本发明专利技术属于时间同步技术领域，具体涉及一种直流B码转换为电力系统串口时间报文的方法及装置。主旨在于解决传统方法采用CPU转换模式精度低、成本高的问题，本发明专利技术电力系统串口时间报文信号时间准确度可达到优于1μs。主要方案包括10倍频模块、码元识别模块、B码信息解析模块、秒准时沿提取模块、1PPS生成模块、时间修正模块、串口时间报文编码模块、串口时间报文发送模块、串行接口驱动电路。除串行接口驱动电路以外，其余模块均由FPGA实现。本发明专利技术采用FPGA实现直流B码转换为电力系统串口时间报文，实现高精度串口时间报文信号输出，不使用CPU，硬件架构简单，稳定可靠，成本低廉，装置可以做到小型化、模块化，应用灵活，扩展性好。扩展性好。扩展性好。
【技术实现步骤摘要】
一种直流B码转换为电力系统串口时间报文的方法及其装置
[0001]本专利技术属于时间同步
，具体涉及一种直流B码转换为电力系统串口时间报文的方法及装置。
技术介绍
[0002]IRIG是美国靶场司令部委员会的下属机构靶场仪器组的简称(Inter
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Range Instrumentation Group)。IRIG串行时间码，共有六种格式，即A、B、D、E、 G、H，其中IRIG
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B格式时间码(以下简称B码)应用最为广泛。B码的时帧速率为1帧/s，包含100位信息，分别表示BCD时间信息和控制功能信息，同时也可从中提取1Hz和100Hz脉冲信号。
[0003]在实际应用中，连接时间同步装置和被授时二次设备之间的时间信号传输介质通常为双绞线或光纤，信号类型通常是IRIG
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B(DC)(直流B码)。
[0004]直流B码和电力系统串口时间报文是电力系统常用的对时方式，它们的共同特点是：接口简单，信息全面(包含时间质量、闰秒信息、夏时制信息和时区信息)。它们的区别是：直流B码通常由逻辑电路输出，输出信号精度高，常用于嵌入式设备对时；电力系统串口时间报文通常由CPU输出，输出信号精度低，补偿算法复杂，常用于服务器或工作站对时。
[0005]本专利技术针对串口时间报文输出信号精度低、补偿算法复杂的应用不足，采用FPGA实现直流B码直接转换生成串口时间报文，实现高精度的串口时间报文信号输出。另一方面，本专利技术不使用CPU，硬件架构简单、成本低、可靠性高，装置可以做到小型模块化，扩展性好。
技术实现思路
[0006]本专利技术所要解决的技术问题是提供一种直流B码转换为电力系统串口时间报文的方法及其装置，解决传统方法采用CPU转换模式精度低、成本高的问题，本专利技术电力系统串口时间报文信号时间准确度可达到优于1μs。
[0007]本专利技术为了实现上述目的采用以下技术手段：
[0008]本专利技术提供了一种直流B码转换为电力系统串口时间报文的装置，包括以下模板：
[0009]10倍频模块：采用FPGA内部自带的时钟管理模块将外部输入的10MHz信号倍频到100MHz，供码元识别模块、秒准时沿提取模块用作参考时钟信号；
[0010]码元识别模块：根据B码的码元特征以10倍频模块输出的100MHz信号作参考对输入的直流B码信号进行码元类型识别，输出串行码元类型信息；
[0011]B码信息解析模块：根据所述码元识别模块输出的串行码元类型信息以及秒准时沿提取模块输出的秒准时沿信号，以及直流B码编码规则，解析出直流 B码编码信息；
[0012]秒准时沿提取模块：根据码元识别模块输出的串行码元类型信息，判断B 码信息解析模块输出的直流B码编码信息中的码元P的信息位置，根据直流B 码编码规则，确定直流B码的秒准时沿信号；
[0013]1PPS生成模块：以秒准时沿提取模块输出的秒准时沿信号，延时1秒生成脉宽为
10ms的1PPS信号；
[0014]时间修正模块：根据时钟走时规律完成1秒走时，一帧B码信号传输周期为1秒，接收到B码信号并解析出时间、闰秒、夏时制、时区信息，再进行串口时间报文编码，时间已经经过1秒，需要对时间信息作1秒走时处理；
[0015]处理时，需根据闰秒规则和夏时制规则，参照B码信息中的闰秒预告、闰秒标志、夏时制预告和夏时制标志信息，做相应的闰秒执行或夏时制调整，执行完成时进行闰秒预告和夏时制预告信息的清除；
[0016]串口时间报文编码模块：将时间修正模块输出的包含年、月、日、时、分、秒信息的时间、闰秒预告及闰秒标志、夏时制预告及夏时制标志、时区偏移、时间质量信息，按照电力系统标准时间报文协议进行串口时间报文编码；
[0017]串口时间报文发送模块，以所述1PPS生成模块输出的1PPS信号作触发，以电力系统串口时间报文设定的串口参数将串口时间报文编码模块输出的串口时间报文编码输出到串行接口驱动电路。
[0018]上述技术方案中，还包括串行接口驱动电路：将所述串口时间报文发送模块发送的串行报文做物理层接口信号转换，以RS
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232、RS
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485和光纤接口输出电力系统串口时间报文信号。
[0019]上述技术方案中，B码编码信息包括包含年、月、日、时、分、秒的时间信息、闰秒预告及闰秒标志信息、夏时制预告及夏时制标志信息、时区偏移信息、时间质量信息。
[0020]上述技术方案中，秒准时沿提取模块中出现2个连续的“P”码元“P0”、“Pr”时，“Pr”码元的上升沿为直流B码的秒准时沿信号。
[0021]本专利技术还提供了一种直流B码转换为电力系统串口时间报文的方法，包括如下步骤：
[0022]10倍频步骤：采用FPGA内部自带的时钟管理模块将外部输入的10MHz信号倍频到100MHz，供码元识别步骤、秒准时沿提取步骤用作参考时钟信号；
[0023]码元识别步骤：根据B码的码元特征以10倍频步骤输出的100MHz信号作参考对输入的直流B码信号进行码元类型识别，输出串行码元类型信息；
[0024]B码信息解析步骤：根据所述码元识别步骤输出的串行码元类型信息以及秒准时沿提取步骤输出的秒准时沿信号，以及直流B码编码规则，解析出直流 B码编码信息；
[0025]秒准时沿提取步骤：根据码元识别步骤输出的串行码元类型信息，判断B 码信息解析步骤输出的直流B码编码信息中的码元P的信息位置，根据直流B 码编码规则，确定直流B码的秒准时沿信号；
[0026]1PPS生成步骤：以所述秒准时沿提取步骤输出的秒准时沿信号，延时1秒生成脉宽为10ms的1PPS信号；
[0027]时间修正步骤：根据时钟走时规律完成1秒走时，一帧B码信号传输周期为1秒，接收到B码信号并解析出时间、闰秒、夏时制、时区信息，再进行串口时间报文编码，时间已经经过1秒，需要对时间信息作1秒走时处理；
[0028]处理时，需根据闰秒规则和夏时制规则，参照B码信息中的闰秒预告、闰秒标志、夏时制预告和夏时制标志信息，做相应的闰秒执行或夏时制调整，执行完成时进行闰秒预告和夏时制预告信息的清除；
[0029]串口时间报文编码步骤：将时间修正步骤输出的包含年、月、日、时、分、秒信息的时间、闰秒预告及闰秒标志、夏时制预告及夏时制标志、时区偏移、时间质量信息，按照电力系统标准时间报文协议进行串口时间报文编码；
[0030]串口时间报文发送步骤，以所述1PPS生成步骤输出的1PPS信号作触发，以电力系统串口时间报文设定的串口参数将串口时间报文编码步骤输出的串口时间报文编码输出到串行接口驱动电路。
[0031]上述技术方案中，B码编码信息包括包含年、月、日、时、分、秒的时间信息、闰秒预告及闰秒标志信息、夏时制预告及夏时制标志信息、时区偏移信息、时间质量信息。
[0032]上述技术方案中，秒准时沿提取步骤中出现2个连续的“P”码本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种直流B码转换为电力系统串口时间报文的装置，其特征在于，包括以下模块：10倍频模块：采用FPGA内部自带的时钟管理模块将外部输入的10MHz信号倍频到100MHz，供码元识别模块、秒准时沿提取模块用作参考时钟信号；码元识别模块：根据B码的码元特征以10倍频模块输出的100MHz信号作参考对输入的直流B码信号进行码元类型识别，输出串行码元类型信息；B码信息解析模块：根据所述码元识别模块输出的串行码元类型信息以及秒准时沿提取模块输出的秒准时沿信号，以及直流B码编码规则，解析出直流B码编码信息；秒准时沿提取模块：根据码元识别模块输出的串行码元类型信息，判断B码信息解析模块输出的直流B码编码信息中的码元P的信息位置，根据直流B码编码规则，确定直流B码的秒准时沿信号；1PPS生成模块：以秒准时沿提取模块输出的秒准时沿信号，延时1秒生成脉宽为10ms的1PPS信号；时间修正模块：根据时钟走时规律完成1秒走时，一帧B码信号传输周期为1秒，接收到B码信号并解析出时间、闰秒、夏时制、时区信息，再进行串口时间报文编码，时间已经经过1秒，需要对时间信息作1秒走时处理；处理时，需根据闰秒规则和夏时制规则，参照B码信息中的闰秒预告、闰秒标志、夏时制预告和夏时制标志信息，做相应的闰秒执行或夏时制调整，执行完成时进行闰秒预告和夏时制预告信息的清除；串口时间报文编码模块：将时间修正模块输出的包含年、月、日、时、分、秒信息的时间、闰秒预告及闰秒标志、夏时制预告及夏时制标志、时区偏移、时间质量信息，按照电力系统标准时间报文协议进行串口时间报文编码；串口时间报文发送模块，以所述1PPS生成模块输出的1PPS信号作触发，以电力系统串口时间报文设定的串口参数将串口时间报文编码模块输出的串口时间报文编码输出到串行接口驱动电路。2.根据权利要求1所述的一种直流B码转换为电力系统串口时间报文的装置，其特征在于，还包括串行接口驱动电路：将所述串口时间报文发送模块发送的串行报文做物理层接口信号转换，以RS
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232、RS
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485和光纤接口输出电力系统串口时间报文信号。3.根据权利要求1所述的一种直流B码转换为电力系统串口时间报文的装置，其特征在于，B码编码信息包括包含年、月、日、时、分、秒的时间信息、闰秒预告及闰秒标志信息、夏时制预告及夏时制标志信息、时区偏移信息、时间质量信息。4.根据权利要求1所述的一种直流B码转换为电力系统串口时间报文的装置，其特征在于，秒准时沿提取模块中出现2个连续的“P”码元“P0”、“Pr”时，“Pr”码元的上升沿为直流...
【专利技术属性】
技术研发人员：彭上，吴华剑，魏旺全，刘晓川，文枫，
申请(专利权)人：成都引众数字设备有限公司，
类型：发明
国别省市：
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