一种用于构建室内外主从钟卫星授时系统的室外主钟及其工作方法 - 专利探索者 - 佰腾专利检索

摘要:

本发明涉及时钟卫星授时系统领域,公开了一种用于构建室内外主从钟卫星授时系统的室外主钟及其工作方法。通过在室外布置该室外主钟,一方面可通过卫星通信方式,获取卫星标准时间并据此更新主钟本地RTC时间,另一方面可通过无线通信方式将主钟本地RTC时间向室内从钟发送,从而可以便于室内从钟自动的根据主钟本地RTC时间更新从钟本地RTC时间,实现对室内时钟的自动卫星授时,大大提高室内时钟的守时精度,同时通过提供一套节能的电源管理方案及通信方式,可在满足及时进行卫星授时的基础上,减小室外主钟在卫星信号接收以及授时信号发送时的功耗开销,降低信息交互成本,利于室外长期布置。 - 专利探索者 - 佰腾专利检索

申请号: CN201710576054.6 专利名称: 一种用于构建室内外主从钟卫星授时系统的室外主钟及其工作方法 申请(专利权)人: [成都天奥电子股份有限公司] 发明人: [李斌, 沈卓, 颜美匀, 杨珊, 罗庆, 彭勇] 其他信息:
1.一种用于构建室内外主从钟卫星授时系统的室外主钟,包括主钟本体(1),其特征在 于,所述主钟本体(1)包括微处理器、主钟本地时钟模块、第一电子开关、卫星通信模块、卫 星通信天线、第二电子开关、无线通信模块、无线通信天线、电池模块和稳压电路模块; 所述微处理器分别通信连接所述主钟本地时钟模块、所述第一电子开关的受控端、所 述卫星通信模块、所述第二电子开关的受控端和所述无线通信模块,所述卫星通信模块还 通信连接所述卫星通信天线,所述无线通信模块还通信连接所述无线通信天线; 所述电池模块电连接所述稳压电路模块,所述稳压电路模块的供电输出端分别电连接 所述微处理器的供电输入端、所述第一电子开关的一端和所述第二电子开关的一端,所述 第一电子开关的另一端电连接所述卫星通信模块的供电输入端,所述第二电子开关的另一 端电连接所述无线通信模块的供电输入端。 2.如权利要求1所述的一种用于构建室内外主从钟卫星授时系统的室外主钟,其特征 在于,还包括发电装置(2)和安装支架(3),所述主钟本体(1)和所述发电装置(2)固定安装 在所述安装支架(3)上; 所述电池模块为可充电电池,所述主钟本体(1)还包括充电管理模块; 所述发电装置(2)、所述充电管理模块和所述电池模块依次电连接。 3.如权利要求2所述的一种用于构建室内外主从钟卫星授时系统的室外主钟,其特征 在于,所述发电装置(2)为太阳能电池板或风力发电机。 4.如权利要求1所述的一种用于构建室内外主从钟卫星授时系统的室外主钟,其特征 在于,在所述主钟本地时钟模块采用石英晶体时,所述主钟本体(1)还包括通信连接所述微 处理器的温度传感器。 5.如权利要求1所述的一种用于构建室内外主从钟卫星授时系统的室外主钟,其特征 在于,所述主钟本体(1)还包括通信连接所述微处理器的欠压检测模块,所述欠压检测模块 的电压检测端电连接所述电池模块的供电输出端。 6.如权利要求1所述的一种用于构建室内外主从钟卫星授时系统的室外主钟,其特征 在于,所述主钟本体(1)还包括通信连接所述微处理器的看门狗模块。 7.一种如权利要求1~6任意一项所述的用于构建室内外主从钟卫星授时系统的室外 主钟的工作方法,其特征在于,包括: (1)主钟本体在预设的卫星通信时间窗口到达时,按照如下步骤更新主钟本地RTC时 间: S101.通过控制第一电子开关的导通,启动卫星通信模块及卫星通信天线; S102.若收到卫星信号,并成功获取所述卫星信号中的卫星标准时间信息,则根据所述 卫星标准时间信息更新主钟本地RTC时间,同时通过控制第一电子开关的截止,关闭卫星通 信模块及卫星通信天线,否则在卫星通信时间窗口完结时,通过控制第一电子开关的截止, 关闭卫星通信模块及卫星通信天线; (2)主钟本体在预设的广播授时时间窗口到达时,按照如下步骤发送主钟本地RTC时 间: S201.通过控制第二电子开关的导通,启动无线通信模块及无线通信天线; S202.根据主钟本地RTC时间,在第i个单位时间t0的起始点,使无线通信模块及无线通 信天线进入无线通信发送状态,并在第一发送时长TT1内持续发送广播授时前导码,其中,i 为初始值为1的自然数,t0<TT1<1.5t0; S203.使无线通信模块及无线通信天线进入无线通信休眠状态,直到第i+2个单位时间 t0的起始点,再重新使无线通信模块及无线通信天线进入无线通信发送状态,并在第二发 送时长TT2内发送包含主钟本地RTC时间的广播授时消息,其中,TT2<0.3t0; S204.使无线通信模块及无线通信天线再次进入无线通信休眠状态,并在i+3≤3N-2 时,设置i=i+3,然后返回执行步骤S202,其中,3N为在广播授时时间窗口中单位时间t0的 个数; S205.在预设的广播授时时间窗口完结时,通过控制第二电子开关的截止,关闭无线通 信模块及无线通信天线; (3)主钟本体在预设的请求授时时间窗口到达时,按照如下步骤发送主钟本地RTC时 间: S301.通过控制第二电子开关的导通,启动无线通信模块及无线通信天线; S302.根据主钟本地RTC时间,以单位时间t0为周期,使无线通信模块及无线通信天线进 行时长为第一侦听时长MT1的无线信号侦听,若在所述第一侦听时长MT1内接收到授时请求 前导码,则执行步骤S303,否则在侦听结束后,使无线通信模块及无线通信天线进入无线通 信休眠状态,直到进行下一次侦听,其中,MT1<0.1t0; S303.在侦听结束后,使无线通信模块及无线通信天线进入无线通信休眠状态,直到下 一个单位时间t0的起始点,使无线通信模块及无线通信天线进入无线通信发送状态,并在 第三发送时长TT3内发送包含主钟本地RTC时间的授时响应消息,然后再次使无线通信模块 及无线通信天线进入无线通信休眠状态,直到进行下一次侦听,其中,TT3<0.3t0; S304.在预设的请求授时时间窗口完结时,通过控制第二电子开关的截止,关闭无线通 信模块及无线通信天线。 8.如权利要求7所述的一种用于构建室内外主从钟卫星授时系统的室外主钟的工作方 法,其特征在于,在主钟本地时钟模块采用石英晶体时,包括如下步骤: S401.温度传感器将获取的即时温度值传送至微处理器; S402.微处理器根据所述即时温度值及石英晶体的频率/温度特性,对主钟本地RTC时 间进行补偿校正。 9.如权利要求7所述的一种用于构建室内外主从钟卫星授时系统的室外主钟的工作方 法,其特征在于,在主钟本体包括欠压检测模块时,包括如下步骤: S501.欠压检测模块在检测出电池模块的供电输出电压低于工作电压阈值时,生成欠 压警报指示信息,并将所述欠压警报指示信息传送至微处理器; S502.微处理器通过控制第一电子开关的截止,持续关闭卫星通信模块及卫星通信天 线,同时通过控制第二电子开关的截止,持续关闭无线通信模块及无线通信天线,直到收到 来自欠压检测模块的电压恢复指示信息,所述电压恢复指示信息由欠压检测模块在发现电 池模块的供电输出电压恢复至工作电压阈值及以上时产生。 10.如权利要求7所述的一种用于构建室内外主从钟卫星授时系统的室外主钟的工作 方法,其特征在于,主钟本体在上电初始化后,开启一次具有无限时长的卫星通信时间窗 口,并在完成主钟本地RTC时间的首次更新后,开启一次广播授时时间窗口。
< p > 一种用于构建室内外主从钟卫星授时系统的室外主钟及其工 作方法 < /p > < p > 技术领域 < /p > < p > 本发明涉及时钟卫星授时系统领域,具体地,涉及一种用于构建室内外主从钟卫 星授时系统的室外主钟及其工作方法。 < /p > < p > 背景技术 < /p > < p > 现在电子时钟大多为采用石英晶体提供走时频率的石英钟,由于石英晶体输出频 率与环境温度的关系特性,使得石英钟走时精度较低,当电子时钟出现走时误差时需要用 户手动调整时间,使用极不方便。随着现代授时技术的不断发展以及人们对计时精度要求 的不断提高,普通石英钟最大每个月几十秒的守时误差已经不能满足人们对时间精度的要 求。 < /p > < p > 目前的石英钟缺乏精确、稳定可靠、覆盖范围广的时间基准来源,对电子时钟系统 的时间进行自动校准。为实现对电子时钟的自动授时,现有方案是通过卫星通信来获取卫 星标准时间,然后根据卫星标准时间进行准确授时。但是对于室内时钟,由于布置场所的限 制,无法接收到卫星信号及卫星标准时间,无法实现卫星授时的目的。 < /p > < p > 发明内容 < /p > < p > 针对现有无法对室内时钟进行卫星授时的问题,本发明提供了一种用于构建室内 外主从钟卫星授时系统的室外主钟及其工作方法。 < /p > < p > 本发明采用的技术方案,一方面提供了一种用于构建室内外主从钟卫星授时系统 的室外主钟,包括主钟本体,所述主钟本体包括微处理器、主钟本地时钟模块、第一电子开 关、卫星通信模块、卫星通信天线、第二电子开关、无线通信模块、无线通信天线、电池模块 和稳压电路模块; < /p > < p > 所述微处理器分别通信连接所述主钟本地时钟模块、所述第一电子开关的受控端、所 述卫星通信模块、所述第二电子开关的受控端和所述无线通信模块,所述卫星通信模块还 通信连接所述卫星通信天线,所述无线通信模块还通信连接所述无线通信天线; < /p > < p > 所述电池模块电连接所述稳压电路模块,所述稳压电路模块的供电输出端分别电连接 所述微处理器的供电输入端、所述第一电子开关的一端和所述第二电子开关的一端,所述 第一电子开关的另一端电连接所述卫星通信模块的供电输入端,所述第二电子开关的另一 端电连接所述无线通信模块的供电输入端。 < !-- SIPO < DP n="1" > -- > < /p > < p > 优化的,还包括发电装置和安装支架,所述主钟本体和所述发电装置固定安装在 所述安装支架上;所述电池模块为可充电电池,所述主钟本体还包括充电管理模块;所述发 电装置、所述充电管理模块和所述电池模块依次电连接。进一步优化的,所述发电装置为太 阳能电池板或风力发电机。 < /p > < p > 优化的,在所述主钟本地时钟模块采用石英晶体时,所述主钟本体还包括通信连 接所述微处理器的温度传感器。 < /p > < p > 优化的,所述主钟本体还包括通信连接所述微处理器的欠压检测模块,所述欠压 检测模块的电压检测端电连接所述电池模块的供电输出端。 < /p > < p > 优化的,所述主钟本体还包括通信连接所述微处理器的看门狗模块。 < /p > < p > 本发明采用的技术方案,另一方面提供了一种前述的用于构建室内外主从钟卫星 授时系统的室外主钟的工作方法,包括: < /p > < p > (1)主钟本体在预设的卫星通信时间窗口到达时,按照如下步骤更新主钟本地RTC时 间: < /p > < p > S101.通过控制第一电子开关的导通,启动卫星通信模块及卫星通信天线; < /p > < p > S102.若收到卫星信号,并成功获取所述卫星信号中的卫星标准时间信息,则根据所述 卫星标准时间信息更新主钟本地RTC时间,同时通过控制第一电子开关的截止,关闭卫星通 信模块及卫星通信天线,否则在卫星通信时间窗口完结时,通过控制第一电子开关的截止, 关闭卫星通信模块及卫星通信天线; < /p > < p > (2)主钟本体在预设的广播授时时间窗口到达时,按照如下步骤发送主钟本地RTC时 间: < /p > < p > S201.通过控制第二电子开关的导通,启动无线通信模块及无线通信天线; < !-- SIPO < DP n="2" > -- > < /p > < p > S202.根据主钟本地RTC时间,在第i个单位时间t < sub > 0 < /sub > 的起始点,使无线通信模块及无线通 信天线进入无线通信发送状态,并在第一发送时长TT1内持续发送广播授时前导码,其中,i 为初始值为1的自然数,t < sub > 0 < /sub > <TT1<1.5t < sub > 0 < /sub > ; < /p > < p > S203.使无线通信模块及无线通信天线进入无线通信休眠状态,直到第i+2个单位时间 t < sub > 0 < /sub > 的起始点,再重新使无线通信模块及无线通信天线进入无线通信发送状态,并在第二发 送时长TT2内发送包含主钟本地RTC时间的广播授时消息,其中,TT2<0.3t < sub > 0 < /sub > ; < /p > < p > S204.使无线通信模块及无线通信天线再次进入无线通信休眠状态,并在i+3≤3N-2 时,设置i=i+3,然后返回执行步骤S202,其中,3N为在广播授时时间窗口中单位时间t < sub > 0 < /sub > 的 个数; < /p > < p > S205.在预设的广播授时时间窗口完结时,通过控制第二电子开关的截止,关闭无线通 信模块及无线通信天线; < /p > < p > (3)主钟本体在预设的请求授时时间窗口到达时,按照如下步骤发送主钟本地RTC时 间: < /p > < p > S301.通过控制第二电子开关的导通,启动无线通信模块及无线通信天线; < /p > < p > S302.根据主钟本地RTC时间,以单位时间t < sub > 0 < /sub > 为周期,使无线通信模块及无线通信天线 进行时长为第一侦听时长MT1的无线信号侦听,若在所述第一侦听时长MT1内接收到授时请 求前导码,则执行步骤S303,否则在侦听结束后,使无线通信模块及无线通信天线进入无线 通信休眠状态,直到进行下一次侦听,其中,MT1<0.1t < sub > 0 < /sub > ; < /p > < p > S303.在侦听结束后,使无线通信模块及无线通信天线进入无线通信休眠状态,直到下 一个单位时间t < sub > 0 < /sub > 的起始点,使无线通信模块及无线通信天线进入无线通信发送状态,并在 第三发送时长TT3内发送包含主钟本地RTC时间的授时响应消息,然后再次使无线通信模块 及无线通信天线进入无线通信休眠状态,直到进行下一次侦听,其中,TT3<0.3t < sub > 0 < /sub > ; < /p > < p > S304.在预设的请求授时时间窗口完结时,通过控制第二电子开关的截止,关闭无线通 信模块及无线通信天线。 < /p > < p > 优化的,在主钟本地时钟模块采用石英晶体时,包括如下步骤: < !-- SIPO < DP n="3" > -- > < /p > < p > S401.温度传感器将获取的即时温度值传送至微处理器; < /p > < p > S402.微处理器根据所述即时温度值及石英晶体的频率/温度特性,对主钟本地RTC时 间进行补偿校正。 < /p > < p > 优化的,在主钟本体包括欠压检测模块时,包括如下步骤: < /p > < p > S501.欠压检测模块在检测出电池模块的供电输出电压低于工作电压阈值时,生成欠 压警报指示信息,并将所述欠压警报指示信息传送至微处理器; < /p > < p > S502.微处理器通过控制第一电子开关的截止,持续关闭卫星通信模块及卫星通信天 线,同时通过控制第二电子开关的截止,持续关闭无线通信模块及无线通信天线,直到收到 来自欠压检测模块的电压恢复指示信息,所述电压恢复指示信息由欠压检测模块在发现电 池模块的供电输出电压恢复至工作电压阈值及以上时产生。 < /p > < p > 优化的,主钟本体在上电初始化后,开启一次具有无限时长的卫星通信时间窗口, 并在完成主钟本地RTC时间的首次更新后,开启一次广播授时时间窗口。 < /p > < p > 综上,采用本发明所提供的用于构建室内外主从钟卫星授时系统的室外主钟及其 工作方法,具有如下有益效果:(1)通过在室外布置该室外主钟,一方面可通过卫星通信方 式,获取卫星标准时间并据此更新主钟本地RTC时间,另一方面可通过无线通信方式将主钟 本地RTC时间向室内从钟发送,从而可以便于室内从钟自动的根据主钟本地RTC时间更新从 钟本地RTC时间,实现对室内时钟的自动卫星授时,大大提高室内时钟的守时精度,使它们 从现有的每个月几十秒的累计误差提高到每个月1秒钟;(2)通过提供一套节能的电源管理 方案及通信方式,可在满足及时进行卫星授时的基础上,减小室外主钟在卫星信号接收以 及授时信号发送时的功耗开销,降低信息交互成本,利于室外长期布置;(3)通过配置太阳 能电池板或风力发电机等室外发电装置,可以给该室外主钟内的可充电电池进行充电,补 充消耗的电能,即保证室外主钟的长时间稳定工作,又可降低安装布置成本和维护成本; (4)所述室外主钟还具有自守时精度高、防死机、结构简单和易于布置的特点,便于实际应 用和推广。 < /p > < p > 附图说明 < /p > < p > 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现 有技术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。 < /p > < p > 图1是本发明提供的室内外主从钟卫星授时系统的系统结构示意图。 < !-- SIPO < DP n="4" > -- > < /p > < p > 图2是本发明提供的室外主钟的电路原理示意图。 < /p > < p > 图3是本发明提供的室外主钟的卫星通信时序示意图。 < /p > < p > 图4是本发明提供的室外主钟的无线通信时序示意图。 < /p > < p > 上述附图中:1、主钟本体 2、发电装置 3、安装支架 301、顶部支杆 302、侧部支杆 11、室内从钟 21、通信卫星。 < /p > < p > 具体实施方式 < /p > < p > 以下将参照附图,通过实施例方式详细地描述本发明提供的用于构建室内外主从 钟卫星授时系统的室外主钟及其工作方法。在此需要说明的是,对于这些实施例方式的说 明用于帮助理解本发明,但并不构成对本发明的限定。 < /p > < p > 本文中术语“和/或”,仅仅是一种描述关联对象的关联关系,表示可以存在三种关 系,例如,A和/或B,可以表示:单独存在A,单独存在B,同时存在A和B三种情况,本文中术语 “/和”是描述另一种关联对象关系,表示可以存在两种关系,例如,A/和B,可以表示:单独存 在A,单独存在A和B两种情况,另外,本文中字符“/”,一般表示前后关联对象是一种“或”关 系。 < /p > < p > 实施例一 < /p > < p > 图1示出了本发明提供的室内外主从钟卫星授时系统的系统结构示意图,图2示出 了本发明提供的室外主钟的电路原理示意图,图3示出了本发明提供的室外主钟的卫星通 信时序示意图,图4示出了本发明提供的室外主钟的无线通信时序示意图。 < /p > < p > 本实施例提供的所述用于构建室内外主从钟卫星授时系统的室外主钟,包括主钟 本体1,所述主钟本体1包括微处理器、主钟本地时钟模块、第一电子开关、卫星通信模块、卫 星通信天线、第二电子开关、无线通信模块、无线通信天线、电池模块和稳压电路模块;所述 微处理器分别通信连接所述主钟本地时钟模块、所述第一电子开关的受控端、所述卫星通 信模块、所述第二电子开关的受控端和所述无线通信模块,所述卫星通信模块还通信连接 所述卫星通信天线,所述无线通信模块还通信连接所述无线通信天线;所述电池模块电连 接所述稳压电路模块,所述稳压电路模块的供电输出端分别电连接所述微处理器的供电输 入端、所述第一电子开关的一端和所述第二电子开关的一端,所述第一电子开关的另一端 电连接所述卫星通信模块的供电输入端,所述第二电子开关的另一端电连接所述无线通信 模块的供电输入端。 < !-- SIPO < DP n="5" > -- > < /p > < p > 如图1和2所示,在室内外主从钟卫星授时系统中,包含有主钟本体1和室内从钟 11,所述主钟本体1一方面可与通信卫星21进行卫星通信,以获取卫星标准时间,并据此更 新主钟本地RTC(Real-Time Clock,实时时钟)时间,另一方面还可与各个室内从钟进行无 线通信,将主钟本地RTC时间授予对应的室内从钟。在所述室外主钟的结构中,所述微处理 器用于通过诸如控制电子开关等器件方式实现对整个室外主钟的工作方法进行集中式管 控,一方面获取卫星标准时间并据此更新主钟本地RTC时间,另一方面将主钟本地RTC时间 向室内从钟发送,以便室内从钟自动的根据主钟本地RTC时间更新从钟本地RTC时间,实现 对室内时钟的自动卫星授时。所述主钟本地时钟模块用于提供走时频率,以便主钟本地RTC 时间自守时。所述第一电子开关用于在所述微处理器的控制下,实现对所述卫星通信模块 及所述卫星通信天线的馈电控制,进而控制所述卫星通信模块及所述卫星通信天线的工作 状态,其可以但不限于为开关管、继电器或触点开关。所述卫星通信模块及所述卫星通信天 线用于上电时进行卫星通信,其中,所述卫星通信模块可以但不限于为多模卫星定位接收 模块。所述第二电子开关用于在所述微处理器的控制下,实现对所述无线通信模块及所述 无线通信天线的馈电控制,进而控制所述无线通信模块及所述无线通信天线,其可以但不 限于为开关管、继电器或触点开关。所述无线通信模块及所述无线通信天线用于在上电时 进行无线通信,其中,所述无线通信模块可以但不限于为工作频段在434MHz的射频通信模 块。所述电池模块用于通过所述稳压电路模块为其它器件提供电能支持。 < /p > < p > 如图3和4所示,所述室外主钟的工作方法可以但不限于包括如下: < /p > < p > (1)主钟本体在预设的卫星通信时间窗口到达时,按照如下步骤更新主钟本地RTC时 间: < /p > < p > S101.通过控制第一电子开关的导通,启动卫星通信模块及卫星通信天线; < /p > < p > S102.若收到卫星信号,并成功获取所述卫星信号中的卫星标准时间信息(在图3中用 SS表示),则根据所述卫星标准时间信息更新主钟本地RTC时间,同时通过控制第一电子开 关的截止,关闭卫星通信模块及卫星通信天线,否则在卫星通信时间窗口完结时,通过控制 第一电子开关的截止,关闭卫星通信模块及卫星通信天线; < /p > < p > (2)主钟本体在预设的广播授时时间窗口到达时,按照如下步骤发送主钟本地RTC时 间: < /p > < p > S201.通过控制第二电子开关的导通,启动无线通信模块及无线通信天线; < /p > < p > S202.根据主钟本地RTC时间,在第i个单位时间t < sub > 0 < /sub > 的起始点,使无线通信模块及无线通 信天线进入无线通信发送状态,并在第一发送时长TT1内持续发送广播授时前导码(在图4 中用BPA表示),其中,i为初始值为1的自然数,t < sub > 0 < /sub > <TT1<1.5t < sub > 0 < /sub > ; < /p > < p > S203.使无线通信模块及无线通信天线进入无线通信休眠状态,直到第i+2个单位时间 t < sub > 0 < /sub > 的起始点,再重新使无线通信模块及无线通信天线进入无线通信发送状态,并在第二发 送时长TT2内发送包含主钟本地RTC时间的广播授时消息(在图4中用BST表示),其中,TT2< 0.3t < sub > 0 < /sub > ; < /p > < p > S204.使无线通信模块及无线通信天线再次进入无线通信休眠状态,并在i+3≤3N-2 时,设置i=i+3,然后返回执行步骤S202,其中,3N为在广播授时时间窗口中单位时间t < sub > 0 < /sub > 的 个数; < !-- SIPO < DP n="6" > -- > < /p > < p > S205.在预设的广播授时时间窗口完结时,通过控制第二电子开关的截止,关闭无线通 信模块及无线通信天线; < /p > < p > (3)主钟本体在预设的请求授时时间窗口到达时,按照如下步骤发送主钟本地RTC时 间: < /p > < p > S301.通过控制第二电子开关的导通,启动无线通信模块及无线通信天线; < /p > < p > S302.根据主钟本地RTC时间,以单位时间t < sub > 0 < /sub > 为周期,使无线通信模块及无线通信天线 进行时长为第一侦听时长MT1的无线信号侦听,若在所述第一侦听时长MT1内接收到授时请 求前导码(可用QPA表示),则执行步骤S303,否则在侦听结束后,使无线通信模块及无线通 信天线进入无线通信休眠状态,直到进行下一次侦听,其中,MT1<0.1t < sub > 0 < /sub > ; < /p > < p > S303.在侦听结束后,使无线通信模块及无线通信天线进入无线通信休眠状态,直到下 一个单位时间t < sub > 0 < /sub > 的起始点,使无线通信模块及无线通信天线进入无线通信发送状态,并在 第三发送时长TT3内发送包含主钟本地RTC时间的授时响应消息(在图4中用RST表示),然后 再次使无线通信模块及无线通信天线进入无线通信休眠状态,直到进行下一次侦听,其中, TT3<0.3t < sub > 0 < /sub > ; < /p > < p > S304.在预设的请求授时时间窗口完结时,通过控制第二电子开关的截止,关闭无线通 信模块及无线通信天线。 < /p > < p > 在上述工作方法中,对于所述卫星通信时间窗口、所述广播授时时间窗口和/或所 述请求授时时间窗口,可以是周期性地开启:例如每隔6个小时开启一个,也可以是按照时 间表进行的非周期性地开启:例如在环境温度变化幅度较大的时刻(比如凌晨3点或下午5 点)开启一个,其中,所述广播授时时间窗口与所述请求授时时间窗口在主钟本地RTC时间 上不重合。此外,优化的,在主钟本地RTC时间上的请求授时时间窗口中,使无线通信模块及 无线通信天线进入无线信号侦听的时段与进入无线通信发送状态的时段不重合,由此可以 采用半双工模式的无线通信模块实现整个工作方法,维持室外主钟的低设备成本和低通信 资源需求的目的。 < /p > < p > 通过前述方法,不但可以便于室内从钟自动的根据主钟本地RTC时间更新从钟本 地RTC时间,实现对室内时钟的自动卫星授时,大大提高室内时钟的守时精度,使它们从现 有的每个月几十秒的累计误差提高到每个月1秒钟,还可以通过在有限时间内进行卫星通 信和无线通信,高效实现节能的目的。若所述单位时间t < sub > 0 < /sub > 为1秒,则可举例地设计TT1为1.2 秒,TT2和TT3分别为0.16秒,MT1为0.05秒。 < /p > < p > 优化的,为了确保主钟本地RTC时间在初始化后能够与卫星标准时间和与其关联 下的从钟本体RTC时间维持基本同步,可使主钟本体在上电初始化后,开启一次具有无限时 长的卫星通信时间窗口,并在完成主钟本地RTC时间的首次更新后,开启一次广播授时时间 窗口。 < /p > < p > 优化的,还包括发电装置2和安装支架3,所述主钟本体1和所述发电装置2固定安 装在所述安装支架3上;所述电池模块为可充电电池,所述主钟本体1还包括充电管理模块; 所述发电装置2、所述充电管理模块和所述电池模块依次电连接。如图1和2所示,所述发电 装置2用于在室外发电,并通过所述充电管理模块将转化的电能充入可充电电池,以补充室 外主钟所消耗的电能。所述可充电电池可以但不限于为锂电池。所述发电装置2可以但不限 于为太阳能电池板或风力发电机,为了增强室外主钟的抗风性能,所述发电装置2可进一步 优选为小型的风力发电机。此外,如图1所述,具体的,所述安装支架3为“上”字形支架,所述 主钟本体1固定安装在所述安装支架3的顶部支杆301上,所述发电装置2固定安装在所述安 装支架3的侧部支杆302上,可以提高室外主钟的安装平衡性。 < /p > < p > 优化的,在所述主钟本地时钟模块采用石英晶体时,所述主钟本体1还包括通信连 接所述微处理器的温度传感器。如图2所示,所述石英晶体用于为主钟本地RTC时间提供走 时频率。所述温度传感器用于采集环境温度,以便进行如下自守时步骤:S401.温度传感器 将获取的即时温度值传送至微处理器;S402.微处理器根据所述即时温度值及石英晶体的 频率/温度特性,对主钟本地RTC时间进行补偿校正。所述温度传感器可优选设计在石英晶 体的毗邻位置,以确保自守时的高精度。 < /p > < p > 优化的,所述主钟本体1还包括通信连接所述微处理器的欠压检测模块,所述欠压 检测模块的电压检测端电连接所述电池模块的供电输出端。如图2所示,所述欠压检测模块 用于检测在所述电池模块的供电输出端的供电输出电压是否低于工作电压阈值(其可以预 先设定,例如对于3.7V的标准供电输出电压,可设计为3.2V),以便实现如下进一步节能的 步骤:S501.欠压检测模块在检测出电池模块的供电输出电压低于工作电压阈值时,生成欠 压警报指示信息,并将所述欠压警报指示信息传送至微处理器;S502.微处理器通过控制第 一电子开关的截止,持续关闭卫星通信模块及卫星通信天线,同时通过控制第二电子开关 的截止,持续关闭无线通信模块及无线通信天线,直到收到来自欠压检测模块的电压恢复 指示信息,所述电压恢复指示信息由欠压检测模块在发现电池模块的供电输出电压恢复至 工作电压阈值及以上时产生。由此还可以在欠压状态时,停止卫星授时工作,以便维持最低 能耗的休眠。进一步优化的,微处理器可在收到所述电压恢复指示信息后,开启一次具有无 限时长的卫星通信时间窗口,并在完成主钟本地RTC时间的更新后,开启一次广播授时时间 窗口。 < /p > < p > 优化的,所述主钟本体1还包括通信连接所述微处理器的看门狗模块。如图2所述, 所述看门狗模块用于在检测到所述微处理器死机时,重新上电重启所述微处理器,防止长 时间处于死机状态。 < /p > < p > 本实施例提供的所述用于构建室内外主从钟卫星授时系统的室外主钟及其工作 方法,具有如下有益效果:(1)通过在室外布置该室外主钟,一方面可通过卫星通信方式,获 取卫星标准时间并据此更新主钟本地RTC时间,另一方面可通过无线通信方式将主钟本地 RTC时间向室内从钟发送,从而可以便于室内从钟自动的根据主钟本地RTC时间更新从钟本 地RTC时间,实现对室内时钟的自动卫星授时,大大提高室内时钟的守时精度,使它们从现 有的每个月几十秒的累计误差提高到每个月1秒钟;(2)通过提供一套节能的电源管理方案 及通信方式,可在满足及时进行卫星授时的基础上,减小室外主钟在卫星信号接收以及授 时信号发送时的功耗开销,降低信息交互成本,利于室外长期布置;(3)通过配置太阳能电 池板或风力发电机等室外发电装置,可以给该室外主钟内的可充电电池进行充电,补充消 耗的电能,即保证室外主钟的长时间稳定工作,又可降低安装布置成本和维护成本;(4)所 述室外主钟还具有自守时精度高、防死机、结构简单和易于布置的特点,便于实际应用和推 广。 < /p > < p > 如上所述,可较好地实现本发明。对于本领域的技术人员而言,根据本发明的教 导,设计出不同形式的用于构建室内外主从钟卫星授时系统的室外主钟及其工作方法并不 需要创造性的劳动。在不脱离本发明的原理和精神的情况下对这些实施例进行变化、修改、 替换、整合和变型仍落入本发明的保护范围内。 < !-- SIPO < DP n="7" > -- > < /p >
< p > 现在电子时钟大多为采用石英晶体提供走时频率的石英钟,由于石英晶体输出频 率与环境温度的关系特性,使得石英钟走时精度较低,当电子时钟出现走时误差时需要用 户手动调整时间,使用极不方便。随着现代授时技术的不断发展以及人们对计时精度要求 的不断提高,普通石英钟最大每个月几十秒的守时误差已经不能满足人们对时间精度的要 求。 < /p > < p > 目前的石英钟缺乏精确、稳定可靠、覆盖范围广的时间基准来源,对电子时钟系统 的时间进行自动校准。为实现对电子时钟的自动授时,现有方案是通过卫星通信来获取卫 星标准时间,然后根据卫星标准时间进行准确授时。但是对于室内时钟,由于布置场所的限 制,无法接收到卫星信号及卫星标准时间,无法实现卫星授时的目的。 < /p >
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