本發(fā)明涉及數(shù)據(jù)業(yè)務技術領域，尤其涉及一種基于低頻時碼技術的授時裝置。

背景技術：

目前智能電表維持時間精度主要依靠rtc(real-timeclock，實時時鐘)時鐘芯片計時和主站授時，rtc以晶振頻率為時鐘基準，精度隨溫度變化有一定的偏差，長時間運行后會造成較大的累計誤差，通過主站下發(fā)授時可以糾正時間偏差。

智能電表中的rtc主要負責提供高精準度的時鐘及基本的日歷功能，目前rtc時鐘會用于分時計費和遠程集抄系統(tǒng)的計時，其1hz需要的精度約為10ppm(partspermillion，每百萬單位，表示頻率偏差)。如果誤差大于該值，將導致電能的分段計費或超標過程中產生的電量數(shù)據(jù)不準確，由此帶來的誤差對用戶或供電單位都可能造成較大的損失，因此智能電表對rtc精度要求較高。

當智能電表未接入電網(wǎng)或者在運行中停電時，其正常運行的電能是由表中的電池提供，rtc在斷電情況下依然要保證正常工作，因此對其功耗要求較高。當智能電表接入用戶用電采集系統(tǒng)中后，構成由主站、集中器、采集器、智能電表組成的網(wǎng)絡。主站可以通過多種方式獲得準確時間，并通過網(wǎng)絡向智能電表發(fā)送校時命令，智能電表收到主站命令后校對本地時間，從而消除rtc芯片的累計誤差，實現(xiàn)精確計量的目標。

現(xiàn)有的智能電表授時方式依賴于本地rtc精度和用電信息采集系統(tǒng)的網(wǎng)絡，由于智能電表在全國的部署環(huán)境差別巨大，而rtc模塊對溫度變化又非常敏感，為了解決芯片的溫度漂移問題，需要對晶體振蕩器進行溫度補償，同時封裝條件、半導體工藝都會對rtc精度產生影響?；谏鲜龈鞣N因素，高精度、一致性好、良品率高的rtc芯片在電表中很難實現(xiàn)。

在電表授時不準的情況下，可以通過用電信息采集系統(tǒng)網(wǎng)絡進行校時，該系統(tǒng)由主站、集中器、采集器、智能電表等構成，來自主站的校時命令能夠可靠的傳遞到集中器、采集器，然而在網(wǎng)絡的最末端卻可能出現(xiàn)各種問題。由于集中器和電表間的信道形式多樣，例如rs485、微功率無線、mbus、窄帶載波等等，這些通信方式會因為各種原因導致信道故障無法完成校時命令。

發(fā)明人在實現(xiàn)本發(fā)明的過程中，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術存在以下技術問題：由于上述各種原因導致的電表本地時鐘不準的情況，在已運行的電表中出現(xiàn)的概率已經(jīng)超過10％，因此現(xiàn)有技術中缺乏一種對智能電表進行授時的可靠方法。

公開于該背景技術部分的信息僅僅旨在增加對本發(fā)明的總體背景的理解，而不應當被視為承認或以任何形式暗示該信息構成已為本領域一般技術人員所公知的現(xiàn)有技術。

技術實現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明要解決的技術問題是，如何提供一種準確性高的智能電網(wǎng)終端授時機制。

為解決以上技術問題，本發(fā)明提供一種裝置，包括：信號解調模塊和數(shù)據(jù)處理模塊，所述信號解調模塊包括磁棒天線、信號調制單元、第一主控單元，所述磁棒天線通過所述信號調制單元與所述第一主控單元相連；所述數(shù)據(jù)處理模塊包括第二主控單元；所述第一主控單元與所述第二主控單元進行通信；所述磁棒天線耦合接收到的低頻時碼授時系統(tǒng)的授時信號，并將所述授時信號發(fā)送到信號調制單元；所述信號調制單元對所述授時信號進行調制，并將調制后的授時信號發(fā)送到第一主控單元；所述第一主控單元對調制后的授時信號進行解調，得到時間信息，并將所述時間信息發(fā)送到所述第二主控單元；所述第二主控單元檢測到所述時間信息符合預設要求時，授時成功，將所述時間信息發(fā)送到電網(wǎng)終端。

在一種可能的實現(xiàn)方式中，所述第二主控單元分別統(tǒng)計授時成功的次數(shù)和授時失敗的次數(shù)。

在一種可能的實現(xiàn)方式中，所述數(shù)據(jù)處理模塊還包括：存儲單元，所述存儲單元與所述第二主控單元進行通信，所述存儲單元用于存儲授時成功時的時間信息和所述授時信號的信號強度。

在一種可能的實現(xiàn)方式中，所述數(shù)據(jù)處理模塊還包括：顯示單元，所述顯示單元與所述第二主控單元進行通信，所述顯示單元用于顯示授時成功時的時間信息。

在一種可能的實現(xiàn)方式中，所述信號解調模塊還包括：第一電源模塊，所述第一電源模塊為所述信號解調模塊進行供電。

在一種可能的實現(xiàn)方式中，所述數(shù)據(jù)處理模塊還包括：第二電源模塊，所述第二電源模塊為所述數(shù)據(jù)處理模塊進行供電。

在一種可能的實現(xiàn)方式中，所述數(shù)據(jù)處理模塊還包括：按鍵，所述按鍵與所述第二主控單元相連。

在一種可能的實現(xiàn)方式中，所述第一主控單元通過i²c總線與所述第二主控單元進行通信。

在一種可能的實現(xiàn)方式中，所述電網(wǎng)終端為以下任意一種或多種：電能表、集中器、采集器、故障指示器。

本發(fā)明實施例公開的一種基于低頻時碼技術的授時裝置，基于低頻時碼信號對電網(wǎng)終端設備進行校時，相比于傳統(tǒng)的方法，有如下優(yōu)點：所有終端設備可以進行統(tǒng)一校時，校時信號覆蓋范圍廣泛。無需網(wǎng)絡連接和人工干預，每天24小時自動校時。授時精度高，無累計誤差。節(jié)省rtc相關電路，僅增加可靠的低頻時碼接收電路，節(jié)省了成本。本發(fā)明實施例提出的授時裝置，解決了智能電網(wǎng)終端因計時不準導致的用戶計費不準等問題。

根據(jù)下面參考附圖對示例性實施例的詳細說明，本發(fā)明的其它特征及方面將變得清楚。

附圖說明

包含在說明書中并且構成說明書的一部分的附圖與說明書一起示出了本發(fā)明的示例性實施例、特征和方面，并且用于解釋本發(fā)明的原理。

圖1示出本發(fā)明實施例的低頻時碼授時系統(tǒng)的時鐘信號傳播拓撲圖；

圖2示出本發(fā)明實施例的bpc主站的局端低頻時碼電波發(fā)送范圍示意圖；

圖3示出本發(fā)明實施例的授時裝置的結構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖，對本發(fā)明的具體實施方式進行詳細描述，但應當理解本發(fā)明的保護范圍并不受具體實施方式的限制。

為使本發(fā)明實施例的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。除非另有其它明確表示，否則在整個說明書和權利要求書中，術語“包括”或其變換如“包含”或“包括有”等等將被理解為包括所陳述的元件或組成部分，而并未排除其它元件或其它組成部分。

在這里專用的詞“示例性”意為“用作例子、實施例或說明性”。這里作為“示例性”所說明的任何實施例不必解釋為優(yōu)于或好于其它實施例。

另外，為了更好的說明本發(fā)明，在下文的具體實施方式中給出了眾多的具體細節(jié)。本領域技術人員應當理解，沒有某些具體細節(jié)，本發(fā)明同樣可以實施。在一些實例中，對于本領域技術人員熟知的方法、手段、元件未作詳細描述，以便于凸顯本發(fā)明的主旨。

本發(fā)明實施例公開的授時裝置采用低頻時碼授時系統(tǒng)的授時信號，低頻時碼授時系統(tǒng)基本架構由“低頻時碼發(fā)射局端”與電能表端“低頻時碼接收模塊”構成，是國際電信聯(lián)盟(itu，internationaltelecommunicationunion)長期推薦的一項授時技術。通信信道天波為地面到底層平流層，天波傳輸距離3000km，地波傳輸距離為1500km，在地表傳播。低頻時碼(電波)授時精度為10e-4秒，加入擴頻編碼后可達到10e-6秒。低頻時碼授時系統(tǒng)的架構如圖1所示。

低頻時碼授時系統(tǒng)的基站部分利用河南商丘bpc主站，如圖2所示，為中國河南bpc主站的局端低頻電波時碼發(fā)送范圍示意圖。低頻時碼主站在1000km～1500km的覆蓋較好，最廣可以覆蓋到2500km范圍。

在本發(fā)明實施例中，授時信號每幀周期為20秒，每分鐘發(fā)送3幀信號，并將每分鐘分為三個時間段(0至19秒，20至39秒，40至59秒)，使每幀各占一個時間段。每秒以一個不同寬度的低電平或高電平表示時間信息(與解調時0、1的表示方法選取有關)，時間信息“分”、“時”、“日”、“月”、“年”、“星期”等以秒脈沖不同的組合嵌入到每幀信號中。

如圖3所示，本發(fā)明實施例的一種基于低頻時碼技術的授時裝置，包括：信號解調模塊1和數(shù)據(jù)處理模塊2，分別完成低頻授時信號的接收解調和數(shù)據(jù)處理分析功能。所述信號解調模塊1包括磁棒天線11、信號調制單元12、第一主控單元13，所述磁棒天線11通過所述信號調制單元12與所述第一主控單元13相連；所述數(shù)據(jù)處理模塊2包括第二主控單元21；所述第一主控單元13與所述第二主控單元21進行通信。

所述磁棒天線11耦合接收到的低頻時碼授時系統(tǒng)的授時信號，并將所述授時信號發(fā)送到信號調制單元12；所述信號調制單元12對所述授時信號進行調制，并將調制后的授時信號發(fā)送到第一主控單元13；所述第一主控單元對調制后的授時信號進行解調，得到時間信息，并將所述時間信息發(fā)送到所述第二主控單元21；所述第二主控單元21檢測到所述時間信息符合預設要求時，授時成功，將所述時間信息發(fā)送到電網(wǎng)終端。

在一種可能的實現(xiàn)方式中，所述第二主控單元21分別統(tǒng)計授時成功的次數(shù)和授時失敗的次數(shù)。

在一種可能的實現(xiàn)方式中，所述數(shù)據(jù)處理模塊2還包括：存儲單元22，所述存儲單元22與所述第二主控單元21進行通信，所述存儲單元22用于存儲授時成功時的時間信息和所述授時信號的信號強度。

在一種可能的實現(xiàn)方式中，所述數(shù)據(jù)處理模塊2還包括：顯示單元23，所述顯示單元23與所述第二主控單元21進行通信，所述顯示單元23用于顯示授時成功時的時間信息。

在一種可能的實現(xiàn)方式中，所述信號解調模塊1還包括：第一電源模塊14，所述第一電源模塊14為所述信號解調模塊1進行供電。

在一種可能的實現(xiàn)方式中，所述數(shù)據(jù)處理模塊2還包括：第二電源模塊24，所述第二電源模塊24為所述數(shù)據(jù)處理模塊2進行供電。

在一種可能的實現(xiàn)方式中，所述數(shù)據(jù)處理模塊2還包括：按鍵25，所述按鍵25與所述第二主控單元2相連。

在一種可能的實現(xiàn)方式中，所述第一主控單元13通過i²c總線與所述第二主控單元21進行通信。

在一種可能的實現(xiàn)方式中，所述電網(wǎng)終端為以下任意一種或多種：電能表、集中器、采集器、故障指示器。

以下對本發(fā)明實施例提供的一種基于低頻時碼技術的授時裝置的授時過程進行詳細說明：

步驟1：數(shù)據(jù)處理模2通過通訊接口的force信號線向信號解調模塊1發(fā)送啟動授時命令信號。

步驟2：信號解調模塊1開始啟動接收工作，進入授時信號接收狀態(tài)。

步驟3：磁棒天線11耦合接收到的外部微弱的低頻時碼授時系統(tǒng)的授時信號。

步驟4：信號調制單12對授時信號進行調制，然后將調制后的授時信號輸入第一主控單元13。

步驟5：第一主控單元13根據(jù)幀格式(脈沖頻率)對調制后的授時信號進行解調。

步驟6：解調成功后，信號解調模塊1通過信號線在當前時間秒的0時刻向數(shù)據(jù)處理模塊2發(fā)送授時完成信號，解調出來的時間信息以規(guī)定的通訊格式通過i²c總線傳送給數(shù)據(jù)處理模塊2。

步驟7：數(shù)據(jù)處理模2檢查接收到的時間信息是否符合預設要求(如是否符合預設的數(shù)據(jù)格式、校驗位是否正確等)。

步驟8：數(shù)據(jù)處理模2統(tǒng)計授時成功和失敗的次數(shù)，如果授時成功就將時間和信號強度等信息存儲到存儲單元22，并在顯示單元23上循環(huán)顯示。

在上述從接收授時信號到信號解調的整個過程中，解調出來的時間信息與授時系統(tǒng)發(fā)送過來的授時信號幾乎是同步的，因此不存在長時間延時的問題。在授時裝置授時成功后，可以將得到的時間信息通過i²c總線傳輸給電網(wǎng)終端mcu(microcontrollerunit，微控制單元)。本發(fā)明實施例的電網(wǎng)終端包括但不限于：電能表、集中器、采集器、故障指示器等。

本發(fā)明實施例公開的一種基于低頻時碼技術的授時裝置，基于低頻時碼信號對電網(wǎng)終端設備進行校時，相比于傳統(tǒng)的方法，有如下優(yōu)點：所有終端設備可以進行統(tǒng)一校時，校時信號覆蓋范圍廣泛。無需網(wǎng)絡連接和人工干預，每天24小時自動校時。授時精度高，無累計誤差。節(jié)省rtc相關電路，僅增加可靠的低頻時碼接收電路，節(jié)省了成本。本發(fā)明實施例提出的授時裝置，解決了智能電網(wǎng)終端因計時不準導致的用戶計費不準等問題。

前述對本發(fā)明的具體示例性實施方案的描述是為了說明和例證的目的。這些描述并非想將本發(fā)明限定為所公開的精確形式，并且很顯然，根據(jù)上述教導，可以進行很多改變和變化。對示例性實施例進行選擇和描述的目的在于解釋本發(fā)明的特定原理及其實際應用，從而使得本領域的技術人員能夠實現(xiàn)并利用本發(fā)明的各種不同的示例性實施方案以及各種不同的選擇和改變。本發(fā)明的范圍意在由權利要求書及其等同形式所限定。

以上所描述的裝置實施例僅僅是示意性的，其中所述作為分離部件說明的單元可以是或者也可以不是物理上分開的，作為單元顯示的部件可以是或者也可以不是物理單元，即可以位于一個地方，或者也可以分布到多個網(wǎng)絡單元上?？梢愿鶕?jù)實際的需要選擇其中的部分或者全部模塊來實現(xiàn)本實施例方案的目的。本領域普通技術人員在不付出創(chuàng)造性的勞動的情況下，即可以理解并實施。