专利名称：子钟同步时间精确性检测装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种子母钟系统，具体地说是一种检测子钟同步时间精确性的装置。
背景技术：
目前，在现有子母钟系统中，母钟接收国际标准时间(即UTC标准时间)，可根据子 钟的请求对子钟时间进行同步，但母钟却无法获知子钟同步后的时间是否准确，故而不能 确保子钟同步时间的精确性，致使子钟同步时间误差较大，使得子母钟系统不适用于诸如 核电、高铁、车站、机场等对子钟时间精确性要求较高的场所。网络时间协议NTP (Network Time Protocol)是用于互联网中时间同步的标准互 联网协议。该协议属于应用层协议，是用于在分布式时间服务器和客户端之间进行时间同 步的，它定义了协议实现过程中所使用的结构、算法、实体和协议。
实用新型内容本实用新型针对上述现有技术中无法获知同步后子钟时间精度的缺陷，提供一种 能检测子钟同步时间精确性的装置。本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下子钟同步时间精确性检测装置 包含时间戳存储模块、检测模块、和网络通信接口，所述检测模块分别与所述时间戳存储模 块、所述网络通信接口相连；所述网络通信接口，用于接收所述子钟发送来的检测过程中的子钟时间戳信息， 并发送至所述检测模块；所述时间戳存储模块，用于保存检测过程中的母钟时间戳信息；所述检测模块，用于根据所述子钟时间戳信息和所述母钟时间戳信息计算子母钟 间的时间偏移量，若所述子母钟间的时间偏移量不大于允许偏移量，则判断子钟同步时间 精确性高。进一步地，所述子母钟间的时间偏移量θ =1/2[ (T2-T1) + (T3-T4)]；其中，T2、T3为所述子钟时间戳信息，T1、T4为所述母钟时间戳信息，T1 所述母钟向所述子钟发送检测信号的时间戳；T2 所述子钟接收所述检测信号的时间戳；T3 所述子钟向所述母钟返回子钟同步时间的时间戳；T4 所述母钟接收所述子钟同步时间的时间戳。进一步地，所述检测模块为一 NTP协议电路，所述NTP协议电路用于保存所述子钟 时间戳信息和所述母钟时间戳信息，并计算所述子母钟间的时间偏移量来判断子钟同步时 间的精确性。进一步地，所述检测模块包含存储器、数据处理电路、比较器；所述数据处理电路 分别与所述时间戳存储模块、所述网络通信接口、所述比较器相连；所述比较器还与所述存储器相连；所述数据处理电路，用于接收所述子钟时间戳信息和所述母钟时间戳信息，并根 据所述子钟时间戳信息和所述母钟时间戳信息计算所述子母钟间的时间偏移量发送至所 述比较器；所述存储器，用于保存所述允许偏移量；所述比较器，用于依据所述允许偏移量判断所述子钟同步时间的精确性。进一步地，所述检测模块，还计算子母钟系统的网络传输延迟时间，若所述网络传 输延迟时间不大于网络允许延迟时间，则判断该子母钟系统网络传输可靠性高，再通过所 述子母钟间的时间偏移量来判断子钟同步时间精确性。进一步地，所述子母钟间的时间偏移量θ=1/2[ (T2-T1)+ (T3-T4)]；所述网络传 输延迟时间 δ = (T4-T1)- (T3-T2)；其中，T2、T3为所述子钟时间戳信息，T1、T4为所述母钟时间戳信息，T1 所述母钟向所述子钟发送检测信号的时间戳；T2 所述子钟接收所述检测信号的时间戳；T3 所述子钟向所述母钟返回子钟同步时间的时间戳；T4 所述母钟接收所述子钟同步时间的时间戳。进一步地，所述检测模块为一 NTP协议电路，所述NTP协议电路用于保存所述子钟 时间戳信息和所述母钟时间戳信息，并计算所述子母钟间的时间偏移量、所述网络传输延 迟时间判断所述子钟同步时间的精确性。进一步地，所述检测模块包含存储器、数据处理电路、比较器；所述数据处理电路 分别与所述时间戳存储模块、所述网络通信接口、所述比较器相连；所述比较器还与所述存 储器相连；所述数据处理电路，用于接收所述子钟时间戳信息和所述母钟时间戳信息，并根 据所述子钟时间戳信息和所述母钟时间戳信息计算所述子母钟间的时间偏移量、所述网络 传输延迟时间发送至所述比较器；所述存储器，用于保存允许偏移量和网络允许延迟时间；所述比较器，用于依据所述允许偏移量、所述网络允许延迟时间判断所述子钟同 步时间的精确性。本实用新型的有益效果是提供一种检测子钟时钟同步精确性的装置；一方面本 实用新型技术方案中子钟向母钟反馈其同步时间，在时间精度要求较高的时候，母钟可据 此调整同步子钟时间的方法；另一方面本实用新型技术方案具有反馈时间误差小、反馈精 度高灯优点，适用于核电、高铁、车站、机场等对子钟时间精确性要求较高的场所。
图1为本实用新型子钟同步时间精确性检测装置的构成示意图；图2为本实用新型检测装置中检测模块的一种构成示意图；图3为本实用新型检测装置中检测模块的另一种构成示意图；图4为本实用新型检测装置进行子钟同步时间精确性检测的流程示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用 新型，并非用于限定本实用新型的范围。作为本实用新型的一方面，提供一种子钟同步时间精确性检测方法，参见图4，子 母钟系统中的母钟通过执行以下步骤检测子钟同步时间的精确性步骤1 母钟向子钟发送检测信号；步骤2 子钟向母钟返回检测过程中的时间戳信息；步骤3 母钟接收并保存时间戳信息；步骤4 计算子母钟间的时间偏移量θ，θ =1/2 [ (T2-T1) + (T3-T4)]；其中，T1 母钟向子钟发送检测信号的时间戳；T2 子钟接收检测信号的时间戳；T3 子钟向母钟返回子钟同步时间的时间戳；T4 母钟接收子钟同步时间的时间戳；步骤5 判断θ是否在允许偏移量范围内若在允许偏移量范围内，则子钟同步时 间精确性高；否则子钟同步时间精确性差。此外，为了提高检测结果的准确性，还计算子母钟系统的网络传输延迟时间δ， δ= (T4-T1)- (T3-T2)0如图4所示，先判断δ是否不大于网络允许延迟时间若不大于，则子母钟系统网 络传输可靠性高，再通过θ进行子钟同步时间精确性判断；若S大于网络允许延迟时间， 则认为该子母钟系统网络传输不可靠，不继续进行子钟同步时间精确性判断。作为本实用新型的另一方面，还提供一种子钟同步时间精确性检测装置，如图 1所示，可包含时间戳存储模块100、检测模块201/202、和网络通信接口 300，检测模块 201/202分别与时间戳存储模块100、网络通信接口 300相连。其中，网络通信接口 300，用 于接收子钟发送来的检测过程中的时间戳T2、T3，并发送至检测模块201/202 ；时间戳存储 模块100，用于保存检测过程中的时间戳1\、T4 ；检测模块，用于根据1\、T2, T3, T4计算子母 钟间的时间偏移量θ、网络允许延迟时间δ来判断子钟同步时间的精确性，θ =1/2[ (T2-T1)+ (T3-T4)],δ = (T4-T1)- (T3-T2)；其中，T1 母钟向子钟发送检测信号的时间戳；T2 子钟接收检测信号的时间戳；T3 子钟向母钟返回子钟同步时间的时间戳；T4 母钟接收子钟同步时间的时间戳。作为本实用新型技术方案的一种实现方式，如图2所示，检测模块201为一 NTP协 议电路21，NTP协议电路21用于保存1\、1~2、T3、T4，通过软件实现方式计算θ和δ，并与 NTP协议电路21内保存的网络允许延迟时间和允许偏移量进行比对，以判断子钟同步时间 的精确性。或者，作为本实用新型技术方案的另一种实现方式，为了进一步提高检测装置的6检测精度，可通过硬件实现检测判断，如图3所示，检测模块202包含存储器22、数据处理 电路23、比较器M ；数据处理电路23分别与时间戳存储模块100、网络通信接口 300、比较 器M相连；比较器M还与存储器22相连。其中，数据处理电路23，用于接收I\、T2、T3、T4， 并计算θ和δ发送至比较器Μ;存储器22，用于保存允许偏移量和网络允许延迟时间； 比较器对，用于依据允许偏移量和网络允许延迟时间来判断子钟同步时间的精确性。子钟 与母钟分别将检测过程中记录的时间戳信息发送至数据处理电路23，由数据处理电路计算 θ和δ后发送至比较器Μ，比较器M读取存储器22中保存的允许偏移量和网络允许延 迟时间，完成子钟同步时间精确性的检测判断，即判断θ和δ是否在允许范围内。在子母钟系统中，子钟向具有标准时间的母钟发送时间请求信号；母钟接收上述 时间请求信号，则将自身接收的UTC标准时间发送至子钟；子钟接收标准时间并调整自身 同步时间，至此母钟完成对该子钟的时间同步。在同步完成后，母钟可通过本实用新型的技 术方案来检测子钟同步时间是否精准，具体步骤如下首先，初始化检测装置内部的检测模块。可通过软件、硬件两种实现方式当检测 模块为一 NTP协议电路21时，通过设置变量的方式初始化，即将允许偏移量和网络允许延 迟时间变量赋予初始值；当通过硬件方式实现时，即清空存储器22，将允许偏移量和网络 允许延迟时间保存至存储器22内。其次，母钟向子钟发送检测信号，并记录此时刻的时间戳T1;子钟接收检测信号， 并记录此时刻的时间戳T2 ；子钟向母钟返回子钟同步时间，并记录此时刻的时间戳T3 ；母钟 保存子钟返回的子钟同步时间，并记录此时刻的时间戳τ4。然后，母钟读取检测过程中子钟 内保存的时间戳T2和T3保存至检测模块内。最后，根据时间戳1\、T2, T3和T4计算该子母钟系统的网络传输延迟时间δ、子母 钟间的时间偏移量Θ，若δ不大于网络允许延迟时间，则说明网络传输可靠性较高，再判 断若θ不超过允许偏移量，则判断该子母钟系统的子钟同步时间精度高。上述网络允许延迟时间与网络规模、传输距离、中继(交换)节点数量以及中继节 点的信息处理方式有关。一般情况下，在以太网中，网络允许延迟时间可取为100 500微 秒；在专网(线)中，网络允许延迟时间可取为100 1000纳秒；在广域网中，网络允许延迟 时间可取为1 100毫秒。用于判断子母钟间的时间偏移量θ是否合格的允许偏移量与 应用场所以及用户要求有关，可自行设定。以上仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型 的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范 围之内。权利要求1.一种子钟同步时间精确性检测装置，其特征在于，包含时间戳存储模块、检测模块、 和网络通信接口，所述检测模块分别与所述时间戳存储模块、所述网络通信接口相连；所述网络通信接口，用于接收所述子钟发送来的检测过程中的子钟时间戳信息，并发 送至所述检测模块；所述时间戳存储模块，用于保存检测过程中的母钟时间戳信息； 所述检测模块，用于根据所述子钟时间戳信息和所述母钟时间戳信息计算子母钟间的 时间偏移量，若所述子母钟间的时间偏移量不大于允许偏移量，则判断子钟同步时间精确 性高。
2.根据权利要求1所述的子钟同步时间精确性检测装置，其特征在于， 所述子母钟间的时间偏移量θ=1/2[ (T2-T1)+ (T3-T4)]；其中，T2、T3为所述子钟时间戳信息，T1、T4为所述母钟时间戳信息，T1 所述母钟向所述子钟发送检测信号的时间戳；T2 所述子钟接收所述检测信号的时间戳；T3 所述子钟向所述母钟返回子钟同步时间的时间戳；T4 所述母钟接收所述子钟同步时间的时间戳。
3.根据权利要求1或2所述的子钟同步时间精确性检测装置，其特征在于，所述检测模 块为一 NTP协议电路，所述NTP协议电路用于保存所述子钟时间戳信息和所述母钟时间戳 信息，并计算所述子母钟间的时间偏移量来判断子钟同步时间的精确性。
4.根据权利要求1或2所述的子钟同步时间精确性检测装置，其特征在于，所述检测模 块包含存储器、数据处理电路、比较器；所述数据处理电路分别与所述时间戳存储模块、所 述网络通信接口、所述比较器相连；所述比较器还与所述存储器相连；所述数据处理电路，用于接收所述子钟时间戳信息和所述母钟时间戳信息，并根据所 述子钟时间戳信息和所述母钟时间戳信息计算所述子母钟间的时间偏移量发送至所述比 较器；所述存储器，用于保存所述允许偏移量；所述比较器，用于依据所述允许偏移量判断所述子钟同步时间的精确性。
5.根据权利要求1所述的子钟同步时间精确性检测装置，其特征在于，所述检测模块，还计算子母钟系统的网络传输延迟时间，若所述网络传输延迟时间不 大于网络允许延迟时间，则判断该子母钟系统网络传输可靠性高，再通过所述子母钟间的 时间偏移量来判断子钟同步时间精确性。
6.根据权利要求5所述的子钟同步时间精确性检测装置，其特征在于， 所述子母钟间的时间偏移量θ=1/2[ (T2-T1)+ (T3-T4)]；所述网络传输延迟时间δ= (T4-T1)- (T3-T2)；其中，T2、T3为所述子钟时间戳信息，T1、T4为所述母钟时间戳信息，T1 所述母钟向所述子钟发送检测信号的时间戳；T2 所述子钟接收所述检测信号的时间戳；T3 所述子钟向所述母钟返回子钟同步时间的时间戳；T4 所述母钟接收所述子钟同步时间的时间戳。
7.根据权利要求5或6所述的子钟同步时间精确性检测装置，其特征在于，所述检测模块为一 NTP协议电路，所述NTP协议电路用于保存所述子钟时间戳信息和所述母钟时间戳 信息，并计算所述子母钟间的时间偏移量、所述网络传输延迟时间判断所述子钟同步时间 的精确性。
8.根据权利要求5或6所述的子钟同步时间精确性检测装置，其特征在于，所述检测模 块包含存储器、数据处理电路、比较器；所述数据处理电路分别与所述时间戳存储模块、所 述网络通信接口、所述比较器相连；所述比较器还与所述存储器相连；所述数据处理电路，用于接收所述子钟时间戳信息和所述母钟时间戳信息，并根据所 述子钟时间戳信息和所述母钟时间戳信息计算所述子母钟间的时间偏移量、所述网络传输 延迟时间发送至所述比较器；所述存储器，用于保存允许偏移量和网络允许延迟时间；所述比较器，用于依据所述允许偏移量、所述网络允许延迟时间判断所述子钟同步时 间的精确性。
专利摘要本实用新型涉及一种子钟同步时间精确性检测装置，包含时间戳存储模块、检测模块、和网络通信接口，检测模块分别与时间戳存储模块、网络通信接口相连。其中，网络通信接口，用于接收子钟发送来的检测过程中的子钟时间戳信息，并发送至检测模块；时间戳存储模块，用于保存检测过程中的母钟时间戳信息；检测模块，用于根据子钟时间戳信息和母钟时间戳信息计算子母钟间的时间偏移量，若子母钟间的时间偏移量不大于允许偏移量，则判断子钟同步时间精确性高。本实用新型技术方案具有反馈时间误差小、反馈精度高等优点，适用于核电、高铁、车站、机场等对子钟时间精确性要求较高的场所。
文档编号H04L29/08GK201830269SQ20102058963
公开日2011年5月11日 申请日期2010年11月3日 优先权日2010年11月3日
发明者史亚萍, 景峰, 王波, 种法会 申请人:烟台持久钟表集团有限公司