CN107346995A - 基于用电信息采集终端的时钟同步方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于用电信息采集终端的时钟同步方法，包括用电信息采集终端采用若干相互独立的校时模块获取标准时间；选取任意一路标准时间信号对用电信息采集终端的时钟校准；用电信息采集终端通过下行通信接口向自身挂接的设备发出校时命令并对挂接设备进行校时。本发明是一套独立的不依赖于上行通信网络的时钟实时同步机制，能够保证时钟同步的可靠性；通过独立校时模块校时，精度高且不受通信网络延时的影响；时钟溯源和时钟误差不会被逐级放大：用电信息采集终端可以根据自身的运行情况主动进行时钟同步，保证了处理的及时性，且不占用通信网络的带宽和流量，不增加主站的***负荷。

Description

基于用电信息采集终端的时钟同步方法

技术领域

本发明具体涉及一种基于用电信息采集终端的时钟同步方法。

背景技术

随着国家经济技术的发展和人们生活水平的提高，电能已经成为了人们生产和生活中必不可少的二次能源，给人们的生产和生活带来了无尽的便利。正因如此，用电信息数据的采集和存储就显得尤为重要。

用电信息数据是一类对时间要求非常严格的时序数据，采集用电信息数据的终端设备不仅要时刻保证自身的时钟准确，同时还要通过时钟同步保证下挂表计的时钟准确。现有的用电信息采集终端的校时过程如图1所示：主站获取标准时钟并校准，然后以自身的时钟为标准时钟校准用电信息采集终端的时钟，用电信息采集终端再根据自身的时钟校准挂接在其下的单相表、三相表和数据采集器等设备的时钟。明显可以看出，现有的校时设计对此考虑得并不够全面，在实际应用时常常出现一些问题：

一是用电信息采集终端对通信网络依赖严重。用电信息采集终端只能通过主站下发对时命令进行校时，当通信网络长时间连接不上时，时钟误差就会变得越来越大。

二是由于通信网络延时的问题，采取主站逐一下发命令对用电信息采集终端进行时钟同步的方法，并不能使采集终端得到较高精度的时间，往往误差在±5秒以内。

三是主站自身也存在的时钟精度的问题。如果主站对用电信息采集终端进行时钟同步后，再由采集终端对下挂表计进行时钟同步，那么会导致时钟误差被逐级放大。

四是时钟同步是由主站在一定周期内执行的一项例行任务，不能根据终端当前的情况及时进行处理，并且这种方式占用了通信网络的带宽和流量，增加了***负荷。

发明内容

本发明的目的在于提供一种独立的、时钟同步准确可靠的基于用电信息采集终端的时钟同步方法。

本发明提供的这种基于用电信息采集终端的时钟同步方法，包括如下步骤：

S1.用电信息采集终端采用若干种相互独立的校时模块，分别获取标准时间；

S2.用电信息采集终端选取步骤S1获取的任意一路标准时间信号对用电信息采集终端自身的时钟进行校准；

S3.用电信息采集终端在对自身的时钟进行校准后，通过下行通信接口向自身挂接的设备发出校时命令；

S4.用电信息采集终端记录读取挂接设备的设备时钟所耗费的时间，并根据该耗费的时间，以用电信息采集终端自身已经校时的时钟为标准时钟对挂接设备进行校时。

所述的基于用电信息采集终端的时钟同步方法，校时模块提供的标准时间为用电信息采集终端唯一的标准时钟，现有的主站***通过上行通信网络获取用电信息采集终端的实时时钟，同时主站***不参与用电信息采集终端及其挂接设备的校时过程。

所述的用电信息采集终端的校时模块，在用电信息采集终端正常工作时由用电信息采集终端的电源供电，在用电信息采集终端停电时则由用电信息采集终端的备用电源单独供电。

步骤S1所述的若干种相互独立的校时模块，包括电波校时模块和卫星校时模块；电波校时模块通过长波或短波的方式实时接收国家授时中心提供的标准时间；卫星校时模块通过GPS或北斗授时的方式获取国家授时中心提供的标准时间。

步骤S2所述的对用电信息采集终端自身的时钟进行校准，具体为采用如下步骤进行时钟校准：

A.校时模块发出校时命令给用电信息采集终端；

B.用电信息采集终端计算当前自身的时钟和标准时钟之间的差值；

C.若用电信息采集终端当前自身的时钟和标准时钟之间的差值在设定好的参数-可校时参数-的范围内，则用电信息采集终端执行此时校时操作；否则，用电信息采集终端则不执行该次校时操作，并产生异常告警事件；

D.用电信息采集终端记录每天校时操作的次数，并在校时操作次数超过设定值时产生异常告警事件。

步骤S4所述的用电信息采集终端对挂接的设备进行校时，具体为采用如下步骤进行校时：

a.用电信息采集终端对其下挂接的设备发送广播对时命令；

b.用电信息采集终端记录读取挂接设备的设备时钟所耗费的时间的一半值并记为△t；

c.判断读取的设备时钟与△t的差值与设定的参数-可校时参数-的大小：若差值小于或等于可校时参数，则用电信息采集终端的当前时间与△t的和作为标准时间下发设备，对设备进行时钟校准；若差值大于可校时参数，若差值大于可校时参数，则对该设备进行单独对时；

d.对于单独对时的设备，若对该设备单独对时的次数超过设定值后仍然无法保证该设备的时钟准确，则产生异常告警事件。

本发明提供的这种基于用电信息采集终端的时钟同步方法，是一套独立的不依赖于上行通信网络的时钟实时同步机制，只要用电信息采集终端上电运行，即使通信网络故障，时钟同步的可靠性也能够保证；本发明方法通过电波校时或卫星校时，可以使用电信息采集终端的时钟同步不受通信网络延时的影响，能够获得较高精度的时间，将误差控制在±1秒以内；而且本发明方法解决了时钟溯源和误差被逐级放大的问题：主站和用电信息采集终端处在同一层级上，时钟源都来自于中国科学院国家授时中心提供的标准时间；最后，本发明方法中的用电信息采集终端可以根据自身的运行情况主动进行时钟同步，保证了处理的及时性，且不占用通信网络的带宽和流量，不增加主站的***负荷。

附图说明

图1为现有的用电信息采集终端的校时过程示意图。

图2为本发明方法的方法流程图。

具体实施方式

如图2所示为本发明方法的方法流程图：本发明提供的这种基于用电信息采集终端的时钟同步方法，包括如下步骤：

S1.用电信息采集终端采用若干种相互独立的校时模块，分别获取标准时间；

比如在具体实施时，可以同时采用两个校时模块：电波校时模块和卫星校时模块；电波校时模块通过长波或短波的方式实时接收国家授时中心提供的标准时间；卫星校时模块通过GPS或北斗授时的方式获取国家授时中心提供的标准时间；

S2.用电信息采集终端选取步骤S1获取的任意一路标准时间信号对用电信息采集终端自身的时钟进行校准；具体为采用如下步骤进行时钟校准：

A.校时模块发出校时命令给用电信息采集终端；

B.用电信息采集终端计算当前自身的时钟和标准时钟之间的差值；

C.若用电信息采集终端当前自身的时钟和标准时钟之间的差值在设定好的参数-可校时参数-的范围内，则用电信息采集终端执行此时校时操作；否则，用电信息采集终端则不执行该次校时操作，并产生异常告警事件；

D.用电信息采集终端记录每天校时操作的次数，并在校时操作次数超过设定值时产生异常告警事件；

S3.用电信息采集终端在对自身的时钟进行校准后，通过下行通信接口向自身挂接的设备发出校时命令；

S4.用电信息采集终端记录读取挂接设备的设备时钟所耗费的时间，并根据该耗费的时间，以用电信息采集终端自身已经校时的时钟为标准时钟对挂接设备进行校时；具体为采用如下步骤进行校时：

a.用电信息采集终端对其下挂接的设备发送广播对时命令；

b.用电信息采集终端记录读取挂接设备的设备时钟所耗费时间的一半值并记为△t；

c.判断读取的设备时钟与△t的差值与设定的参数-可校时参数-的大小：若差值小于或等于可校时参数，则用用电信息采集终端的当前时间与△t的和作为标准时间下发设备，对设备进行时钟校准；若差值大于可校时参数，则对该设备进行单独对时；

d.对于单独对时的设备，若对该设备单独对时的次数超过设定值后仍然无法保证该设备的时钟准确，则产生异常告警事件；

对于不同的设备，△t可能不同；对于同一设备的多次对时，△t值也有可能不同，需要在每次对时后对△t值进行动态调整。

在上述的校时方法中，校时模块提供的标准时间为用电信息采集终端唯一的标准时钟，现有的主站***通过上行通信网络获取用电信息采集终端的实时时钟，同时主站***不参与用电信息采集终端及其挂接设备的校时过程，因此主站相当于只对用电信息采集终端进行监控；而且用电信息采集终端的校时模块，在用电信息采集终端正常工作时由用电信息采集终端的电源供电，在用电信息采集终端停电时则由用电信息采集终端的备用电源单独供电。

本发明提供的这种校时方法，不仅适用于用电信息采集终端自身单独的校时，也适用于具有类似校时要求的设备和类似拓扑结构的***，包括各类型的计量仪表(比如电能表、水表、燃气表、热量表等)、电能管理终端、配电终端、电能质量监控设备、电网自动化终端、采集终端、集中器、数据采集器、计量仪表、手抄器、故障指示器等。

Claims (6)

1.一种基于用电信息采集终端的时钟同步方法，包括如下步骤：

S1.用电信息采集终端采用若干种相互独立的校时模块，分别获取标准时间；

S2.用电信息采集终端选取步骤S1获取的任意一路标准时间信号对用电信息采集终端自身的时钟进行校准；

S3.用电信息采集终端在对自身的时钟进行校准后，通过下行通信接口向自身挂接的设备发出校时命令；

S4.用电信息采集终端记录读取挂接设备的设备时钟所耗费的时间，并根据该耗费的时间，以用电信息采集终端自身已经校时的时钟为标准时钟对挂接设备进行校时。

2.根据权利要求1所述的基于用电信息采集终端的时钟同步方法，其特征在于校时模块提供的标准时间为用电信息采集终端唯一的标准时钟，现有的主站***通过上行通信网络获取用电信息采集终端的实时时钟，同时主站***不参与用电信息采集终端及其挂接设备的校时过程。

3.根据权利要求1所述的基于用电信息采集终端的时钟同步方法，其特征在于所述的用电信息采集终端的校时模块，在用电信息采集终端正常工作时由用电信息采集终端的电源供电，在用电信息采集终端停电时则由用电信息采集终端的备用电源单独供电。

4.根据权利要求1～3之一所述的基于用电信息采集终端的时钟同步方法，其特征在于步骤S1所述的若干种相互独立的校时模块，包括电波校时模块和卫星校时模块；电波校时模块通过长波或短波的方式实时接收国家授时中心提供的标准时间；卫星校时模块通过GPS或北斗授时的方式获取国家授时中心提供的标准时间。

5.根据权利要求4所述的基于用电信息采集终端的时钟同步方法，其特征在于步骤S2所述的对用电信息采集终端自身的时钟进行校准，具体为采用如下步骤进行时钟校准：

A.校时模块发出校时命令给用电信息采集终端；

B.用电信息采集终端计算当前自身的时钟和标准时钟之间的差值；

C.若用电信息采集终端当前自身的时钟和标准时钟之间的差值在设定好的参数-可校时参数-的范围内，则用电信息采集终端执行此时校时操作；否则，用电信息采集终端则不执行该次校时操作，并产生异常告警事件；

D.用电信息采集终端记录每天校时操作的次数，并在校时操作次数超过设定值时产生异常告警事件。

6.根据权利要求5所述的基于用电信息采集终端的时钟同步方法，其特征在于步骤S4所述的用电信息采集终端对挂接的设备进行校时，具体为采用如下步骤进行校时：

a.用电信息采集终端对其下挂接的设备发送广播对时命令；

b.用电信息采集终端记录读取挂接设备的设备时钟所耗费时间的一半值并记为△t；

c.判断读取的设备时钟与△t的差值与设定的参数-可校时参数-的大小：若差值小于或等于可校时参数，则用用电信息采集终端的当前时间与△t的和作为标准时间下发设备，对设备进行时钟校准；若差值大于可校时参数，若差值大于可校时参数，则对该设备进行单独对时；

d.对于单独对时的设备，若对该设备单独对时的次数超过设定值后仍然无法保证该设备的时钟准确，则产生异常告警事件。