[发明专利]基于北斗定位授时和LORA通信的移动母钟及授时方法

说明书

本发明公开了一种基于北斗定位授时和LORA通信的移动母钟，包括MCU主控模块，MCU主控模块通过串口分别与LORA模块和FPGA模块连接获得FPGA和LORA所传输数据，LORA模块通过射频接口与LORA天线连接接收和发送MCU模块输出位置和时间数据，FPGA模块同时又与北斗RTD模块和高稳晶振连接，高稳晶振同时也与MCU主控模块连接，北斗RTD模块还与北斗天线连接，获取北斗位置和时间数据，所述MCU模块留有NTP、232和485串口，应用于NTP网络授时和串口授时场景，同时具有1PPS频标输出接口。本发明解决了现有技术中存在的北斗授时母钟设备体积大、且无法进行准确的定位和精准授时的问题。

技术领域

本发明属于北斗定位授时以及LORA通信技术领域，具体涉及一种基于北斗定位授时和LORA通信的移动母钟，本发明还涉及一种基于北斗定位授时和LORA通信的移动母钟的授时方法。

背景技术

目前市面上大部分北斗授时母钟，都是通过北斗卫星将时间信号传至母钟，然后将母钟收到的时间信号处理后，通过232串口，NTP网口或者433，4G,LORA等无线发送给被授时设备，从而实现母钟授时功能。而市面上LORA母钟，主要通过LORA-WAN组网的方式将LORA模块信息组网上报，再通过LORA-WAN下发到子设备上，实现授时功能。

此种无线授时母钟在无北斗信号时无法作为时间源为其他设备精准授时，而且LORA通信中LORA-WAN设备价格高昂，且设备损坏后其他LORA子设备无法正常使用；在使用此方案的LORA母钟设备体积大，不易小型化集成化，无法便携携带。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于北斗定位授时和LORA通信的移动母钟，解决了现有技术中存在的北斗授时母钟设备体积大、且无法进行准确的定位和精准授时的问题。

本发明所采用的第一技术方案是，基于北斗定位授时和LORA通信的移动母钟，包括MCU主控模块，MCU主控模块通过串口分别与LORA模块和FPGA模块连接获得FPGA和LORA所传输数据，LORA模块通过射频接口与LORA天线连接接收和发送MCU模块输出位置和时间数据，FPGA模块同时又与北斗RTD模块和高稳晶振连接，FPGA模块将北斗RTD模块调制解调出的时间信息通过串口传输给MCU模块，同时将RTD模块解调出来的1PPS秒脉冲驯服高稳晶振使高稳晶振输出与北斗RTD模块输出的1PPS秒脉冲相位和频率相同的1PPS秒脉冲，高稳晶振同时也与MCU主控模块连接，当无北斗信号覆盖或者北斗信号被遮挡时，由高稳晶振为MCU模块暂时提供可靠的1PPS信号，北斗RTD模块还与北斗天线连接，获取北斗位置和时间数据，所述MCU模块留有NTP、232和485串口，应用于NTP网络授时和串口授时场景，同时具有1PPS频标输出接口。

本发明第一技术方案的特点还在于，

MCU主控模块为基于STM32系列中的32位处理器，具体为型号为STM32F411的处理器，LORA模块为基于SX1278/1276系列，FPGA模块为XILINX的XC6SLX9系列。

本发明所采用的第二技术方案是，基于北斗定位授时和LORA通信的移动母钟的授时方法，具体按照以下步骤实施：

步骤1、采用北斗天线作为信号采集端，采集北斗卫星发射的射频信号；

步骤2、通过北斗RTD模块处理北斗天线接收到的北斗时间和位置射频信号，并对此信号进行调制解调后输出时间和位置信息通过串口通信输出给FPGA模块；

步骤3、FPGA模块将解算出来的时间和位置信息通过串口传输给MCU主控模块，另外FPGA模块通过接收到的北斗RTD模块输出的1PPS秒脉冲对高稳晶振进行驯服，为后续短暂无北斗信号覆盖或者北斗信号被遮挡的情况下，仍可以为MCU提供准确的1PPS秒脉冲信号，FPGA模块将北斗RTD模块调制解调完成的1PPS秒信号通过驯服让温补晶振输出与1PPS幅值和相位相同的频率信号；