一种基于5G精准授时的智能终端系统及精准授时方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于5G精准授时的智能终端系统及精准授时方法，克服现有技术中存在的直接利用从设备解析B码，B码脉冲码流的重复性大、时间精度低的问题，智能终端系统包括：5G通信模组：通过空口SIB9从5G基站获得精准时钟信息，补偿终端与基站传输时延后将精准时钟转换为B码，并将生成的B码发送到CPU多架构处理器；CPU多架构处理器：驱动5G通信模组生成B码，并对生成的B码进行解析得到时间信息；交互外设接口：将CPU多架构处理器解析得到的时间信息发送到下游工业处理设备。利用智能终端系统，下游设备可以快速的连接5G网络的同时，无需投入研发成本对精准授时的解析，工业设备可以直接与5G精准授时智能终端系统通信获取精准时间进行业务操作。准时间进行业务操作。

【技术实现步骤摘要】
一种基于5G精准授时的智能终端系统及精准授时方法


[0001]本专利技术涉及电力系统通信
，特别涉及了一种基于5G精准授时的智能终端系统及精准授时方法。

技术介绍

[0002]随着5G网络技术的普及，5G的应用场景更加大型化、复杂化，对时间同步和时间精度的要求越来越高，授时的领域扩展到电信、电力、计算机系统、金融、国防、电子政务、智能工厂等。5G智能终端是应用场景连接5G网络的枢纽，智能终端的精准授时功能的重要性日益彰显，为电力配网差动保护、多AGV协同工作、航空航天、多机械臂、数据采集等众多场景提供重要支撑。
[0003]现有的5G通信模组利用PRU产生B码脉冲码流，后续的从设备需要再次解析B码脉冲码流，得到精确的时间信息。工业现场中，设备的处理能力不同，增加了解析B码脉冲码流的重复性，对时间精度也有一定的影响。对下游设备的硬件和软件具有较高的挑战。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是克服现有技术中存在的直接利用从设备解析B码，B码脉冲码流的重复性大、时间精度低的问题，提供了一种基于5G精准授时的智能终端系统及精准授时方法，利用5G精准授时智能终端系统，下游设备可以快速的连接5G网络的同时，无需投入研发成本对精准授时的解析，工业设备可以直接与5G精准授时智能终端系统通信获取精准时间进行业务操作。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种基于5G精准授时的智能终端系统，包括：5G通信模组：通过空口SIB9从5G基站获得精准时钟信息，补偿终端与基站传输时延后将精准时钟转换为B码，并将生成的B码发送到CPU多架构处理器；CPU多架构处理器：驱动5G模组生成B码，并对生成的B码进行解析得到时间信息；交互外设接口：将CPU多架构处理器解析得到的时间信息发送到下游工业处理设备。
[0006]利用5G通信模组直接输出B码脉冲码流，利用cpu的多架构特性，解析B码波形，得到高精度时间，工业设备只需要利用交互外设接口与5G精准授时智能终端系统进行通信即可。利用5G精准授时智能终端系统，下游设备可以快速的连接5G网络的同时，无需投入研发成本对精准授时的解析，工业设备可以直接与5G精准授时智能终端系统通信获取精准时间进行业务操作。同时该系统还可以连接多台设备。降低了5G网络使用场景的技术门槛和成本，有利于5G网络在传统工业领域的快速推广。
[0007]作为优选，所述CPU多架构处理器包括：驱动处理器：运行linux系统，驱动5G通信模组连接网络并输出B码波形，同时支持路由网关在内的各种协议与功能，实现数据处理与数据传输；
B码解析处理器：运行freertos实时操作系统，解析B码波形将其转化为时间信息。
[0008]利用cpu的多架构特性，驱动处理器运行linux系统，驱动处理器高性能的数据处理能力及运算能力，负责数据处理与数据传输。B码解析处理器运行freertos实时操作系统，利用实时操作系统其实时性负责解析B码波形，解析出高精度时间，驱动处理器与B码解析处理器直接可以进行核间通信，以更高效率共享高精度时间，通过驱动处理器系统时间或UART、SPI等直接与下游设备传递时间信息或B码解析处理器本身直接利用解析的时间信息进行工业现场处理。
[0009]作为优选，所述驱动处理器为Cortex
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A 系列处理器；所述B码解析处理器为Cortex
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M 系列处理器。
[0010]Cortex
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A 系列处理器负责驱动5G通信模组，同时支持路由网关等各种协议与功能。利用5G通信模组直接输出B码脉冲码流，B码波形输出IO直接连接Cortex
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M 系列处理器的gpio，Cortex
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M 系列处理器负责解析B码波形转化为时间信息。Cortex
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M 系列处理器解析得到精确时间信息通过UART、SPI或A53的网关系统等发送给下游工业处理设备。
[0011]一种基于5G精准授时的精准授时方法，包括以下步骤：S1：利用5G通信模组生成B码波形；S2：对生成的B码波形进行解析，利用中断得到B码码元；S3：将B码码元解析为时间；S4：计算精准时间，将精准时间下发至下游设备进行使用。
[0012]利用5G通信模组生成B码波形，然后对生成的B码波形进行解析，得到精确时间，将得到的时间统一发送给下游设备进行使用，保证了下游设备时间同步性。无需投入研发成本对精准授时的解析，工业设备可以直接与5G精准授时智能终端系统通信获取精准时间进行业务操作。
[0013]作为优选，所述步骤S1产生的B码码元为100pps的DC码，B码码元包括0码元、1码元和P码元；解析时设置中断模式，利用中断解析B码波形得到0、1、P三种码元。
[0014]B码输出的波形是方波，根据高低电压的时间不同可能解析后得到B吗码元，但是解析时只有出现两个pp时解析的数据才是一帧B码的正确的开始。中断解析，中断的是B码波形得到B码码元这个过程。
[0015]作为优选，所述步骤S2进一步包括：S2.1：中断解析码元，判断得到的码元是否为P，若不为P，则继续中断，直到找到第一个P码元；S2.2：继续中断码元，判断第一个P码元后面的码元是否为P，若不为P，则回到步骤S2.1，重新找到第一个P码元，直到找到两个连续的P码元，得到B码开始节点；S2.3：中断解析码元，判断是否是第100个B码码元，若是第100个B码码元，则解析结束，若不是，继续中断解析码元，直到解析到第100个B码码元，B码解析完成。
[0016]B码的1帧从连续两个P开始，其中第一个标志位为P0，第二个标志位为Pr。Pr的上升沿是1秒的准秒时刻，Pr为第0个码元。故解析到P码元后继续解析直到解析到两个连个连续的p码元，则表明B码一帧数据的开始。解析完100个码元后，一帧B码全部解析完毕。
[0017]作为优选，所述步骤S2中，所述对生成的B码波形进行解析为将B码波形解析为B码码元：
定时器初始化，获取当前IO电压，等待中断触发；获取中断触发，定时器计时，读取IO电平状态V0，等待下次中断；获取第二次中断，定时器重新计时，获取时间T0，读取IO电平状态V1，等待下次中断；获取第三次中断，定时器重新计时，获取时间T1；根据V0、V1、T0、T1，获取解析码元。
[0018]解析B码波形就是根据中断看这个波形是0码元、1码元或p码元，解析结束了，100个码元就是0、1、p组合，根据定义表去得到时间信息。
[0019]作为优选，所述步骤S3中：利用B码码元定义表解析出B码的时间信息；所述步骤S4中，精准时间为解析到的B码时间信息与解析B码使用时间之和，解析B码使用时间以解析码元结束后，收到的第+N个码元0码元为基准，码元整秒时刻外发精准时间。
[0020]B码解析结束后，利用B码Pr准秒时刻特性，在再次解析到第n个Pr码元时，将解析到的B码信息时间加上解析的时间n秒，此时间即为精准时间本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于5G精准授时的智能终端系统，其特征在于，包括：5G通信模组：通过空口SIB9从5G基站获得精准时钟信息，补偿终端与基站传输时延后将精准时钟转换为B码，并将生成的B码发送到CPU多架构处理器；CPU多架构处理器：驱动5G通信模组生成B码，并对生成的B码进行解析得到时间信息；交互外设接口：将CPU多架构处理器解析得到的时间信息发送到下游工业设备。2.根据权利要求1所述的一种基于5G精准授时的智能终端系统，其特征在于，所述CPU多架构处理器包括：驱动处理器：运行linux系统，驱动5G通信模组连接网络并输出B码波形，同时支持路由网关在内的各种协议与功能，实现数据处理与数据传输；B码解析处理器：运行freertos实时操作系统，解析B码波形将其转化为时间信息。3.根据权利要求2所述的一种基于5G精准授时的智能终端系统，其特征在于，所述驱动处理器为Cortex
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A 系列处理器；所述B码解析处理器为Cortex
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M 系列处理器。4.一种基于5G精准授时的精准授时方法，应用于权利要求1
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3任意一项权利要求所述的一种基于5G精准授时的智能终端系统，其特征在于，包括以下步骤：S1：利用5G通信模组生成B码波形；S2：对生成的B码波形进行解析，利用中断得到B码码元；S3：将B码码元解析为时间；S4：计算精准时间，将精准时间下发至下游设备进行使用。5.根据权利要求4所述的一种基于5G精准授时的精准授时方法，其特征在于，所述步骤S1产生的B码码元为100pps的DC...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨青安，王志华，罗杰，傅浩杰，曹深旺，
申请(专利权)人：利尔达科技集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：