[发明专利]数据传输单元时钟同步方法

说明书

技术领域

本发明涉及时钟同步方法领域，尤其涉及一种数据传输单元时钟同步方法。

背景技术

数据传输单元（DTU），是专门用于将串口数据转换为IP数据或将IP数据转换为串口数据通过无线用心网络进行传送的无线终端设备。现有技术应用于变电站监测的数据传输单元主要包括一个主板卡和多个副板卡，主板卡与副板卡之间通过CAN总线以及RS485总线实现数据的传输，为了使数据传输单元能够及时的检测到配电网中各线路的工作状态，并对各种状态做出及时的响应，实现对配电站的实时监控，要求数据传输单元内部各板卡之间的时钟误差最大为1毫秒，现有技术主要各板卡之间的对时方法主要有三种：

一、软件对时，主板卡通过通讯总线给各副板卡广博或单播下发时钟。这种方式不能满足各板卡之间时钟误差最大1毫秒的精度要求，系统处理和传输的延时无法确定；

二、IRIG串行时间码对时，主板卡通过发送IRIG-B码给各板卡，实现系统对时。这种对实时性要求较强、对硬件要求较高，且不适用于linux操作系统，并且实现复杂度高，增加了系统成本；

三、硬时钟对时，各板卡在硬件上增加专门的时钟电路维护板卡内部时钟，各板卡间时钟同步由硬件完成，板卡软时钟主动和硬时钟同步。这种方式会增加硬件设计上的复杂度，且增加系统成本。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种硬件要求较低、实现简单且能够满足系统精度要求的数据传输单元时钟同步方法。

本发明所采用的技术方案是：一种数据传输单元时钟同步方法，它包括以下步骤：

（1）、主板卡在时间t0发送校时脉冲给各副板卡，且同时主板卡在时间t0通过通讯总线将时间t0对应的毫秒数tm发送给各副板卡；

（2）、将各副板卡收到校时脉冲的时间记为t1n，将各副板卡接收到毫秒数tm的时间记为t2n，其中n为各个副板卡的编号；

（3）、将t1n与t2n转化为对应的毫秒数t1n’与t2n’，再通过t1n’与t2n’计算得到一个总线传输以及处理的时间差Δtn，

Δtn=t2n’-t1n’；

（4）、各副板卡通过tm与Δtn，计算得到各副板卡接收到tm时主板卡的时钟tn对应的毫秒数tn’，

tn’=tm+Δtn；

（5）、将毫秒数tn’转化为对应的时间tn，且在各副板卡接收到毫秒数tm的时间t2n时，将各副板卡的时钟校准到tn；

当各副板卡接收到校时脉冲时，同时需要置各副板卡的收到脉冲标志为1，当各副板卡接收到主板卡下发的毫秒数tm且校时脉冲标志为1时，更新各副板卡的系统时钟为tn；

当各副板卡收到校时脉冲后10秒内未收到主板卡下发的毫秒数tm，则将各副板卡的校时脉冲标志置0。

采用以上方法与现有技术相比，本发明具有以下优点：各副板卡引入校时脉冲，由主板卡发送校时脉冲，并将主板卡此时刻的时钟对应的毫秒数下发给各副板卡，各副板卡通过收到的毫秒数与总线传输的延时可以计算得到系统时钟，这种方法在不额外增加硬件成本的基础上，通过一种简单有效的方式实现了系统时钟的同步，而且能够满足系统精度的要求。

在收到主板卡下发的毫秒数且校时脉冲标志为1时，更新各副板卡的系统时钟，这样设置使得更新的系统时间精度较高。

这样设置可以有效的防止系统时钟的错误更新。

具体实施方式

通过一下具体实施方式对本发明做进一步描述，但是本发明不仅限于以下具体实施方式。

一种数据传输单元时钟同步方法，它包括以下步骤：

（1）、主板卡在时间t0发送校时脉冲给各副板卡，且同时主板卡在时间t0通过通讯总线将时间t0对应的毫秒数tm发送给各副板卡；

（2）、将各副板卡收到校时脉冲的时间记为t1n，将各副板卡接收到毫秒数tm的时间记为t2n，其中n为各个副板卡的编号；

（3）、将t1n与t2n转化为对应的毫秒数t1n’与t2n’，再通过t1n’与t2n’计算得到一个总线传输以及处理的时间差Δtn，

Δtn=t2n’-t1n’；

（4）、各副板卡通过tm与Δtn，计算得到各副板卡接收到tm时主板卡的时钟tn对应的毫秒数tn’，

tn’=tm+Δtn；

（5）、将毫秒数tn’转化为对应的时间tn，且在各副板卡接收到毫秒数tm的时间t2n时，将各副板卡的时钟校准到tn。