多源解码授时系统及其工作方法技术方案

本发明专利技术提供一种多源解码授时系统及其工作方法。所述多源解码授时系统包括GPS信号接收装置、GPS信号授时输出装置、IRIG‑B信号接收装置、IRIG‑B信号授时输出装置及CPU，所述GPS信号接收装置、所述GPS信号授时输出装置、所述IRIG‑B信号接收装置及所述IRIG‑B信号授时输出装置分别与所述CPU连接。本发明专利技术的多源解码授时系统可以同时接有GPS信号和IRIG‑B码信号，采用两种信号进行授时，两种信号互为备用，充分利用了两种对时方式的优点，并有效的杜绝了两种对时方式的缺点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及授时系统领域，特别涉及一种多源解码授时系统及其工作方法。
技术介绍
在电力系统中，统一的高精度时钟对于获取发电机组运行过程中的运行状态信息非常重要。通过对控制系统记录事件时间设备的趋势曲线(包括实时趋势曲线和历史趋势曲线)的分析，可以判断事故发生的先后顺序，从而查找事故原因。这对于查找事故原因、分析事故发生过程，从而减少事故隐患、提高系统设备的稳定性有着至关重要的作用。目前国内外应用最多的授时方式为GPS卫星授时和IRIG-B码授时。GPS卫星授时信号主要来自于美国的全球定位系统(GPS)，该系统由24颗运行在6个地心轨道平面上的卫星组成，该系统的接收机可接收准确至纳秒(ns)级的时间信息，定时精度非常精确。IRIG(Inter-RangeInstrumentationGroup)是美国靶场司令委员会的下属机构。该IRIG时间标准码分为两大类，一类是并行时间格式码，传输距离较近；一种是串行时间格式码，分A、B、D、E、G、H六种格式，其主要差别是时间码帧速率不同。IRIG-B码的帧速率是1帧/秒，携带信息量大，带宽宽，适用于远距离传输。GPS卫星授时的原理是，先用GPS卫星天线接收卫星信号，经过GPS接收机对信号进行解析后，利用串行总线发送方式发送至单片机，经单片机解码之后，按照特定的协议发送至对时设备，完成时间授时。IRIG时间码通常利用的为B格式的时间码，即IRIG-B时间码，简称B码。该时间码主要是由一些脉宽不同的脉冲组成。该时间码的授时原理，即通过控制器捕获解析收到的脉冲信号，根据IRIG-B码的标准协议解析出其中的时间信息，然后通过通讯接口发送到对时设备，完成授时。GPS时间信号为串行信号，用RS-232收发器即可完成对信号的接收，从GPS接收机发出的信号时间很短，采用中断方式接收，用单片机很容易就能完成，相对要简单一些。IRIG-B码的解析则要复杂的多，其时间码为一系列连续的脉冲组成，中间没有间隔，如果要捕获时间码就需要不停的，占用资源较大，通常对该类时间信号的解析多采用FPGA芯片，FPGA芯片为并行模式，可用不同的引脚同时处理同一信息，但是FPGA操作比较复杂，难度较高。因此要完成这两类时间码的解析，通常就会单独做在不同的授时设备中，即一种授时设备只完成一种信号的解析，如果有的设备需要GPS授时，有些设备需要IRIG-B码授时的话，只能同时安装这两种授时设备，时间信号更换，设备也需要随之更换，安装操作比较繁琐，成本较大。
技术实现思路
为了解决上述同时安装这两种授时设备，时间信号更换，设备也需要随之更换，安装操作比较繁琐，成本较大的技术问题，本专利技术提供一种无需同时安装这两种授时设备，时间信号无需更换，设备无需更换，安装操作简单，成本较小的多源解码授时系统及其工作方法。本专利技术提供的多源解码授时系统包括GPS信号接收装置、GPS信号授时输出装置、IRIG-B信号接收装置、IRIG-B信号授时输出装置及CPU，所述GPS信号接收装置、所述GPS信号授时输出装置、所述IRIG-B信号接收装置及所述IRIG-B信号授时输出装置分别与所述CPU连接。在本专利技术提供的多源解码授时系统的一种较佳实施例中，所述GPS信号授时输出装置、所述IRIG-B信号授时输出装置均包括RS-232总线接口、RS-484总线接口及CAN总线接口。在本专利技术提供的多源解码授时系统的一种较佳实施例中，所述GPS信号接收装置包括GPS接收机、RS-232输入线路、GPS隔离芯片及RS-232输入引脚，所述GPS接收机与所述RS-232输入线路连接，所述GPS隔离芯片设于所述RS-232输入线路，所述RS-232输入线路通过所述RS-232输入引脚与所述CPU连接，所述CPU包括GPS信号帧头时间检测单元，所述GPS信号帧头时间检测单元对GPS时间信号进行解码或校验。在本专利技术提供的多源解码授时系统的一种较佳实施例中，所述IRIG-B信号接收装置包括RS-422收发器、RS-422输入线路、光耦隔离器及IRIG-B输入捕获引脚，所述RS-422收发器通过所述RS-422输入线路与所述IRIG-B输入捕获引脚连接，所述光耦隔离器设于所述RS-422输入线路，所述IRIG-B输入捕获引脚与所述CPU连接，所述IRIG-B输入捕获引脚为双边沿捕获模式的捕获引脚，所述CPU包括IRIG-B信号帧头时间检测单元，所述IRIG-B信号帧头时间检测单元对IRIG-B时间信号进行解码或校验。本专利技术提供的所述的多源解码授时系统的工作方法，所述CPU的主程序的工作方法包括如下步骤：步骤一、工作开始，CPU初始化，各系统模块初始化；步骤二、开各功能模块中断，检测是否有时间信号发送，如果没有时间信号，校验系统时间是否正确，系统时间如为正确，则发送系统时间信息，系统时间如不正确，则继续检测是否有时间信号发送，如果有时间信号，则进入步骤三；步骤三、检测信号是由UART发送的GPS时间信号，还是由CAN发送的IRIG-B时间信号，对UART发送信号或CAN发送信号进入下一步进行解码或校验的定位及信号发送处理；步骤四、先检测UART发送信号或CAN发送信号是否定位，如果已定位则发送信号，如果没定位，则返回所述步骤三中确定时间信号种类，如果信号发送成功，则完成此次中作，如果信号发送失败，则重新检测是否有时间信号发送。在本专利技术提供的多源解码授时系统的工作方法一种较佳实施例中，所述CPU的GPS时间码解码程序的工作方法包括如下步骤：步骤一、开始进行GPS时间码解码程序；步骤二、检测UART发送信号是否溢出，如有溢出，检测溢出标注位置位，如无溢出，进入下一步骤；步骤三、将数据写入输入寄存器，并检测是否帧头，如无帧头，返回所述步骤二，如有帧头，进入下一步骤；步骤四、秒脉冲标志位置位，解析分离出UTC时间，或可将UTC时间转化为特定时间，如转化为北京时间；步骤五、将UTC时间或特定时间放入发送寄存器，发送时间信息；步骤六、数据输出，寄存器清零。在本专利技术提供的多源解码授时系统的工作方法一种较佳实施例中，所述CPU的IRIG-B时间码解码程序的工作方法包括如下步骤：步骤一、开始进行IRIG-B时间码解码程序；步骤二、捕获脉冲，并对输入捕获寄存器中脉冲进行脉冲宽度分析；步骤三、对脉冲宽度分别为8MS、5MS及2MS进行数据分析，并解析出IRIG-B的时间信息，如不是8MS、5MS、2MS脉冲宽度，则进入捕获中断；步骤四、输出时间信息，并进入捕获中断。在本专利技术提供的多源解码授时系统的工作方法一种较佳实施例中，所述步骤二中捕获脉冲及脉冲宽度分析具体为：包括上升沿捕获模式、下降沿捕获模式及双边沿捕获模式，通过下降沿捕获模式时自由计数定时器的值，减去上升沿捕获模式时自由计数定时器的值，即可得到高电平脉冲的脉冲宽度，通过判断得到的高电平脉冲宽度得到所需的时间信息；将双边沿捕获模式时检测到上升沿捕获寄存器的提升端点值，及下降沿捕获寄存器的下降端点值，将提升端点值减去下降端点值即可获得脉冲宽度时间值。在本专利技术提供的多源解码授时系统的工作方法一种较佳实施例中，所述步骤三中8MS分析具体为：步骤三一、判断是否连续连个脉冲为8MS，如果不是，则数据间隔，标记脉冲为2，将标记脉冲本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多源解码授时系统，其特征在于，包括GPS信号接收装置、GPS信号授时输出装置、IRIG‑B信号接收装置、IRIG‑B信号授时输出装置及CPU，所述GPS信号接收装置、所述GPS信号授时输出装置、所述IRIG‑B信号接收装置及所述IRIG‑B信号授时输出装置分别与所述CPU连接。

【技术特征摘要】
1.一种多源解码授时系统，其特征在于，包括GPS信号接收装置、GPS信号授时输出装置、IRIG-B信号接收装置、IRIG-B信号授时输出装置及CPU，所述GPS信号接收装置、所述GPS信号授时输出装置、所述IRIG-B信号接收装置及所述IRIG-B信号授时输出装置分别与所述CPU连接。2.根据权利要求1所述的多源解码授时系统，其特征在于，所述GPS信号授时输出装置、所述IRIG-B信号授时输出装置均包括RS-232总线接口、RS-484总线接口及CAN总线接口。3.根据权利要求1所述的多源解码授时系统，其特征在于，所述GPS信号接收装置包括GPS接收机、RS-232输入线路、GPS隔离芯片及RS-232输入引脚，所述GPS接收机与所述RS-232输入线路连接，所述GPS隔离芯片设于所述RS-232输入线路，所述RS-232输入线路通过所述RS-232输入引脚与所述CPU连接，所述CPU包括GPS信号帧头时间检测单元，所述GPS信号帧头时间检测单元对GPS时间信号进行解码或校验。4.根据权利要求1所述的多源解码授时系统，其特征在于，所述IRIG-B信号接收装置包括RS-422收发器、RS-422输入线路、光耦隔离器及IRIG-B输入捕获引脚，所述RS-422收发器通过所述RS-422输入线路与所述IRIG-B输入捕获引脚连接，所述光耦隔离器设于所述RS-422输入线路，所述IRIG-B输入捕获引脚与所述CPU连接，所述IRIG-B输入捕获引脚为双边沿捕获模式的捕获引脚，所述CPU包括IRIG-B信号帧头时间检测单元，所述IRIG-B信号帧头时间检测单元对IRIG-B时间信号进行解码或校验。5.一种权利要求1至4中任意一项所述的多源解码授时系统的工作方法，其特征在于，所述CPU的主程序的工作方法包括如下步骤：步骤一、工作开始，CPU初始化，各系统模块初始化；步骤二、开各功能模块中断，检测是否有时间信号发送，如果没有时间信号，校验系统时间是否正确，系统时间如为正确，则发送系统时间信息，系统时间如不正确，则继续检测是否有时间信号发送，如果有时间信号，则进入步骤三；步骤三、检测信号是由UART发送的GPS时间信号，还是由CAN发送的IRIG-B时间信号，对UART发送信号或CAN发送信号进入下一步进行解码或校验的定位及信号发送处理；步骤四、先检测UART发送信号或CAN发送信号是否定位，如果已定位则发送信号，如果没定位，则返回所述步骤三中确定时间信号种类，如果信号发送成功，则完成此次中...

【专利技术属性】
技术研发人员：耿家庆，
申请(专利权)人：山东鲁能控制工程有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37