CN112866098A - 网关授时方法、装置、电子设备及计算机可读介质 - Google Patents

Abstract

本公开实施例提供了一种网关授时方法、网关授时装置、电子设备及计算机可读介质；涉及物联网技术领域。该网关授时方法包括：连续捕获定位***的秒脉冲信号，确定相邻的秒脉冲信号分别对应的网关设备的第一计数器数值，以及第二计数器数值；通过所述第一计数器数值以及所述第二计数器数值计算所述网关设备的本地时钟信号的当前输出频率(即每秒钟压控晶振实际振荡个数)，以通过所述当前输出频率对所述时钟信号进行调节；基于调节后的所述时钟信号对所述网关设备对应的各个节点进行授时。本公开实施例的技术方案能够在定位***信号弱时，利用网关设备的本地时钟信号对各个节点进行授时，使得各节点具有统一的时间。

Description

网关授时方法、装置、电子设备及计算机可读介质

技术领域

本公开涉及物联网技术领域，具体而言，涉及一种网关授时方法、网关授时装置、电子设备和计算机可读介质。

背景技术

物联网是指通过各种信息传感器、射频识别技术、全球定位***、激光扫描器等各种装置与技术，实时采集任何需要监控、连接、互动的物体或过程，采集其声、光、热、电、力学、位置等各种需要的信息，通过网络接入，实现物与物、物与人的泛在连接，实现对物品的过程的智能化感知、识别和管理。物联网是一个基于互联网的信息承载体，它让所有能够被独立寻址的普通物理对象形成互联互通的网络。

由于各类物联网设备的时钟不统一，各个节点数据无法在统一的时间下进行统筹分析。为了解决这个问题，网关设备通过外接GPS(Global Positioning System，全球定位***)同步钟对网络中的各个节点进行授时。GPS同步钟是基于GPS高精度定位***而开发的授时应用，能够按照用户的需求输出符合规约的时间信息格式，从而完成同步授时服务。然而，GPS同步钟的成本非常高，且输出接口功能有限，无法满足大规模推广应用的需求。

需要说明的是，在上述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

本公开实施例的目的在于提供一种网关授时方法、网关授时装置、电子设备和计算机可读介质，能够利用网关设备自身的时钟信号为各个节点提供授时服务，不仅能够解决GPS同步钟所带来的高成本问题，降低成本，还可以利用定位***的时间对时钟信号进行校正，保证时钟信号的精度。

本公开的其他特性和优点将通过下面的详细描述变得显然，或部分地通过本公开的实践而习得。

根据本公开实施例的第一方面，提供了一种网关授时方法，包括：连续捕获定位***的秒脉冲信号，确定相邻的秒脉冲信号分别对应的网关设备的第一计数器数值，以及第二计数器数值；

通过所述第一计数器数值以及所述第二计数器数值计算所述网关设备的时钟信号的当前输出频率，以通过所述当前输出频率对所述时钟信号进行调节；

基于调节后的所述时钟信号对所述网关设备对应的网关节点进行授时。

在本公开的示例性实施方式中，通过所述输出频率对所述时钟信号进行调节包括：

确定所述时钟信号的标准值；

对比所述标准值与所述时钟信号的当前输出频率，根据对比结果调节所述时钟信号对应的输入电压。

在本公开的示例性实施方式中，根据对比结果调节所述时钟信号包括：

当所述对比结果中所述当前输出频率小于所述标准值时，则提高所述时钟信号的输入电压；

当所述对比结果中所述当前输出频率大于所述标准值时，则减小所述时钟信号的输入电压。

在本公开的示例性实施方式中，其中所述时钟信号由所述网关设备中的晶体振荡器提供，通过所述当前输出频率对所述时钟信号进行调节包括：

获取所述晶体振荡器的当前工作温度；

利用所述当前工作温度计算针对所述晶体振荡器的温度补偿参数；

基于所述温度补偿参数以及所述当前输出频率对所述时钟信号进行调节。

在本公开的示例性实施方式中，基于调节后的所述时钟信号对所述网关设备对应的各个节点进行授时包括：

确定调节后的所述时钟信号的目标输出频率；

确定接收到所述秒脉冲信号时的第三计数器数值；

根据所述第三计数器数值以及所述目标输出频率计算第四计数器数值；

当所述时钟信号对应的计数器数值等于所述第四计数器数值时，控制所述时钟信号输出至所述各个节点，以对所述各个节点进行授时。

在本公开的示例性实施方式中，基于调节后的所述时钟信号对所述网关设备对应的各个节点进行授时包括：

获取所述秒脉冲信号对应的定位***的时间信息；

基于所述时间信息以及所述调节后的时钟信号对所述网关设备对应的各个节点进行授时。

在本公开的示例性实施方式中，基于所述时间信息以及所述调节后的时钟信号对所述网关设备对应的各个节点进行授时包括：

接收到所述时间信息时，若所述时间信息与为同步信息，则通过所述时间信息对所述网关设备对应的各个节点进行授时；

若所述时间信息为失步信息，则通过所述调节后的所述时钟信号对所述网关设备对应的各个节点进行授时。

根据本公开实施例的第二方面，提供了一种网关授时装置，可以包括信号捕获模块、时钟校正模块以及节点授时模块。

其中，信号捕获模块，用于连续捕获定位***的秒脉冲信号，确定相邻的秒脉冲信号分别对应的网关设备的第一计数器数值，以及第二计数器数值。

时钟校正模块，用于通过所述第一计数器数值以及所述第二计数器数值计算所述网关设备的时钟信号的当前输出频率，以通过所述当前输出频率对所述时钟信号进行调节。

节点授时模块，用于基于调节后的所述时钟信号对所述网关设备对应的各个节点进行授时。

在本公开的示例性实施方式中，所述时钟校正模块包括标准值获取单元、对比调节单元。

其中，标准值获取单元，用于确定所述时钟信号的标准值。

对比调节单元，用于对比所述标准值与所述时钟信号的当前输出频率，根据对比结果调节所述时钟信号对应的输入电压。

在本公开的示例性实施方式中，对比调节单元可被配置为：当所述对比结果中所述当前输出频率小于所述标准值时，则提高所述时钟信号的输入电压；当所述对比结果中所述当前输出频率大于所述标准值时，则减小所述时钟信号的输入电压。

在本公开的示例性实施方式中，时钟校正模块包括温度获取单元、补偿参数确定单元以及信号调节单元。

其中，温度获取单元，用于获取所述晶体振荡器的当前工作温度。

补偿参数确定单元，用于利用所述当前工作温度计算针对所述晶体振荡器的温度补偿参数。

信号调节单元，用于基于所述温度补偿参数以及所述当前输出频率对所述时钟信号进行调节。

在本公开的示例性实施方式中，节点授时模块可以包括频率确定单元、计数器数值确定单元、数值计算单元以及信号输出单元。

其中，频率确定单元，用于确定调节后的所述时钟信号的目标输出频率。

计数器数值确定单元，用于确定接收到所述秒脉冲信号时的第三计数器数值。

数值计算单元，用于根据所述第三计数器数值以及所述目标输出频率计算第四计数器数值。

信号输出单元，用于当所述时钟信号对应的计数器数值等于所述第四计数器数值时，控制所述时钟信号输出至所述各个节点，以对所述各个节点进行授时。

在本公开的示例性实施方式中，节点授时模块可以包括时间获取单元以及时间同步单元。

其中，时间获取单元，用于获取所述秒脉冲信号对应的定位***的时间信息。

时间同步单元，用于基于所述时间信息以及所述调节后的时钟信号对所述网关设备对应的各个节点进行授时。

在本公开的示例性实施方式中，节点授时模块可以被配置为：接收到所述时间信息时，若所述时间信息与为同步信息，则通过所述时间信息对所述网关设备对应的各个节点进行授时；若所述时间信息为失步信息，则通过所述调节后的所述时钟信号对所述网关设备对应的各个节点进行授时。

根据本公开实施例的第三方面，提供了一种电子设备，包括：一个或多个处理器；存储装置，用于存储一个或多个程序，当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，使得所述一个或多个处理器实现如上述实施例中第一方面所述的网关授时方法。

根据本公开实施例的第四方面，提供了一种计算机可读介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现如上述实施例中第一方面所述的网关授时方法。

在本公开实施例所提供的网关授时方法、网关授时装置、电子设备和计算机可读介质，通过相邻的秒脉冲信号对应的计数器数值，计算时钟信号的输出频率，然后通过计算出的输出频率对时钟信号进行调节，能够保证时钟信号与定位***的秒脉冲信号一致，从而提高时钟信号的精度；并且通过网关设备自身的时钟信号对网关中的各个节点进行授时，能够避免依赖定位***，增强网络鲁棒性；此外，网关设备自身可以提供时钟，无需采取GPS同步钟进行授时，能够降低成本，有助于物联网设备的推广应用。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：

图1示意性示出了应用于本公开实施例的网关授时方法或网关授时装置的示例性***架构示意图；

图2示意性示出了根据本公开的一实施例的网关授时方法的流程图；

图3示意性示出了根据本公开的一实施例中网关设备示意性结构图；

图4示意性示出了根据本公开的另一实施例网关授时方法的流程图；

图5示意性示出了根据本公开的一实施例中网关授时方法的流程图；

图6示意性示出了根据本公开的另一实施例中网关授时方法的流程图；

图7示意性示出了根据本公开的一实施例中网关授时方法的流程图；

图8示意性示出了根据本公开的另一实施例中网关授时方法的流程图；

图9示意性示出了根据本公开的一实施例的网关授时装置的框图；

图10示出了适于用来实现本公开实施例的电子设备的计算机***的结构示意图。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的范例；相反，提供这些实施方式使得本公开将更加全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。

此外，所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本公开的实施例的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本公开的技术方案而没有特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、组元、装置、步骤等。在其它情况下，不详细示出或描述公知方法、装置、实现或者操作以避免模糊本公开的各方面。

附图中所示的方框图仅仅是功能实体，不一定必须与物理上独立的实体相对应。即，可以采用软件形式来实现这些功能实体，或在一个或多个硬件模块或集成电路中实现这些功能实体，或在不同网络和/或处理器装置和/或微控制器装置中实现这些功能实体。

附图中所示的流程图仅是示例性说明，不是必须包括所有的内容和操作/步骤，也不是必须按所描述的顺序执行。例如，有的操作/步骤还可以分解，而有的操作/步骤可以合并或部分合并，因此实际执行的顺序有可能根据实际情况改变。

本说明书中，用语“一个”、“一”、“该”、“所述”和“至少一个”用以表示存在一个或多个要素/组成部分/等；用语“包含”、“包括”和“具有”用以表示开放式的包括在内的意思，并且是指除了列出的要素/组成部分/等之外还可存在另外的要素/组成部分/等；用语“第一”、“第二”、“第三”等仅作为标记使用，不是对其对象的数量限制。

下面结合附图对本公开示例实施方式进行详细说明。

图1示出了可以应用于本公开实施例的网关授时方法或网关授时装置的示例性应用环境的***架构的示意图。

如图1所示，***架构100可以包括终端设备101、102、103中的一个或多个，网络104和网关设备105。网络104用以在终端设备101、102、103和网关设备105之间提供通信链路的介质。网络104可以包括各种连接类型，例如有线、无线通信链路或者光纤电缆等等。

用户可以使用终端设备101、102、103通过网络104与网关设备105交互，以进行信息交换和通信。其中，终端设备101、102、103可以是各种信息传感设备，或者是具有显示屏并且支持网页浏览的各种电子设备，包括但不限于射频识别设备、红外感应器、全球定位***、激光扫描器等，或者台式计算机、便携式计算机、智能手机和平板电脑、可穿戴设备、虚拟现实设备、智能家居等等。

网关设备105可以是提供网络协议转化服务的计算机***或设备，能够实现不同协议之间的网络互连，例如对用户利用终端设备101、102、103所进行操作的装置之间提供通信。通过物联网的网关设备可以实现对网络中各个节点的控制，例如获取节点的标识、状态、属性等，远程升级、控制、维护各个节点等。

举例而言，网关设备105可例如连续捕获定位***的秒脉冲信号，确定第一计数器数值以及第二计数器数值，从而计算时钟信号的当前输出频率，通过当前输出频率对时钟信号进行调节；调节之后通过时钟信号对各个节点进行授时。

应该理解，图1中的终端设备、网络和网关设备的数目仅仅是示意性的。根据实现需要，可以具有任意数目的终端设备、网络和网关设备。

本公开实施例所提供的网关授时方法一般由网关设备105执行，相应地，网关授时装置一般设置于网关设备105中。

基于此，本公开实施例提供一种网关授时方法的技术方案，可以利用定位***的秒脉冲信号对网关设备中的时钟信号进行调节，从而采用调节后的时钟信号来对网关中的节点进行授时，使得物联网中各节点具有统一的时间，便于对物联网的数据进行采集和分析。

示例性的，在本公开的一种应用场景中，通过该网关设备连接智慧房间中的各个红外数据采集节点，获取每个红外数据采集节点同一时间点采集到的信息，通过获取的信息分析智慧房间中人物在该时间点的姿态，可以在人物姿态异常时自动进行报警处理，从而提高智慧房间的智能型和信息处理的时效性。例如，该智慧房间可以用于老年人智能照护***，能够对老人进行及时安全的照护。

如图2所示，本公开实施例提供的网关授时方法可以包括步骤S21、步骤S22以及步骤S23。

在步骤S21中，连续捕获定位***的秒脉冲信号，确定相邻的秒脉冲信号分别对应的网关设备的第一计数器数值，以及第二计数器数值。

其中，定位***可以指GPS***。秒脉冲信号可以指GPS***每秒钟发出的脉冲信号，也可以称为PPS(Pulse Per Second)信号。该定位***每秒可以发出一个秒脉冲信号，其作用是用于指示整秒的时刻，该时刻通常可以用秒脉冲信号的上升沿来标示。网关设备在每个整秒时刻可以捕获到一个秒脉冲信号，在捕获到秒脉冲信号时记录计数器的数值，以及记录该秒脉冲信号的起始时刻。连续捕获一定时间的多个秒脉冲信号后，可以得到按照时间序列排列的多个计数器数值。其中计数器为网关设备本地的计数器，例如CPU芯片内部包含的32位脉冲输入捕获计数器等。举例而言，在接收到第一个秒脉冲信号时，可以记录该计数器该时刻的数值，作为第一计数器数值，在接收到第二个秒脉冲信号时，可以记录该计数器的数值，作为第二计数器数值等。秒脉冲信号每秒一次，记录到的计数器数值可以以序列的形式进行保存，进而将其按照两两相邻分为多对，例如10秒内得到的计数器数值为[1，2，3，4，5，6，7，8，9，10]，则将两两相邻的两个计数器数值分为一组，分别为(1，2)，(2，3)，(3，4)，(4，5)…等，每组中的两个计数器数值可以分别为第一计数器数值、第二计数器数值。

示例性实施方式中，该网关设备可以包括处理器模块、GPS模块、外部接口模块，如图3所示。处理器模块301可以包括各种主控芯片，以ARM为例；ARM可以作为CPU处理器，运行操作***，从而为网关设备提供数据采集管理、数据存储等各种服务功能；并且处理器模块中还可以包括振荡器模块3012；该振荡器模块3012可以包括各种晶体振荡器，例如温度补偿式晶体振荡器、恒温控制式晶体振荡器、电压控制式晶体振荡器等等，为处理器模块提供时间基准；此外，处理器模块中还可以包括对晶体振荡器次数进行计数的计数器模块3011，例如32位计数器等；GPS模块302可以包括各种GPS接收机，以及对应的GPS天线设备，例如LEA5S GPS接收机与配套的天线等；外部接口模块303可以包括网关设备提供的各种类型的接口，例如蓝牙接口、WIFI接口、以太网接口、ZIGBEE接口等等。此外，该网关设备300还可以包括其他模块，例如电源、IO(输入输出)模块、总线等，以及用于对网关设备的硬件电路进行编程，实现数据转换、交换功能的FPGA(Field Programmable Gate Array)芯片等。

举例而言，GPS模块与主控芯片ARM的串口相接，秒脉冲信号可以通过IO口进行捕获，在GPS同步有效时，该模块的信息不断更新，秒脉冲信号一直保持，从而可以连续捕获多个秒脉冲信号。并且ARM内部包含至少一个32位的计数器，对ARM外接的压控晶体振荡器进行计数。晶体振荡器主要提供网关设备整个电路的时钟脉冲。在ARM接收到GPS***的秒脉冲信号时，该计数器的输出通道可以输出当前的计数器数值，例如，接收到GPS***的第一个秒脉冲信号时，该计数器输出为1000，接收到GPS***的第二个秒脉冲信号时，该计数器输出为2000等。连续捕获一定数量的秒脉冲信号，记录每一次秒脉冲信号分别对应的计数器数值，从而得到两两相邻的每对相邻脉冲信号分别对应的第一计数器数值，以及第二计数器。示例性的，可以连续捕获1分钟、3分钟、5分钟的秒脉冲信号，本实施方式对此不做限定。

继续参考图2，在步骤S22中，通过所述第一计数器数值以及所述第二计数器数值计算所述网关设备的时钟信号的当前输出频率，以通过所述当前输出频率对所述时钟信号进行调节。

其中，网关设备的时钟信号由网关设备中的晶体振荡器提供。晶体振荡器利用能把电能和机械能相互转化的晶体，在共振的状态下可以提供稳定精确的单频振荡，也可以称为“晶振”。网关设备的芯片需要根据该时钟信号来控制电路逻辑，实现各种功能。

通过定位***的秒脉冲信号可以得到GPS***的标准时间，每相邻两个秒脉冲信号之间的时长为标准时间的1秒。网关设备的计数器的相邻两个计数器数值，第一计数器数值与第二计数器数值之间为网关设备中晶体振荡器的1秒的时长，每个秒脉冲信号的起始时刻为晶体振荡器输出上升沿的时刻。根据第一计数器与第二计数器的差值可以确定晶体振荡器当前的输出频率，即每秒钟晶振实际振荡个数，通过该当前输出频率可以确定网关设备本地的晶体振荡器频率过快还是过慢，进而对其进行调节，使网关设备本地的时钟脉冲与GPS***的标准时间保持一致。具体的，该方法可以包括步骤S41和步骤S42，如图4所示。

在步骤S41中，确定时钟信号的标准值。时钟信号的标准值可以根据实际情况而定，不同的晶体振荡器可以对应不同的标准值，例如10M赫兹等，本实施方式对此不做限定。

在步骤S42中，对比所述标准值与所述时钟信号的当前输出频率，根据对比结果调节所述时钟信号对应的电压输入。本实施方式中，通过调节电压控制式晶体振荡器的输入电压，可以对晶体振荡器的输出频率进行调节。将标准值与当前输出频率进行对比，如果对比结果中当前输出频率小于标准值，则晶体振荡器过慢，可以提高输入电压；如果对比结果中当前输出频率大于标准值，则晶体振荡器过快，可以减小输入电压。通过多个相邻的第一计数器数值与第二计数器数值之差，可以反复对本地晶体振荡器的输出频率进行校正，从而将晶体振荡器调节到标准值。

在示例性实施方式中，晶体振荡器的工作温度可能会影响其输出频率，导致误差较大。因此，该方法还可以包括步骤S51至步骤S53，如图5所示。

在步骤S51中，获取所述晶体振荡器的当前工作温度。通过网关设备中的温度传感器可以读取当前的工作温度，并且该当前工作温度可以每隔一段时间读取一次，从而对晶体振荡器进行及时有效的温度补偿，避免随着时间的推移而导致误差增大。

在步骤S52中，利用当前工作温度计算针对晶体振荡器的温度补偿参数。其中，该温度补偿参数指的是不同温度下晶体振荡器的频率偏差。当GPS失步使用网关内部压控晶振对外授时时，如果设备温度变化过大，晶振由于自身物理特性每秒振荡频率会改变(温度升高会变快、温度降低会变慢)，为防止累积时间误差，必须使用事先测试标定过的温度变化晶振频率变化个数表，修正当前温度每秒钟晶振实际振荡个数，补偿温度的影响。例如，在30摄氏度时，计算的每秒钟晶振振荡个数为M次，温度变为55摄氏度时，查表知道每秒振荡个数增加N次，则此时实际每秒钟晶振振荡个数应为M+N次。

在步骤S53中，基于所述温度补偿参数以及所述当前输出频率对所述时钟信号进行调节。由于当前工作温度会影响晶振的输出频率，造成一定的频率偏差，根据温度补偿参数确定该频率偏差后，可以结合该频率偏差以及当前输出频率，来确定调节的程度。举例而言，如果当前输出频率比标准值小m时，需要将输入电压增加a，而当前的温度补偿参数为n，则结合温度补偿参数需要将输入电压增加a+n。

在本实施方式中，调节后的时钟信号与定位***的秒脉冲信号的脉冲波形完全一致，该时钟信号也可以对外输出秒脉冲波形，作为本地网关设备的时间参考。

在步骤S23中，基于调节后的所述时钟信号对所述网关设备对应的各个节点进行授时。

在时钟信号调节完成之后网关设备可以利用本地晶振提供的时钟信号对各个节点进行授时，实现在GPS信号弱或者接收不到信号的时候，利用本地的时钟信号也能提供精确地时间。对各个节点进行授时可以使得各个网关节点的时间相统一，从而能够采用统一时间采集各个节点的收集的数据，便于对数据进行统一分析和处理。具体的，该方法包括步骤S61以及步骤S62，如图6所示。

在步骤S61中，获取所述秒脉冲信号对应的定位***的时间信息。捕获到定位***的秒脉冲信号时可以获取该信号输出的时间信息，例如年、月、日、时、分、秒。举例而言，GPS模块接收到GPS天线接收的卫星信号后，可以从接收到的信息中提取出秒脉冲信号对应的时间信息。该时间信息可以为GPS***提供的标准时间。在每接收到一个秒脉冲信号时可以都对该时间信息进行更新，从而使得该时间信息与GPS***保持同步。

在步骤S62中，基于所述时间信息以及所述调节后的时钟信号对所述网关设备对应的各个节点进行授时。本实施方式中，将每次更新后的时间信息可以发送给各个节点，例如，该时间信息每更新一次，向各个节点发送一次更新后的时间信息，则各个节点的时间也更新一次，从而使得各个节点与GPS***的标准时间保持一致。或者，利用记录的更新后的时间信息，通过本地的时钟信号来预测下一次更新时的时间信息，从而将预测的时间信息发送给各个节点，为各个节点进行授时。例如，当前记录的更新后的时间为T1，根据本地的时钟信号的输出频率可以确定一秒钟的时长S，进而在时间达到一秒钟时将T1+S作为更新的时刻T2，输出至各个节点。举例而言，预先设置一同步周期，例如每周同步10分钟，则在该同步周期内可以采用定位***的时间信息对各个节点进行授时，并同时按照该时间信息对本地的时钟信号进行调节，从而避免时钟信号长时间输出导致误差增大的问题；在同步周期结束之后，则采用本地的时钟信号对各个节点进行授时，降低定位***带来的高昂成本。

示例性实施方式中，接收到定位***的时间信息时，对该时间性进行校验，如果该时间信息为同步信息，则通过时间信息对网关设备对应的各个节点进行授时。如果该时间信息为失步信息，则通过调节后的时钟信号对网关设备对应的各个节点进行授时。通过定位***和本地时钟信号相结合的方式进行授时，可以减小时间误差，从而使网关节点时间统一和可靠性能得到进一步提高。

定位***在提供时间信息时，该时间信息可以以时间数据包的形式进行传递，该时间数据包中可以包括用于对时间信息进行校验的校验信息，通过该校验信息可以确定当前的时间是否同步。例如，校验信息为一标志位，如果该标志位为0则为失步时间，标志位为1则为同步时间等。如果该时间信息为同步时间则当前的定位***的信号正常，提供的时间信息有效，则可以将获取的时间信息同步至各个节点，对各个节点进行授时。如果当前的时间信息为失步时间，则定位***信号异常，提供的时间为空，或者不准确，则可以根据时钟信号计算时间，对各个节点进行授时。

通过调节后的时钟信号对各个节点进行授时的方法可以包括步骤S71至步骤S74，如图7所示。

在步骤S71中，确定调节后的时钟信号的目标输出频率。本实施方式中，调节后的时钟信号具有稳定的输出频率，在调节过程中当晶体振荡器的输出频率达到稳定时，可以停止调节，读取当前的输出频率作为目标输出频率。

在步骤S72中，确定接收到秒脉冲信号时第三计数器数值。本实施方式中，第三计数器数值可以指最后一次同步到定位***的秒脉冲信号时，计数器对应的数值。举例而言，可以预先设置一时间周期，在该时间周期内连续捕获秒脉冲信号，并且记录每个秒脉冲信号对应的计数器数值，得到的最后一个计数器数值可以作为第三计数器数值。

在步骤S73中，根据第三计数器数值以及目标输出频率计算第四计数器数值。根据目标输出频率可以确定晶体振荡器每秒振动的次数，第三计数器为当前的晶体振荡器次数，在该第三计数器数值的基础上增加一秒振动的次数可以得到下一秒的晶体振荡器次数，即第四计数器数值。例如，第三计数器数值为M，目标输出频率为X赫兹，则第四计数器为M+X。

在步骤S74中，当时钟信号对应的计数器数值等于所述第四计数器数值时，控制时钟信号输出至各个节点，以对各个节点进行授时。网关设备本地的时钟信号可以对外输出秒脉冲，也就是说，时钟信号也可以每秒向网关设备的控制芯片提供一个秒脉冲，该控制芯片可以控制网关设备向各个节点发送秒脉冲。当计数器数值等于第四计数器数值时，网关设备可以向各个节点输出时钟信号，使得各个节点具有统一的时间。

图8示意性示出了一种调节晶体振荡器的方法。如图8所示，该方法如下：

在步骤S801中，读取GPS信息；该GPS信息可以包括时间信息以及秒脉冲信号；在步骤S802中，判断该GPS信息是否同步；判断该GPS信息中的时间信息是否为同步时间，如果是，则执行步骤S803，若否则执行步骤S804；在步骤S803中，记录当前的GPS信息对应的计数器数值；在步骤S804中，根据上一秒GPS信息预测计数器数值；在步骤S805中，将该计数器数值***队列，计算相邻计数器数值的平均差值；该队列中包括多个计数器数值，分别计算两两相邻的两个计数器数值之间的差值后，对计算得到的差值进行平均，得到平均差值；在步骤S806中，根据平均差值计算晶振偏差；该晶振偏差为晶体振荡器当前输出频率与标准值之间的偏差；在步骤S807中，读取当前工作温度；在步骤S808中，利用当前工作温度计算温度补偿参数；在步骤S809中，结合温度补偿参数以及晶振偏差计算晶振总偏差；在步骤S810中，根据晶振总偏差判断是否需要对晶振进行调节；如果该晶振总偏差大于预设阈值，则需要调节；如果该晶振总偏差不大于该预设阈值，则不需要调节；在步骤S811中，对输入电压进行调节；通过D/A转换器可以对输入电压进行调节，从而改变输入电压的大小；然后在步骤S812中，等待晶振频率稳定，晶振调节完成。

以下介绍本公开的装置实施例，可以用于执行本公开上述的网关授时方法。参考图9，本公开实施例提供的网关授时装置900可以包括：信号捕获模块910、时钟校正模块920以及节点授时模块930。

其中，信号捕获模块910，用于连续捕获定位***的秒脉冲信号，确定相邻的秒脉冲信号分别对应的网关设备的第一计数器数值，以及第二计数器数值。

时钟校正模块920，用于通过所述第一计数器数值以及所述第二计数器数值计算所述网关设备的时钟信号的当前输出频率，以通过所述当前输出频率对所述时钟信号进行调节。

节点授时模块930，用于基于调节后的所述时钟信号对所述网关设备对应的各个节点进行授时。

在本公开的示例性实施方式中，所述时钟校正模块920包括标准值获取单元、对比调节单元。

其中，标准值获取单元，用于确定所述时钟信号的标准值。

对比调节单元，用于对比所述标准值与所述时钟信号的当前输出频率，根据对比结果调节所述时钟信号对应的输入电压。

在本公开的示例性实施方式中，对比调节单元可被配置为：当所述对比结果中所述当前输出频率小于所述标准值时，则提高所述时钟信号的输入电压；当所述对比结果中所述当前输出频率大于所述标准值时，则减小所述时钟信号的输入电压。

在本公开的示例性实施方式中，时钟校正模块920包括温度获取单元、补偿参数确定单元以及信号调节单元。

其中，温度获取单元，用于获取所述晶体振荡器的当前工作温度。

补偿参数确定单元，用于利用所述当前工作温度计算针对所述晶体振荡器的温度补偿参数。

信号调节单元，用于基于所述温度补偿参数以及所述当前输出频率对所述时钟信号进行调节。

在本公开的示例性实施方式中，节点授时模块930可以包括频率确定单元、计数器数值确定单元、数值计算单元以及信号输出单元。

其中，频率确定单元，用于确定调节后的所述时钟信号的目标输出频率。

计数器数值确定单元，用于确定接收到所述秒脉冲信号时的第三计数器数值。

数值计算单元，用于根据所述第三计数器数值以及所述目标输出频率计算第四计数器数值。

信号输出单元，用于当所述时钟信号对应的计数器数值等于所述第四计数器数值时，控制所述时钟信号输出至所述各个节点，以对所述各个节点进行授时。

在本公开的示例性实施方式中，节点授时模块930可以包括时间获取单元以及时间同步单元。

其中，时间获取单元，用于获取所述秒脉冲信号对应的定位***的时间信息。

时间同步单元，用于基于所述时间信息以及所述调节后的时钟信号对所述网关设备对应的各个节点进行授时。

在本公开的示例性实施方式中，节点授时930可以被配置为：接收到所述时间信息时，若所述时间信息与为同步信息，则通过所述时间信息对所述网关设备对应的各个节点进行授时；若所述时间信息为失步信息，则通过所述调节后的所述时钟信号对所述网关设备对应的各个节点进行授时。

由于本公开的示例实施例的网关授时装置的各个功能模块与上述网关授时方法的示例实施例的步骤对应，因此对于本公开装置实施例中未披露的细节，请参照本公开上述的网关授时方法的实施例。

下面参考图10，其示出了适于用来实现本公开实施例的电子设备的计算机***1000的结构示意图。图10示出的电子设备的计算机***1000仅是一个示例，不应对本公开实施例的功能和使用范围带来任何限制。

如图10所示，计算机***1000包括中央处理单元(CPU)1001，其可以根据存储在只读存储器(ROM)1002中的程序或者从存储部分10010加载到随机访问存储器(RAM)1003中的程序而执行各种适当的动作和处理。在RAM 1003中，还存储有***操作所需的各种程序和数据。CPU 1201、ROM 1002以及RAM 1003通过总线1004彼此相连。输入/输出(I/O)接口1005也连接至总线1004。

以下部件连接至I/O接口1005：包括键盘、鼠标等的输入部分1006；包括诸如阴极射线管(CRT)、液晶显示器(LCD)等以及扬声器等的输出部分1007；包括硬盘等的存储部分1008；以及包括诸如LAN卡、调制解调器等的网络接口卡的通信部分1009。通信部分1009经由诸如因特网的网络执行通信处理。驱动器1010也根据需要连接至I/O接口1005。可拆卸介质1011，诸如磁盘、光盘、磁光盘、半导体存储器等等，根据需要安装在驱动器1010上，以便于从其上读出的计算机程序根据需要被安装入存储部分1008。

特别地，根据本公开的实施例，上文参考流程图描述的过程可以被实现为计算机软件程序。例如，本公开的实施例包括一种计算机程序产品，其包括承载在计算机可读介质上的计算机程序，该计算机程序包含用于执行流程图所示的方法的程序代码。在这样的实施例中，该计算机程序可以通过通信部分1009从网络上被下载和安装，和/或从可拆卸介质1011被安装。在该计算机程序被中央处理单元(CPU)1001执行时，执行本申请的***中限定的上述功能。

需要说明的是，本公开所示的计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质或者是上述两者的任意组合。计算机可读存储介质例如可以是——但不限于——电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的***、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子可以包括但不限于：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机访问存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本公开中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行***、装置或者器件使用或者与其结合使用。而在本公开中，计算机可读的信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读的信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行***、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括但不限于：无线、电线、光缆、RF等等，或者上述的任意合适的组合。

附图中的流程图和框图，图示了按照本公开各种实施例的***、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段、或代码的一部分，上述模块、程序段、或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个接连地表示的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图或流程图中的每个方框、以及框图或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的***来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

描述于本公开实施例中所涉及到的单元可以通过软件的方式实现，也可以通过硬件的方式来实现，所描述的单元也可以设置在处理器中。其中，这些单元的名称在某种情况下并不构成对该单元本身的限定。

作为另一方面，本申请还提供了一种计算机可读介质，该计算机可读介质可以是上述实施例中描述的电子设备中所包含的；也可以是单独存在，而未装配入该电子设备中。上述计算机可读介质承载有一个或者多个程序，当上述一个或者多个程序被一个该电子设备执行时，使得该电子设备实现如上述实施例中所述的网关授时方法。

例如，所述的电子设备可以实现如图2中所示的：步骤S21，连续捕获定位***的秒脉冲信号，确定相邻的秒脉冲信号分别对应的网关设备的第一计数器数值，以及第二计数器数值例；步骤S22，通过所述第一计数器数值以及所述第二计数器数值计算所述网关设备的时钟信号的当前输出频率，以通过所述当前输出频率对所述时钟信号进行调节；步骤S23，基于调节后的所述时钟信号对所述网关设备对应的各个节点进行授时。

又如，所述的电子设备可以实现如图3-8所示的各个步骤。

应当注意，尽管在上文详细描述中提及了用于动作执行的设备的若干模块或者单元，但是这种划分并非强制性的。实际上，根据本公开的实施方式，上文描述的两个或更多模块或者单元的特征和功能可以在一个模块或者单元中具体化。反之，上文描述的一个模块或者单元的特征和功能可以进一步划分为由多个模块或者单元来具体化。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员易于理解，这里描述的示例实施方式可以通过软件实现，也可以通过软件结合必要的硬件的方式来实现。因此，根据本公开实施方式的技术方案可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品可以存储在一个非易失性存储介质(可以是CD-ROM，U盘，移动硬盘等)中或网络上，包括若干指令以使得一台计算设备(可以是个人计算机、服务器、触控终端、或者网络设备等)执行根据本公开实施方式的方法。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本公开的其它实施方案。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (10)

1.一种网关授时方法，其特征在于，包括：

连续捕获定位***的秒脉冲信号，确定相邻的秒脉冲信号分别对应的网关设备的第一计数器数值，以及第二计数器数值；

通过所述第一计数器数值以及所述第二计数器数值计算所述网关设备的时钟信号的当前输出频率，以通过所述当前输出频率对所述时钟信号进行调节；

基于调节后的所述时钟信号对所述网关设备对应的各个节点进行授时。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过所述输出频率对所述时钟信号进行调节包括：

确定所述时钟信号的标准值；

对比所述标准值与所述时钟信号的当前输出频率，根据对比结果调节所述时钟信号对应的输入电压。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据对比结果调节所述时钟信号包括：

当所述对比结果中所述当前输出频率小于所述标准值时，则提高所述时钟信号的输入电压；

当所述对比结果中所述当前输出频率大于所述标准值时，则减小所述时钟信号的输入电压。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，其中所述时钟信号由所述网关设备中的晶体振荡器提供，通过所述当前输出频率对所述时钟信号进行调节包括：

获取所述晶体振荡器的当前工作温度；

利用所述当前工作温度计算针对所述晶体振荡器的温度补偿参数；

基于所述温度补偿参数以及所述当前输出频率对所述时钟信号进行调节。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于调节后的所述时钟信号对所述网关设备对应的各个节点进行授时包括：

确定调节后的所述时钟信号的目标输出频率；

确定接收到所述秒脉冲信号时的第三计数器数值；

根据所述第三计数器数值以及所述目标输出频率计算第四计数器数值；

当所述时钟信号对应的计数器数值等于所述第四计数器数值时，控制所述时钟信号输出至所述各个节点，以对所述各个节点进行授时。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于调节后的所述时钟信号对所述网关设备对应的各个节点进行授时包括：

获取所述秒脉冲信号对应的定位***的时间信息；

基于所述时间信息以及所述调节后的时钟信号对所述网关设备对应的各个节点进行授时。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，基于所述时间信息以及所述调节后的时钟信号对所述网关设备对应的各个节点进行授时包括：

接收到所述时间信息时，若所述时间信息与为同步信息，则通过所述时间信息对所述网关设备对应的各个节点进行授时；

若所述时间信息为失步信息，则通过所述调节后的所述时钟信号对所述网关设备对应的各个节点进行授时。

8.一种网关授时装置，其特征在于，包括：

信号捕获模块，用于连续捕获定位***的秒脉冲信号，确定相邻的秒脉冲信号分别对应的网关设备的第一计数器数值，以及第二计数器数值；

时钟校正模块，用于通过所述第一计数器数值以及所述第二计数器数值计算所述网关设备的时钟信号的当前输出频率，以通过所述当前输出频率对所述时钟信号进行调节；

节点授时模块，用于基于调节后的所述时钟信号对所述网关设备对应的各个节点进行授时。

9.一种电子设备，其特征在于，包括：

一个或多个处理器；

存储装置，用于存储一个或多个程序，

当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，使得所述一个或多个处理器实现如权利要求1至7中任一项所述的网关授时方法。

10.一种计算机可读介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述程序被处理器执行时实现如权利要求1至7中任一项所述的网关授时方法。

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