【技術(shù)分享】車路協(xié)同系統(tǒng)時間同步那些事兒

大家好，我是星創(chuàng)易聯(lián)的林工，從事物聯(lián)網(wǎng)通信這一行也有些年頭了。最近在做車路協(xié)同項目，遇到不少關(guān)于時間同步的問題，今天跟大家分享一下實際項目中是怎么處理的。

先說個簡單的例子吧。大家看電影的時候經(jīng)常聽到"5點40準(zhǔn)時行動，現(xiàn)在對表，5點30分"這種臺詞對吧？為啥要對表？道理很簡單：

• 你的表快了1小時，我準(zhǔn)時到了，你早就撤了

• 大家都得聽一個人的，不然信息傳遞就亂套了

車路協(xié)同也是這個道理。路口的RSU要跟車上的OBU通信，邊緣計算設(shè)備要處理傳感器數(shù)據(jù)，如果時間不同步，那數(shù)據(jù)就對不上了。想象一下，車輛位置信息說是10點30分01秒的，但是紅綠燈狀態(tài)數(shù)據(jù)時間戳是10點30分03秒，這2秒的誤差在高速行駛的場景下可能就是幾十米的距離差！

核心設(shè)備：靠GPS就夠了

RSU、OBU這些核心設(shè)備基本都自帶GPS授時模塊，精度能達到微秒級別。我們用的星創(chuàng)易聯(lián)的SL8561系列模塊就集成了高精度GPS授時功能，開機后自動校時，基本不用擔(dān)心。

路側(cè)設(shè)備：PTP時間服務(wù)器是關(guān)鍵

這里就是重頭戲了。路口那些攝像頭、毫米波雷達、激光雷達，還有邊緣計算盒子，它們通常不直接聯(lián)網(wǎng)，怎么同步時間？我們的做法是在每個路口機柜里放一臺PTP時間服務(wù)器。這臺服務(wù)器：

• 通過GPS獲取標(biāo)準(zhǔn)時間

• 作為整個路口設(shè)備的時間基準(zhǔn)

• 其他設(shè)備通過以太網(wǎng)連接到這臺服務(wù)器進行時間同步

具體配置：

網(wǎng)絡(luò)拓撲：GPS天線 -> PTP服務(wù)器 -> 交換機 -> 各類傳感器設(shè)備同步精度：通常能達到亞微秒級別更新頻率：每秒校時一次

實際部署中遇到的坑

坑1：隧道里沒GPS信號

問題： 隧道、地下車庫這些地方GPS信號弱或者沒信號解決方案：

• 用光纖傳輸GPS信號到隧道內(nèi)

• 或者用高精度的晶振時鐘，定期與隧道外的GPS時間服務(wù)器同步

坑2：設(shè)備啟動時間不一致

有次調(diào)試發(fā)現(xiàn)，明明都配置了同一個時間服務(wù)器，但是有些設(shè)備時間就是對不上。后來發(fā)現(xiàn)是設(shè)備啟動順序問題：

• PTP服務(wù)器要最先啟動并穩(wěn)定

• 其他設(shè)備啟動后需要等待一定時間才能完成時間同步

• 建議預(yù)留至少30秒的同步時間

坑3：網(wǎng)絡(luò)延時影響同步精度

經(jīng)驗總結(jié)：

• 盡量用有線網(wǎng)絡(luò)，WiFi的延時抖動太大

• 交換機要支持PTP透傳功能

• 網(wǎng)絡(luò)負載高的時候時間同步精度會下降

根據(jù)我們實際項目經(jīng)驗：PTP時間服務(wù)器： 推薦用工業(yè)級的，帶雙GPS天線的型號，冗余設(shè)計更可靠交換機： 必須支持IEEE 1588v2協(xié)議，推薦用支持硬件時間戳的工業(yè)以太網(wǎng)交換機GPS天線： 選擇高增益、全向的，安裝位置要避開金屬遮擋

時間同步看起來是個小問題，但在車路協(xié)同這種對實時性要求極高的應(yīng)用場景下，任何一個微小的時間誤差都可能導(dǎo)致系統(tǒng)異常。我們在實際項目中，通過GPS+PTP的組合方案，基本能保證整個路段設(shè)備的時間同步精度在100納秒以內(nèi)，完全滿足車路協(xié)同的應(yīng)用需求。有類似項目經(jīng)驗的朋友歡迎交流，遇到具體技術(shù)問題也可以私信討論。