CN117641562A - 无网络工业设备间的时间同步方法、***、设备及介质 - Google Patents

无网络工业设备间的时间同步方法、***、设备及介质 Download PDF

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CN117641562A CN202311711601.9A CN202311711601A CN117641562A CN 117641562 A CN117641562 A CN 117641562A CN 202311711601 A CN202311711601 A CN 202311711601A CN 117641562 A CN117641562 A CN 117641562A
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曾俊林
田学红
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Abstract

本发明实施例公开了一种无网络工业设备间的时间同步方法、***、设备及介质。该方法包括：在主时钟设备的定时触发信号达到时，主时钟设备获取主时钟设备的***时钟的时间信息，并将时间信息填充至TOD中，生成TOD同步消息；主时钟设备通过串口传输方式将TOD同步消息发送至下游的从时钟设备；从时钟设备接收并解析TOD同步消息，得到时间信息；从时钟设备对时间信息进行修正补偿，得到修正时间结果，并根据修正时间结果更新从时钟设备的***时钟。该方法可以实现无网络的工业设备之间的时钟同步，并保证同步精准度。

Description

无网络工业设备间的时间同步方法、***、设备及介质
技术领域
本发明涉及时钟同步技术领域，尤其涉及一种无网络工业设备间的时间同步方法、***、设备及介质。
背景技术
在传统的时钟同步网中，通常使用GPS实现时间同步。在网络设备中，高精度的时间同步可以使用PTP协议，达到100ns的同步精度。低精度的时间同步可以使用NTP协议，达到1ms的同步精度。
对于无网络设备，如果设备支持发送和接收PPS，也可以通过1PPS+TOD的方式实现时间同步。当同步设备上无锁相环，或锁定环不支持锁定PPS时，即使能接收和发送1PPS+TOD，同步精度也只能做到100ms。
而对于无网络，且无法支持接收和发送PPS的设备，目前无时间同步解决方案。因此，亟待提供一种对于无网络且无法支持PPS的工业设备之间的时钟同步机制。
发明内容
本发明提供了一种无网络工业设备间的时间同步方法、***、设备及介质，以实现无网络的工业设备之间的时钟同步，并保证同步精准度。
根据本发明的一方面，提供了一种无网络工业设备间的时间同步方法，该方法包括：
在主时钟设备的定时触发信号达到时，主时钟设备获取主时钟设备的***时钟的时间信息，并将所述时间信息填充至TOD中，生成TOD同步消息；
主时钟设备通过串口传输方式将所述TOD同步消息发送至下游的从时钟设备；
从时钟设备接收并解析所述TOD同步消息，得到所述时间信息；
从时钟设备对所述时间信息进行修正补偿，得到修正时间结果，并根据所述修正时间结果更新从时钟设备的***时钟。
可选的，在主时钟设备的定时触发信号达到时，主时钟设备获取主时钟设备的***时钟的时间信息，并将所述时间信息填充至TOD中，生成TOD同步消息，包括：
在主时钟设备的定时触发信号达到时，主时钟设备获取主时钟设备的***时钟的时间信息；其中，所述时间信息包括秒时间和纳秒时间；
将所述时间信息的秒时间和纳秒时间填充至形如“$GPTAI,％4x,％8x,％8x,T*％2x”的TOD消息中，生成TOD同步消息；
其中，“％4x”表示秒时间的高16位，“％8x”表示秒时间的低32位，“％8x”表示纳秒时间的32位，“T”表示TAI时间，“％2x”表示CRC检验。
可选的，从时钟设备对所述时间信息进行修正补偿，得到修正时间结果，包括：
从时钟设备根据所述TOD同步消息的字节长度、以及主时钟设备与从时钟设备之间串口传输方式的串口传输速率，确定所述TOD同步消息的传输耗时；
从时钟设备根据所述传输耗时对所述时间信息进行修正补偿，得到修正时间结果。
根据本发明的另一方面，提供了一种无网络工业设备间的时间同步方法，该方法由主时钟设备执行，所述方法，包括：
在定时触发信号达到时，获取主时钟设备的***时钟的时间信息，并将所述时间信息填充至TOD中，生成TOD同步消息；
通过串口传输方式将所述TOD同步消息发送至下游的从时钟设备，以使从时钟设备更新从时钟设备的***时钟。
可选的，在定时触发信号达到时，获取主时钟设备的***时钟的时间信息，并将所述时间信息填充至TOD中，生成TOD同步消息，包括：
在定时触发信号达到时，获取主时钟设备的***时钟的时间信息；其中，所述时间信息包括秒时间和纳秒时间；
将所述时间信息的秒时间和纳秒时间填充至形如“$GPTAI,％4x,％8x,％8x,T*％2x”的TOD消息中，生成TOD同步消息；
其中，“％4x”表示秒时间的高16位，“％8x”表示秒时间的低32位，“％8x”表示纳秒时间的32位，“T”表示TAI时间，“％2x”表示CRC检验。
根据本发明的另一方面，提供了一种无网络工业设备间的时间同步方法，该方法由从时钟设备执行，所述方法，包括：
接收主时钟设备通过串口传输方式传输的TOD同步消息，并解析所述TOD同步消息，得到时间信息；
对所述时间信息进行修正补偿，得到修正时间结果，并根据所述修正时间结果更新从时钟设备的***时钟。
可选的，对所述时间信息进行修正补偿，得到修正时间结果，包括：
根据所述TOD同步消息的字节长度、以及主时钟设备与从时钟设备之间串口传输方式的串口传输速率，确定所述TOD同步消息的传输耗时；
根据所述传输耗时对所述时间信息进行修正补偿，得到修正时间结果。
根据本发明的另一方面，提供了一种无网络工业设备间的时间同步装置，该装置由主时钟设备执行，所述装置，包括：
TOD同步消息生成模块，用于在定时触发信号达到时，获取主时钟设备的***时钟的时间信息，并将所述时间信息填充至TOD中，生成TOD同步消息；
TOD同步消息发送模块，用于通过串口传输方式将所述TOD同步消息发送至下游的从时钟设备，以使从时钟设备更新从时钟设备的***时钟。
根据本发明的另一方面，提供了一种无网络工业设备间的时间同步装置，该装置由从时钟设备执行，所述装置，包括：
时间信息确定模块，用于接收主时钟设备通过串口传输方式传输的TOD同步消息，并解析所述TOD同步消息，得到时间信息；
***时钟更新模块，用于对所述时间信息进行修正补偿，得到修正时间结果，并根据所述修正时间结果更新从时钟设备的***时钟。
根据本发明的另一方面，提供了一种无网络工业设备间的时间同步***，该***包括：主时钟设备，以及至少一个与所述主时钟设备串口传输的从时钟设备；其中：
在主时钟设备的定时触发信号达到时，主时钟设备获取主时钟设备的***时钟的时间信息，并将所述时间信息填充至TOD中，生成TOD同步消息；
主时钟设备通过串口传输方式将所述TOD同步消息发送至下游的从时钟设备；
从时钟设备接收并解析所述TOD同步消息，得到所述时间信息；
从时钟设备对所述时间信息进行修正补偿，得到修正时间结果，并根据所述修正时间结果更新从时钟设备的***时钟。
根据本发明的另一方面，提供了一种电子设备，所述电子设备包括：
至少一个处理器；以及
与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，
所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的计算机程序，所述计算机程序被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行本发明任一实施例所述的无网络工业设备间的时间同步方法。
根据本发明的另一方面，提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令用于使处理器执行时实现本发明任一实施例所述的无网络工业设备间的时间同步方法。
本发明实施例的技术方案，通过在主时钟设备的定时触发信号达到时，主时钟设备获取主时钟设备的***时钟的时间信息，并将时间信息填充至TOD中，生成TOD同步消息；主时钟设备通过串口传输方式将TOD同步消息发送至下游的从时钟设备；从时钟设备接收并解析TOD同步消息，得到时间信息；从时钟设备对时间信息进行修正补偿，得到修正时间结果，并根据修正时间结果更新从时钟设备的***时钟，解决了无网络的工业设备之间的时钟同步问题，能够实现无网络的工业设备之间的时钟同步，并保证同步精准度。
应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本发明的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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。
图1是根据本发明实施例一提供的一种无网络工业设备间的时间同步方法的流程图；
图2是根据本发明实施例二提供的一种无网络工业设备间的时间同步方法的流程图；
图3是根据本发明实施例三提供的一种无网络工业设备间的时间同步方法的流程图；
图4是根据本发明实施例四提供的一种无网络工业设备间的时间同步装置的结构示意图；
图5是根据本发明实施例五提供的一种无网络工业设备间的时间同步装置的结构示意图；
图6是根据本发明实施例六提供的一种无网络工业设备间的时间同步***的结构示意图；
图7是实现本发明实施例的无网络工业设备间的时间同步方法的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、***、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
实施例一
图1是根据本发明实施例一提供的一种无网络工业设备间的时间同步方法的流程图，本实施例可适用于无网络的工业设备之间无锁相环或者锁相环不支持锁定PPS时，工业设备之间进行时钟同步的情况。如图1所示，该方法包括：
步骤110、在主时钟设备的定时触发信号达到时，主时钟设备获取主时钟设备的***时钟的时间信息，并将时间信息填充至TOD中，生成TOD同步消息。
其中，主时钟设备和从时钟设备可以是无网络的工业设备。主时钟设备和从时钟设备之间无锁相环，或者锁定环不支持锁定秒脉冲(Pulse Per Second，PPS)。因此，主时钟设备与从时钟设备无法通过1PPS+TOD形式实现时钟同步。
在本发明实施例中，假定工业设备即使不支持PPS，但至少会存在一个单片机***，支持串口输入输出。因此，主时钟设备和从时钟设备之间可以通过串口传输方式进行时钟同步。TOD(Time of Day)是一种时间信息帧格式。在进行串口传输实现工业设备之间的时钟同步时，可以基于TOD时钟消息帧。
在本步骤中，定时触发信号可以是根据工业设备之间的时钟同步需求设置的。例如，定时触发信号可以是每秒钟触发，从而主时钟设备与从时钟设置可以每秒均进行时钟同步。
在原本的TOD信息帧中只包含年月日时分秒信息，基于TOD进行时钟同步，仅能达到精度为秒级。为了提高时钟同步精度，在本发明实施例的一个可选实施方式中，在主时钟设备的定时触发信号达到时，主时钟设备获取主时钟设备的***时钟的时间信息，并将时间信息填充至TOD中，生成TOD同步消息，包括：在主时钟设备的定时触发信号达到时，主时钟设备获取主时钟设备的***时钟的时间信息；其中，时间信息包括秒时间和纳秒时间；将时间信息的秒时间和纳秒时间填充至形如“$GPTAI,％4x,％8x,％8x,T*％2x”的TOD消息中，生成TOD同步消息；其中，“％4x”表示秒时间的高16位，“％8x”表示秒时间的低32位，“％8x”表示纳秒时间的32位，“T”表示TAI时间，“％2x”表示CRC检验。
在本发明实施例中，重新定义了TOD的消息格式，将48位秒和32位纳秒填充至TOD消息帧中，将时钟同步精度从秒级提升到纳秒级。一个示例性的TOD同步消息为“$GPTAI,0,65438F65,8E173A,T*4A”。其中，“0”表示秒时间的高16位，此时为0；“65438F65”表示秒时间的低32位，为16进制数据；“8E173A”表示纳秒时间的32位，为16进制数据。
步骤120、主时钟设备通过串口传输方式将TOD同步消息发送至下游的从时钟设备。
其中，主时钟设备与从时钟设备是相对而言的。在不同的网络拓扑下，主时钟设备与从时钟设置的角色可以互相替换。从时钟设备处于主时钟设备的下游，用于通过主时钟设置传输的时间信息进行时钟同步。如果从时钟设备之后还有下游设备，此时从时钟设备可以作为该下游设备的主时钟设备，为下游设备传输TOD同步消息，以进行时钟同步，下游设备可以对应地作为从时钟设备。
步骤130、从时钟设备接收并解析TOD同步消息，得到时间信息。
其中，从时钟设备接收到TOD同步消息后，可以根据TOD的消息帧格式确定各部分的含义，以此确定主时钟设备传输的时间信息。
步骤140、从时钟设备对时间信息进行修正补偿，得到修正时间结果，并根据修正时间结果更新从时钟设备的***时钟。
其中，在实际应用中，由于TOD同步消息的发送和接收均需要消耗时间，从而从时钟设备解析获得的时间信息与当前主时钟设备的***时间存在偏差。如果从时钟设备直接根据解析得到的时间信息进行时钟同步，那么从时钟设备的***时钟肯定滞后于主时钟设备的***时钟。
为了提高时钟同步精度，从时钟设备需要对时间信息进行修正补偿。在实际研究中，发明人发现TOD同步消息的发送和接收所需消耗的时间与串口传输速率，以及TOD同步消息的字节长度存在关系。因此，在本发明实施例的一个可选实施方式中，从时钟设备对时间信息进行修正补偿，得到修正时间结果，包括：从时钟设备根据TOD同步消息的字节长度、以及主时钟设备与从时钟设备之间串口传输方式的串口传输速率，确定TOD同步消息的传输耗时；从时钟设备根据传输耗时对时间信息进行修正补偿，得到修正时间结果。
具体的，传输耗时可以通过公式(字节长度×8×2)/X确定；其中，TOD同步消息的字节长度可以是36，X为串口传输速率。表1是根据本发明实施例一提供的一种修正补偿表。如表1所示，当串口传输速率为115200时，可以确定修正补偿时间为0.005秒；当串口传输速率为9600时，可以确定修正补偿时间为0.06秒；当串口传输速率为4800时，可以确定修正补偿时间为0.12秒。从而，从时钟设备可以在时间信息的基础上加上修正补偿时间，得到修正时间结果；将修正时间结果更新为从时钟设备的***时钟，从而可以实现100微秒以上精度的时钟同步。
表1
串口传输速率 发送时间 接收时间 修正补偿时间
115200 0.0025S 0.0025S 0.005S
9600 0.03S 0.03S 0.06S
4800 0.06S 0.06S 0.12S
本发明实施例的技术方案，通过在主时钟设备的定时触发信号达到时，主时钟设备获取主时钟设备的***时钟的时间信息，并将时间信息填充至TOD中，生成TOD同步消息；主时钟设备通过串口传输方式将TOD同步消息发送至下游的从时钟设备；从时钟设备接收并解析TOD同步消息，得到时间信息；从时钟设备对时间信息进行修正补偿，得到修正时间结果，并根据修正时间结果更新从时钟设备的***时钟，解决了无网络的工业设备之间的时钟同步问题，能够实现无网络的工业设备之间的时钟同步，并保证同步精准度。
实施例二
图2是根据本发明实施例二提供的一种无网络工业设备间的时间同步方法的流程图，本实施例中的技术方案可以与上述一个或者多个实施例中的各个可选方案结合。如图2所示，该方法由主时钟设备执行，方法，包括：
步骤210、在定时触发信号达到时，获取主时钟设备的***时钟的时间信息，并将时间信息填充至TOD中，生成TOD同步消息。
步骤220、通过串口传输方式将TOD同步消息发送至下游的从时钟设备，以使从时钟设备更新从时钟设备的***时钟。
可选的，在定时触发信号达到时，获取主时钟设备的***时钟的时间信息，并将时间信息填充至TOD中，生成TOD同步消息，包括：在定时触发信号达到时，获取主时钟设备的***时钟的时间信息；其中，时间信息包括秒时间和纳秒时间；将时间信息的秒时间和纳秒时间填充至形如“$GPTAI,％4x,％8x,％8x,T*％2x”的TOD消息中，生成TOD同步消息；其中，“％4x”表示秒时间的高16位，“％8x”表示秒时间的低32位，“％8x”表示纳秒时间的32位，“T”表示TAI时间，“％2x”表示CRC检验。
本发明实施例的技术方案，通过在定时触发信号达到时，获取主时钟设备的***时钟的时间信息，并将时间信息填充至TOD中，生成TOD同步消息；通过串口传输方式将TOD同步消息发送至下游的从时钟设备，以使从时钟设备更新从时钟设备的***时钟，解决了无网络的工业设备之间的时钟同步问题，能够实现无网络的工业设备之间的时钟同步，并保证同步精准度。
实施例三
图3是根据本发明实施例三提供的一种无网络工业设备间的时间同步方法的流程图，本实施例中的技术方案可以与上述一个或者多个实施例中的各个可选方案结合。如图3所示，该方法由从时钟设备执行，方法，包括：
步骤310、接收主时钟设备通过串口传输方式传输的TOD同步消息，并解析TOD同步消息，得到时间信息。
步骤320、对时间信息进行修正补偿，得到修正时间结果，并根据修正时间结果更新从时钟设备的***时钟。
可选的，对时间信息进行修正补偿，得到修正时间结果，包括：根据TOD同步消息的字节长度、以及主时钟设备与从时钟设备之间串口传输方式的串口传输速率，确定TOD同步消息的传输耗时；根据传输耗时对时间信息进行修正补偿，得到修正时间结果。
本发明实施例的技术方案，通过接收主时钟设备通过串口传输方式传输的TOD同步消息，并解析TOD同步消息，得到时间信息；对时间信息进行修正补偿，得到修正时间结果，并根据修正时间结果更新从时钟设备的***时钟，解决了无网络的工业设备之间的时钟同步问题，能够实现无网络的工业设备之间的时钟同步，并保证同步精准度。
实施例四
图4是根据本发明实施例四提供的一种无网络工业设备间的时间同步装置的结构示意图。如图4所示，该装置主时钟设备执行，包括：TOD同步消息生成模块410和TOD同步消息发送模块420。其中：
TOD同步消息生成模块410，用于在定时触发信号达到时，获取主时钟设备的***时钟的时间信息，并将时间信息填充至TOD中，生成TOD同步消息；
TOD同步消息发送模块420，用于通过串口传输方式将TOD同步消息发送至下游的从时钟设备，以使从时钟设备更新从时钟设备的***时钟。
可选的，TOD同步消息生成模块410包括：
时间信息获取单元，用于在定时触发信号达到时，获取主时钟设备的***时钟的时间信息；其中，时间信息包括秒时间和纳秒时间；
TOD同步消息生成单元，用于将时间信息的秒时间和纳秒时间填充至形如“$GPTAI,％4x,％8x,％8x,T*％2x”的TOD消息中，生成TOD同步消息；
其中，“％4x”表示秒时间的高16位，“％8x”表示秒时间的低32位，“％8x”表示纳秒时间的32位，“T”表示TAI时间，“％2x”表示CRC检验。
本发明实施例所提供的无网络工业设备间的时间同步装置可执行本发明任意实施例所提供的无网络工业设备间的时间同步方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。
实施例五
图5是根据本发明实施例五提供的一种无网络工业设备间的时间同步装置的结构示意图。如图5所示，该装置由从时钟设备执行，包括：时间信息确定模块510和***时钟更新模块520。其中：
时间信息确定模块510，用于接收主时钟设备通过串口传输方式传输的TOD同步消息，并解析TOD同步消息，得到时间信息；
***时钟更新模块520，用于对时间信息进行修正补偿，得到修正时间结果，并根据修正时间结果更新从时钟设备的***时钟。
可选的，***时钟更新模块520包括：
传输耗时确定单元，用于根据TOD同步消息的字节长度、以及主时钟设备与从时钟设备之间串口传输方式的串口传输速率，确定TOD同步消息的传输耗时；
修正时间结果确定单元，用于根据传输耗时对时间信息进行修正补偿，得到修正时间结果。
本发明实施例所提供的无网络工业设备间的时间同步装置可执行本发明任意实施例所提供的无网络工业设备间的时间同步方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。
实施例六
图6是根据本发明实施例六提供的一种无网络工业设备间的时间同步***的结构示意图。如图6所示，该***包括：主时钟设备610，以及至少一个与主时钟设备串口传输的从时钟设备620；其中：
在主时钟设备的定时触发信号达到时，主时钟设备获取主时钟设备的***时钟的时间信息，并将时间信息填充至TOD中，生成TOD同步消息；
主时钟设备通过串口传输方式将TOD同步消息发送至下游的从时钟设备；
从时钟设备接收并解析TOD同步消息，得到时间信息；
从时钟设备对时间信息进行修正补偿，得到修正时间结果，并根据修正时间结果更新从时钟设备的***时钟。
可选的，在主时钟设备的定时触发信号达到时，主时钟设备获取主时钟设备的***时钟的时间信息，并将时间信息填充至TOD中，生成TOD同步消息，包括：在主时钟设备的定时触发信号达到时，主时钟设备获取主时钟设备的***时钟的时间信息；其中，时间信息包括秒时间和纳秒时间；将时间信息的秒时间和纳秒时间填充至形如“$GPTAI,％4x,％8x,％8x,T*％2x”的TOD消息中，生成TOD同步消息；其中，“％4x”表示秒时间的高16位，“％8x”表示秒时间的低32位，“％8x”表示纳秒时间的32位，“T”表示TAI时间，“％2x”表示CRC检验。
可选的，从时钟设备对时间信息进行修正补偿，得到修正时间结果，包括：从时钟设备根据TOD同步消息的字节长度、以及主时钟设备与从时钟设备之间串口传输方式的串口传输速率，确定TOD同步消息的传输耗时；从时钟设备根据传输耗时对时间信息进行修正补偿，得到修正时间结果。
本发明实施例的技术方案，通过在主时钟设备的定时触发信号达到时，主时钟设备获取主时钟设备的***时钟的时间信息，并将时间信息填充至TOD中，生成TOD同步消息；主时钟设备通过串口传输方式将TOD同步消息发送至下游的从时钟设备；从时钟设备接收并解析TOD同步消息，得到时间信息；从时钟设备对时间信息进行修正补偿，得到修正时间结果，并根据修正时间结果更新从时钟设备的***时钟，解决了无网络的工业设备之间的时钟同步问题，能够实现无网络的工业设备之间的时钟同步，并保证同步精准度。
实施例七
图7示出了可以用来实施本发明的实施例的电子设备10的结构示意图。电子设备旨在表示各种形式的数字计算机，诸如，膝上型计算机、台式计算机、工作台、个人数字助理、服务器、刀片式服务器、大型计算机、和其它适合的计算机。电子设备还可以表示各种形式的移动装置，诸如，个人数字处理、蜂窝电话、智能电话、可穿戴设备(如头盔、眼镜、手表等)和其它类似的计算装置。本文所示的部件、它们的连接和关系、以及它们的功能仅仅作为示例，并且不意在限制本文中描述的和/或者要求的本发明的实现。
如图7所示，电子设备10包括至少一个处理器11，以及与至少一个处理器11通信连接的存储器，如只读存储器(ROM)12、随机访问存储器(RAM)13等，其中，存储器存储有可被至少一个处理器执行的计算机程序，处理器11可以根据存储在只读存储器(ROM)12中的计算机程序或者从存储单元18加载到随机访问存储器(RAM)13中的计算机程序，来执行各种适当的动作和处理。在RAM 13中，还可存储电子设备10操作所需的各种程序和数据。处理器11、ROM 12以及RAM 13通过总线14彼此相连。输入/输出(I/O)接口15也连接至总线14。
电子设备10中的多个部件连接至I/O接口15，包括：输入单元16，例如键盘、鼠标等；输出单元17，例如各种类型的显示器、扬声器等；存储单元18，例如磁盘、光盘等；以及通信单元19，例如网卡、调制解调器、无线通信收发机等。通信单元19允许电子设备10通过诸如因特网的计算机网络和/或各种电信网络与其他设备交换信息/数据。
处理器11可以是各种具有处理和计算能力的通用和/或专用处理组件。处理器11的一些示例包括但不限于中央处理单元(CPU)、图形处理单元(GPU)、各种专用的人工智能(AI)计算芯片、各种运行机器学习模型算法的处理器、数字信号处理器(DSP)、以及任何适当的处理器、控制器、微控制器等。处理器11执行上文所描述的各个方法和处理，例如无网络工业设备间的时间同步方法。
在一些实施例中，无网络工业设备间的时间同步方法可被实现为计算机程序，其被有形地包含于计算机可读存储介质，例如存储单元18。在一些实施例中，计算机程序的部分或者全部可以经由ROM 12和/或通信单元19而被载入和/或安装到电子设备10上。当计算机程序加载到RAM 13并由处理器11执行时，可以执行上文描述的无网络工业设备间的时间同步方法的一个或多个步骤。备选地，在其他实施例中，处理器11可以通过其他任何适当的方式(例如，借助于固件)而被配置为执行无网络工业设备间的时间同步方法。
本文中以上描述的***和技术的各种实施方式可以在数字电子电路***、集成电路***、场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)、专用标准产品(ASSP)、芯片上***的***(SOC)、负载可编程逻辑设备(CPLD)、计算机硬件、固件、软件、和/或它们的组合中实现。这些各种实施方式可以包括：实施在一个或者多个计算机程序中，该一个或者多个计算机程序可在包括至少一个可编程处理器的可编程***上执行和/或解释，该可编程处理器可以是专用或者通用可编程处理器，可以从存储***、至少一个输入装置、和至少一个输出装置接收数据和指令，并且将数据和指令传输至该存储***、该至少一个输入装置、和该至少一个输出装置。
用于实施本发明的方法的计算机程序可以采用一个或多个编程语言的任何组合来编写。这些计算机程序可以提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理装置的处理器，使得计算机程序当由处理器执行时使流程图和/或框图中所规定的功能/操作被实施。计算机程序可以完全在机器上执行、部分地在机器上执行，作为独立软件包部分地在机器上执行且部分地在远程机器上执行或完全在远程机器或服务器上执行。
在本发明的上下文中，计算机可读存储介质可以是有形的介质，其可以包含或存储以供指令执行***、装置或设备使用或与指令执行***、装置或设备结合地使用的计算机程序。计算机可读存储介质可以包括但不限于电子的、磁性的、光学的、电磁的、红外的、或半导体***、装置或设备，或者上述内容的任何合适组合。备选地，计算机可读存储介质可以是机器可读信号介质。机器可读存储介质的更具体示例会包括基于一个或多个线的电气连接、便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM或快闪存储器)、光纤、便捷式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)、光学储存设备、磁储存设备、或上述内容的任何合适组合。
为了提供与用户的交互，可以在电子设备上实施此处描述的***和技术，该电子设备具有：用于向用户显示信息的显示装置(例如，CRT(阴极射线管)或者LCD(液晶显示器)监视器)；以及键盘和指向装置(例如，鼠标或者轨迹球)，用户可以通过该键盘和该指向装置来将输入提供给电子设备。其它种类的装置还可以用于提供与用户的交互；例如，提供给用户的反馈可以是任何形式的传感反馈(例如，视觉反馈、听觉反馈、或者触觉反馈)；并且可以用任何形式(包括声输入、语音输入或者、触觉输入)来接收来自用户的输入。
可以将此处描述的***和技术实施在包括后台部件的计算***(例如，作为数据服务器)、或者包括中间件部件的计算***(例如，应用服务器)、或者包括前端部件的计算***(例如，具有图形用户界面或者网络浏览器的用户计算机，用户可以通过该图形用户界面或者该网络浏览器来与此处描述的***和技术的实施方式交互)、或者包括这种后台部件、中间件部件、或者前端部件的任何组合的计算***中。可以通过任何形式或者介质的数字数据通信(例如，通信网络)来将***的部件相互连接。通信网络的示例包括：局域网(LAN)、广域网(WAN)、区块链网络和互联网。
计算***可以包括客户端和服务器。客户端和服务器一般远离彼此并且通常通过通信网络进行交互。通过在相应的计算机上运行并且彼此具有客户端-服务器关系的计算机程序来产生客户端和服务器的关系。服务器可以是云服务器，又称为云计算服务器或云主机，是云计算服务体系中的一项主机产品，以解决了传统物理主机与VPS服务中，存在的管理难度大，业务扩展性弱的缺陷。
应该理解，可以使用上面所示的各种形式的流程，重新排序、增加或删除步骤。例如，本发明中记载的各步骤可以并行地执行也可以顺序地执行也可以不同的次序执行，只要能够实现本发明的技术方案所期望的结果，本文在此不进行限制。
上述具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明保护范围之内。

Claims (10)

1.一种无网络工业设备间的时间同步方法，其特征在于，所述方法包括：
在主时钟设备的定时触发信号达到时，主时钟设备获取主时钟设备的***时钟的时间信息，并将所述时间信息填充至TOD中，生成TOD同步消息；
主时钟设备通过串口传输方式将所述TOD同步消息发送至下游的从时钟设备；
从时钟设备接收并解析所述TOD同步消息，得到所述时间信息；
从时钟设备对所述时间信息进行修正补偿，得到修正时间结果，并根据所述修正时间结果更新从时钟设备的***时钟。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在主时钟设备的定时触发信号达到时，主时钟设备获取主时钟设备的***时钟的时间信息，并将所述时间信息填充至TOD中，生成TOD同步消息，包括：
在主时钟设备的定时触发信号达到时，主时钟设备获取主时钟设备的***时钟的时间信息；其中，所述时间信息包括秒时间和纳秒时间；
将所述时间信息的秒时间和纳秒时间填充至形如“$GPTAI,％4x,％8x,％8x,T*％2x”的TOD消息中，生成TOD同步消息；
其中，“％4x”表示秒时间的高16位，“％8x”表示秒时间的低32位，“％8x”表示纳秒时间的32位，“T”表示TAI时间，“％2x”表示CRC检验。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，从时钟设备对所述时间信息进行修正补偿，得到修正时间结果，包括：
从时钟设备根据所述TOD同步消息的字节长度、以及主时钟设备与从时钟设备之间串口传输方式的串口传输速率，确定所述TOD同步消息的传输耗时；
从时钟设备根据所述传输耗时对所述时间信息进行修正补偿，得到修正时间结果。
4.一种无网络工业设备间的时间同步方法，其特征在于，所述方法，由主时钟设备执行，所述方法，包括：
在定时触发信号达到时，获取主时钟设备的***时钟的时间信息，并将所述时间信息填充至TOD中，生成TOD同步消息；
通过串口传输方式将所述TOD同步消息发送至下游的从时钟设备，以使从时钟设备更新从时钟设备的***时钟。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在定时触发信号达到时，获取主时钟设备的***时钟的时间信息，并将所述时间信息填充至TOD中，生成TOD同步消息，包括：
在定时触发信号达到时，获取主时钟设备的***时钟的时间信息；其中，所述时间信息包括秒时间和纳秒时间；
将所述时间信息的秒时间和纳秒时间填充至形如“$GPTAI,％4x,％8x,％8x,T*％2x”的TOD消息中，生成TOD同步消息；
其中，“％4x”表示秒时间的高16位，“％8x”表示秒时间的低32位，“％8x”表示纳秒时间的32位，“T”表示TAI时间，“％2x”表示CRC检验。
6.一种无网络工业设备间的时间同步方法，其特征在于，所述方法，由从时钟设备执行，所述方法，包括：
接收主时钟设备通过串口传输方式传输的TOD同步消息，并解析所述TOD同步消息，得到时间信息；
对所述时间信息进行修正补偿，得到修正时间结果，并根据所述修正时间结果更新从时钟设备的***时钟。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，对所述时间信息进行修正补偿，得到修正时间结果，包括：
根据所述TOD同步消息的字节长度、以及主时钟设备与从时钟设备之间串口传输方式的串口传输速率，确定所述TOD同步消息的传输耗时；
根据所述传输耗时对所述时间信息进行修正补偿，得到修正时间结果。
8.一种无网络工业设备间的时间同步***，其特征在于，所述***包括：主时钟设备，以及至少一个与所述主时钟设备串口传输的从时钟设备；其中：
在主时钟设备的定时触发信号达到时，主时钟设备获取主时钟设备的***时钟的时间信息，并将所述时间信息填充至TOD中，生成TOD同步消息；
主时钟设备通过串口传输方式将所述TOD同步消息发送至下游的从时钟设备；
从时钟设备接收并解析所述TOD同步消息，得到所述时间信息；
从时钟设备对所述时间信息进行修正补偿，得到修正时间结果，并根据所述修正时间结果更新从时钟设备的***时钟。
9.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括：
至少一个处理器；以及
与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，
所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的计算机程序，所述计算机程序被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行权利要求4-7中任一项所述的无网络工业设备间的时间同步方法。
10.一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存储有计算机指令，所述计算机指令用于使处理器执行时实现权利要求4-7中任一项所述的无网络工业设备间的时间同步方法。
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