一种网络时间同步嵌入的方法和系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及互联网领域，尤其涉及一种网络时间同步嵌入的方法和系统。
【背景技术】
[0002] 在现代生活中，有许多简单的时间显示设备，如家里的挂钟、床头的闹钟、公共场 所的电子时间显示屏、停车场的时间显示设备等，这些设备通常都不具备理想的校时功能。 目前，在简单或小型的时间显示设备中，通常采用两种技术来提供标准时间：电缆传输时间 编码和长波授时技术。另外，利用全球导航卫星定位系统（如GPS、GL0NASS、北斗等）也可 以获得标准时间，但其接收设备较贵，不适于简单或小型的时间显示设备中使用。
[0003] 电缆传输时间编码技术原理比较简单，主要由时间编码发出设备、时间解码显示 设备和传输线缆组成，时间编码发出设备以某一编码方式发出本地时刻值，时间解码显示 设备接收到经线缆传输来的时间编码信号，以同一编码原理进行解码并将时刻值显示出 来。其中，时间编码发出设备可以是PC机或专门开发的时间编码器；而长波授时技术是一 种相对专业的授时手段，即通过接收长波授时台发播的时间信号获得标准时间，采用此种 技术的时间显示设备需要安装专用的长波接收器和解码器。
[0004] 电缆传输时间编码技术主要应用于诸多公共场所的时间显示设备中，如医院、车 站、政府办公场所等，其优势是实现简单，但缺点也较明显。首先，时间编码发出设备的标准 时间是否标准是主要问题，它还需要经过进一步溯源得到标准时间；其次，当时间编码发出 设备与时间解码显示设备之间的距离较远，且多台时间解码显示设备分布较分散时，最终 显示的时间精度会受到线缆排布与环境条件变化的影响；再次，长距离或楼宇间的线缆架 设会提高整体成本，降低授时精度，甚至增加施工难度。
[0005] 长波授时技术作为一种高精度的时间频率同步技术，我国于上个世纪七十年代就 已开始研究和建设。目前，我国的长波授时信号主要是由国家授时中心建立的长波授时台 发播，校时精度可以达到微秒量级，在民用方面的产品主要是电波钟表。此种授时技术的优 势是校时精度高，且可以实现无线传输。但是，基于长波授时技术的时间显示终端设备需要 安装接收器和解码器，且接收器的灵敏度直接影响到设备接收信号的效果。因此，长波授时 终端设备的造价较高，并且长波信号能否被正常接收受地理环境的影响较大，在受到较多 建筑物阻挡的室内，或有一定电磁屏蔽效应的室内，或在电磁干扰较复杂的环境下，都将无 法正常接收到长波信号。其较低的性价比和室内接收信号条件的苛刻要求，在一定程度上 降低了人们使用标准时间的便捷性。
【发明内容】
[0006] 本发明所要解决的技术问题是提供一种校时精准的网络时间同步嵌入的方法和 系统。
[0007] 本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种网络时间同步嵌入的方法，包括 以下步骤：
[0008] 步骤SI，客户端生成NTP时间戳查询信息包，并发送给最优时间服务器；所述最优 时间服务器为客户端根据最优时间服务器算法选择的时间服务器；
[0009] 步骤S2,客户端接收最优时间服务器根据所述NTP时间戳查询信息包生成的NTP 时间戳应答信息包；
[0010] 步骤S3,重复步骤Sl-步骤S2,当重复次数为N时，执行步骤S4,其中5 < N < 10， 重复间隔时间为t，IOs彡t彡30s ;
[0011] 步骤S4,客户端采用信息包过滤算法计算时差数据均值；
[0012] 步骤S5,客户端根据所述时差数据均值校准客户端时间；
[0013] 步骤S6,客户端显示校准后的所述客户端时间。
[0014] 在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
[0015] 进一步，步骤Sl中，所述最优时间服务器算法包括以下步骤：
[0016] 步骤S101，选择K个时间服务器，针对其中一个时间服务器，客户端生成NTP时间 戳查询信息包并发送给时间服务器，其中K > 1 ;
[0017] 步骤S102,客户端接收时间服务器根据所述NTP时间戳查询信息包生成的NTP时 间戳应答信息包；
[0018] 步骤S103,重复步骤101-步骤102,当重复次数为M时，执行步骤S104,其中 5彡M彡10,重复间隔时间为p，10s彡p彡30s ;
[0019] 步骤S104,计算每一次重复时客户端与时间服务器之间的往返时延；
[0020] 假设M次重复中，第j次重复时，客户端发送所述NTP时间戳查询信息包的时刻值 为T1];时间服务器接收到所述NTP时间戳查询信息包的时刻值为T 2];时间服务器发送所述 NTP时间戳应答信息包的时刻值为T3j;客户端接收到所述NTP时间戳应答信息包的时刻值 为T4j;其中，j = 1，2, 3, "·，Μ;计算R j= (T4j-Tlj)-(T3j-T2j);其中R j表示第j次重复时客 户端与时间服务器之间的往返时延；
[0021] 步骤S105,利用Dixon准则剔除往返时延&中的粗大误差；
[0022] 步骤S106,对剔除粗大误差后的剩余往返时延计算往返时延算数平均值；
[0023] 步骤S107,重复步骤SlOl-步骤S106,直到计算出K个时间服务器中每一个时间 服务器的往返时延算数平均值；
[0024] 步骤S108,选择往返时延算数平均值最小的时间服务器为最优时间服务器。
[0025] 进一步，步骤S4中，所述信息包过滤算法包括以下步骤：
[0026] 步骤S401，计算N次重复中，每一次重复时客户端与最优时间服务器的时差值以 及客户端与最优时间服务器之间用于网络传输的往返时延；
[0027] 假设N次重复中，第i次重复时，客户端发送所述NTP时间戳查询信息包的时刻值 为T 11;最优时间服务器接收到所述NTP时间戳查询信息包的时刻值为T 21;最优时间服务器 发送所述NTP时间戳应答信息包的时刻值为T31;客户端接收到所述NTP时间戳应答信息包 的时刻值为T 41;其中i = 1，2, 3，…，N ;在所述NTP时间戳查询信息包在网络传播所消耗 的时间与所述NTP时间戳应答信息包在网络传播所消耗的时间相同的情况下，则
[0029] 其中D1表示第i次重复时客户端与最优时间服务器的时差值，R1表示第i次重复 时客户端与最优时间服务器之间用于网络传输的往返时延；
[0030] 步骤S402,利用Dixon准则剔除往返时延民中的粗大误差；
[0031] 步骤S403,利用Dixon准则剔除剩余往返时延R1对应的时差值D 的粗大误差；
[0032] 步骤S404,计算剩余的时差值的算术平均值，假设粗大误差剔除后，剩余的时差值 样本容量为m，对时差值D 1计算算数平均值，
[0034] 其中，5表示时差数据均值，〇 < m彡N，i = 1，2,......，m。
[0035] 进一步，所述NTP时间戳查询信息包符合NTP协议要求的数据格式。
[0036] 进一步，当最优时间服务器失效时，客户端将选择按照往返时延平均值的大小进 行顺序排列的时间服务器列表中次于最优时间服务器的时间服务器进行校时。
[0037] 本发明解决上述技术问题的另一种技术方案如下：一种网络时间同步嵌入的系 统，包括客户端和最优时间服务器，所述客户端包括最优时间服务器选择模块、NTP时间戳 查询信息包生成模块、NTP时间戳应答信息包接收模块、重复判断模块、信息包过滤算法模 块、校准模块和显示模块；
[0038] 所述最优时间服务器选择模块用于根据最优时间服务器算法选择最优时间服务 器；
[0039] 所述NTP时间戳查询信息包生成模块用于生成NTP时间戳查询信息包，并发送给 所述最优时间服务器；
[0040] 所述NTP时间戳应答信息包接收模块用于接收最优时间服务器根据所述NTP时间 戳查询信息包生成的NTP时间戳应答信息包；
[0041] 所述重复判断模块用于判断所述NTP时间戳查询信息包生成模块和所述NTP时间 戳应答信息包接收模块重复执行的次数是否达到N，其中重复次数为N，5 < N < 10,重复间 隔时间为t，IOs彡t彡30s ;
[0042] 所述信息包过滤算法模块用于采用信息包过滤算法计算时差数据均值；
[0043] 所述校准模块用于根据所述时差数据均值校准客户端时间；
[0044] 所述显示模块用于显示校准后的所述客户端时间。
[0045] 在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
[0046] 进一步，所述最优时间服务器选择模块包括NTP时间戳查询信息包生成单元、NTP 时间戳应答信息包接收单元、第一重复判断单元、往返时延计算单元、第一往返时延粗大误 差剔除单元、往返时延算数平均值计算单元、第二重复判断单元和最优时间服务器