一种支持电能质量监测装置现场比对的网络交换机制造方法及图纸

本发明专利技术涉及交换机技术领域，具体涉及一种支持电能质量监测装置现场比对的的网络交换机，包括CPU模块、PHYTER、外部扩展存储、以太网接口阵列、交换芯片、时钟、LED指示灯、网络变压器、RJ45、DC‑DC电源模块和交换机软件系统，支持IEEE1588/NTP/SNTP多种网络对时协议。采用本发明专利技术可以实现数字化变电站内的各设备同步，省去了昂贵的GPS同步设备，可显著地提高数字化变电站内时钟同步的精度。

A Network Switch Supporting Field Comparison of Power Quality Monitoring Devices

【技术实现步骤摘要】
一种支持电能质量监测装置现场比对的网络交换机
本专利技术涉及交换机
，具体涉及一种支持电能质量监测装置现场比对的网络交换机。
技术介绍
在对电能质量监测装置进行现场比对校准时，这里需标准电能质量测量装置和被检的电能质量监测装置的时间进行同步，而且同步一致性越高越好，目前国内主流设备也仅仅支持简单网络时间协议SNTP，两装置的同步精度仅达到毫秒级别，对被检的电能质量监测装置和标准电能质量测量装置的实时测量数据存在较大误差。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术提供了一种支持电能质量监测装置现场比对的网络交换机，IEEE1588是一种以太网同步协议，可以解决标准电能质量测量装置和被检的电能质量监测装置的时间同步问题。IEEE1588协议以工业以太网为通信介质，在以太网络内传输同步时钟信息，为数字化变电站内的各个设备提供同步时钟，以解决目前使用GPS同步对时设备的精度不高的问题。具体技术方案如下：一种支持电能质量监测装置现场比对的网络交换机，包括CPU模块、PHYTER、外部扩展存储模块、以太网接口阵列、交换芯片、时钟、LED指示灯、网络变压器、RJ45接口、DC-DC电源模块；所述CPU模块用于控制和配置交换芯片；所述PHYTER用于IEEE1588时间戳的接收和转发；所述外部扩展存储模块用于扩展内存；所述以太网接口阵列用于提供与以太网连接的接口；所述交换芯片用于实现数据交换；所述时钟用于为系统提供时钟源；所述LED指示灯用于指示PHYTER的工作状态；所述网络变压器用于信号电平耦合；所述CPU模块与分别与外部扩展存储模块、PHYTER连接；所述交换芯片分别与CPU模块、外部扩展存储模块、PHYTER、以太网接口阵列连接；所述PHYTER分别与时钟、LED指示灯、网络变压器连接；所述网络变压器与RJ45接口连接；所述网络交换机支持IEEE1588/NTP/SNTP网络对时协议。优选地，所述CPU模块包括MCF52259芯片。优选地，所述PHYTER采用DP83640芯片。优选地，所述外部扩展存储模块包括EEPROM、FLASH、SDRAM，通过总线分别与CPU模块及交换芯片相连。优选地，所述EEPROM采用W27C512芯片。优选地，所述FLASH采用S29GL512N90TFIR2芯片。优选地，所述SDRAM采用MT48LC16M16A2BG芯片。优选地，所述交换芯片采用BCM56524芯片。优选地，所述电源模块用于提供5V、3.3V的电源电压；5V电源电压采用LM2576芯片产生，3.3V电源电压采用ISL6443芯片产生。优选地，还包括交换机软件系统，所述交换机软件系统包括板级支持包BSP、硬件驱动程序、通信模块；所述板级支持包BSP是是介于底层硬件和上层软件之间的底层软件开发包，用于提供交换机软件系统的驱动以及硬件驱动；所述硬件驱动程序用于为硬件、寄存器、接口提供驱动程序；所述通信模块用于提供交换机软件系统的通信协议。本专利技术的有益效果为：本专利技术通过IEEE1588精密时钟同步协议实现标准电能质量监测装置与被检电能质量监测装置的时间实现同步，降低了被检的电能质量监测装置和标准电能质量测量装置的时间误差，在不改变被检电能质量监测装置电气接线、短时终止被检电能质量监测装置与主站服务器正常通讯的情况下，完成对被检电能质量监测装置的现场检定，使得电能质量监测装置的定期检定工作能够有效开展，从而保证了各项电能质量指标的测量准确度。附图说明图1为本专利技术提供的网络交换机的结构示意图；图2为S29GL512N90TFIR2芯片与CPU模块电路连接原理图；图3为MT48LC16M16A2BG芯片与CPU模块电路连接原理图；图4为BCM56524芯片与CPU模块电路连接原理图；图5为电源模块的原理示意图。具体实施方式为了更好的理解本专利技术，下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步说明：如图1所示，一种支持电能质量监测装置现场比对的网络交换机，包括CPU模块、PHYTER、外部扩展存储模块、以太网接口阵列、交换芯片、时钟、LED指示灯、网络变压器、RJ45接口、DC-DC电源模块；CPU模块用于控制和配置交换芯片；PHYTER用于IEEE1588时间戳的接收和转发；外部扩展存储模块用于扩展内存；以太网接口阵列用于提供与以太网连接的接口；交换芯片用于实现数据交换；时钟用于为系统提供时钟源；LED指示灯用于指示PHYTER的工作状态；网络变压器用于信号电平耦合；CPU模块与分别与外部扩展存储模块、PHYTER连接；交换芯片分别与CPU模块、外部扩展存储模块、PHYTER、以太网接口阵列连接；PHYTER分别与时钟、LED指示灯、网络变压器连接；网络变压器与RJ45接口连接；网络交换机支持IEEE1588/NTP/SNTP网络对时协议。CPU模块由通用CPU芯片、外部存储器部分、I/O接口部分以及一些外围电路组成，主要控制和配置交换模块，不承担数据转发工作。CPU模块提供一个快速以太网接口和一个异步口通过与交换芯片通信，实现对交换机各端口速率、双式方式等控制，以及对交换机第二层路由的控制，并通过接收各种管理应用帧、二层交换协议来实现对交换机的远程管理和各种二层交换协议。CPU芯片飞思卡尔Freescale半导体公司的MCF52259芯片，最高主频为80MHz，芯片存储器包括512K的FLASH存储和64K的SRAM存储，拥有三个全局异步同步接收发送单元、一个快速以太网控制器、四通道直接存储器访问控制器等,工作温度为-40℃~70℃，满足电力系统工作环境。CPU模块一般是通直接内存访问DMA（DirectMemoryAccess）方式来访问外部存储器。PHYTER主要负责IEEE1588时间戳的接收和转发，实现IEEE1588时钟和时间戳的功能，基本处理操作是：（1）所有PTP（PrecisionTimeProtocol）链路的终接，所有进入的PTP消息都将被识别和路由到本地处理器；（2）实现最佳主时钟运算法则，或决定主端口和从端口分配的其它机制；（3）在接到最好的主设备的一个端口上作为从设备来同步；（4）对所有其它的端口作为主设备来运行；（5）所有物理层的PTP时钟的同时控制，包含从动设备端口的设备。PHYTER选用美国国家半导体公司的DP83640。DP83640是美国国家半导体公司的精密PHYTER，作为标准的精密时间协议收发器，内置高精度的IEEE1588时钟，为实时工业网络连接提供最高级的精密时钟同步。它支持IEEE1588标准V1和V2，支持UDP/IPv4、UDP/IPv6和Layer2以太网包，并支持IEEE1588时钟同步，时间标记的分辨率为8ns。DP83640实现了PTP协议的严格时序要求，并可实现高精度IEEE1588节点，这些特性也可用于实现多端口的边界时钟（BC）和透明时钟（TC）器件。每个精密PHYTERDP83640包含一个独立的内部PTP时钟，从而能够向所有端口提供单一的PTP时钟，减少了为实现IEEE1588的时钟和时标时间戳功能所需要的其它电路数量。由于时间戳在物理层内部完成，时间标记在所以工作模式下平等确定,因此提供了最精确的对时。外部扩展存储模块包括EEPROM、FLASH、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种支持电能质量监测装置现场比对的的网络交换机，其特征在于：包括CPU模块、PHYTER、外部扩展存储模块、以太网接口阵列、交换芯片、时钟、LED指示灯、网络变压器、RJ45接口、DC‑DC电源模块；所述CPU模块用于控制和配置交换芯片；所述PHYTER用于IEEE1588时间戳的接收和转发；所述外部扩展存储模块用于扩展内存；所述以太网接口阵列用于提供与以太网连接的接口；所述交换芯片用于实现数据交换；所述时钟用于为系统提供时钟源；所述LED指示灯用于指示PHYTER的工作状态；所述网络变压器用于信号电平耦合；所述CPU模块与分别与外部扩展存储模块、PHYTER连接；所述交换芯片分别与CPU模块、外部扩展存储模块、PHYTER、以太网接口阵列连接；所述PHYTER分别与时钟、LED指示灯、网络变压器连接；所述网络变压器与RJ45接口连接；所述网络交换机支持IEEE1588/NTP/SNTP网络对时协议。

【技术特征摘要】
1.一种支持电能质量监测装置现场比对的的网络交换机，其特征在于：包括CPU模块、PHYTER、外部扩展存储模块、以太网接口阵列、交换芯片、时钟、LED指示灯、网络变压器、RJ45接口、DC-DC电源模块；所述CPU模块用于控制和配置交换芯片；所述PHYTER用于IEEE1588时间戳的接收和转发；所述外部扩展存储模块用于扩展内存；所述以太网接口阵列用于提供与以太网连接的接口；所述交换芯片用于实现数据交换；所述时钟用于为系统提供时钟源；所述LED指示灯用于指示PHYTER的工作状态；所述网络变压器用于信号电平耦合；所述CPU模块与分别与外部扩展存储模块、PHYTER连接；所述交换芯片分别与CPU模块、外部扩展存储模块、PHYTER、以太网接口阵列连接；所述PHYTER分别与时钟、LED指示灯、网络变压器连接；所述网络变压器与RJ45接口连接；所述网络交换机支持IEEE1588/NTP/SNTP网络对时协议。2.根据权利要求1所述的一种支持电能质量监测装置现场比对的的网络交换机，其特征在于：所述CPU模块包括MCF52259芯片。3.根据权利要求1所述的一种支持电能质量监测装置现场比对的的网络交换机，其特征在于：所述PHYTER采用DP83640芯片。4.根据权利要求1所述的一种支持电能质量监测装置现场比对的的网络交换机，其特征在于：所述外部扩展存储模块包括EEPROM、...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭敏，金庆忍，姚知洋，楚红波，刘路，
申请(专利权)人：广西电网有限责任公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：广西,45