一种晶振频率守时的方法及守时设备与流程

本发明涉及守时技术领域，具体涉及一种晶振频率守时的方法及守时设备。

背景技术：

一般系统中都设有gps卫星信号天线接收模块，gps卫星信号天线接收模块用于接收包含有秒脉冲信号的gps卫星授时信息，并根据接收到的卫星授时信息中的秒脉冲信号实现系统授时以及网络时间同步。但某些情况下，gps卫星信号天线接收模块无法正常接收到gps卫星授时信息中的秒脉冲信号时，为了保障系统授时和网络时钟同步的正常运行，系统一般还会设置守时模块，以免gps卫星通信故障时影响系统的正常运行。

现有技术中，大多数守时模块为了得到精确的时间，使用用铷钟或者晶振锁定gps，提高守时能力，使系统守时准确。但是铷钟成本高，难实现，晶振锁定gps需要对晶振进行较长时间的驯服才能实现高稳定守时效果，断电后需要重新驯服，而且与断电时长有很强的关系。

发明人在实现本发明实施例的过程中发现，相关技术的守时设备成本高、不稳定。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本发明目的在于提供一种低成本、稳定的晶振频率守时的方法及守时设备。

为了实现上述目的，本发明实施例公开了如下技术方案：

本发明提供了一种晶振频率守时的方法，包括：获取晶振的断电起始时间和通电起始时间；根据所述断电起始时间、所述通电起始时间，计算实际断电时长；从预存的断电时长与所述晶振的频率老化率曲线对应关系中，获取所述实际断电时长对应的频率老化率曲线；根据所述对应的频率老化率曲线和当前通电时长，计算补偿频率；根据所述补偿频率，对所述晶振的频率进行调整。

在一些实施例中，获取晶振的断电起始时间和通电起始时间；根据所述断电起始时间、所述通电起始时间，计算实际断电时长；从预存的断电时长与所述晶振的频率老化率曲线对应关系中，获取所述实际断电时长对应的频率老化率曲线；根据所述对应的频率老化率曲线和当前通电时长，计算补偿频率；根据所述补偿频率，对所述晶振的频率进行调整。

在一些实施例中，所述根据所述对应的频率老化率曲线和当前通电时长，计算补偿频率的计算公式如下：y＝y0+at；δy＝y-y0；其中，所述y为当前频率，所述y0为起始频率，所述α为老化率，所述t为当前通电时长，所述δy为补偿频率。

在一些实施例中，在所述根据所述补偿频率，对所述晶振的频率进行调整之前，所述方法还包括：根据所述实际断电时长、所述当前通电时长，查询对应的所述测试输出频率；比较所述对应的所述测试输出频率与所述当前频率，得到频率偏差；若所述频率偏差小于预设误差阈值，则根据所述补偿频率，对所述晶振的频率进行调整。

本发明还提供了一种守时设备，包括：晶振和中央处理器，所述晶振与所述中央处理器连接；所述中央处理器用于：获取晶振的断电起始时间和通电起始时间；根据所述断电起始时间、所述通电起始时间，计算实际断电时长；从预存的断电时长与所述晶振的频率老化率曲线对应关系中，获取所述实际断电时长对应的频率老化率曲线；根据所述对应的频率老化率曲线和当前通电时长，计算补偿频率；根据所述补偿频率，对所述晶振的频率进行调整。

在一些实施例中，所述守时设备还包括天线接收模块；

所述天线接收模块用于接收参考源信号；

所述中央处理器用于：当所述天线接收模块正常接收到所述参考源信号时，对所述晶振进行断电，并且在所述晶振的测试断电时长之后对所述晶振进行正常供电；在对所述晶振正常供电之后，获取所述晶振的测试通电时长和所述晶振的测试输出频率，并且根据所述测试通电时长、所述测试输出频率和所述参考源信号的标准频率，生成所述晶振的频率老化率曲线；将所述测试断电时长作为断电时长，并且存储所述断电时长与所述频率老化率曲线之间的对应关系；对所述测试断电时长增加预设间隔值，并且在所述测试断电时长增加预设间隔值之后，判断所述测试断电时长是否大于预设阈值，若是则停止，否则返回所述对所述晶振进行断电，并且在所述晶振断电所述测试断电时长之后对所述晶振进行正常供电的步骤。

在一些实施例中，所述守时设备还包括电源，所述电源分别与所述晶振、所述中央处理器连接；所述电源用于为所述晶振提供电源；所述中央处理器还用于：控制所述电源对所述晶振进行断电或控制所述电源对晶振进行供电。

在一些实施例中，所述晶振的数量至少为两个，所述守时设备还包括选通开关，所述选通开关与所述晶振连接；所述中央处理器还用于：控制所述选通开关选择被测试的所述晶振。

在一些实施例中，所述守时设备还包括计数器，所述计数器与所述选通开关、所述中央处理器连接；所述中央处理器还用于：控制所述计数器自动选通所述选通开关。

在一些实施例中，所述守时设备还包括频率计，所述频率计与所述晶振连接，所述频率计用于测试所述晶振的频率。

在一些实施例中，所述天线接收模块为接收机或铯钟。

本发明实施例的有益效果是：区别于现有技术的情况下，本发明实施例提供的一种晶振频率守时的方法，通过自动测试计算得到频率老化率曲线，当接收不到参考源信号中的秒脉冲信号时，自动对晶振进行补偿，满足低成本、稳定的需求。

附图说明

一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。

图1为本发明其中一实施例提供的晶振频率守时的方法的流程示意图；

图2为本发明另一实施例提供的守时设备的结构示意图；

图3为图2的中央处理器的结构示意图；

图4为图2的电源的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，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，都属于本发明保护的范围。

此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

当gps卫星发生通信故障时，gps卫星信号无法正常接收到gps卫星授时信息中的秒脉冲信号，为了保证系统授时及网络时钟同步的正常运行，在卫星授时系统中一般设有网络时钟守时模块。这种守时模块一般用铷钟、晶振锁定gps或者其他参考源来实现，但这种守时模块往往成本高、难以驯服。因此，本发明实施例提供一种晶振频率守时的方法及守时设备，所述方法和设备能够满足低成本、稳定的需求。

本发明实施例的守时设备可以作为一个硬件功能单元，独立设置在电池管理系统中，也可以整合成一个功能模块，执行本发明实施例的晶振频率守时的方法。

具体地，下面结合附图，对本发明实施例作进一步阐述。

实施例一

图1为本发明其中一实施例提供的晶振频率守时的方法的流程示意图。由于晶振本身的应力不同，断电时间的长短影响着重新上电后晶振初始阶段的频率漂移，因此需要对晶振的频率进行补偿。本实施例中的晶振频率守时的方法适用于当无法正常接收到参考源信号，若设备断电若干时间后再通电，实现晶振的高效补偿。如图1所示，该方法包括：

110、获取晶振的断电起始时间和通电起始时间。

上述断电起始时间为晶振开始断电的时间，上述通电起始时间为晶振重新上电的时间，即断电结束的时间。通过获取断电前的utc时间和断电后的utc时间，断电前的utc时间为断电起始时间，断电后的utc时间为通电起始时间，从而获取断电起始时间和通电起始时间。

120、根据所述断电起始时间、所述通电起始时间，计算实际断电时长。

上述实际断电时长为该晶振本次通电距离上一次通电所经过的时间长度。根据断电起始时间、所述通电起始时间，计算实际断电时长，具体方式为：将通电起始时间减去断电起始时间，得到实际断电时长。例如，假设断电起始时间为0800(即uct时间的8:00)，通电起始时间为0900(即uct时间的9:00)，则实际断电时长为0900-0800＝0100，即实际断电时长为1小时。

130、从预存的断电时长与所述晶振的频率老化率曲线对应关系中，获取所述实际断电时长对应的频率老化率曲线。

由于晶振本身的应力不同，不同断电时长的晶振的频率漂移不同。上述预存的断电时长与晶振的频率老化率曲线对应关系是指，设备中预存有同一晶振的不同断电时长的频率老化率曲线，例如，断电1天，对应频率老化率曲线a，断电2天，对应频率老化率曲线b，断电3天，对应频率老化率曲线c。

从预存的断电时长与所述晶振的频率老化率曲线对应关系中，获取所述实际断电时长对应的频率老化率曲线，具体方式为：根据实际断电时长，查询与实际断电时长相同的预存的断电时长，获取与该预存的断电时长对应的频率老化率曲线。例如，假设实际断电时长为1天，预存的断电时长1天对应频率老化率曲线a，则获取实际断电时长对应的频率老化率曲线为频率老化率曲线a。

140、根据所述对应的频率老化率曲线和当前通电时长，计算补偿频率。

相同断电时长，对应同一频率老化率曲线，频率漂移量随通电时长的变化而变化。上述当前通电时长为从晶振的通电起始时间起算，至当前时刻所经过的时间。例如，假设晶振的通电起始时间为0900，当前时刻为1000，则当前通电时长为0100，即1小时。

其中，根据所述对应的频率老化率曲线和当前通电时长，计算补偿频率的计算公式为：y＝y0+αt；δy＝y-y0；所述y为当前频率，所述y0为起始频率，所述α为老化率，所述t为当前通时时长，所述δy为补偿频率。例如，假设获取对应的频率老化率曲线a：y＝3+4t，当前通电时长为1，则当前频率y＝3+4*1，补偿频率δy＝3+4*1-3＝4，则补偿频率为4。

150、根据所述补偿频率，对所述晶振的频率进行调整。

计算得到补偿频率后，根据补偿频率，对晶振的频率进行调整，其中，对晶振的频率进行调整，具体方式可以为：根据补偿频率，获取修正系数，根据修正系数，调整晶振分频系数以调整晶振的频率。

可以理解的是，在一些其他实施例中，在步骤110之前，该方法还包括：101、当正常接收到参考源信号时，对所述晶振进行断电，并且在所述晶振的测试断电时长之后对所述晶振进行正常供电；102、在对所述晶振正常供电之后，获取所述晶振的测试通电时长和所述晶振的输出频率，并且根据所述测试通电时长、所述输出频率和所述参考源信号的标准频率，生成所述晶振的频率老化率曲线；103、将所述测试断电时长作为断电时长，并且存储所述断电时长与所述频率老化率曲线之间的对应关系；104、对所述测试断电时长增加预设间隔值，并且在所述测试断电时长增加预设间隔值之后，判断所述测试断电时长是否大于预设阈值，若是则停止，否则返回所述对所述晶振进行断电，并且在所述晶振断电所述测试断电时长之后对所述晶振进行正常供电的步骤。

其中，在出厂前或使用前，会先对晶振进行测试，生成不同通电、断电时间对应的频率老化曲线。测试时，在正常接收到参考源信号时，对晶振在测试断电时长内进行断电，然后在测试通电时长内进行供电，获取晶振的输出频率，以参考源信号的标准频率为起点、根据测试通电时长和输出频率，生成频率老化率曲线；将测试断电时长增加预设间隔值，然后再对晶振断电，然后供电，获取输出频率，生成参考源信号的标准频率……直至测试断电时长大于预设阈值则停止。例如，假设预设间隔值为24小时，在测试断电时长为24小时的条件下，通电时间为x1时，输出频率为y11，通电时间为x2时，输出频率为y12，通电时间为x3时，输出频率为y13……通电时间为xn时，输出频率为y1n，根据x和y的对应关系，通过最小二乘法拟合得到曲线f1，则测试断电时长为24小时所对应的频率老化率曲线为f1；然后在测试断电时长为48小时的条件下，通电时间为x1时，输出频率为y21，通电时间为x2时，输出频率为y22，通电时间为x3时，输出频率为y23……通电时间为xn时，输出频率为y2n，根据x和y的对应关系，通过最小二乘法拟合得到曲线f2，则测试断电时长为48小时所对应的频率老化率曲线为f2……直至测试断电时长大于预设阈值，以此类推，得到不同测试断电时长对应的频率老化率曲线。

其中，测试断电时长和测试通电时长根据参考源信号中的utc时间进行确定，并且测试断电时长和测试通电时长可以根据一定的模型设置。

可以理解的是，在一些其他实施例中，在步骤150之前，该方法还包括：161、根据所述实际断电时长、所述当前通电时长，查询对应的所述测试输出频率；162、比较所述对应的所述测试输出频率与所述当前频率，得到频率偏差；163、若所述频率偏差小于预设误差阈值，则根据所述补偿频率，对所述晶振的频率进行调整。

其中，根据所述实际断电时长、所述当前通电时长，查询对应的所述测试输出频率，具体实施方式可以为：根据实际断电时长，查询与实际断电时长相等的测试断电时长，在同一测试断电时长中，根据当前通电时长，查询与当前通电时长相等的测试通电时长，获取对应的测试输出频率。比较所述对应的所述测试输出频率与所述当前频率，得到频率偏差，具体实施方式可以为：将获取的测试输出频率减去当前频率的绝对值作为频率偏差。当频率偏差小于预设误差阈值，则根据补偿频率，对晶振的频率进行调整；当频率偏差大于预设误差阈值，则认为该补充频率计算错误，则不对晶振的频率进行调整。其中，可以设定预设追踪时间，对频率偏差进行追踪，对预设追踪时间内的频率偏差取平均值作为频率偏差，与预设误差阈值进行比较。例如，假设预设追踪时间为2小时，则在2小时内对测试输出频率与当前频率之间的频率偏差取平均值，若该频率偏差的平均值小于预设误差阈值时，则根据补偿频率对晶振进行调整。

本实施例的晶振频率守时的方法通过自动测试计算得到频率老化率曲线，当接收不到参考源信号中的秒脉冲信号时，自动对晶振进行补偿，满足低成本、稳定的需求。

图2为本发明另一实施例提供的守时设备的结构示意图。如图2所述，本实施例的守时设备200可应用于上述任意方法实施例中的晶振频率守时的方法，该守时设备200包括天线接收模块210、晶振220、中央处理器230、电源240、选通开关250、计数器260和频率计270。其中，天线接收模块210与中央处理器230连接，晶振220通过选通开关250与中央处理器230连接。

上述天线接收模块210可以为接收机或铯钟，用于接收参考源信号。

上述晶振220为晶体振荡器，可以使用金属外壳、玻璃壳、陶瓷或塑料进行封装。晶振220的数量可以为一个或多个。

请一并参阅图3，上述中央处理器230包括一个或多个处理器231以及存储器232。处理器231为具有一定逻辑运算能力的处理器，例如单片机、微处理器或者cpu等，该处理器231还可以具有一个或者多个处理核心。处理器231分别与天线接收模块210、晶振220和存储器232连接。其中，存储器232可以内置在处理器231中，也可以外置在处理器231外部，存储器232还可以是远程设置的存储器，通过网络连接处理器231(图3中以存储器232外置于处理器231为例说明)。处理器231和存储器232可以通过总线或者其他方式连接，图3中以通过总线连接为例。其中，存储器232作为一种非易失性计算机可读存储介质，可用于存储非易失性软件程序、非易失性计算机可执行程序以及模块，如本发明实施例中的晶振频率守时的方法对应的程序指令/模块(例如，附图1所示的各个指令)。处理器231通过运行存储在存储器的非易失性软件程序、指令以及模块，从而执行：获取晶振的断电起始时间和通电起始时间；根据所述断电起始时间、所述通电起始时间，计算实际断电时长；从预存的断电时长与所述晶振的频率老化率曲线对应关系中，获取所述实际断电时长对应的频率老化率曲线；根据所述对应的频率老化率曲线和当前通电时长，计算补偿频率；根据所述补偿频率，对所述晶振的频率进行调整。

可选地，中央处理器230的处理器231还用于执行：当天线接收模块210正常接收到该参考源信号时，对晶振220进行断电，并且在晶振220的测试断电时长之后对晶振220进行正常供电；在对晶振220正常供电之后，获取晶振220的测试通电时长和晶振220的测试输出频率，并且根据测试通电时长、测试输出频率和参考源信号的标准频率，生成晶振220的频率老化率曲线；将测试断电时长作为断电时长，并且存储断电时长与频率老化率曲线之间的对应关系；对测试断电时长增加预设间隔值，并且在测试断电时长增加预设间隔值之后，判断测试断电时长是否大于预设阈值，若是则停止，否则返回所述对晶振220进行断电，并且在晶振220断电所述测试断电时长之后对晶振220进行正常供电的步骤。

由于装置实施例和方法实施例是基于同一构思，在内容不互相冲突的前提下，装置实施例的内容可以引用方法实施例的，在此不再赘述。

本发明实施例还提供了一种非易失性计算机存储介质，所述计算机存储介质存储有计算机可执行指令，该计算机可执行指令被一个或多个处理器执行，例如图3中的一个处理器231，可使得上述一个或多个处理器可执行上述任意方法实施例中的晶振频率守时的方法，例如，执行上述任意方法实施例中的晶振频率守时的方法，例如，执行以下描述的图1所示的各个步骤。

上述电源240分别与晶振220、中央处理器230连接，用于为晶振220提供电源。中央处理器230还用于：控制所述电源对所述晶振进行断电或控制所述电源对晶振进行供电。其中具体可以是：当正常接收到参考源信号时，控制所述电源对所述晶振进行断电，并且在所述晶振的测试断电时长之后，控制所述电源对所述晶振进行正常供电，以对晶振进行测试，从而获取晶振的频率老化率曲线。

其中，请一并参阅图4，电源240可以包括电源接口241、电池242、控制开关243、充电电路244以及放电电路245。其中，控制开关243与中央处理器230电连接，电池242为可充电电池，电池242通过控制开关243与放电电路245的输入端电连接，放电电路245的输出端与晶振220电连接，电池242通过充电电路244与电源接口241电连接。具体的，当中央处理器230控制电源240对晶振220进行供电时，控制开关243闭合，电池242与放电电路245的输入端电连通，放电电路245将进入放电的工作状态并通过其输出端为晶振220供电；当中央处理器230控制电源240对晶振220进行断电时，控制开关243断开，电池242与放电电路245的输入端不连通，放电电路245将处于不工作的状态；当电源接口241接入外界电源时，充电电路244将检测出该外界电源的存在并进入充电的工作状态，从而为可充电电池充电；当电源接口241未接入外界电源时，充电电路244未检测到外界电源的存在，充电电路244将处于不工作的状态。

可以理解的是，在一些其他实施例中，电源240还可以为微型电池，具体为锂二氧化锰电池，以金属锂作为负极，以电解二氧化锰作为正级，以无机盐高氯酸锂作为电解质，体积小，容量大，使用寿命长。

上述选通开关250可以为数据选择器，选通开关250与晶振220连接，选通开关250还与中央处理器230连接，中央处理器230还用于：控制选通开关250选择被测试的晶振220。当晶振220的数量为多个时，中央处理器230通过控制选通开关250可以选择单独对一个晶振220进行测试。

可以理解的是，在一些其他实施例中，当晶振220的数量为1个时，选通开关250可以省略，中央处理器230直接与晶振220进行连接。

上述计数器260与选通开关250、中央处理器230进行连接，计数器260通过对脉冲的个数进行计数，实现计数功能。中央处理器230还用于控制计数器260自动选通选通开关250，具体方式可以是：当计数器260计数一次时，选通下一个晶振220。

上述频率计270与晶振220连接，用于测试晶振220的频率，并将该频率发送至中央处理器230。

可以理解的是，在一些其他实施例中，频率计270可以省略，可以在中央处理器230中设置计时模块对晶振220的频率进行测量。

本实施例中的守时设备200包括天线接收模块210、晶振220和中央处理器230，当天线接收模块210接收不到参考源信号中的秒脉冲信号时，中央处理器230自动对晶振220进行补偿，满足低成本、稳定的需求。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；在本发明的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本发明的不同方面的许多其它变化，为了简明，它们没有在细节中提供；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。