NTPサーバーから正確な時間を取得する

時間を知るためにはいろいろ方法があります。

マイコン内でカウンタを設けて時間を計ったり、リアルタイムクロック(RTC)モジュールで時間を計ったり、JSTグループのサーバーにアクセスして時間を読み取ったり、、、など

その中でも正確に時間の測定が出来るNTP(Network Time Protocol)にアクセスして時刻を取得したいと思います。

マイコンはArduino環境で動いてWifiが使えれば何でもいいです。本記事ではESP32を使用しました。

NTP(Network Time Protocol)
時刻取得コード
おわりに

NTP(Network Time Protocol)

NTPとはネットワーク上に接続されている機器たちの時刻同期に用いられるプロトコルです。さらにNTPはネットワークの送信/受信の時間を考慮することで遅延時間を推測し誤差の少ない時刻同期を実現することが出来ます。

公開されているNTPサーバーは何種類かありますが、今回は【情報通信研究機構】の公開NTPサーバーを使用していきますね。

NTPサーバー名：ntp.nict.jp

ちなみに、送受信の時間を考慮して同期を取っているといっても全く誤差がない訳ではなく自身のネット環境によっては数ミリ～数百ミリまでは誤差が出る可能性があると書いてあります。

時刻取得コード

#include <WiFi.h>
#include "time.h"

const char* ssid       = "YOUR_SSID";
const char* password   = "YOUR_PASS";

const char* ntpServer = "pool.ntp.org";
const long  gmtOffset_sec = 3600;
const int   daylightOffset_sec = 0;

void printLocalTime()
{
  struct tm timeinfo;
  if(!getLocalTime(&timeinfo)){
    Serial.println("Failed to obtain time");
    return;
  }
  Serial.println(&timeinfo, "%A, %B %d %Y %H:%M:%S");
}

void setup()
{
  Serial.begin(115200);
  
  //connect to WiFi
  Serial.printf("Connecting to %s ", ssid);
  WiFi.begin(ssid, password);
  while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) {
      delay(500);
      Serial.print(".");
  }
  Serial.println(" CONNECTED");
  
  //init and get the time
  configTime(gmtOffset_sec, daylightOffset_sec, ntpServer);
  printLocalTime();

  //disconnect WiFi as it's no longer needed
  WiFi.disconnect(true);
  WiFi.mode(WIFI_OFF);
}

void loop()
{
  delay(1000);
  printLocalTime();
}

#include <WiFi.h>

#include "time.h"

const char* ssid = "YOUR_SSID";

const char* password = "YOUR_PASS";

const char* ntpServer = "pool.ntp.org";

const long gmtOffset_sec = 3600;

const int daylightOffset_sec = 0;

void printLocalTime()

{

struct tm timeinfo;

if(!getLocalTime(&timeinfo)){

Serial.println("Failed to obtain time");

return;

}

Serial.println(&timeinfo, "%A, %B %d %Y %H:%M:%S");

}

void setup()

{

Serial.begin(115200);

//connect to WiFi

Serial.printf("Connecting to %s ", ssid);

WiFi.begin(ssid, password);

while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) {

delay(500);

Serial.print(".");

}

Serial.println(" CONNECTED");

//init and get the time

configTime(gmtOffset_sec, daylightOffset_sec, ntpServer);

printLocalTime();

//disconnect WiFi as it's no longer needed

WiFi.disconnect(true);

WiFi.mode(WIFI_OFF);

}

void loop()

{

delay(1000);

printLocalTime();

}

実はNTPサーバーから時刻を同期させるコードはESP32の標準ライブラリの中にサンプルコードとして存在します。

このコードからいじる箇所は5つです。

変更箇所

YOUR SSIDに自身のWifiルーターのSSIDを入れる
YOUR_PASSに自身のWifiルーターのPASSを入れる
pool.ntp.orgにntp.nict.jpを入れる
時刻オフセットを9時間とする。const long gmtOffset_sec = 3600*9;とする
サマータイムを0とする。const int daylightOffset_sec = 0;

これでコードを走らせれはシリアルモニタに時刻が表示れるはずです。

ちなみにこのサンプルコードは<time.h>ライブラリの上に成り立っていまして、”tm”という構造体の中に時刻情報が格納されております。

struct tm
{
  int	tm_sec;
  int	tm_min;
  int	tm_hour;
  int	tm_mday;
  int	tm_mon;
  int	tm_year;
  int	tm_wday;
  int	tm_yday;
  int	tm_isdst;
#ifdef __TM_GMTOFF
  long	__TM_GMTOFF;
#endif
#ifdef __TM_ZONE
  const char *__TM_ZONE;
#endif
};

struct tm

{

int tm_sec;

int tm_min;

int tm_hour;

int tm_mday;

int tm_mon;

int tm_year;

int tm_wday;

int tm_yday;

int tm_isdst;

#ifdef __TM_GMTOFF

long __TM_GMTOFF;

#endif

#ifdef __TM_ZONE

const char *__TM_ZONE;

#endif

};

そして、Arduinoコード上でtimeinfoという実体を持たせています。なので、時刻の要素(時, 分, 秒)を取り出す場合はtimeinfo.tm_secの様にtmのメンバを呼び出すことで使用可能となります。ポインタを使用して取り出しても構いません。

tm *p1;
p1 = &timeinfo;//実体のアドレス
Serial.print("time:");Serial.println(&timeinfo, "%A, %B %d %Y %H:%M:%S");
Serial.print("class:");Serial.println(timeinfo.tm_sec);
Serial.print("pointer:");Serial.println(p1->tm_sec);
Serial.println("");