本發(fā)明涉及數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于低頻時(shí)碼技術(shù)的授時(shí)裝置。

背景技術(shù)：

目前智能電表維持時(shí)間精度主要依靠rtc(real-timeclock，實(shí)時(shí)時(shí)鐘)時(shí)鐘芯片計(jì)時(shí)和主站授時(shí)，rtc以晶振頻率為時(shí)鐘基準(zhǔn)，精度隨溫度變化有一定的偏差，長時(shí)間運(yùn)行后會(huì)造成較大的累計(jì)誤差，通過主站下發(fā)授時(shí)可以糾正時(shí)間偏差。

智能電表中的rtc主要負(fù)責(zé)提供高精準(zhǔn)度的時(shí)鐘及基本的日歷功能，目前rtc時(shí)鐘會(huì)用于分時(shí)計(jì)費(fèi)和遠(yuǎn)程集抄系統(tǒng)的計(jì)時(shí)，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(dǎo)致電能的分段計(jì)費(fèi)或超標(biāo)過程中產(chǎn)生的電量數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確，由此帶來的誤差對(duì)用戶或供電單位都可能造成較大的損失，因此智能電表對(duì)rtc精度要求較高。

當(dāng)智能電表未接入電網(wǎng)或者在運(yùn)行中停電時(shí)，其正常運(yùn)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(duì)其功耗要求較高。當(dāng)智能電表接入用戶用電采集系統(tǒng)中后，構(gòu)成由主站、集中器、采集器、智能電表組成的網(wǎng)絡(luò)。主站可以通過多種方式獲得準(zhǔn)確時(shí)間，并通過網(wǎng)絡(luò)向智能電表發(fā)送校時(shí)命令，智能電表收到主站命令后校對(duì)本地時(shí)間，從而消除rtc芯片的累計(jì)誤差，實(shí)現(xiàn)精確計(jì)量的目標(biāo)。

現(xiàn)有的智能電表授時(shí)方式依賴于本地rtc精度和用電信息采集系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)，由于智能電表在全國的部署環(huán)境差別巨大，而rtc模塊對(duì)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(duì)晶體振蕩器進(jìn)行溫度補(bǔ)償，同時(shí)封裝條件、半導(dǎo)體工藝都會(huì)對(duì)rtc精度產(chǎn)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(shí)現(xiàn)。

在電表授時(shí)不準(zhǔn)的情況下，可以通過用電信息采集系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行校時(shí)，該系統(tǒng)由主站、集中器、采集器、智能電表等構(gòu)成，來自主站的校時(shí)命令能夠可靠的傳遞到集中器、采集器，然而在網(wǎng)絡(luò)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(huì)因?yàn)楦鞣N原因?qū)е滦诺拦收蠠o法完成校時(shí)命令。

發(fā)明人在實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的過程中，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)存在以下技術(shù)問題：由于上述各種原因?qū)е碌碾姳肀镜貢r(shí)鐘不準(zhǔn)的情況，在已運(yùn)行的電表中出現(xiàn)的概率已經(jīng)超過10％，因此現(xiàn)有技術(shù)中缺乏一種對(duì)智能電表進(jìn)行授時(shí)的可靠方法。

公開于該背景技術(shù)部分的信息僅僅旨在增加對(duì)本發(fā)明的總體背景的理解，而不應(yīng)當(dāng)被視為承認(rèn)或以任何形式暗示該信息構(gòu)成已為本領(lǐng)域一般技術(shù)人員所公知的現(xiàn)有技術(shù)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，如何提供一種準(zhǔn)確性高的智能電網(wǎng)終端授時(shí)機(jī)制。

為解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種裝置，包括：信號(hào)解調(diào)模塊和數(shù)據(jù)處理模塊，所述信號(hào)解調(diào)模塊包括磁棒天線、信號(hào)調(diào)制單元、第一主控單元，所述磁棒天線通過所述信號(hào)調(diào)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(jìn)行通信；所述磁棒天線耦合接收到的低頻時(shí)碼授時(shí)系統(tǒng)的授時(shí)信號(hào)，并將所述授時(shí)信號(hào)發(fā)送到信號(hào)調(diào)制單元；所述信號(hào)調(diào)制單元對(duì)所述授時(shí)信號(hào)進(jìn)行調(diào)制，并將調(diào)制后的授時(shí)信號(hào)發(fā)送到第一主控單元；所述第一主控單元對(duì)調(diào)制后的授時(shí)信號(hào)進(jìn)行解調(diào)，得到時(shí)間信息，并將所述時(shí)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(cè)到所述時(shí)間信息符合預(yù)設(shè)要求時(shí)，授時(shí)成功，將所述時(shí)間信息發(fā)送到電網(wǎng)終端。

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

在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述數(shù)據(jù)處理模塊還包括：存儲(chǔ)單元，所述存儲(chǔ)單元與所述第二主控單元進(jìn)行通信，所述存儲(chǔ)單元用于存儲(chǔ)授時(shí)成功時(shí)的時(shí)間信息和所述授時(shí)信號(hào)的信號(hào)強(qiáng)度。

在一種可能的實(shí)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(jìn)行通信，所述顯示單元用于顯示授時(shí)成功時(shí)的時(shí)間信息。

在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述信號(hào)解調(diào)模塊還包括：第一電源模塊，所述第一電源模塊為所述信號(hào)解調(diào)模塊進(jìn)行供電。

在一種可能的實(shí)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(jìn)行供電。

在一種可能的實(shí)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(shí)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(jìn)行通信。

在一種可能的實(shí)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(shí)施例公開的一種基于低頻時(shí)碼技術(shù)的授時(shí)裝置，基于低頻時(shí)碼信號(hào)對(duì)電網(wǎng)終端設(shè)備進(jìn)行校時(shí)，相比于傳統(tǒng)的方法，有如下優(yōu)點(diǎn)：所有終端設(shè)備可以進(jìn)行統(tǒng)一校時(shí)，校時(shí)信號(hào)覆蓋范圍廣泛。無需網(wǎng)絡(luò)連接和人工干預(yù)，每天24小時(shí)自動(dòng)校時(shí)。授時(shí)精度高，無累計(jì)誤差。節(jié)省rtc相關(guān)電路，僅增加可靠的低頻時(shí)碼接收電路，節(jié)省了成本。本發(fā)明實(shí)施例提出的授時(shí)裝置，解決了智能電網(wǎng)終端因計(jì)時(shí)不準(zhǔn)導(dǎo)致的用戶計(jì)費(fèi)不準(zhǔn)等問題。

根據(jù)下面參考附圖對(duì)示例性實(shí)施例的詳細(xì)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(gòu)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(shí)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(shí)施例的低頻時(shí)碼授時(shí)系統(tǒng)的時(shí)鐘信號(hào)傳播拓?fù)鋱D；

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

圖3示出本發(fā)明實(shí)施例的授時(shí)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)描述，但應(yīng)當(dāng)理解本發(fā)明的保護(hù)范圍并不受具體實(shí)施方式的限制。

為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。除非另有其它明確表示，否則在整個(gè)說明書和權(quán)利要求書中，術(shù)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(shí)施例或說明性”。這里作為“示例性”所說明的任何實(shí)施例不必解釋為優(yōu)于或好于其它實(shí)施例。

另外，為了更好的說明本發(fā)明，在下文的具體實(shí)施方式中給出了眾多的具體細(xì)節(jié)。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，沒有某些具體細(xì)節(jié)，本發(fā)明同樣可以實(shí)施。在一些實(shí)例中，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的方法、手段、元件未作詳細(xì)描述，以便于凸顯本發(fā)明的主旨。

本發(fā)明實(shí)施例公開的授時(shí)裝置采用低頻時(shí)碼授時(shí)系統(tǒng)的授時(shí)信號(hào)，低頻時(shí)碼授時(shí)系統(tǒng)基本架構(gòu)由“低頻時(shí)碼發(fā)射局端”與電能表端“低頻時(shí)碼接收模塊”構(gòu)成，是國際電信聯(lián)盟(itu，internationaltelecommunicationunion)長期推薦的一項(xiàng)授時(shí)技術(shù)。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(shí)碼(電波)授時(shí)精度為10e-4秒，加入擴(kuò)頻編碼后可達(dá)到10e-6秒。低頻時(shí)碼授時(shí)系統(tǒng)的架構(gòu)如圖1所示。

低頻時(shí)碼授時(shí)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(shí)碼發(fā)送范圍示意圖。低頻時(shí)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(shí)施例中，授時(shí)信號(hào)每幀周期為20秒，每分鐘發(fā)送3幀信號(hào)，并將每分鐘分為三個(gè)時(shí)間段(0至19秒，20至39秒，40至59秒)，使每幀各占一個(gè)時(shí)間段。每秒以一個(gè)不同寬度的低電平或高電平表示時(shí)間信息(與解調(diào)時(shí)0、1的表示方法選取有關(guān))，時(shí)間信息“分”、“時(shí)”、“日”、“月”、“年”、“星期”等以秒脈沖不同的組合嵌入到每幀信號(hào)中。

如圖3所示，本發(fā)明實(shí)施例的一種基于低頻時(shí)碼技術(shù)的授時(shí)裝置，包括：信號(hào)解調(diào)模塊1和數(shù)據(jù)處理模塊2，分別完成低頻授時(shí)信號(hào)的接收解調(diào)和數(shù)據(jù)處理分析功能。所述信號(hào)解調(diào)模塊1包括磁棒天線11、信號(hào)調(diào)制單元12、第一主控單元13，所述磁棒天線11通過所述信號(hào)調(diào)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(jìn)行通信。

所述磁棒天線11耦合接收到的低頻時(shí)碼授時(shí)系統(tǒng)的授時(shí)信號(hào)，并將所述授時(shí)信號(hào)發(fā)送到信號(hào)調(diào)制單元12；所述信號(hào)調(diào)制單元12對(duì)所述授時(shí)信號(hào)進(jìn)行調(diào)制，并將調(diào)制后的授時(shí)信號(hào)發(fā)送到第一主控單元13；所述第一主控單元對(duì)調(diào)制后的授時(shí)信號(hào)進(jìn)行解調(diào)，得到時(shí)間信息，并將所述時(shí)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(cè)到所述時(shí)間信息符合預(yù)設(shè)要求時(shí)，授時(shí)成功，將所述時(shí)間信息發(fā)送到電網(wǎng)終端。

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

在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述數(shù)據(jù)處理模塊2還包括：存儲(chǔ)單元22，所述存儲(chǔ)單元22與所述第二主控單元21進(jìn)行通信，所述存儲(chǔ)單元22用于存儲(chǔ)授時(shí)成功時(shí)的時(shí)間信息和所述授時(shí)信號(hào)的信號(hào)強(qiáng)度。

在一種可能的實(shí)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(jìn)行通信，所述顯示單元23用于顯示授時(shí)成功時(shí)的時(shí)間信息。

在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述信號(hào)解調(diào)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(hào)解調(diào)模塊1進(jìn)行供電。

在一種可能的實(shí)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(jìn)行供電。

在一種可能的實(shí)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(shí)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(jìn)行通信。

在一種可能的實(shí)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(duì)本發(fā)明實(shí)施例提供的一種基于低頻時(shí)碼技術(shù)的授時(shí)裝置的授時(shí)過程進(jìn)行詳細(xì)說明：

步驟1：數(shù)據(jù)處理模2通過通訊接口的force信號(hào)線向信號(hào)解調(diào)模塊1發(fā)送啟動(dòng)授時(shí)命令信號(hào)。

步驟2：信號(hào)解調(diào)模塊1開始啟動(dòng)接收工作，進(jìn)入授時(shí)信號(hào)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(shí)碼授時(shí)系統(tǒng)的授時(shí)信號(hào)。

步驟4：信號(hào)調(diào)制單12對(duì)授時(shí)信號(hào)進(jìn)行調(diào)制，然后將調(diào)制后的授時(shí)信號(hào)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(duì)調(diào)制后的授時(shí)信號(hào)進(jìn)行解調(diào)。

步驟6：解調(diào)成功后，信號(hào)解調(diào)模塊1通過信號(hào)線在當(dāng)前時(shí)間秒的0時(shí)刻向數(shù)據(jù)處理模塊2發(fā)送授時(shí)完成信號(hào)，解調(diào)出來的時(shí)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(shí)間信息是否符合預(yù)設(shè)要求(如是否符合預(yù)設(shè)的數(shù)據(jù)格式、校驗(yàn)位是否正確等)。

步驟8：數(shù)據(jù)處理模2統(tǒng)計(jì)授時(shí)成功和失敗的次數(shù)，如果授時(shí)成功就將時(shí)間和信號(hào)強(qiáng)度等信息存儲(chǔ)到存儲(chǔ)單元22，并在顯示單元23上循環(huán)顯示。

在上述從接收授時(shí)信號(hào)到信號(hào)解調(diào)的整個(gè)過程中，解調(diào)出來的時(shí)間信息與授時(shí)系統(tǒng)發(fā)送過來的授時(shí)信號(hào)幾乎是同步的，因此不存在長時(shí)間延時(shí)的問題。在授時(shí)裝置授時(shí)成功后，可以將得到的時(shí)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(shí)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(shí)施例公開的一種基于低頻時(shí)碼技術(shù)的授時(shí)裝置，基于低頻時(shí)碼信號(hào)對(duì)電網(wǎng)終端設(shè)備進(jìn)行校時(shí)，相比于傳統(tǒng)的方法，有如下優(yōu)點(diǎn)：所有終端設(shè)備可以進(jìn)行統(tǒng)一校時(shí)，校時(shí)信號(hào)覆蓋范圍廣泛。無需網(wǎng)絡(luò)連接和人工干預(yù)，每天24小時(shí)自動(dòng)校時(shí)。授時(shí)精度高，無累計(jì)誤差。節(jié)省rtc相關(guān)電路，僅增加可靠的低頻時(shí)碼接收電路，節(jié)省了成本。本發(fā)明實(shí)施例提出的授時(shí)裝置，解決了智能電網(wǎng)終端因計(jì)時(shí)不準(zhǔn)導(dǎo)致的用戶計(jì)費(fèi)不準(zhǔn)等問題。

前述對(duì)本發(fā)明的具體示例性實(shí)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(dǎo)，可以進(jìn)行很多改變和變化。對(duì)示例性實(shí)施例進(jìn)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(shí)際應(yīng)用，從而使得本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)并利用本發(fā)明的各種不同的示例性實(shí)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(quán)利要求書及其等同形式所限定。

以上所描述的裝置實(shí)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(gè)地方，或者也可以分布到多個(gè)網(wǎng)絡(luò)單元上?？梢愿鶕?jù)實(shí)際的需要選擇其中的部分或者全部模塊來實(shí)現(xiàn)本實(shí)施例方案的目的。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在不付出創(chuàng)造性的勞動(dòng)的情況下，即可以理解并實(shí)施。