专利名称：通过电力线调制解调器网络对多个设备进行时钟同步的制作方法
背景1.技术领域本公开内容涉及电力线调制解调器(powerline modem)网络，并且更特别地，涉及一种用于向电力线调制解调器网络中的设备提供时钟同步的装置和方法。
2.相关技术描述许多家用设备包括存储器和内置时钟。例如，微波炉、VCR等等包含时钟读出器。电力故障(例如由于风暴)可能会引起这些设备丢失它们的时间。因为如此多的设备包含不同的编程系统，所以对所有这些设备上的时间进行纠正可能是烦人的和费时的。另外，这些不同设备中的时钟容易发生漂移，并且用户可能会在整个房屋内拥有显示不同时间的设备，这些时间经常会相差几分钟。
因此，存在对一种同步方法的需要，它允许在一个地点的所有设备得到同步而不用单独对每个设备进行编程。另外还存在对一种同步方法的需要，它消除了位于一个地点的设备之间的时钟漂移或者时间差异。
发明概述一种用于对于多个设备的电力线调制解调器网络的时钟同步的方法包含提供具有电力线调制解调器和时钟的多个设备。该电力线调制解调器允许所述多个设备通过电力线网络相互进行通信。通过电力线网络提供同步消息。该同步消息包含一条指令，该指令用于使所述多个设备中的每个设备根据在该同步消息内提供的时钟时间来更新它们的时钟。
在其它的方法中，提供同步消息的步骤可以包含在一个流逝的时间间隔之后提供同步消息。提供同步消息的步骤可以包含在供电中断之后提供同步消息。提供同步消息的步骤可能包括提供具有备用电池并且在供电中断期间保持时间的同步设备。该方法可能包含通过调用外部时钟源来更新该同步设备上的时钟的步骤。提供同步消息的步骤可能包括通过计算机来提供同步。
可以提供一种同步设备来更新电力线网络上的设备时钟。该同步设备包含一个插头，该插头连接到电力线网络并且给该同步设备供电。一个时钟保持同步设备上的时间。一个电力线调制解调器耦合到该插头，它向电力线网络中的具有时钟的设备发送同步消息。该同步消息使得这些设备可以根据同步设备的时钟来更新它们的时钟。
在其它的实现方案中，可以包含一个电池，该电池给该同步设备的时钟供电，以便在供电中断期间保持时间。该同步设备可以包含一个计时电路，该计时电路测量流逝的时间以便能够重新发送该同步消息。该同步设备可以包含一个接收机，该接收机接收来自外部源的时间以便更新该同步设备的时钟。这些具有时钟的设备可以包含媒体播放器、电视机、应答机、温度调节器、时钟、立体声系统、微波炉以及安全性系统中的至少一种。
通过下面本方面的说明性的实施方案的详细描述，本发明的这些和其它目标、特征和优点将变得很明显，该详细描述应该结合附图进行阅读。
附图简述本公开内容将参考以下附图详细地展示一下优选实施方案，其中
图1是显示根据本发明的用于同步电力线网络的系统的框图。
图2是显示根据本发明的一个实施方案的具有要加以更新的时钟的设备的框图。
图3是显示根据本发明的一个实施方案的同步设备的框图；以及图4是显示根据本发明的、用于同步电力线网络的方法的流程图。
优选实施方案详述本发明为用户提供了用于在电力故障之后同步多个设备(如微波炉、闹钟、VCR等)的时钟并用于防止时钟漂移的方法。这可以通过将廉价的电力线调制解调器并入到每个设备而得以实现。来自网络上的主设备(如用户指定的主设备)或控制器(如个人计算机)的时间同步消息被用来更新网络上的设备。
电力线调制解调器通过将电力网络用作传输介质而进行通信。电力线调制解调器在设备上被用于建立与主设备或控制器的通信。在该电力线上进行的通信为任意的插入设备提供了通过电力线网络进行通信的能力。因为在多个位置的调制解调器可以共用电力网络，所以共用的电力线使在单个或多个位置的设备能够“看见”在相同或其它地点(例如其它家庭)的电力线调制解调器(和它们的数据)。
现在详细地参考附图，在该附图中，在所有的几个图当中相同的附图标记标识类似或完全相同的元件，并且首先参考图1，根据本发明显示了说明性网络10的框图。电力线网络12可以包含用于家庭或建筑物的硬连线的电力系统，该电力线网络12被连接到多个设备中的每个设备。这些设备可以包含微波炉16、立体声系统18、VCR/DVD或其它媒体播放器20、闹钟22、电视24、可编程温度调节器26、应答机28、报警或安全性系统30，或者插入该电力系统的任意其它时钟设备31。这个列表并非是完整的，并且本方面也考虑到了其它设备。每个设备包含电力线调制解调器33，它允许在这些设备自身之间进行通信和/或在这些设备与主设备34之间进行通信。每个设备还包含时钟35，它可能会受到时钟漂移的影响或在电力故障期间受到时间丢失的影响。
主设备34可以包含个人计算机或者同步设备50(见图2)。主设备34在电力故障期间由于有备用电池保持了它的时间，并且主设备34被用来用它自己的电力线调制解调器33发出消息。主设备通过电力线网络12发出同步消息S，以使得当前的时间可以被传送到连接在电力网络12上的多个设备。这些设备然后将根据时钟37(或者图2中的时钟56)把新的时间装载到它们的时钟中。这可以用来在电力故障之后重新设置时间以及用来提供周期性的时间同步从而防止时钟35发生漂移。消息S与电力线调制解调器33的协议相兼容。电力线通信可以按照本领域技术人员所熟知的方式来进行。每个设备可以包含在消息S被发送时进行更新的时钟寄存器或经过编程的软件算法。用这种方式，每个时钟35在接收到消息S时被更新。消息S可以被周期性地发出以便消除时钟漂移，也可以被在电力故障之后发出。
系统中的每个设备可以具有可能与同步设备34或50不同的时钟分辨率(图3)。尽管同步设备34提供一定的分辨率(优选是该系统中的最高分辨率)，但是这些设备自身可以具有一种机制来解释这一信息以便更新它们自己的时钟，它们自己的时钟可以具有不同的分辨率。在一种实施方案中，这可以通过丢弃较低级的位来实现，这些较低序的位限定了时钟信号的分辨率。
参考图2，接收机设备40，诸如是图1中的设备16-30中的一个设备，包含连接到电力线网络12的电力线调制解调器33。电力线调制解调器33优选地包含嵌入式处理器。该电力线调制解调器33的处理器可以运行软件，该软件的功能包含但不限于数据调制/解调以及诸如包处理之类的较高层网络功能。可以加入一个软件例程，该软件例程处理时钟同步消息S并在定时同步电路41中提取当前时间。将该当前时间传送到设备时钟42的方法取决于设备的实现。电路根据消息S中的时间来更新时间存储器42。时间存储器42中的时间在时间显示器43中得以显示。设备40包含用于设备的主要功能的其它电路，例如微波功能(用于微波炉)、显示功能(用于TV)等等。另外，电源45被用来向时间存储器42、电力线调制解调器33、以及主电路46供电。
一种用于更新设备上的时钟的可能的实施方案可以包含向设备中的微处理器或定时同步电路41发送一个中断，该微处理器或定时同步电路41负责处理时间保持和时钟显示功能。一种可替换的实施方案可以包含通过总线直接将当前时间发送到设备中的负责时间保持的定时器电路。
参考图3，可以提供同步设备50以便同步电力线网络12。同步设备50包含可以与其它具有电力线调制解调器的设备进行通信的电力线调制解调器33。同步设备50可以被使用插头52直接插入到电力系统中。同步设备50包含测量消息S的发出的时间间隔的计时电路54。同步设备50包含用来保持用于网络10(图1)的时间的时钟56。同步设备50包含备用电池58，该备用电池58确保即使在供电中断期间时钟56也可以保持它的时间。在一种实施方案中，同步设备50可以包含电力传感器60，它检测供电恢复的时间。消息S可以通过切换网络12中的电力的关闭/打开而得以触发。可以使用控制电路64来控制同步消息的发出。例如，当计时电路54中已经流逝了一个预先确定的时间时，控制电路被提示向电力线网络12(图1)发送同步消息。时钟56上的时间被发送到网络12上的每个设备以便更新它们的时钟(35)。控制电路64可以包含处理器和/或存储器以便存储用于与电力线网络上的设备进行通信的通信协议。
在一种实施方案中，同步设备50可以与夜间照明灯的大小差不多。在其它的实施方案中，同步设备50可以包含接收机设备62，它接收广播无线电或卫星信号。以这种方式，设备50的时钟56可以被根据外部时间源而得以更新。这可以被提供来与电池备用58共同或者替代电池备用58。
同步设备50需要具有应用于时钟信号的预纠正(例如可编程的预纠正)，以便将在设备50发出S命令并且该命令出现在网络上时所用的时间考虑进去。设备50的预纠正需要将例如电路64或调制解调器33中的处理延时考虑进去。另外，每个设备，例如图1中的设备16-30，在它做出实际的时间纠正之前需要将它自己的处理链中的延时考虑进去。在许多应用中，这种小的延时可能并不重要，而它在其它的应用中则可能会很重要。
一种时钟更新的广播方法已经得到了描述。但是，在替换的实施方案中，特定设备中的时钟的选择性更新可以通过使用来自这些特定设备(例如图1中的设备1-31)的每个的反馈来实现。在一种实施方案中，例如，在一个预先确定的时间流逝过之后等等，每个设备可以请求来自同步设备(34或50)的时钟更新。来自具有要加以更新的时钟的设备的请求调用消息S。这个方法可以采用对所有设备进行单独寻址。这些设备具有例如当初始加电时将它们自身注册到主设备的能力而可被应用。在这种情况中，该主设备可能需要将一个ID代码分配给具有需要加以更新的时钟的设备，或者，这些具有时钟的设备可以和预编程的ID号一起提供(这可能要取决于跨几个行业的制造商和产品)(见图2)。在一个例子中，可以将唯一的网际协议版本6(IPv6)的通用命名(128位地址)分配给世界上的所有电子设备。在这种应用中，尽管存在这样一个地址，但设备可能从不理解IPv6协议，但却可以使用该地址在网络中执行唯一的功能。
参考图4，显示了一个描述用于同步电力线网络的方法的流程图。在方框100中，提供了电力线网络，它包含多个具有时钟和电力线调制解调器的设备。在方框102中，该网络内的时钟通过从主设备发送同步消息而得到更新。在方框104中，该同步消息使得所有具有时钟的设备能够根据由该同步消息提供的时间来更新它们的时钟。消息S可以在该网络的多个设备中的需要更新的那个设备请求之后被发送。在方框106中，时间被测量，使得该同步消息能够在一个预先确定的时间量流逝之后从方框102重新发送。方框108可以被包含进来以在切换断电和供电时向网络重新发送同步信号。在一种替换的实施方案中，主设备上的时钟可以对照外部源(例如无线电或者卫星)而被检查，并且相应地在方框100中被更新。
已经描述了用于通过电力线调制解调器网络对多个设备进行时钟同步的优选的实施方案(这些实施方案是示例性的，并不起到限制的作用)，需要指出，本领域的技术人员可以根据上面的叙述来做出修改和变动。因此要理解可以对公开的本发明的特定实施方案做出改变，而它们还是在由所附的权利要求所描述的本发明的范围和精神之内。因此，已经按照专利法所要求的细节和特性对本发明进行了描述，所请求的和希望由专利证书所保护被阐明在所附的权利要求中。
权利要求
1.一种通过电力线调制解调器网络对多个设备进行时钟同步的方法，包含以下步骤提供具有电力线调制解调器和时钟的多个设备，该电力线调制解调器允许所述多个设备通过电力线网络相互通信；以及通过电力线网络提供同步消息，该同步消息包含一条指令，该指令用于使所述多个设备中的每个设备根据在该同步消息中提供的时钟时间来更新它们的时钟。
2.根据权利要求1所述的方法，其中提供同步消息的步骤包含在一段流逝的时间间隔之后提供该同步消息。
3.根据权利要求1所述的方法，其中提供同步消息的步骤包含在供电中断之后提供该同步消息。
4.根据权利要求1所述的方法，其中提供同步消息的步骤包含提供一种具有备用电池并且在供电中断期间维持时间的同步设备。
5.根据权利要求1所述的方法，进一步包含通过调用外部时钟源来更新该同步设备上的时钟的步骤。
6.根据权利要求1所述的方法，其中提供同步消息的步骤包含由所述多个设备中的一个设备请求同步消息和根据该请求发出该同步消息的步骤。
7.一种用于更新电力线网络上的设备的时钟的同步设备，包含一个插头，该插头连接到电力线网络并且给该同步设备供电；用于保持时间的时钟；耦合到该插头的电力线调制解调器，该电力线调制解调器向电力线网络中的具有时钟的设备发送同步消息，该同步消息使得这些设备可以根据该同步设备的时钟来更新它们的时钟。
8.根据权利要求7所述的同步设备，进一步包含一个电池，该电池为该同步设备的时钟供电以便在供电中断期间保持时间。
9.根据权利要求7所述的同步设备，进一步包含一个计时电路，该计时电路测量流逝的时间以便能够重新发送该同步消息。
10.根据权利要求7所述的同步设备，进一步包含一个接收机，该接收机接收来自外部源的时间以更新该同步设备的时钟。
11.根据权利要求7所述的同步设备，其中这些具有时钟的设备包含媒体播放器、电视机、应答机、温度调节器、时钟、立体声系统、微波炉以及安全性系统中的至少一种。
全文摘要
提供了对于多个设备的电力线调制解调器网络的时钟同步的一种装置和方法。提供了多个具有电力线调制解调器和时钟的设备(100)。该电力线调制解调器允许所述多个设备通过电力线网络相互通信。通过电力线网络提供同步消息(102)。该同步消息包含一条指令，该指令使所述多个设备中的每个设备根据在该同步消息内提供的时钟时间来更新它们的时钟(104)。可以提供一种同步设备，用于更新电力网络上的设备的时钟。
文档编号H04B3/54GK1520645SQ02807792
公开日2004年8月11日 申请日期2002年4月3日 优先权日2001年4月3日
发明者L·R·小利特温, K·拉马斯瓦米, L R 小利特温, 硭雇呙 申请人:汤姆森许可公司