[發明專利]一種基于PTP協議的局域網高精度時鐘同步方法及裝置

在審

• 申請號: 202010749227.1
• 申請日: 2020-07-30
• 公開（公告）號: CN111835449A
• 公開（公告）日: 2020-10-27
• 發明（設計）人: 陳乃闊;黃登坤;鞏玉旺
• 申請（專利權）人: 山東超越數控電子股份有限公司
• 主分類號: H04J3/06
• 分類號: H04J3/06
• 代理公司: 北京連和連知識產權代理有限公司 11278
• 代理人: 宋薇薇

1.一種基于PTP協議的局域網高精度時鐘同步方法，其特征在于，所述方法包括：

主時鐘周期性的發出sync報文，記錄sync報文離開主時鐘的第一發送時間，以及sync報文到達從時鐘的第一到達時間，并記錄從時鐘發出delay_req報文的第二發送時間，以及delay_req報文到達主時鐘的第二到達時間；

在m個周期后，對得到的第一發送時間數組、第一到達時間數組、第二發送時間數組以及第二到達時間的數進行數據處理；

根據數據處理后的第一發送時間數組、第一到達時間數組、第二發送時間數組以及第二到達時間的數組獲得主從時鐘偏差和傳輸延時，利用所述主從時鐘偏差和傳輸延時修正本地時鐘進行時鐘同步。

2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法還包括：

主時鐘將所述第一發送時間封裝到Follow_up報文中，發送給從時鐘；

主時鐘將所述第二到達時間封裝到Delay_Resp報文中，發送給從時鐘。

3.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述對得到的第一發送時間數組、第一到達時間數組、第二發送時間數組以及第二到達時間的數進行數據處理，包括：

對各數組數據進行數據過濾，剔除i個最大值數據與j個最小值，以減小隨機波動因素影響。

4.如權利要求3所述的方法，其特征在于，所述方法還包括：

對數據過濾后的數組數據進行最小二乘直線擬合，直線擬合算法包括：

其中，C為常數，m為數組中數據的個數，Date為數組數據。

5.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據數據處理后的第一發送時間數組、第一到達時間數組、第二發送時間數組以及第二到達時間的數組獲得主從時鐘偏差和傳輸延時，包括：

根據以下公式計算主從時鐘偏差和傳輸延時：

其中，delay為傳輸延時，offset為主從時鐘偏差，T1為第一發送時間，T2為第一到達時間，T3為第二發送時間，T4為第二到達時間。

6.一種基于PTP協議的局域網高精度時鐘同步裝置，其特征在于，所述裝置包括：

數據記錄模塊，配置用于控制主時鐘周期性發出sync報文，記錄sync報文離開主時鐘的第一發送時間，以及sync報文到達從時鐘的第一到達時間，并記錄從時鐘發出delay_req報文的第二發送時間，以及delay_req報文到達主時鐘的第二到達時間；

數據處理模塊，配置用于在m個周期后，對得到的第一發送時間數組、第一到達時間數組、第二發送時間數組以及第二到達時間的數進行數據處理；

時鐘同步模塊，配置用于根據數據處理后的第一發送時間數組、第一到達時間數組、第二發送時間數組以及第二到達時間的數組獲得主從時鐘偏差和傳輸延時；利用所述主從時鐘偏差和傳輸延時修正本地時鐘進行時鐘同步。

7.如權利要求6所述的裝置，其特征在于，所述裝置還包括：

數據封裝模塊，配置用于：控制主時鐘將所述第一發送時間封裝到Follow_up報文中，發送給從時鐘；或者控制主時鐘將所述第二到達時間封裝到Delay_Resp報文中，發送給從時鐘。

8.如權利要求6所述的裝置，其特征在于，所述數據處理模塊還配置用于，

對各數組數據進行數據過濾，剔除i個最大值數據與j個最小值，以減小隨機波動因素影響。

9.如權利要求8所述的裝置，其特征在于，所述數據處理模塊還配置用于，

對數據過濾后的數組數據進行最小二乘直線擬合，直線擬合算法包括：

其中，C為常數，m為數組中數據的個數，Date為數組數據。

10.如權利要求6所述的裝置，其特征在于，所述時鐘同步模塊還配置用于：

根據以下公式計算主從時鐘偏差和傳輸延時：

其中，delay為傳輸延時，offset為主從時鐘偏差，T1為第一發送時間，T2為第一到達時間，T3為第二發送時間，T4為第二到達時間。