一种时间同步方法和系统

摘要

本发明公开了一种时间同步方法和系统，该方法包括：数据汇集设备在检测到时间同步脉冲信号的接收时间窗口有效时，接收时间同步脉冲信号；基于时间同步脉冲信号生成时间同步数据包并发送至数据采集设备；当数据采集设备接收数据汇集设备通过无线通信方式发送的时间同步数据包时，记录时钟计数值；基于记录的相邻两次时钟计数值，计算得到本地时间间隔；将本地时间间隔与预设的标准时间间隔相减，得到时间间隔偏差；判断时间间隔偏差是否大于偏差阈值；若是，则调整数据采集设备的采样参数，否则，不需要调整采样参数。本发明大幅降低了时间同步数据包的延时，并且把延时控制在一个可预测的范围之内。

权利要求

1.一种时间同步的方法，其特征在于，包括：

数据汇集设备检测接收时间窗口是否有效；

当数据汇集设备检测到时间同步脉冲信号的接收时间窗口无效时，接收非时间同步数据包；

数据汇集设备在检测到时间同步脉冲信号的接收时间窗口有效时，接收全球定位系统发送的时间同步脉冲信号；

基于所述时间同步脉冲信号生成时间同步数据包并发送至数据采集设备；

当所述数据采集设备接收所述数据汇集设备通过无线通信方式发送的时间同步数据包时，记录数据采集设备内部时钟计数器的时钟计数值；

基于记录的相邻两次时钟计数值，计算得到本地时间间隔；

将本地时间间隔与预设的标准时间间隔相减，得到时间间隔偏差；

判断所述时间间隔偏差是否大于偏差阈值；

若是，则调整数据采集设备的采样参数，否则，不需要调整所述采样参数。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述数据汇集设备检测接收时间窗口是否有效的步骤包括：读取数据采集设备中的窗口时钟计数值，所述窗口时钟计数值表示以时钟计数的本地时间；

将窗口时钟计数值除以时钟频率，得到本地时间；

判断本地时间是否大于第一时间阈值且小于第二时间阈值；

若是，则所述接收时间窗口有效；否则，接收时间窗口无效。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当数据汇集设备检测到接收时间窗口有效时，数据汇集设备阻止欲发送给数据汇集设备的非时间同步数据包，和/或将所述非时间同步数据包暂存到缓冲区内并禁止读取数据汇集设备已收到的非时间同步数据包。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当数据采集设备接收到时间同步数据包之前，所述方法还包括：数据采集设备接收数据包；

判断所述数据包是否为时间同步数据包；

若是，则开始接收所述时间同步数据包。

5.根据权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，在所述数据汇集设备基于所述时间同步脉冲信号生成时间同步数据包的步骤之前，还包括：在数据汇集设备接收所述时间同步脉冲信号之前，生成所述时间同步脉冲信号所需的同步数据；

所述当数据汇集设备接收到所述时间同步脉冲信号时，基于所述时间同步脉冲信号生成时间同步数据包的步骤包括：当数据汇集设备接收到所述时间同步脉冲信号时，基于所述时间同步脉冲信号和所述同步数据生成时间同步数据包。

6.一种时间同步系统，其特征在于，包括：

数据汇集设备(100)和与所述数据汇集设备(100)无线通信连接的至少一个数据采集设备(200)；

所述数据汇集设备(100)包括：

第一时间同步模块(110)，用于在检测到时间同步脉冲信号的接收时间窗口有效时，接收全球定位系统发送的时间同步脉冲信号，并基于所述时间同步脉冲信号生成时间同步数据包；

所述第一时间同步模块(110)在检测到接收时间窗口有效时，接收时间同步脉冲信号的步骤之前，执行以下操作：检测接收时间窗口是否有效；

当检测到接收时间窗口无效时，接收非时间同步数据包；

第一无线通信模块(120)，用于将所述时间同步数据包发送至所述至少一个数据采集设备(200)；

每个所述数据采集设备(200)包括：

第二无线通信模块(210)，用于接收所述数据汇集设备通过无线通信方式发送的时间同步数据包；

第二时间同步模块(220)，用于当第二无线通信模块(210)接收所述数据汇集设备通过无线通信方式发送的时间同步数据包时，记录数据采集设备(200)内部时钟计数器的时钟计数值；基于记录的相邻两次时钟计数值，计算得到本地时间间隔；将本地时间间隔与预设的标准时间间隔相减，得到时间间隔偏差；判断所述时间间隔偏差是否大于偏差阈值；若是，则调整数据采集设备的采样参数，否则，不需要调整所述采样参数。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述第一时间同步模块(110)检测接收时间窗口是否有效时执行以下操作：读取数据采集设备中的窗口时钟计数值，所述窗口时钟计数值表示以时钟计数的本地时间；

将窗口时钟计数值除以时钟频率，得到本地时间；

判断本地时间是否大于第一时间阈值且小于第二时间阈值；

若是，则所述接收时间窗口有效；否则，接收时间窗口无效。

8.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，当第一时间同步模块(110)检测到接收时间窗口有效时，阻止欲发送给第一无线通信模块(120)的非时间同步数据包，和/或将所述非时间同步数据包暂存到缓冲区内并禁止读取已收到的非时间同步数据包。

9.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，在所述第二时间同步模块(220)接收到所述时间同步数据包之前，执行以下操作：接收数据包；

判断所述数据包是否为时间同步数据包；

若是，则开始接收所述时间同步数据包。

10.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，在所述第一时间同步模块(110)基于所述时间同步脉冲信号生成时间同步数据包的步骤之前，执行以下操作：在第一无线通信模块(120)接收所述时间同步脉冲信号之前，生成所述时间同步脉冲信号所需的同步数据；

所述当第一无线通信模块(120)接收到所述时间同步脉冲信号时，执行以下操作：当第一时间同步模块(110)接收到所述时间同步脉冲信号时，基于所述时间同步脉冲信号和所述同步数据生成时间同步数据包。

说明书

一种时间同步方法和系统

技术领域

[0001] 本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种时间同步方法和系统。

背景技术

[0002] 全球电力骨干网络是三相交流电力系统，频率为50Hz或者60Hz。为了保证电力系统的稳定运行，需要对三相交流电的电压和电流进行准确的测量。现代主流测量技术都是基于计算机的数字化测量技术，首先会通过电压和电流传感器(或者互感器)把高电压、大电流的信号(即电力系统一次信号)转换为适合测量的幅值较小的电压或者电流信号(即电力系统二次信号)，然后送入ADC(模数转换器)进行量化变成数字信号，并利用数字信号处理技术对采集到的信号进行相应的变换、计算，从而感知单个电力设备以及局部电网或者全局电网的工作状态，并进一步做故障判断与隔离、稳态与暂态控制、参数估计、故障预测等等应用。

[0003] 单个电力设备的数据采集与计算，对于电力系统的作用，相当于人的眼睛或者耳朵对于人的大脑的作用。智能电网的技术方向是通过布设大量的智能传感器，来感知各种电力设备(如变压器、线路、开关)的数据，并由单个设备的采样数据计算出电网的工作状态。电力系统设备本身在物理空间上是分散的，因此对设备的数据采集也是分散进行的，然后通过有线或者无线通信把分散的数据汇集到后台的中心机房，才能够做进一步计算。

[0004] 电力信号在电力设备中的传输速度接近光速，即每秒30万公里，或者说每微秒(us)300米。为了准确感知电力系统的整体状态，必须要获取同一时刻各个电力设备的数据，如果各个设备的采样数据在时间上差异太大，计算出的结果是没有意义的。比如在小电流接地配电网的单相接地故障定位这个应用领域，通过暂态零序电流进行故障定位是公认效果最好的故障定位方法，但是故障定位的前提是零序电流的测量一定要准确，各相电流的采样时间偏差要控制在10us以内。在行波保护和雷电波定位这类应用领域，由于需要用时间差来计算空间距离，因此各个数据采集点的时间偏差要控制在1us以内。物理空间上分散的众多设备，要保证他们的采样时间严格同步，或者说把采样时间的偏差控制在10us以内，甚至1us，这是非常有挑战的。

[0005] 电力系统存在这么一类应用：需要用多个设备分别采集三相电压三相电流，然后再把采集到的数据通过无线通信的方式汇集到本地的汇集设备中，由汇集设备通过有线或者无线通信上传到电网的后台进行数据处理。配电网故障指示器就是这样的设备。

[0006] 要保证各相的数据采集严格同步，需要汇集设备为各个采集设备提供统一的时间基准，而汇集设备的时间基准一般来自全球定位系统，如GPS，北斗等。因而就形成了全球定位系统->汇集设备进行定时信息的接收和分发->采集设备接收定时信息，这样的三级时间同步体系。本发明的方法主要解决后两级之间通过无线通信技术进行时间同步的问题。

[0007] 现有通过无线通信技术进行时间同步的技术方案如图1所示。方案中采用通用的无线通信技术，用同一个无线通信信道，用时分复用的方式传输数据和时间同步信息。该技术方案有严重的技术缺陷，不能保证多个数据采集设备之间的时间同步精度(即同步误差过大)，主要原因在于：

[0008] 1、从GPS/北斗接收模块发出的定时脉冲信号(如秒脉冲信号，PPS，Pulse Per Second)一般是通过外部或者内部中断的方式送给CPU进行处理的，当定时脉冲信号有效时，CPU可能在处理更高优先级的任务而不能及时处理定时脉冲的中断请求。CPU开始处理定时脉冲中断的时候，为了保证无线通信的正确性，首先要读取相关寄存器的状态，如果无线通信模块允许发送时间同步信息，才能够把时间同步信息写入无线通信模块中，无线通信模块接收到完整的数据包以后才会启动无线发送。从定时脉冲有效，到无线通信模块开始发送无线信号，这之间的延时比较大，并且不固定。

[0009] 2、由于同一个无线通信信道要以时分复用的方式分别传送数据和时间同步信息，当接收到全球定位模块发过来的定时脉冲信号时，无线通信模块有可能正好在进行其它数据包的传输，这样需要等当前数据包传输结束以后才能够传输时间同步信息，因而时间同步信息的分发就引入了额外的不确定的延时。

[0010] 3、在数据采集设备中，首先通过无线通信接收模块接收到无线数据包，然后给CPU发送中断申请，由CPU读取并分析数据包的内容，才能够判断本次无线通信的数据包是时间同步信息，或者是其它的数据。如果是时间同步信息，CPU才去读取数据包携带的时间信息，并调整AD采集的参数。由于采用CPU来进行时间同步，造成在数据采集设备中，从开始接收到无线通信信号，到真正调整AD采集的参数，中间的延时比较长，并且不固定。

[0011] 由于上述原因，造成了从定时脉冲信号有效，到采集器的AD采样参数生效，这中间的延迟一般比较大，比如在50us左右。并且延迟不固定，即采用同样的技术原理进行技术实现，有些设备的延迟大，有些设备的延迟小；或者同一个设备，相邻两次时间同步的延迟也不同并且差异比较大。这样就造成了各个设备之间，时间同步的误差很大，导致较大的数据采集和数据合成误差，这些误差在某些应用场景下(如故障定位)会降低数据的可用性，在某些应用场景下(如行波保护、雷电波检测)会导致数据完全失去时间参考性从而造成数据完全不可用。

发明内容

[0012] 本发明的目的是提供一种时间同步方法和系统，本发明解决了现有技术中时间同步信息的发送会引入额外的、不确定的延时的问题，本发明利用时间同步模块替代了CPU进行时间同步，时间同步模块在时间窗口有效时，仅接收时间同步数据包，大幅降低了时间同步数据包的延时，并且把延时控制在一个可预测的范围之内。

[0013] 为解决上述问题，本发明的第一方面提供了一种时间同步信息方法，该方法包括：

[0014] 数据汇集设备在检测到时间同步脉冲信号的接收时间窗口有效时，接收全球定位系统发送的时间同步脉冲信号；

[0015] 基于所述时间同步脉冲信号生成时间同步数据包并发送至数据采集设备；

[0016] 当所述数据采集设备接收所述数据汇集设备通过无线通信方式发送的时间同步数据包时，记录数据采集设备内部时钟计数器的时钟计数值；

[0017] 基于记录的相邻两次时钟计数值，计算得到本地时间间隔；

[0018] 将本地时间间隔与预设的标准时间间隔相减，得到时间间隔偏差；

[0019] 判断所述时间间隔偏差是否大于偏差阈值；

[0020] 若是，则调整数据采集设备的采样参数，否则，不需要调整所述采样参数。

[0021] 进一步地，在所述数据汇集设备在检测到接收时间窗口有效时，接收时间同步脉冲信号的步骤之前，还包括：

[0022] 数据汇集设备检测接收时间窗口是否有效；

[0023] 当数据汇集设备检测到接收时间窗口无效时，接收非时间同步数据包。

[0024] 进一步地，所述数据汇集设备检测接收时间窗口是否有效的步骤包括：

[0025] 读取数据采集设备中的窗口时钟计数值，所述窗口时钟计数值表示以时钟计数的本地时间；

[0026] 将窗口时钟计数值除以时钟频率，得到本地时间；

[0027] 判断本地时间是否大于第一时间阈值且小于第二时间阈值；

[0028] 若是，则所述接收时间窗口有效；否则，接收时间窗口无效。

[0029] 进一步地，当数据汇集设备检测到接收时间窗口有效时，数据汇集设备阻止欲发送给数据汇集设备的非时间同步数据包，和/或将所述非时间同步数据包暂存到缓冲区内并禁止读取数据汇集设备已收到的非时间同步数据包。

[0030] 进一步地，当数据采集设备接收到时间同步数据包之前，所述方法还包括：

[0031] 数据采集设备接收数据包；

[0032] 判断所述数据包是否为时间同步数据包；

[0033] 若是，则开始接收所述时间同步数据包。

[0034] 进一步地，在所述数据汇集设备基于所述时间同步脉冲信号生成时间同步数据包的步骤之前，还包括：

[0035] 在数据汇集设备接收所述时间同步脉冲信号之前，生成所述时间同步脉冲信号所需的同步数据；

[0036] 所述当数据汇集设备接收到所述时间同步脉冲信号时，基于所述时间同步脉冲信号生成时间同步数据包的步骤包括：

[0037] 当数据汇集设备接收到所述时间同步脉冲信号时，基于所述时间同步脉冲信号和所述同步数据生成时间同步数据包。

[0038] 根据本发明的另一个方面提供了一种时间同步系统，包括：

[0039] 数据汇集设备和与所述数据汇集设备无线通信连接的至少一个数据采集设备；

[0040] 所述数据汇集设备包括：

[0041] 第一时间同步模块，用于在检测到时间同步脉冲信号的接收时间窗口有效时，接收全球定位系统发送的时间同步脉冲信号，并基于所述时间同步脉冲信号生成时间同步数据包；

[0042] 第一无线通信模块，用于将所述时间同步数据包发送至所述至少一个数据采集设备；

[0043] 每个所述数据采集设备包括：

[0044] 第二无线通信模块，用于接收所述数据汇集设备通过无线通信方式发送的时间同步数据包；

[0045] 第二时间同步模块，用于当第二无线通信模块接收所述数据汇集设备通过无线通信方式发送的时间同步数据包时，记录数据采集设备内部时钟计数器的时钟计数值；基于记录的相邻两次时钟计数值，计算得到本地时间间隔；将本地时间间隔与预设的标准时间间隔相减，得到时间间隔偏差；判断所述时间间隔偏差是否大于偏差阈值；若是，则调整数据采集设备的采样参数，否则，不需要调整所述采样参数。

[0046] 进一步地，所述第一时间同步模块在检测到接收时间窗口有效时，接收时间同步脉冲信号的步骤之前，执行以下操作：

[0047] 检测接收时间窗口是否有效；

[0048] 当检测到接收时间窗口无效时，接收非时间同步数据包。

[0049] 进一步地，所述第一时间同步模块检测接收时间窗口是否有效时执行以下操作：

[0050] 读取数据采集设备中的窗口时钟计数值，所述窗口时钟计数值表示以时钟计数的本地时间；

[0051] 将窗口时钟计数值除以时钟频率，得到本地时间；

[0052] 判断本地时间是否大于第一时间阈值且小于第二时间阈值；

[0053] 若是，则所述接收时间窗口有效；否则，接收时间窗口无效。

[0054] 进一步地，当第一时间同步模块检测到接收时间窗口有效时，阻止欲发送给第一无线通信模块的非时间同步数据包，和/或将所述非时间同步数据包暂存到缓冲区内并禁止读取已收到的非时间同步数据包。

[0055] 进一步地，在所述第二时间同步模块接收到所述时间同步数据包之前，执行以下操作：

[0056] 接收数据包；

[0057] 判断所述数据包是否为时间同步数据包；

[0058] 若是，则开始接收所述时间同步数据包。

[0059] 进一步地，在所述第一时间同步模块基于所述时间同步脉冲信号生成时间同步数据包的步骤之前，执行以下操作：

[0060] 在第一无线通信模块接收所述时间同步脉冲信号之前，生成所述时间同步脉冲信号所需的同步数据；

[0061] 所述当第一无线通信模块接收到所述时间同步脉冲信号时，执行以下操作：

[0062] 当第一时间同步模块接收到所述时间同步脉冲信号时，基于所述时间同步脉冲信号和所述同步数据生成时间同步数据包。

[0063] 本发明通过时间同步模块代替CPU进行时间同步，时间同步模块在时间窗口有效时，仅接收时间同步数据包，大幅降低了时间同步数据包的延时，并且把延时控制在一个可预测的范围之内。

[0064] 本发明的上述技术方案具有如下有益的技术效果：本发明旨在保护一种基于时间同步信息调整采样参数的方法和系统，本发明通过时间同步模块代替CPU进行时间同步，通过时间同步模块设定时间窗口，使得该时间窗口在特定时间内发送时间同步信息，以保证时间同步信息的发送不会引入额外的、不确定的延时；且时间同步模块既能够发送时间同步信息也能够发送非时间同步信息，构成一定时发送时间同步信息的专用无线通信通道。本发明能够减小端到端的时间延时，并能够将延时固定在一个比较小的范围，通过本发明能够使得各个数据采集设备可以达到更高的时间同步精度，相对于现有技术，本发明的时间同步精度提高了5-10倍，能够实现10us以内的时间同步精度。

附图说明

[0065] 图1是现有技术中的时间同步系统的结构示意图；

[0066] 图2是本发明的时间同步方法的流程示意图；

[0067] 图3是根据本发明第二实施方式的接收时间窗口无效的流程示意图；

[0068] 图4是根据本发明第三实施方式的检测接收时间窗口是否有效的流程示意图；

[0069] 图5是根据本发明第四实施方式的时间同步系统的结构示意图。

具体实施方式

[0070] 为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。

[0071] 图2是本发明的时间同步方法的流程示意图。

[0072] 如图2所示，本发明的一种时间同步方法，应用于时间同步系统，所述系统包括：数据汇集设备100和与数据汇集设备无线通信连接的至少一个数据采集设备200，该方法包括：

[0073] 步骤S100，数据汇集设备100在检测到时间同步脉冲信号的接收时间窗口有效时，接收全球定位系统发送的时间同步脉冲信号。

[0074] 全球定位系统每间隔预定时间周期(如1秒)向数据汇集设备100发送时间同步脉冲信号，数据汇集设备100接收到时间同步脉冲信号后，同样每间隔预定时间周期(如1秒、2秒等等)输出时间同步脉冲信号。全球定位系统的预定时间周期与数据汇集设备的预定时间周期可相同也可不相同，例如均为1秒，或者其中一个为1秒，另一个为2秒，例如可以是全球定位系统的预定时间周期为1，数据汇集设备的预定时间周期为2，不可反之。数据汇集设备的时间同步周期一般需大于或等于全球定位系统的时间周期。

[0075] 在一实施方式中，当数据汇集设备检测到接收时间窗口有效时，数据汇集设备阻止欲发送给数据汇集设备的非时间同步数据包，和/或将所述非时间同步数据包暂存到缓冲区内并禁止读取数据汇集设备已收到的非时间同步数据包。具体地，当数据汇集设备检测到接收时间窗口有效时，数据汇集设备会阻止将要发送给数据汇集设备的非时间同步数据包，和/或将已收到的非时间同步数据包暂时缓存到缓冲区内并禁止其他模块读取数据汇集设备已收到的非时间同步数据包。

[0076] 步骤S200，基于时间同步脉冲信号生成时间同步数据包并发送至数据采集设备。

[0077] 在一实施方式中，在数据汇集设备基于时间同步脉冲信号生成时间同步数据包的步骤200之前，还包括：在数据汇集设备接收所述时间同步脉冲信号之前，生成时间同步脉冲信号所需的同步数据；当数据汇集设备接收到所述时间同步脉冲信号时，基于时间同步脉冲信号和同步数据生成时间同步数据包。

[0078] 本步骤中，在数据汇集设备100接收时间同步脉冲信号之前，数据汇集设备100会预先生成通过无线通信方式发送的时间同步信息所需的同步数据，所述同步数据包括但不限于：当前系统时间，当前位置，数据汇集设备100或者其它采集设备的状态，局部或者整体电力系统的工作状况(比如是否处于故障状态)，以及发送给数据采集设备200的控制命令等等。只要是与时间同步信息一起发送给数据采集设备200的信息，都需要预先生成。数据汇集设备100一旦接收到时间同步脉冲信号，即刻可以通过无线通信方式发出时间同步信息。

[0079] 步骤S300，当数据采集设备200接收所述数据汇集设备通过无线通信方式发送的时间同步数据包时，记录数据采集设备200内部时钟计数器的时钟计数值。

[0080] 具体地，数据采集设备200内部设有时钟计数器，用于记录时钟计数值。一旦数据采集设备200接收数据汇集设备100发送的时间同步数据包时，记录时钟计数值。

[0081] 步骤S400，基于记录的相邻两次时钟计数值，计算得到本地时间间隔。

[0082] 具体地，例如可以根据本次时钟计数值与前一次时钟计数值，计算本地时间间隔。将本次时钟计数值除以时钟频率得到本次本地时间，同样地，前一次时钟计数值除以时钟频率得到前一次本地时间，将本次本地时间与前一次本地时间相减，得到本地时间间隔。

[0083] 步骤S500，将本地时间间隔与预设的标准时间间隔相减，得到时间间隔偏差。

[0084] 步骤S600，判断所述时间间隔偏差是否大于偏差阈值。

[0085] 步骤S700，若是，则调整数据采集设备的采样参数；

[0086] 步骤S800，否则，不需要调整所述采样参数。

[0087] 具体地，将本地时间间隔与预设的标准时间间隔相减，得到时间间隔偏差，比较时间间隔偏差与偏差阈值的大小，若时间间隔偏差大于偏差阈值，表示本地时间偏离得太多，则调整采样参数，否则，不调整采样参数。所述采样参数包括但不限于：本地时钟速度，采样时间间隔，起始采样时刻等等。

[0088] 图3是根据本发明第二实施方式的接收时间窗口无效的流程示意图。

[0089] 如图3所示，在所述数据汇集设备在检测到接收时间窗口有效时，接收时间同步脉冲信号的步骤S100之前，还包括：

[0090] 步骤T10，数据汇集设备检测接收时间窗口是否有效。

[0091] 步骤T20，当数据汇集设备检测到接收时间窗口无效时，接收非时间同步数据包。

[0092] 具体地，数据汇集设备实时检测接收时间窗口是否有效，当检测到接收时间窗口有效时，接收时间同步数据包，否则，接收非时间同步数据包。非时间同步数据包可以是除了时间同步数据包之外的其他任何数据包。

[0093] 图4是根据本发明第三实施方式的检测接收时间窗口是否有效的流程示意图。

[0094] 如图4所示，在一实施方式中，所述数据汇集设备检测接收时间窗口是否有效的步骤T10包括：

[0095] 步骤T11，读取数据采集设备中的窗口时钟计数值，所述窗口时钟计数值表示以时钟计数的本地时间；

[0096] 步骤T12，将窗口时钟计数值除以时钟频率，得到本地时间；

[0097] 步骤T13，判断本地时间是否大于第一时间阈值且小于第二时间阈值；

[0098] 步骤T14，若是，则所述接收时间窗口有效。

[0099] 步骤T15，否则，接收时间窗口无效。

[0100] 具体地，读取数据采集设备中的窗口时钟计数值，将窗口时钟计数值除以时钟频率，得到本地时间，判断本地时间是否大于第一时间阈值且小于第二时间阈值，若是，则接收时间窗口有效，否则，接收时间窗口无效。其中，第一时间阈值小于第二时间阈值。

[0101] 在一实施方式中，所述接收时间同步数据包的步骤T10之前，还包括：

[0102] 步骤Y1，数据采集设备200接收数据包；

[0103] 步骤Y2，判断所述数据包是否为时间同步数据包；

[0104] 步骤Y2，若是，则开始接收所述时间同步数据包。

[0105] 具体地，在接收时间同步数据包时，数据采集设备实时接收数据包，并通过时间同步属性信息实时判断接收的数据包是否为时间同步数据包，若是，则开始接收时间同步数据包。

[0106] 图5是根据本发明第四实施方式的时间同步系统的结构示意图。

[0107] 如图5所示，本发明第四实施方式的时间同步系统，包括：数据汇集设备100和与所述数据汇集设备100无线通信连接的至少一个数据采集设备200。

[0108] 所述数据汇集设备100包括：第一时间同步模块110和第一无线通信模块120。

[0109] 第一时间同步模块110，用于在检测到时间同步脉冲信号的接收时间窗口有效时，接收全球定位系统发送的时间同步脉冲信号并基于所述时间同步脉冲信号生成时间同步数据包。其中，全球定位系统每间隔预定时间周期向数据汇集设备发送所述时间同步脉冲信号。

[0110] 在一实施方式中，所述第一时间同步模块110在检测到接收时间窗口有效时，接收时间同步脉冲信号的步骤之前，执行以下操作：检测接收时间窗口是否有效；当检测到接收时间窗口无效时，接收非时间同步数据包。

[0111] 在一实施方式中，所述第一时间同步模块110检测接收时间窗口是否有效时执行以下操作：读取数据采集设备200中的窗口时钟计数值，所述窗口时钟计数值表示以时钟计数的本地时间；将窗口时钟计数值除以时钟频率，得到本地时间；判断本地时间是否大于第一时间阈值且小于第二时间阈值；若是，则所述接收时间窗口有效；否则，接收时间窗口无效。

[0112] 在一实施方式中，当第一时间同步模块110检测到接收时间窗口有效时，阻止欲发送给第一无线通信模块120的非时间同步数据包，和/或将所述非时间同步数据包暂存到缓冲区内并禁止读取已收到的非时间同步数据包。

[0113] 在一实施方式中，在所述第一时间同步模块110基于所述时间同步脉冲信号生成时间同步数据包的步骤之前，执行以下操作：在第一无线通信模块120接收所述时间同步脉冲信号之前，生成所述时间同步脉冲信号所需的同步数据；所述当第一无线通信模块120接收到所述时间同步脉冲信号时，执行以下操作：当第一时间同步模块110接收到所述时间同步脉冲信号时，基于所述时间同步脉冲信号和所述同步数据生成时间同步数据包。

[0114] 第一无线通信模块120，与所述第一时间同步模块110连接，将所述时间同步数据包发送至所述数据采集设备200。

[0115] 每个所述数据采集设备200包括：第二无线通信模块210和第二时间同步模块220。

[0116] 第二无线通信模块210，用于接收所述数据汇集设备100通过无线通信方式发送的时间同步数据包。

[0117] 在一实施方式中，在所述第二无线通信模块120接收到所述时间同步数据包之前，执行以下操作：接收数据包；判断所述数据包是否为时间同步数据包；若是，则开始接收所述时间同步数据包。

[0118] 第二时间同步模块220，与所述第二无线通信模块210连接，当第二无线通信模块210接收所述数据汇集设备通过无线通信方式发送的时间同步数据包时，记录数据采集设备200内部时钟计数器的时钟计数值；基于记录的相邻两次时钟计数值，计算得到本地时间间隔；将本地时间间隔与预设的标准时间间隔相减，得到时间间隔偏差；判断所述时间间隔偏差是否大于偏差阈值；若是，则调整数据采集设备的采样参数，否则，不需要调整所述采样参数。在本发明中，若时间间隔偏差大于偏差阈值，则向AD控制器发送调整采样参数的指令；否则，向AD控制器发送不调整本地采样参数的指令。

[0119] 上述各模块的执行过程具体参见前述方法描述，此处不在赘述。

[0120] 本发明旨在保护一种时间同步方法和系统，本发明通过时间同步模块代替CPU进行时间同步，通过时间同步模块设定时间窗口，使得该时间窗口在特定时间内发送时间同步信息，以保证时间同步信息的发送不会引入额外的、不确定的延时；且时间同步模块既能够发送时间同步信息也能够发送非时间同步信息，构成一定时发送时间同步信息的专用无线通信通道。本发明能够减小端到端的时间延时，并能够将延时固定在一个比较小的范围，通过本发明能够使得各个数据采集设备可以达到更高的时间同步精度，相对于现有技术，本发明的时间同步精度提高了5-10倍，能够实现10us以内的时间同步精度。

[0121] 应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。