树莓派做一个获取GPS时间的NTP服务器

由于单位用的是内部网络，机器时间无法与internet同步，导致内网的所有设备各自为政，对工作和管理带来的麻烦说不清，为解决这个问题，决定用手里的树莓派做通过GPS获取时间，然后提供NTP服务。在某宝逛了一圈，找到一个GPS模块L76X GPS Module，91包邮，就下手拿来做测试吧！。

第一步：烧录系统

下载烧录树莓派系统，到官网下载了一个Raspberry Pi Imager，烧录的最新的系统；本文用的是包含桌面版的的镜像（Raspberry Pi OS）,烧录好以后拔出读卡器，再插回去，修改一下无线鼠标卡顿的问题。
打开 /boot/cmdline.txt，在最后面加上空格在输入 usbhid.mousepoll=0；然后把TF卡插入树莓派开启做初始化设置。

第二步：接线

将模块上的接口依次连接到树莓派上GPIO：

如下图接法：

这是我接好的照片：

第三步：配置树莓派串口

1、关闭串口登录功能
关闭树莓派的串口登陆功能，使得树莓派可以使用GPIO 14和GPIO15作为串口通信。
进入系统后，进行配置：

sudo raspi-config

选择【Interface Options】找到【Serial Port】回车进入，第一个问使用串口登录（关闭），第二个问是否开启串口（开启）

2、关闭蓝牙功能
需要注意的是Raspberry-Pi 3相比于1和2在使用串口的时候会有问题

原因是树莓派CPU内部有两个串口，一个是硬件串口(官方称为PL011
UART)，一个是迷你串口(官方成为mini-uart)。在树莓派2B/B+这些老版树莓派上，官方设计时都是将“硬件串口”分配给GPIO中的UART(GPIO14&GPIO15)，因此可以独立调整串口的速率和模式。而树莓派3的设计上，官方在设计时将硬件串口分配给了新增的蓝牙模块上，而将一个没有时钟源，必须由内核提供时钟参考源的“迷你串口”分配给了GPIO的串口，这样以来由于内核的频率本身是变化的，就会导致“迷你串口”的速率不稳定，这样就出现了无法正常使用的情况。

A、修改/boot/config.txt

sudo nano /boot/config.txt

把 enable_uart=0 改为 enable_uart=1；
在最后面添加

dtoverlay=pi3-miniuart-bt
force_turbo=1

B、修改/boot/cmdline.txt

sudo nano /boot/cmdline.txt

删除所有的console=xxx的语句，例如将

console=tty1 root=PARTUUID=06850cc7-02 rootfstype=ext4 fsck.repair=yes rootwait quiet splash plymouth.ignore-serial-consoles usbhid.mousepoll=0

改为

root=PARTUUID=06850cc7-02 rootfstype=ext4 fsck.repair=yes rootwait quiet splash plymouth.ignore-serial-consoles usbhid.mousepoll=0

C、修改蓝牙服务 /lib/systemd/system/hciuart.service

sudo nano /lib/systemd/system/hciuart.service

修改[Unit]中的After字段，由

After=dev-serial1.device

改至

After=dev-ttyS0.device

修改[Service]中的ExecStart字段，由

ExecStart=/usr/bin/btuart

改成

ExecStart=/usr/lib/hciattach /dev/ttyS0 bcm43xx 460800 noflow -

注：其中的bcm43xx真的是xx哦

保存退出后，直接reboot重启派，串口接下来可以用作通信了

D、测试串口

cat /dev/ttyAMA0

如果显示上面的数据，那就证明以上的工作正常了！

第四步：安装PPS-tools

A、PPS-tools

sudo apt-get install pps-tools

sudo apt-get install libcap-dev

B、修改/boot/config.txt

sudo nano /boot/config.txt

在文件的最后加入如下内容保存退出

dtoverlay=pps-gpio,gpiopin=18

C、修改/etc/modules

sudo nano /etc/modules

在文件的最后加入如下内容保存退出

pps-gpio

到此PPS-tools的安装配置完成，reboot重启派测试一下PPS是否正常

D、测试PPS是否正常

使用 lsmod | grep pps 验证模块是否正常加载
如输出下面信息，说明工作正常

使用 dmesg | grep pps 命令检查 PPS GPIO 是否被配置

若输出如下信息系正常

使用 sudo ppstest /dev/pps0 将会看到类似下面的输出

正常情况下每一秒输出一条，如果发现输出间隔不是一秒，可能是连线错误或者 GPS 模块未设置导致的，如果出现time_pps_fetch() error -1 (Connection timed out) 说明信号不好，试试放到室外。

第五步：安装GPSD

sudo apt install gpsd gpsd-clients python3-gps

安装后修改 /etc/default/gpsd 文件

sudo nano /etc/default/gpsd

修改如下：

DEVICES="/dev/ttyAMA0"
GPSD_OPTIONS="-n -G"

配置开机启动服务，修改/lib/systemd/system/gpsd.service文件

sudo nano /lib/systemd/system/gpsd.service

修改[Unit]中的After=chrony.service至Before=chrony.service

保存退出后，运行以下命令，设为开机启动

sudo systemctl enable gpsd

再reboot重启以下树莓派

接下来通过运行

cgps -s

来查看gpsd的数据，你将会看到类似下面的输出

第六步：安装 chrony

sudo apt install chrony -y

安装后修改配置文件 /etc/chrony/chrony.conf

sudo nano /etc/chrony/chrony.conf

在最后加上：

refclock PPS /dev/pps0 lock GPSD prefer refid PPS
refclock SHM 0 offset 0.0 delay 0.2 refid GPSD
allow

并检查一下配置文件是否包含一下内容，如果没有，就添加进去

leapsectz right/UTC
makestep 1.0 -1
rtcsync

配置完成后重启服务

sudo service chrony restart

可以通过下面两个命令来查看连接状态

watch -n1 chronyc sources -v
watch -n1 chronyc sourcestats -v

好了，现在其他设备可以直接把时间同步服务器设为树莓派的IP即可同步了！！写了一个小时，做个记录，以后忘记了可以看看！！

参考资源：
https://www.txisfine.cn/archives/b3317436
https://blog.csdn.net/xiaohu50/article/details/78731534

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