基于GPS授时的异地同步数据采集系统

基于GPS授时的异地同步数据采集系统用于对分处异地的数据采集设备进行精确同步.系统硬件主要包括GPS接收机、美国NI(National Instruments)公司生产的PXI工控机、PXI6608计数器/定时器和PXI4472数据采集卡,软件使用LabVIEW进行编程控制.该系统原理为通过GPS接收机对PXI6608计数器/定时器授时使其在某一时刻产生脉冲来触发PXI4472采集卡进行数据采集.实验证实了该系统精确的同步性能.     

分布式无线地震数据采集同步技术研究

针对目前分布式无线地震数据采集中由于采集节点增多、无线传输延时等因素导致的各采集节点间数据采集同步精度不高的问题,研究并设计了一种针对分布式无线数据同步采集中各个节点同步授时以及对采集数据包进行精确时间标记的方案。采用GPS(Global Positioning System)授时技术对各个采集节点时钟进行授时,同时利用GPS精准的秒脉冲对本地压控晶振器频率误差进行实时修正。采用在地震采集数据包中加入精确的时间戳信息的方法,保证了各个节点间同步误差限制在0.1ms以内。即使在GPS失效的情况下,压控晶振器和计数器联合作用仍可保证各节点同步采集稳定工作6小时。     

通用GPS授时同步监控系统的设计与实现

基于GPS授时以其精度高、受干扰小、实时等优点和诸多应用领域对时间同步的高精确度要求,重点研究了全球定位系统的授时原理、方法和实现机制,并以城灯、电力、通信、航运等应用领域时间自动监控系统开发为背景,设计实现了一个完整的基于GPS授时同步授时监控系统.该系统的设计思想、实现技术和方法具有广泛的应用价值和很好的借鉴作用.     

带GPS授时的TMS320F2812数据采集系统

GPS授时以其精度高、实时、所受干扰小等优点而在授时工作上有着广泛的应用.本文研究了具有定时功能的GPS-OEM芯片RS232输出和1 pps输出的特点.结合TI公司生产的32位定点DSP芯片TMS320F2812和Cypress公司生产的USB通信芯片CY7C68001,设计一种集GPS授时技术和数字信号处理技术以及USB通信技术为一体的新型多通道数据采集系统.该系统可用于需要异地同步采集数据的场合,文中重点介绍系统硬件结构的设计.     

电力系统GPS同步授时装置设计与应用

设计了一种基于STC 12C5A32S2单片机的电力系统GPS同步授时时钟,并介绍了其工作原理;该GPS同步时钟与备用时钟一起为整个电力系统提供精确的时间信息,一分钟内可以完成定位,授时精度在微秒级;不仅具有较高的可靠性和实用性,而且能够满足电力系统对GPS授时的要求;最后对GPS同步时钟在电力系统自动化中输电线路行波故障测距、GPS的同步相量测量技术等功能中的应用进行了讨论.     

电网时钟系统的北斗/GPS双模同步技术研究

现代电力系统覆盖范围广,各种系统和自动化装置都要求严格的时钟同步;目前应用于我国电网中的时间同步技术主要是基于美国全球定位系统(GPS)的卫星授时;从电网的安全性和稳定性出发,对基于北斗/GPS双模授时的时间同步技术进行了研究,设计了采用多同步源自适应同步技术,北斗、GPS和本地高稳恒温晶体振荡器(OCXO)互为热备的时间同步系统;该系统时间同步精度优于±0.1μs,守时精度优于1 μs/min,符合电网时间同步系统技术要求,具有一定的实用价值和推广应用价值.     

基于GPS的同步采集装置的研究与设计

研究了具有定时功能的GPS-OEM芯片RS232输出和1PPS输出的特点.结合TI公司生产的32位定点DSP芯片TMS320F2812和CYPRESS公司生产的USB2.0控制芯片CY7C68013,设计了一种集GPS授时技术和数字信号处理技术以及USB通信技术为一体的新型多通道数据采集装置.该装置可用于需要异地同步采集数据的场合.     

GPS在水口电厂电能计量管理系统中的应用

在电能计量管理系统的数据采集过程中,系统要求其采集实时且同步,即整个系统的时间要求准确而且统一,这对于系统的故障诊断和系统稳定分析以及电能平衡都具有重要意义.一般采样脉冲都是在装置内部时钟的控制下产生的.对于需要异地同步采样的装置来说,由于装置内部晶振频率有误差,采样难以同步.随着卫星与通讯技术的发展,卫星授时法已经由军用转为民用,其中基于全球定位系统(GPS)的同步采样方法已经得到了广泛的应用,并获得了良好的效果.     

基于FPGA的GPS同步授时与守时方案设计与实现

针对电力系统异地实时同步测量中时间同步的问题,设计并实现了一种基于FPGA的电力系统GPS同步授时与守时方案.运用了平均值减小误差的思想,给出了方案的总体硬件设计以及芯片选型,重点介绍了FPGA内部功能模块设计,主要包括初值计算模块、平均值计算模块、平均值记录模块和PPS(秒脉冲)生成模块等,使用VHDL对各模块进行软件设计并提供了设计思路.通过硬件实验验证,无论卫星是否失锁,都能保证GPS长时间的高精度授时.     

基于GPS授时的多通道数据同步采集系统

针对异地多通道同步数据采集需要,设计并实现了一种基于GPS授时的多路数据采集系统;利用EP4CE10F17C8+UBLOX-6T+ADS8568+CYPRESS68013A的组合实现8路数据的同步采样及上传;系统内建两个高精度时钟,通过GPS秒脉冲校准,从而获得每个采样点的准确时间;以FPGA为核心,完成AD转换控制、数据组织和缓存、USB数据传输控制;基于VS2010应用程序完成数据的接收和处理;测试结果表明,该系统各模块设计合理,运行稳定,实时性高,具有较好推广价值。     

基于北斗/GPS的网络授时系统设计

针对电脑主机多采用BIOS内时钟而导致系统时间不精确的问题,提出一种基于北斗/GPS芯片的网络授时系统设计;该系统采用可编程逻辑器件(FPGA)作为主控芯片,接收北斗/GPS双模芯片提供的UTC时间码流,解码并通过网口发送到PC机上作为精准时间;同时多个设备间相互连接,实现多设备之间的数据传输,增强系统的稳定性和可靠性,传输速率可达100 Mbps;实验证明:北斗/GPS接收信号稳定,传输的时间信息准确,北斗/GPS所解时间信息误差不超过80 ns,设备与PC机100 Mbps传输速率误差在1~2 ms,系统稳定、可靠。     

基于GPS的无线传感器网络时间同步技术

在无线传感器网络测试系统中,为了对测试对象进行准确的测试,时间同步技术至关重要。根据GPS授时原理,提出了利用GPS秒脉冲对同步控制系统进行触发,并无线广播同步触发信号,同时,各传感器节点通过接收同步触发信号,进行时钟同步触发、时钟校准,以及对测试事件触发的同步采集。通过验证,各传感器节点之间的事件同步触发误差为1μs左右,并具有很高的可靠性,可广泛应用于航空、航海等工程测试领域。     

基于GPS授时的脉冲峰值采集系统

该系统用于提取脉冲信号峰值的幅度与时刻。系统硬件部分包括GPS接收机、GPS时钟模块、脉冲峰值采集卡及工控机。其原理为脉冲峰值采集卡以GPS接收机的1 PPS脉冲上升沿为秒起点,以设定的时间窗宽分段查找输入的最大值并记录其对应的秒内精确时刻,完成脉冲峰值的采集与峰值时刻的记录,为保证脉冲峰值时间的准确度,系统的50 MHz采样时钟也由1 PPS脉冲校准。实验验证了该系统能准确地捕捉脉冲的峰值时刻。     

基于FPGA的恒温晶振频率校准系统的设计

为满足三维大地电磁勘探技术对多个采集站的同步需求,基于FPGA设计了一种晶振频率校准系统。系统可以调节各采集站的恒温压控晶体振荡器同步于GPS,从而使晶振能够输出高准确度和稳定度的同步信号。系统中使用FPGA设计了高分辨率的时间间隔测量单元,达到0.121 ns的测量分辨率,能对晶振分频信号与GPS秒脉冲信号的时间间隔进行高精度测量,缩短了频率校准时间。同时在FPGA内部使用PicoBlaze嵌入式软核处理器监控系统状态,并配合滑动平均滤波法对测量得到的时间间隔数据实时处理,有效地抑制了GPS秒脉冲波动对频率校准的影响。     

矿用分布式采集系统时钟同步方案设计与实现

单一的时钟同步技术由于其精度及应用局限性,无法满足矿用分布式采集系统高精度、高可靠性的时钟同步性能要求。针对上述问题,提出了基于北斗+IEEE 1588V2+本地后备时钟的三级协同时钟同步方案。选用部署在地面的T600-BDGOCXC型北斗授时服务器作为主时钟,为系统提供纳秒级精度的绝对时钟;采用STM32F407+DP83848及PTPd协议栈实现支持IEEE 1588V2协议的采集节点,通过井下工业环网将北斗的绝对时钟同步到各采集节点;本地后备时钟采用STM32F407内部RTC(实时时钟)实现,给各采集节点提供秒级精度的时间戳初值,便于各采集节点用最短时间实现与主时钟的同步。测试结果表明,北斗授时服务器与采集节点通过交换机直连的情况下,1 min后时钟同步精度达162 ns;北斗授时服务器与采集节点通过三级交换机连接的情况下,时钟同步精度为565 ns;在北斗授时服务器失效的情况下,优先级高的采集节点升级为主时钟并为其余采集节点授时,具有较强的可靠性。     

基于FPGA的GPS高精度短时标设计

鉴于短时标在航天、电子及电力系统中的需求,本文阐述了以FPGA为主处理器对GPS接收机进行数据采集处理,提供高精度短时标及短时标对应的时间码相关信息。为了确保时标的精度,减少时间信息解码过程中的采样误差,从方法、设计两方面考虑,采取了一系列的措施,保证了时标设计的精度。     

基于模糊控制的高精度时钟同步系统

电网输配线故障定位对电网故障排除及供电保障有至关重要的作用。位于输配电线路两端的行波故障定位设备的同步误差决定了故障定位的基本精度。沿用GPS作为时钟同步基准，以FPGA+VCO替代传统方法的MCU+固定频率晶振构建高精度时钟同步系统，提高了系统同步精度并消除了晶振老化、器件温漂等带来的长期稳定性问题；通过模糊控制提高了系统同步速度。构建的系统同步精度优于±25 ns，同步速度（系统从接收到同步源（GPS秒脉冲）至系统时钟调整锁相完成所需时间）少于90 s。