述第一接收时间的第二时间差值，若所述第二时间差值大于第二阈值，则满足被动触发条件。

可选地，所述获取所述第一发送时间和所述第一接收时间的第二时间差值的步骤之后，还包括：

检测所述第二时间差值是否为异常值；

若为异常值，则返回至所述获取所述流量计对象平台向所述传感网络平台上传数据时的第一发送时间的步骤。

可选地，所述获取并检测主动触发条件，包括：

获取所述流量计对象平台的本地时间；

获取所述本地时间与系统标准时间的第三时间差值，若所述第三时间差值大于第三阈值，则满足主动触发条件；其中，所述系统标准时间储存于所述管理平台中。

可选地，所述获取并检测主动触发条件，还包括：

获取所述传感网络平台向所述流量计对象平台下发数据时的第二发送时间；

获取所述流量计对象平台接收所述下发数据时的第二接收时间；

获取所述第二发送时间和所述第二接收时间的第四时间差值，若所述第四时间差值大于第四阈值，则满足主动触发条件。

可选地，所述获取所述第二发送时间和所述第二接收时间的第四时间差值的步骤之后，还包括：

检测所述第四时间差值是否为异常值；

若为异常值，则返回至所述获取所述传感网络平台向所述流量计对象平台下发数据时的第二发送时间的步骤。

可选地，若不满足所述被动触发条件，获取当前时间与上次触发所述被动触发条件时间的第五时间差值，若所述第五时间差值大于第五阈值，则所述流量计对象平台向所述管理平台发起时钟同步请求。

为实现上述目的，本申请还提供一种基于物联网的流量计时钟同步装置，物联网包括依次交互的管理平台、传感网络平台和流量计对象平台，所述装置包括：

第一检测模块，用于获取并检测主动触发条件；其中，所述主动触发条件为所述流量计对象平台主动发起时钟同步请求的条件；

主动同步模块，用于若满足所述主动触发条件，控制所述流量计对象平台向所述管理平台发起时钟同步请求；

第二检测模块，用于若不满足所述主动触发条件，获取当前时间与上次触发所述主动触发条件时间的第一时间差值，若所述第一时间差值大于第一阈值，则获取并检测被动触发条件；其中，所述被动触发条件为所述流量计对象平台被动发起时钟同步请求的条件；

被动同步模块，用于若满足所述被动触发条件，控制所述管理平台通过所述传感网络平台向所述流量计对象平台下发时钟同步指令。

为实现上述目的，本申请还提供一种计算机设备，该计算机设备包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序，实现上述的方法。

为实现上述目的，本申请还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，处理器执行所述计算机程序，实现上述的方法。

本申请所能实现的有益效果如下：

本申请在对气体流量计的时钟进行同步校准时，先检测主动触发条件，若满足主动触发条件，流量计对象平台即可主动向管理平台发起时钟同步请求，管理平台即可向流量计对象平台下发系统标准时间，以对气体流量计进行时钟同步，当不满足主动触发条件时，则计算当前时间与上次触发动触发条件时间的第一时间差值，若第一时间差值大于第一阈值，证明已经超过一定时间期限内没有对流量计进行时钟同步，此时再检测被动触发条件，若满足被动触发条件，管理平台通过传感网络平台向流量计对象平台下发时钟同步指令，从而控制流量计对象平台被动进行时钟同步。因此，本申请通过主动时钟同步结合被动时钟同步的方式，可有效保证气体流量计与系统时钟同步，从而提高了时钟同步及时性。

附图说明

为了更清楚地说明本申请具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1为本申请的实施例中涉及的硬件运行环境的计算机设备结构示意图；

图2为本申请的实施例中基于物联网的流量计时钟同步方法的流程示意图；

图3为本申请的实施例中基于物联网的流量计时钟同步方法的整体逻辑框图；

图4为本申请的实施例中涉及到的物联网的框架示意图。

本申请目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

需要说明的是，本申请实施例中所有方向性指示（诸如上、下、左、右、前、后……）仅用于解释在某一特定姿态下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

另外，若本申请实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，全文中出现的“和/或”的含义，包括三个并列的方案，以“A和/或B”为例，包括A方案、或B方案、或A和B同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本申请要求的保护范围之内。

实施例1

参照图1，图1为本实施例方案涉及的硬件运行环境的计算机设备结构示意图，如图1所示，该计算机设备可以包括：处理器1001，例如中央处理器（Central ProcessingUnit，CPU），通信总线1002、用户接口1003，网络接口1004，存储器1005。其中，通信总线1002用于实现这些组件之间的连接通信。用户接口1003可以包括显示屏（Display）、输入单元比如键盘（Keyboard），可选用户接口1003还可以包括标准的有线接口、无线接口。网络接口1004可选的可以包括标准的有线接口、无线接口（如无线保真（WIreless-FIdelity，WI-FI）接口）。存储器1005可以是高速的随机存取存储器（Random Access Memory，RAM）存储器，也可以是稳定的非易失性存储器（Non-Volatile Memory，NVM），例如磁盘存储器。存储器1005可选的还可以是独立于前述处理器1001的存储装置。

本领域技术人员可以理解，图1中示出的结构并不构成对计算机设备的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。

如图1所示，作为一种存储介质的存储器1005中可以包括操作系统、数据存储模块、网络通信模块、用户接口模块以及电子程序。

在图1所示的计算机设备中，网络接口1004主要用于与网络服务器进行数据通信；用户接口1003主要用于与用户进行数据交互；本实施例计算机设备中的处理器1001、存储器1005可以设置在计算机设备中，所述计算机设备通过处理器1001调用存储器1005中存储的基于物联网的流量计时钟同步装置，并执行本实施例提供的基于物联网的流量计时钟同步方法。

需要说明的是，上述计算机设备可为外接的可独立运行的硬件设备，也可为基于物联网系统内部本身自带的硬件设备。

参照图2-图4，基于前述硬件环境，本实施例还提供一种基于物联网的流量计时钟同步方法，物联网包括依次交互的管理平台、传感网络平台和流量计对象平台，所述方法包括以下步骤：

由于气体流量计表采用晶振作为时钟记录，而晶振存在精度误差，故需适时校正气体流量计的时钟，而气体流量计接入物联网系统后，由于系统运行过程中，往往是流量计对象平台根据预设程序主动上报信息，而管理平台并不会经常性地下发控制指令，因此，如果系统长时间没有向流量计对象平台下发数据指令，流量计对象平台就不能实时进行时钟同步。

因此，在本实施例中，在对气体流量计的时钟进行同步校准时，先检测主动触发条件，若满足主动触发条件，流量计对象平台即可主动向管理平台发起时钟同步请求，管理平台即可向流量计对象平台下发系统标准时间，以对气体流量计进行时钟同步，当不满足主动触发条件时，则计算当前时间与上次触发主动触发条件时间的第一时间差值，若第一时间差值大于第一阈值，第一阈值即为预设的时间期限值（根据具体要求设定），证明已经超过一定时间期限内没有对流量计进行时钟同步，此时再检测被动触发条件，若满足被动触发条件，管理平台通过传感网络平台向流量计对象平台下发时钟同步指令，从而控制流量计对象平台被动进行时钟同步。因此，本实施例通过主动时钟同步结合被动时钟同步的方式，被动时钟同步可对主动时钟同步进行弥补，可有效保证气体流量计与系统时钟同步，从而提高了时钟同步及时性。

需要说明的是，在检测触发条件过程中，若不满足主动触发条件，同时第一时间差值小于或等于第一阈值，则返回至所述获取并检测主动触发条件的步骤，从而形成闭环控制，实时监测流量计时钟同步情况。计算第一时间差值时，设定第一阈值为t0，先标记上次触发主动触发条件的时间t1，然后实时或每隔一定时间（例如20秒、30秒...60秒等）标记当前时间t2，实时计算第一时间差值Δt=t2-t1，直到满足Δt＞t0的条件即可进入下一步被动触发条件的检测步骤，通过时间条件合理规划计算步骤，可降低数据处理压力，从而提高数据反馈及时性。

另需说明的是，气体流量计作为对象平台，包括时钟同步模块、主控MCU模块和通信模块，当气体流量计首次接入物联网系统时，主控MCU模块根据网络接入信号发起时钟同步请求，通过通信模块向传感网络平台发送请求信息，再由传感网络平台向管理平台将请求信息上传至管理平台，管理平台存储有系统标准时间，管理平台包括设备参数管理模块，通过设备参数管理模块向对应ID的流量计对象平台发送系统标准时间，并由传感网络平台进一步发送至对应流量计对象平台，主控MCU模块则控制时钟同步模块执行获取的系统标准时间，从而对气体流量计进行时钟同步校准，该过程即为主动时钟同步过程，若通过管理平台向流量计对象平台下发时钟同步指令，主控MCU模块再被动发起时钟同步请求，该过程即为被动时钟同步过程。

作为一种可选的实施方式，物联网还包括可互相交互的用户平台和服务平台，服务平台用于和管理平台进行交互，从而形成物联网的五平台结构，上行时钟同步感知信息和下行时钟同步控制信息按照既定规律在系统闭环运行，从而确保系统各节点时钟同步。以燃气设备为例，其中，用户平台包括燃气用户、政府用户和监管用户等用户端；服务平台包括用气服务、运营服务和安全服务等服务端；管理平台包括设备管理分平台和数据中心模块，数据中心模块用于进行设备数据的交互和处理，而设备管理分平台又可包括设备运行状态监控管理模块、计量数据监控管理模块、设备参数管理模块和设备生命周期管理模块等，通过各功能模块可对燃气设备各项指标数据进行管理和监控；传感网络平台包括设备管理模块和数据传输管理模块，其中设备管理模块包括网络管理模块、指令管理模块和设备状态管理模块，数据传输管理模块包括数据协议管理模块、数据解析模块、数据分类模块、数据传输监控模块和数据传输安全模块，通过上述各功能模块的协同作用，实现物联网的可交互五平台结构，为基于物联网的流量计时钟同步提供了框架基础。

作为一种可选的实施方式，所述获取并检测被动触发条件，包括：

获取所述传感网络平台接收所述上传数据的第一接收时间；

在本实施方式中，气体流量计在上传数据时会生成对应的第一发送时间，当传感网络平台检测到数据的第一发送时间与第一接收时间的差异（即第二时间差值）超过第二阈值（根据系统要求设定）时，此时可由传感网络平台向管理平台发送时钟差异的监测提示，管理平台根据提示信息直接下发时钟同步指令，控制流量计对象平台设备进行时钟同步，从而达到被动触发条件，以触发被动时钟同步的发起条件。

作为一种可选的实施方式，所述获取所述第一发送时间和所述第一接收时间的第二时间差值的步骤之后，还包括：

检测所述第二时间差值是否为异常值；

在本实施方式中，由于第二时间差值是通过第一发送时间和第一接收时间计算得到的，在数据通信传输过程中可能会存在数据传输故障或时间识别错误等情况，导致第二时间差值并不准确，若由于第二时间差值偏差过大导致超过第二阈值，就会误触发被动触发条件，因为还需要针对第二时间差值进行检测，检测是否为异常值，若为异常值，则重新进入检测被动触发条件的步骤，避免误触发被动触发条件。

需要说明的是，检测第二时间差值是否为异常值时，可设定一个临界阈值，若第二时间差值超过该临界阈值时，证明为异常值，因此，只有当第二时间差值在第二阈值和临界阈值之间的范围内时，才会真正触发被动触发条件。

作为一种可选的实施方式，所述获取并检测主动触发条件，包括：

获取所述流量计对象平台的本地时间；

在本实施方式中，检测主动触发条件时，可通过比较流量计对象平台的本地时间系统标准时间的第三时间差值，若第三时间差值大于第三阈值，即可触发主动触发条件，从而进行主动时钟同步程序，以使流量计对象平台主动发起时钟同步请求。

作为一种可选的实施方式，所述获取并检测主动触发条件，还包括：

在本实施方式中，在气体流量计与传感网络平台通信过程中，传感网络平台会为下发数据增加发送时间，主控MCU模块获取到下发数据后，可通过计算数据接收时间与数据下发时间的差异，即第四时间差值，考虑到数据传输时间损耗，设置时间差异阈值，即第四阈值，当第四时间差值超过设定的第四阈值时，主控MCU模块则判断仪表自身时间偏差大，也可主动发起时钟同步请求。

需要说明的是，检测主动触发条件时，只要满足第三时间差值大于第三阈值或者第四时间差值大于第四阈值两条件之一，即可触发主动触发条件，提高流量计时钟同步及时性。

作为一种可选的实施方式，所述获取所述第二发送时间和所述第二接收时间的第四时间差值的步骤之后，还包括：

检测所述第四时间差值是否为异常值；

在本实施方式中，同理，在数据通信传输过程中可能会存在数据传输故障或时间识别错误等情况，导致第四时间差值并不准确，若由于第四时间差值偏差过大导致超过第四阈值，就会误触发主动触发条件，因为还需要针对第四时间差值进行检测，检测是否为异常值，若为异常值，则重新进入检测主动触发条件的步骤，避免误触发主动触发条件。

需要说明的是，检测第四时间差值是否为异常值时，可设定一个临界阈值，若第四时间差值超过该临界阈值时，证明为异常值，因此，只有当第四时间差值在第四阈值和临界阈值之间的范围内时，才会真正触发主动触发条件。

作为一种可选的实施方式，若不满足所述被动触发条件，获取当前时间与上次触发所述被动触发条件时间的第五时间差值，若所述第五时间差值大于第五阈值（根据系统要求设定），则所述流量计对象平台向所述管理平台发起时钟同步请求。

在本实施方式中，当不满足主动触发条件的同时，又不满足被动触发条件，此时可获取当前时间与上次触发被动触发条件时间的第五时间差值，当第五时间差值大于设定的第五阈值时，即可直接使流量计对象平台向管理平台发起时钟同步请求，避免在长时间均不满足主动触发条件和被动触发条件的情况下不能实时进行时钟同步，起到定期进行时钟同步的作用，从而形成全闭环控制，充分保证流量计时钟同步的及时性。

实施例2

基于与前述实施例相同的发明思路，本实施例还提供一种基于物联网的流量计时钟同步装置，物联网包括依次交互的管理平台、传感网络平台和流量计对象平台，所述装置包括：

本实施例的装置中各模块的相关解释和举例可参照前述实施例的方法，这里不再赘述。

实施例3

基于与前述实施例相同的发明思路，本实施例提供一种计算机设备，该计算机设备包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序，实现上述的方法。

实施例4

基于与前述实施例相同的发明思路，本实施例提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，处理器执行所述计算机程序，实现上述的方法。

在一些实施例中，计算机可读存储介质可以是FRAM、ROM、PROM、EPROM、EEPROM、闪存、磁表面存储器、光盘、或CD-ROM等存储器；也可以是包括上述存储器之一或任意组合的各种设备。计算机可以是包括智能终端和服务器在内的各种计算设备。

以上仅为本申请的优选实施例，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。

Claims

1.基于物联网的流量计时钟同步方法，其特征在于，所述物联网包括依次交互的管理平台、传感网络平台和流量计对象平台，所述方法包括以下步骤：

获取并检测主动触发条件；其中，所述主动触发条件为所述流量计对象平台主动发起时钟同步请求的条件；包括：获取所述流量计对象平台的本地时间；获取所述本地时间与系统标准时间的第三时间差值，若所述第三时间差值大于第三阈值，则满足主动触发条件；其中，所述系统标准时间储存于所述管理平台中；还包括：获取所述传感网络平台向所述流量计对象平台下发数据时的第二发送时间；获取所述流量计对象平台接收所述下发数据时的第二接收时间；获取所述第二发送时间和所述第二接收时间的第四时间差值，若所述第四时间差值大于第四阈值，则满足主动触发条件；满足第三时间差值大于第三阈值或者第四时间差值大于第四阈值两条件之一，即可触发主动触发条件；

2.如权利要求1所述的基于物联网的流量计时钟同步方法，其特征在于，所述获取并检测被动触发条件，包括：

获取所述传感网络平台接收所述上传数据的第一接收时间；

3.如权利要求2所述的基于物联网的流量计时钟同步方法，其特征在于，所述获取所述第一发送时间和所述第一接收时间的第二时间差值的步骤之后，还包括：

检测所述第二时间差值是否为异常值；

4.如权利要求1所述的基于物联网的流量计时钟同步方法，其特征在于，所述获取所述第二发送时间和所述第二接收时间的第四时间差值的步骤之后，还包括：

检测所述第四时间差值是否为异常值；

5.如权利要求1-4中任一项所述的基于物联网的流量计时钟同步方法，其特征在于，若不满足所述被动触发条件，获取当前时间与上次触发所述被动触发条件时间的第五时间差值，若所述第五时间差值大于第五阈值，则所述流量计对象平台向所述管理平台发起时钟同步请求。

6.基于物联网的流量计时钟同步装置，其特征在于，物联网包括依次交互的管理平台、传感网络平台和流量计对象平台，所述装置包括：

第一检测模块，用于获取并检测主动触发条件；其中，所述主动触发条件为所述流量计对象平台主动发起时钟同步请求的条件；包括：获取所述流量计对象平台的本地时间；获取所述本地时间与系统标准时间的第三时间差值，若所述第三时间差值大于第三阈值，则满足主动触发条件；其中，所述系统标准时间储存于所述管理平台中；还包括：获取所述传感网络平台向所述流量计对象平台下发数据时的第二发送时间；获取所述流量计对象平台接收所述下发数据时的第二接收时间；获取所述第二发送时间和所述第二接收时间的第四时间差值，若所述第四时间差值大于第四阈值，则满足主动触发条件；满足第三时间差值大于第三阈值或者第四时间差值大于第四阈值两条件之一，即可触发主动触发条件；

7.一种计算机设备，其特征在于，该计算机设备包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序，实现如权利要求1-5中任一项所述的方法。

8.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，处理器执行所述计算机程序，实现如权利要求1-5中任一项所述的方法。