本發(fā)明涉及車載研發(fā)領(lǐng)域，特別涉及一種汽車儀表時(shí)鐘精度測(cè)量方法和裝置。

背景技術(shù)：

汽車儀表內(nèi)置RTC(Real Time Clock，實(shí)時(shí)時(shí)鐘）為用戶提供時(shí)間及日歷顯示功能。實(shí)際應(yīng)用中受環(huán)境溫度和晶振精度的影響，RTC存在一定的計(jì)時(shí)誤差。為了提高計(jì)時(shí)精度，需要在設(shè)計(jì)前期測(cè)量出儀表的計(jì)時(shí)誤差，并采取措施加以修正。

傳統(tǒng)的計(jì)時(shí)誤差測(cè)量方法是讓儀表在一定的環(huán)境中長(zhǎng)期運(yùn)行，參照標(biāo)準(zhǔn)時(shí)鐘源——例如電腦時(shí)間，秒表時(shí)間，語(yǔ)音報(bào)時(shí)臺(tái)等。人工記錄測(cè)試開始和結(jié)束時(shí)被測(cè)量?jī)x表和標(biāo)準(zhǔn)時(shí)鐘源的時(shí)間。通過計(jì)算兩者開始和結(jié)束時(shí)的時(shí)間差來獲得儀表的計(jì)時(shí)誤差。但是，這種測(cè)量方法存在如下缺陷：

1、手工記錄存在人工讀數(shù)誤差；

2、由于需要定期記錄數(shù)據(jù)，效率較低；

3、人工操作自動(dòng)化水平低，不利于與現(xiàn)有測(cè)量系統(tǒng)集成及誤差分析。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是為了克服上述背景技術(shù)的缺陷，提供一種汽車儀表的時(shí)鐘精度測(cè)量方法。

該汽車儀表的時(shí)鐘精度測(cè)量方法基于UTC（Coordinated Universal Time，協(xié)調(diào)世界時(shí)）和NTP（Network Time Protocol，網(wǎng)絡(luò)時(shí)間同步）作為時(shí)鐘參考源進(jìn)行測(cè)量。其中UTC采集至GPS數(shù)據(jù)（Global Positioning System，全球定位系統(tǒng))。

一種汽車儀表的時(shí)鐘精度測(cè)量方法，包括GPS模塊、網(wǎng)絡(luò)模塊以及測(cè)量主機(jī)；所述GPS模塊和網(wǎng)絡(luò)模塊分別與所述測(cè)量主機(jī)通信，所述測(cè)量主機(jī)讀寫汽車儀表的RTC；時(shí)鐘精度測(cè)量方法如下步驟：

所述測(cè)量主機(jī)控制控制所述GPS模塊獲取GPS信號(hào)，并從中GPS信號(hào)的時(shí)間幀信息中獲取UTC；

所述測(cè)量主機(jī)控制所述網(wǎng)絡(luò)模塊獲取時(shí)間服務(wù)器的NTP數(shù)據(jù)報(bào)文，并從該NTP數(shù)據(jù)報(bào)文中獲取NTP；

測(cè)量主機(jī)判斷所述UTC或所述NTP的有效性，將有效的所述UTC或NTP作為時(shí)鐘參考源，并將該時(shí)鐘參考源與所述RTC進(jìn)行比較，得到并記錄差值；

其中，所述UTC的優(yōu)先級(jí)高于所述NTP的優(yōu)先級(jí)。

進(jìn)一步的，在測(cè)量過程中，當(dāng)與所述RTC比較的時(shí)鐘參考源失效時(shí)，所述RTC則與未作為時(shí)鐘參考源的所述UTC或NTP進(jìn)行比較，直到時(shí)鐘參考源恢復(fù)有效。

進(jìn)一步的，所述時(shí)鐘參考源失效后，測(cè)量主機(jī)則持續(xù)嘗試重新獲取有效的時(shí)鐘參考源。

優(yōu)選的，所述測(cè)量主機(jī)在所述RTC與所示時(shí)鐘參考源比較前，將所述RTC與所述時(shí)鐘參考源進(jìn)行同步。

優(yōu)選的，所述UTC獲取包括如下步驟：

GPS模塊獲取并解析GPS信號(hào)中GPRMC報(bào)文；

讀取GPRMC報(bào)文中的第一個(gè)“，”和第二個(gè)“，”之間的數(shù)據(jù)。

優(yōu)選的，所述NTP獲取包括如下步驟：

網(wǎng)絡(luò)模塊解析NTP數(shù)據(jù)報(bào)文，并記錄所述NTP報(bào)文中的所有時(shí)間戳；

將最后一個(gè)時(shí)間戳作為NTP。

另外，本發(fā)明還公開一種汽車儀表的時(shí)鐘精度測(cè)量裝置，包括：

GPS模塊，用于獲取GPS信號(hào)，并從中GPS信號(hào)的時(shí)間幀信息中獲取UTC；

網(wǎng)絡(luò)模塊，獲取時(shí)間服務(wù)器的NTP數(shù)據(jù)報(bào)文，并從所述NTP數(shù)據(jù)報(bào)文中獲取NTP；以及

測(cè)量主機(jī)，用于將UTC或NTP與車載儀表的RTC進(jìn)行比較，并記錄差值；

所述GPS模塊和網(wǎng)絡(luò)模塊分別與所述測(cè)量主機(jī)通信，所述測(cè)量主機(jī)讀寫汽車儀表的RTC。

本發(fā)明的汽車儀表時(shí)鐘精度測(cè)量方法和裝置采用GPS衛(wèi)星時(shí)間和網(wǎng)絡(luò)時(shí)間服務(wù)器上的時(shí)間作為基準(zhǔn)時(shí)鐘源，并通過儀表內(nèi)置軟件自動(dòng)計(jì)算誤差。大大提高了儀表開發(fā)前期針對(duì)RTC精度測(cè)量的準(zhǔn)確度，采用軟件自動(dòng)對(duì)比計(jì)算誤差，自動(dòng)輸出誤差結(jié)果避免了人為記錄可能引入的誤差，可以與其它自動(dòng)化測(cè)試設(shè)備進(jìn)行集成，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的不間斷記錄，提高了測(cè)試效率和精度。

相比傳統(tǒng)的人工測(cè)試記錄方法具有準(zhǔn)確度高、測(cè)試效率高，易于與自動(dòng)化設(shè)備集成等優(yōu)點(diǎn)。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的汽車儀表時(shí)鐘精度測(cè)量裝置的系統(tǒng)架構(gòu)圖。

圖2為本發(fā)明的汽車儀表時(shí)鐘精度測(cè)量方法的步驟流程圖。

圖3為本發(fā)明一實(shí)施例的UTC獲取方法的步驟流程圖。

圖4為本發(fā)明一實(shí)施例的NTP獲取方法的步驟流程圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的一種汽車儀表時(shí)鐘精度測(cè)量方法和裝置作進(jìn)一步的描述。

一種汽車儀表時(shí)鐘精度測(cè)量方法，利用本發(fā)明提供的一種汽車儀表時(shí)鐘精度測(cè)量裝置，基于UTC（Coordinated Universal Time，協(xié)調(diào)世界時(shí)）和NTP（Network Time Protocol，網(wǎng)絡(luò)時(shí)間同步）作為時(shí)鐘參考源進(jìn)行測(cè)量。如圖1所示，汽車儀表時(shí)鐘精度測(cè)量裝置具體包括GPS模塊、網(wǎng)絡(luò)模塊以及測(cè)量主機(jī)。

其中GPS模塊用于獲取GPS信號(hào)，并從中GPS信號(hào)的時(shí)間幀信息中獲取UTC。而網(wǎng)絡(luò)模塊則用于獲取時(shí)間服務(wù)器的NTP數(shù)據(jù)報(bào)文，并從所述NTP數(shù)據(jù)報(bào)文中獲取NTP。測(cè)量主機(jī)獲取GPS模塊的UTC以及網(wǎng)絡(luò)模塊的NTP，在獲取UTC和NTP后，將UTC或NTP與車載儀表的RTC進(jìn)行比較，并記錄差值。同時(shí)測(cè)量主機(jī)還可以對(duì)汽車儀表的RTC進(jìn)行讀取或者寫入，保證在測(cè)量前時(shí)間能嚴(yán)格同步，測(cè)量時(shí)能精確比較。

具體的汽車儀表時(shí)鐘精度測(cè)量方法如圖2所示。通過解析GPS數(shù)據(jù)中的時(shí)間幀報(bào)文或NTP服務(wù)器時(shí)間數(shù)據(jù)來作為參考時(shí)鐘源。在測(cè)量過程中實(shí)現(xiàn)儀表時(shí)鐘與標(biāo)準(zhǔn)時(shí)鐘源的對(duì)比與誤差計(jì)算。通過CAN總線將時(shí)鐘數(shù)據(jù)發(fā)送到自動(dòng)測(cè)試儀器中，進(jìn)行數(shù)據(jù)的分析與實(shí)時(shí)記錄。在優(yōu)選的情況下，還可通過儀表內(nèi)置顯示模塊將時(shí)間差進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示。從而為儀表設(shè)計(jì)人員判斷儀表時(shí)鐘RTC精度校準(zhǔn)提供依據(jù)。與傳統(tǒng)的手工記錄相比，本發(fā)明對(duì)RTC及時(shí)誤差測(cè)量精度高，由于時(shí)鐘參考源采用GPS時(shí)鐘和網(wǎng)絡(luò)時(shí)間服務(wù)器不存在傳輸延時(shí)或延遲極小，不受外部環(huán)境影響，無(wú)累積誤差，可以在不同的溫度環(huán)境下準(zhǔn)確地測(cè)量時(shí)鐘精度。數(shù)據(jù)自動(dòng)記錄，沒有人為誤差。

具體的，S10. 由于UTC的優(yōu)先級(jí)高于NTP的優(yōu)先級(jí)，因此在測(cè)試之前需要對(duì)UTC和NTP的有效性進(jìn)行驗(yàn)證，首先控制GPS模塊獲取GPS信號(hào)，判斷GPS信號(hào)是否正常，如果GPS信號(hào)正常，則從中GPS信號(hào)的時(shí)間幀信息中獲取UTC。并將UTC作為時(shí)鐘參考源，用于與UTC進(jìn)行比較。如果GPS信號(hào)不正常，判定為GPS信號(hào)失效，此時(shí)使網(wǎng)絡(luò)模塊獲取時(shí)間服務(wù)器的NTP數(shù)據(jù)報(bào)文，并從該NTP數(shù)據(jù)報(bào)文中獲取NTP，將該NTP作為時(shí)鐘參考源，用于與UTC進(jìn)行比較。

在其他實(shí)施例中，可使GPS模塊和網(wǎng)絡(luò)模塊同時(shí)獲取UTC或者NTP，再根據(jù)獲取的情況和優(yōu)先級(jí)順序選取合適的時(shí)間作為時(shí)鐘參考源。

S20. 當(dāng)確定了時(shí)鐘參考源后，測(cè)量主機(jī)等待用戶的測(cè)量指令，當(dāng)用戶輸入測(cè)量指令時(shí)，測(cè)量主機(jī)則開始測(cè)量任務(wù)，并將此時(shí)的時(shí)鐘參考源寫入汽車儀表的RTC中，使得測(cè)量開始時(shí)汽車儀表RTC與時(shí)鐘參考源同步。

S30. 在測(cè)量開始后，控制主機(jī)將實(shí)施獲取時(shí)鐘參考源的時(shí)刻T1以及儀表RTC的時(shí)刻T2，由于時(shí)鐘參考源的時(shí)刻是通過通信獲取的，其不受儀表所在環(huán)境的溫度影響，在不同的溫度環(huán)境下，汽車儀表的內(nèi)部時(shí)鐘的快慢也會(huì)不同，在同一時(shí)間點(diǎn)上，通過分析時(shí)鐘參考源時(shí)刻T1與汽車儀表RTC時(shí)刻T2的差值即可以汽車儀表RTC的計(jì)時(shí)誤差，從而獲得汽車儀表RTC的精度。

在優(yōu)選的實(shí)施例中，測(cè)量的到的誤差值可以通過汽車儀表的顯示屏模組顯示出來，同時(shí)可以通過總線通信將RTC的計(jì)時(shí)誤差發(fā)送到其他的分析儀器中進(jìn)行分析。

正常情況下，儀表的計(jì)時(shí)誤差約為±5秒/天，誤差值相對(duì)并不大。但是車載環(huán)境溫度的變化范圍比較廣，在高低溫試驗(yàn)時(shí)，RTC的誤差很大，結(jié)合此測(cè)試設(shè)備和方法，可以高效的記錄時(shí)間誤差隨溫度的變化情況，給相關(guān)技術(shù)人員提供數(shù)據(jù)。

在測(cè)量汽車儀表精度時(shí)，由于GPS模塊和網(wǎng)絡(luò)模塊也會(huì)有內(nèi)置的時(shí)鐘源，當(dāng)參考時(shí)鐘參考源出現(xiàn)信號(hào)異常的情況下，GPS模塊和網(wǎng)絡(luò)模塊會(huì)調(diào)用其自身內(nèi)置的時(shí)鐘源進(jìn)行輸出，而其內(nèi)置的時(shí)鐘源同樣也處于與汽車儀表相同狀態(tài)的環(huán)境溫度下。因此是也會(huì)出現(xiàn)較大的誤差。所以，在參考時(shí)鐘源處于信號(hào)無(wú)效期間，測(cè)量主機(jī)或者儀表將會(huì)使用非時(shí)鐘參考源的時(shí)間對(duì)汽車儀表進(jìn)行RTC的精度校準(zhǔn)。例如，當(dāng)利用GPS信號(hào)作為參考時(shí)鐘源時(shí)，一旦GPS信號(hào)異常，測(cè)量主機(jī)或者汽車儀表將利用網(wǎng)絡(luò)模塊獲取的NTP作為替補(bǔ)的參考時(shí)鐘源繼續(xù)輸出，同時(shí)不斷嘗試對(duì)GPS信號(hào)的獲取，直到GPS模塊收到有效地GPS信號(hào)，則切換至UTC作為標(biāo)準(zhǔn)的時(shí)鐘參考源。期間不需要對(duì)汽車儀表的RTC與UTC進(jìn)行重新的同步。因?yàn)樵贕PS信號(hào)恢復(fù)后GPS模塊內(nèi)置的時(shí)間源會(huì)自動(dòng)與衛(wèi)星時(shí)間同步，恢復(fù)正常，且無(wú)累積誤差，并不影響對(duì)儀表RTC精度的測(cè)量結(jié)果。同理的，當(dāng)采用網(wǎng)絡(luò)模塊的NTP作為時(shí)鐘參考源時(shí)也會(huì)將GPS模塊的UTC作為替補(bǔ)的時(shí)鐘參考源。保證在測(cè)量結(jié)果的可靠性。

另外，在獲取GPS信號(hào)中的UTC方面，本發(fā)明提供一種UTC的獲取方案，包括兩個(gè)步驟，如圖3所示：

S111. GPS協(xié)議解析；

S112. UTC時(shí)間提取。

具體的，GPS協(xié)議中包含有衛(wèi)星狀態(tài)、地理坐標(biāo)、定位精度、時(shí)間等很多信息。本發(fā)明只需要使用其中的時(shí)間幀信息，其它信息都是無(wú)用的。通過分析GPS的NMEA-0183協(xié)議規(guī)范，只需要獲得GPRMC幀報(bào)文中的時(shí)間信息即可。該GPRMC幀報(bào)文語(yǔ)句的結(jié)構(gòu)如下：

$GPRMC,<1>,<2>,<3>,<4>,<5>,<6>,<7>,<8>,<9>,<10>,<11>,<12>*hh

因此，當(dāng)檢測(cè)到“$”時(shí)機(jī)判接收到GPRMC幀報(bào)文，其中<1>即GPS信號(hào)的時(shí)間幀信息，在UTC時(shí)間提取時(shí)，對(duì)GPRMC報(bào)文中第一個(gè)“，”和第二個(gè)“，”之間的數(shù)據(jù)進(jìn)行讀取和記錄，獲得UTC時(shí)間，需要注意的是，獲取的UTC時(shí)間與北京時(shí)間相差8小時(shí)。在輸出時(shí)需要在此基礎(chǔ)上加上相應(yīng)的時(shí)差。為了節(jié)省系統(tǒng)資源，在讀取到GPRMC報(bào)文中的第二個(gè)“，”時(shí)即可以結(jié)束記錄，完成獲取。

而網(wǎng)絡(luò)模塊獲取NTP方面，具體如圖4所示，包括：

S121. 設(shè)備聯(lián)網(wǎng)到時(shí)間服務(wù)器上讀取NTC數(shù)據(jù)報(bào)文；

S122. 解析時(shí)間報(bào)文并獲取標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間。

具體的，首先會(huì)確認(rèn)網(wǎng)絡(luò)是否暢通，當(dāng)確定了網(wǎng)絡(luò)暢通后，會(huì)對(duì)多個(gè)時(shí)間服務(wù)器地址發(fā)送數(shù)據(jù)包，以增加可靠性。進(jìn)而在可連接的多個(gè)時(shí)間服務(wù)器提取到服務(wù)器上的時(shí)間報(bào)文。優(yōu)選的，本實(shí)施例對(duì)3個(gè)不同的時(shí)間服務(wù)器進(jìn)行連接。

時(shí)間報(bào)文事實(shí)上是一串?dāng)?shù)據(jù)流，其包含了多個(gè)時(shí)間戳，其通常包括參考時(shí)間、原始時(shí)間、接收時(shí)間以及發(fā)送時(shí)間四個(gè)時(shí)間戳，為了保證儀表接收的時(shí)間信息誤差最小，選擇其中的傳送時(shí)間作為儀表的標(biāo)準(zhǔn)參考時(shí)間。從而獲得較準(zhǔn)確的NTP。

上面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式作了詳細(xì)說明，但是本發(fā)明并不限于上述實(shí)施方式，在本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所具備的知識(shí)范圍內(nèi)，還可以在不脫離本發(fā)明宗旨的前提下作出各種變化。