[發明專利]融合B碼解碼技術的IEEE1588智能電網時間傳輸方法與裝置

無效

• 申請號: 201210411451.5
• 申請日: 2012-10-24
• 公開（公告）號: CN102882626A
• 公開（公告）日: 2013-01-16
• 發明（設計）人: 張熀松
• 申請（專利權）人: 南京澳德思電氣有限公司
• 主分類號: H04J3/06
• 分類號: H04J3/06;G04G7/00;G04G3/00
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 徐激波

1.融合B碼解碼技術的IEEE1588智能電網時間傳輸方法，其特征是在智能電網變電站時間傳輸裝置上的嵌入式處理器和網絡接口模塊的時間信號輸入端有兩組輸入信號：一組是1PPS和NMEA0183，另一組是IRIG-B，通過信號選擇模塊負責選擇出時間精度最高的一組信號，1PPS和NMEA0183的優先級別高于IRIG-B；解碼模塊將信號選擇模塊選擇出來的信號進行串并轉換，為嵌入式處理器和網絡接口模塊提供時間戳；

IRIG-B解碼模塊中時間報文解析的時間協議為NMEA0183，GPS接收機根據NMEA0183協議的標準規范，將位置、速度信息通過串口傳送到處理器，NMEA0183協議是GPS接收機應當遵守的標準協議；解析模塊解析的語句有GGA和RMC；GGA中解出GPS鎖星數，解出的鎖星數用于時間源選擇單元，判斷GPS的工作狀態是否正常；RMC語句中解析出時間信息。

2.根據權利要求1所述的融合B碼解碼技術的IEEE1588智能電網時間傳輸方法，其特征是補償和修正從發射端到接收端傳輸過程中引入的誤差的方法：

IRIG-B碼準時沿提取連續兩個P碼元、即為IBIG-B碼的幀頭，判斷幀頭信息需要對B碼信號的高電平計時，當連續兩個脈沖的高電平時間達到碼元的要求時才可認為是幀頭，但此時秒脈沖信號的準時沿、上升沿已經過去了8ms；設有屏蔽信號Mask，在1PPS到來的前1ms打開，截取整個P0碼元，那么同步脈沖將是Mask與進入的IRIG-B信號“與”的結果，利用這種組合邏輯實現1PPS信號的同步提取；即提取出的秒脈沖信號IBIG。

3.根據權利要求1所述的融合B碼解碼技術的IEEE1588智能電網時間傳輸方法，其特征是IRIG-B碼時間信息的提取IRIG-B碼每秒發送一次，碼元有Pr碼、P碼、邏輯1、邏輯0，其中Pr碼和P碼的高電平寬度為8ms，邏輯1的高電平寬度為5ms，邏輯0的高電平寬度為2ms，根據不同碼元的高電平寬度不同識別出碼元，待識別完畢之后，對數據進行串并轉化，轉化成BCD碼，最后把BCD碼時間轉化為二進制時間；

IRIG-B解碼模塊產生1PPS信號給網絡接口模塊，網絡接口模塊記下此刻的時間戳；IRIG-B解碼模塊把秒以上的時間通過串口發送給嵌入式處理器（中斷方式），嵌入式處理改變當前系統時間；網絡接口模塊記下時間戳后，并且觸發到CPU的PTP中斷，嵌入式處理器系統響應中斷并且讀取時間戳；

嵌入式處理器與網絡接口模塊同步內核線程檢查開始兩個秒脈沖的時間并且使用one?step模式調整網絡接口模塊的時間，確保秒以上時間準確；

IRIG-B解碼模塊產生的1PPS與網絡接口模塊的時間同步內核線程，以后每秒的脈沖到來的時候，讀取時間戳，做temporary?rate調整。

4.融合B碼解碼技術的IEEE1588智能電網時間傳輸裝置，其特征是在智能電網變電站上使用，包括信號選擇控制模塊、IRIG-B碼解碼模塊、嵌入式處理器、網絡?接口模塊、LED指示模塊和包括通用異步接收/發送模塊UART串并轉換單元；信號選擇控制模塊的輸入端支持兩組信號輸入：一組信號是1PPS和NMEA0183，另一組信號是IRIG-B，時間信息源選擇模塊選擇出時間精度最高的一組信號，優先級別為1PPS和NMEA0183的優先級別高于IRIG-B；通過信號選擇模塊選擇并輸出的信號接至串并轉換單元，再連接到嵌入式處理器和網絡接口模塊的時間信號輸入端；UART是一個并行輸入串行輸出的模塊，包括波特率發生模塊和接收器模塊；波特率發生模塊即一個分頻器實現；分頻器對系統主時鐘的分頻數為652，每一計數周期使輸出電平高、低變化，可得到波特率對應的UART的時鐘；接收器模塊，完成一個最大似然判決，接收器模塊從捕捉到數據串的第一個0開始工作，也就是驗證起始位的到來，驗證完后，開始接收8位數據，并進行串并轉換，隨后檢測停止位，正確則輸出；嵌入式處理器完成IEEE1588底層協議和驅動，為網絡接口提供時間報文，網絡接口負責將時間報文傳送給客戶端。

5.根據權利要求4所述的融合B碼解碼技術的IEEE1588智能電網時間傳輸裝置，其特征是IRIG-B碼解碼模塊采用CPLD，嵌入式處理器采用ARM9硬件平臺，網絡接口模塊PHY采用工業級網絡接口芯片DP83640，對時精度達到納秒級。