[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

技術領域

本發明涉及一種融合B碼解碼技術的IEEE1588智能電網時間傳輸方法與裝置。

背景技術

隨著我國經濟持續快速發展，對電力需求快速增長；另外，隨著數字經濟和IT時代的發展，電力消費者對用電力的要求也越來越高。現有電力系統已無法滿足需求，加快電力生產，輸送和消費方式的轉變，推動電力行業發展模式的轉變，建立具有中國特色的堅強智能電網是時代所趨。

智能電網是建立在集成的、高速雙向通信網絡的基礎上，采用先進的傳感和測量技術、先進的設備技術、先進的控制方法以及先進的決策支持系統技術的應用，通過清晰的邏輯時序實現電網的可靠、安全、經濟、高效、環境友好和使用安全。

智能電網發展中邏輯時序是關鍵，融合B碼解碼技術的IEEE1588智能電網時間傳輸裝置旨在提供一種高準確度的時間傳輸裝置。IEEE?1588與其他常用于Ethernet?TCP/IP網絡的同步協議如SNTP或NTP相比，主要的區別是：IEEE?1588是針對更穩定和更安全的網絡環境設計的，所以更為簡單，占用的網絡和計算資源也更少。IEEE1588定義的網絡結構可以使自身達到很高的精度，設定冗余的網絡路徑進入PTP協議的非激活狀態。與SNTP/NTP相反，時間印章更容易在硬件上實現，并且不局限于應用層，這使得融合B碼解碼技術的IEEE1588智能電網時間傳輸裝置可以達到微秒以內的精度。

為了IEEE1588智能電網時間傳輸裝置的準確度，目前的B碼技術主要是使用多片單片機組合成聯合控制系統，補償同步系統的時延。但是這并沒有補償和修正從發射端到接收端傳輸過程中引入的誤差。同時單片機的運行速度比較慢，在處理過程中會引入時延較大，這就會給系統的參考時間帶來很大的誤差。在硬件平臺上采用ARM7，甚至更低平臺，運行速度較慢。

發明內容

本發明目的是提出一種融合B碼解碼技術的IEEE1588智能電網時間傳輸裝置，尤其是時間準確度高、長期穩定性好的IEEE1588智能電網時間傳輸裝置。B碼解碼指B碼基準解碼接收技術授時的標準時間發送的方法與裝置。該方法與裝置以IRIG-B（TTL電平或RS422）碼解碼模塊為核心。

本發明的技術方案是：融合B碼解碼技術的IEEE1588智能電網時間傳輸方法，在智能電網變電站的時間傳輸裝置的嵌入式處理器和網絡接口模塊的時間信號輸入端設有兩組輸入信號：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，優先級別為1PPS和NMEA0183的優先級別高于IRIG-B；IRIG-B碼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；LED指示模塊，負責指示出當前系統的運行狀態。

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；

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中央處理器，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；

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：

進一步的，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（irigb_pulse）。在CPLD中判斷幀頭信息需要對B碼信號的高電平計時，為了能夠使提取出的秒脈沖信號（irigb_pulse），設計一個屏蔽信號Mask，在1PPS（每秒的脈沖數）到來的前1ms打開，截取整個P0碼元；

進一步的，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；