基于IEEE1588协议的高精度网络时钟同步软件设计

在分析IEEE 1588原理以及影响同步精度因素的基础上,设计了基于Windows平台的时间同步方法,为分布式网络系统的时钟精确同步提供了一种有效可行的解决办法。目前,Windows平台下直接在应用层获取的时间戳精度在10 ms级左右,系统的同步精度为ms级。针对Windows平台下获取更高精度1588时间戳的困难,设计了基于SharpPcap的时间戳处理模块,得到高精度的数据链路层时间戳,从而提高了应用层的时间戳精度。实验结果表明,采用该方法系统主从时钟的同步精度达到亚ms级,满足电力系统中同步精度在ms级以内的时钟同步需求。     

数字短波阵列天线的时钟同步算法

针对阵列天线端数字采样时钟的同步问题,提出一种高精度的时钟同步算法。在PTP同步协议的基础上,通过对时钟脉冲的上升沿和下降沿检测提高时间戳精度。基于FPGA设计了以双边沿检测算法为核心的时钟同步电路,并搭建仿真平台对算法进行验证。仿真结果表明,该算法能对短波阵列天线输出的阵列信号进行高精度的同步采样。     

基于卫星共视技术的电网时间同步

针对电网系统对时间同步的要求,提出一种基于GPS/北斗卫星共视技术的远距离时间比对和传递方法,实现电网系统的高精度时间同步和频率校准.详细介绍该系统的软、硬件设计和数据处理算法,并给出国家电网所有一级基准时钟与国家标准时间UTC（NTSC）的共视数据分析结果：GPS模式下的共视比对精度优于5ns,北斗模式下共视比对精度优于15ns.数据结果表明：采用该技术能够实现电网系统全网范围内高精度、高稳定性、高可靠性的时间统一.     

基于IEEE1588的节点硬件时间戳实现方法研究

以IEEE1588精确同步时钟标准为依据,分析了高精度时钟同步机制和IEEE1588协议的核心算法——最佳主时钟算法,并论证了时间标记的精度是影响IEEE1588协议同步精度的最主要因素。在分析高精度时钟同步机制的基础上,提出了基于DP83640的时间标记解决方案。验证表明,该方案中主从时钟同步偏差明显减小,同步效果明显改善。     

基于PTP的无线分布式测试系统时钟同步研究

时钟(PTP)的发布使得分布式测试系统时钟同步精度大大提高,让各个传感器、执行器以及其它终端设备能够共享同一时钟基准,并能够精确保证不同终端的时钟同步质量。该文提出了无线分布式测试系统的网络拓扑结构,阐述了PTP时钟同步的过程,分析了PTP时钟同步调节算法的改进。通过MATLAB仿真给出了无线分布式测试系统典型网络拓扑下的PTP时钟同步的精度性能,引入偏移估计和斜率补偿,进一步提高了时钟同步的精度。     

微震监测中最优一致性时间同步算法研究

针对分布式微震监测系统对时间同步算法性能的较高需求,提出了一种分布式与结构式相结合的新型最优一致性时间同步算法(OCTS).根据微震监测系统的同步网络的特点,将OCTS算法设计为两个子过程:斜率一致性同步和基于无线传感器时间同步协议(TPSN)的相偏频偏联合简化估计.首先,采用了斜率一致性分析方法,将所有节点都同步到网络中时钟斜率最接近真实时间斜率1的节点的时钟上;然后,为了实现多矿区多系统的数据联合分析,在TPSN同步方法的基础上采用简化的极大似然估计方法实现相偏频偏的联合估计,将网络全局逻辑时钟同步到锚节点时钟上,保证多系统数据之间的时间有序性.实验结果验证了所提算法的有效性,证明了OCTS算法具有较强的鲁棒性、可扩展性及良好的同步精度,能适应微震监测系统所处的特殊环境.     

基于路径加权反馈的工业环网时钟同步方法

为了实现大规模环形网络系统中所有结点的高精度时钟同步,根据环形链路存在物理环路的特点,通过环形链路中的备用链路,由主时钟进行累积同步偏差反馈.基于该累积同步偏差和所有设备间时钟同步数据帧在环网中的传输时延,对累积偏差进行路径加权反馈,实现系统中所有时钟的偏差补偿,提高其同步精度,从而实现大规模工业环形网络的高精度时钟同步.在分析单跳同步偏差以及边界时钟累积同步偏差的基础上,得出基于路径加权反馈后所有设备的同步偏差,理论证明了该算法的有效性.进一步通过实验验证,该算法显著提高了环形网络时钟同步精度     

基于IEEE1588的智能变电站时钟同步技术

随着IEC61850标准在智能变电站领域的推广应用,智能电子设备IED（Intelligent Electronic Device）对时钟精度要求已达到了T5等级（1μs）.介绍IEEE 1588时间同步原理,对研制的PTP 925d时钟模块进行性能测试,证明在硬件辅助条件下IEEE 1588标准的时间同步精度可以达到纳秒量级.并分析IEC 61850标准在智能变电站的功能结构,以PTP 925d时钟模块为基本构件,设计智能变电站站内与站间的PTP时间同步方案,论述与分析相关技术细节,为IEEE 1588在智能变电站的工程应用提供参考.     

TTE时间同步协议关键算法研究和仿真分析

针对一种用于安全关键领域的实时网络协议——时间触发以太网(time triggered ethernet,TTE),分析研究TTE的时钟同步协议,对时钟同步流程以及协议涉及到时序保持算法、集中算法、时钟同步算法进行研究和分析. 建立网络交换机和节点机的模型,构建时间触发网络通信仿真平台,对时间触发以太网时钟同步协议进行仿真分析,验证了该时间同步算法能完成时间同步,并且精度保证在95 ns以内.     

基于IEEE1588的变电站网络时钟同步的研究与应用

随着数字化变电站的大规模建设,各智能设备对时间同步系统的精度要求也越来越高。本文介绍了IEEE1588协议的工作原理。针对数字化变电站的实际需求,提出了一种基于IEEE1588的变电站网络时钟同步系统的可行性方案,给出了时钟设备的冗余配置及其功能实现;并探讨了本系统方案中主时钟确定的详细过程以及系统偏差和延时的具体计算方法,为实现变电站内部的高精度网络时钟同步提供了参考。     

基于ARM Cortex-M3的动态心电图机设计

针对目前动态心电图机产品种类和功能单一的现状,研制了基于ARM（Advanced RISC Machines）Cor-tex-M3的新型动态心电图机。硬件主要由处理器最小系统、生物电放大模块、存储模块、LCD（Liquid Cgstal Display）和触摸屏模块、高速USB接口和电源模块构成。软件开发基于CooCox CoOS嵌入式实时操作系统,同时使用了文件系统和USB等中间件。移植uC/GUI实现人机接口设计。测试结果表明,该系统不但实现了心电信号采集、大容量数据存储和高速上传的功能,而且创新性地增加了图形用户界面和实时波形显示功能。     

NTCI-Flow：一种可扩展的高速网络流量处理框架

针对当前基于软/硬件的流导出技术存在的数据失真、不易扩展等问题,提出了一种准确、通用、易扩展的高速网络流量处理框架NTCI-Flow。该框架通过增加高性能包抓取工具,改进与优化传输性能,引入消息系统将流量高速导入实时处理平台进行分布式的包解析与流重组,增加Hive流数据导入模块实时存储网络流量,实现了万兆流量的准确采集及可扩展处理,为大数据分析网络流量奠定基础。实验结果表明,NTCI-Flow可实现万兆流量的采集与处理,每秒可处理1260万个包,易于在大规模集群中部署,具有良好的扩展性,且得到的流量统计信息比NetStream更准确。     

一种基于TD-LTE帧同步的电网时间同步方法

基于分时长期演进(TD-LTE)4G无线通信技术,研究了TD-LTE帧同步工作机制,将绝对时间与TD-LTE系统同步帧结构映射,提出了一种基于TD-LTE帧同步的电网时间同步方法,设计了时延补偿机制,以修正无线传播多路径造成的时延偏差,提高授时精度.通过搭建试验平台实测分析,验证了该方法的可行性,无线授时系统的时间同步精度可达亚微秒量级,可满足配电网各类业务需求.     

基于DSP＋MCU的电力同步相量测量装置的设计

针对同步相量测量需要高速采集和高速数据传输的特性,提出处理器采用双CPU结构同步相量测量装置,通过GPS授时时钟确保异地相量采集时间的同步性,然后按照模块化的设计思想对采集单元、时钟同步单元、双口RAM单元等模块进行设计,并在uC/OS-II操作系统上完成了这个功能模块优先级的分配,实验结果表明：所研制的测量装置设计合理,能够满足测量的技术指标要求,具有高精度和高速通信的特点。     

SG-DMA模式液晶显示模块的设计

目前液晶显示器(Liquid Crystal Display)广泛应用在各种电子设备中,是人机交换信息必不可少的设备。介绍一种基于ALTERA公司FPGA内嵌Niosii软核嵌入式系统平台,利用SG-DMA和视频同步信号发生器组件来控制液晶显示器的方法。这种控制液晶显示器的方法使液晶显示器的显存和CPU共用1片SDRAM芯片,不但节约1片显存SDRAM芯片,而且省去LCD液晶驱动芯片,即降低功耗和成本,又提高了控制速度,能够应用到各种需要液晶显示的仪器设备中。     

链式系统中信号远距离传输延时的在线测量方法

针对地震勘探系统结构成链式、采集节点多,全局主时钟和系统控制命令在其间传输延时大,而且采集节点间产生的延时不同且未知,导致不同采集通道间同步采集误差不易得到精确校正而影响同步精度的问题,提出了一种实时在线测量信号传输延时的回传模型和方法,采用链路复用技术,用同一根下行链路传输线实现从预处理模块到所有采集节点传输延时的精确测量,并能同时实现延时量向各采集节点一对一地传输。在进行链式系统设计时,本文方法能为后续同步采集误差的精确校正提供精确的延时依据。最后,建立了具有3个采集节点的实验系统,实验结果验证了本文方法的有效性。     

基于BOA网络与GPRS的智能家居监控系统

提出了一种基于ARM9核心的S3C2440 CPU、SIM300 GPRS无线传输模块及BOA网络服务器的智能家居监控系统设计方案,给出了系统硬件平台的设计方案,搭建了BOA网络服务器,并编制了基于CGI规范集的系统软件.此设计方案具有较高的HTTP请求处理速度,可以实现高速、高效的家居监控,同时在其它基于嵌入式及网络平台的相关设计中也具有一定的参考价值.     

高速跳频通信系统同步技术研究

同步是跳频通信系统关键技术之一。针对高速跳频通信系统中同步的主要要求,提出了一种高速跳频通信同步的方案,采用同步字头法和时间信息相结合的方法实现跳频同步。研究了系统定时,跳频图案同步,位同步等问题,并对其同步性能进行了分析。同步性能分析结果表明该跳频通信系统的同步时间短、捕获概率高、虚警概率低。     

火控系统高精度激光测距回波模拟器

为了给武器火控系统的脉冲激光测距设备提供高精度和稳定的光激励信号,以便完成实验室条件下的距离性能测试实验,采用ARM9+FPGA嵌入式系统作为控制平台。控制平台的粗定时和精定时两个模块串行工作,精定时模块使用距离门控电路对粗定时的最后一个周期运用游标原理进行细分,实现了武器火控系统高精度的脉冲激光飞行模拟。激光回波模拟器接收到火控系统的触发信号后,能够在规定的时间内返回24.6km距离内的激光回波模拟信号,系统精度可达0.25m。     

Realization of embedded control module for micro assembly line

A modularized,network,reconfigurable architecture and design method of embedded control module is proposed.This control module uses a TMS320F2812 chip as the core,and introduces modularization,network,reconfigurable theory to the design of control module to better meet the flexible and reconfigurable control need of assembly line.The design method of the control module is verified by constructing a control experiment based on controlling of precision x-y displacement platform through a CAN bus.Experimental results show that the controlling repeat position accuracy of precision x-y platform by control module is 0.5μm and the position error is less than 1μm which meet the needs of micro-adjustment pose of assembly line.