本文關(guān)鍵詞：新一代的GPS-B碼解碼授時(shí)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

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【摘要】：在電力系統(tǒng)中,統(tǒng)一的高精度時(shí)鐘對(duì)于獲取發(fā)電機(jī)組運(yùn)行過(guò)程中的運(yùn)行狀態(tài)信息非常重要。調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)、微機(jī)繼電保護(hù)裝置、故障錄波器、事件順序記錄裝置、遠(yuǎn)動(dòng)裝置、計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)交換網(wǎng)、雷電定位系統(tǒng)等系統(tǒng)設(shè)備對(duì)時(shí)間的精確度要求較高,這些系統(tǒng)設(shè)備會(huì)實(shí)時(shí)的記錄并存儲(chǔ)各自所控制的儀器設(shè)備的各項(xiàng)運(yùn)行參數(shù),并繪制出趨勢(shì)曲線(包括實(shí)時(shí)曲線和歷史曲線),通過(guò)分析系統(tǒng)記錄的趨勢(shì)曲線,可以判斷事故發(fā)生的前后順序,從而對(duì)事故產(chǎn)生的原因進(jìn)行科學(xué)的分析,這對(duì)于減少事故隱患、提高系統(tǒng)設(shè)備的穩(wěn)定性具有重要的作用。 目前國(guó)內(nèi)外主要的授時(shí)方式有5種,分別為短波授時(shí)、長(zhǎng)波授時(shí)、衛(wèi)星授時(shí)、IRIG-B碼授時(shí)、網(wǎng)絡(luò)授時(shí),而衛(wèi)星授時(shí)和IRIG-B碼授時(shí)兩種授時(shí)方式在實(shí)際中應(yīng)用又最為廣泛,這兩種授時(shí)方式已成為當(dāng)今電力系統(tǒng)的主流授時(shí)方式。 本文針對(duì)電力系統(tǒng)各種系統(tǒng)和自動(dòng)化裝置對(duì)統(tǒng)一授時(shí)的實(shí)際需求,設(shè)計(jì)了一種新型的多源授時(shí)系統(tǒng),該系統(tǒng)模塊可同時(shí)接受GPS衛(wèi)星信號(hào)及IRIG-B碼信號(hào),兩種信號(hào)互為備用,工作時(shí),模塊既可以跟蹤GPS衛(wèi)星獲取精確的時(shí)間、位置信息,也可以接收IRIG-B碼信號(hào)獲取時(shí)間信息,解析后通過(guò)CAN和串口隔離向外輸出,可滿足多種環(huán)境的需求。由于該系統(tǒng)模塊采用基于單片機(jī)的方法設(shè)計(jì),可靠性高,反應(yīng)速度快,成本低,有比較強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)意義。 本文針對(duì)GPS衛(wèi)星信號(hào)及IRIG-B碼信號(hào)各自的特點(diǎn),對(duì)信號(hào)解調(diào)的原理、方法及實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了詳細(xì)的闡述,并提出了一種新的方法來(lái)解決兩種信號(hào)的共存問(wèn)題,該方法利用了兩種信號(hào)的特點(diǎn),通過(guò)同一單片機(jī)的不同功能區(qū)分別捕獲處理信號(hào),使得系統(tǒng)的集成度更高,更簡(jiǎn)單可靠,該方法主要采用軟件實(shí)現(xiàn),降低了實(shí)現(xiàn)成本。GPS時(shí)間信號(hào)來(lái)自于GPS信號(hào)接收機(jī),該接收機(jī)通過(guò)衛(wèi)星天線接收來(lái)自GPS衛(wèi)星的信號(hào),經(jīng)過(guò)解析后利用RS-232通信協(xié)議向外發(fā)送信息,可以利用單片機(jī)的串行接收引腳接收該GPS信息,然后由單片機(jī)解析出其中的時(shí)間信息；IRIG-B時(shí)間格式碼來(lái)自于標(biāo)準(zhǔn)的IRIG-B碼時(shí)鐘源,B碼時(shí)鐘源發(fā)送的IRIG-B時(shí)間格式碼遵循RS-422通信協(xié)議。由于IRIG-B為一系列脈寬為10ms的脈沖組成,頻率較低,可通過(guò)利用單片機(jī)的輸入捕獲功能引腳捕獲脈沖的方法完成對(duì)IRIG-B碼的信息的采集,然后再通過(guò)單片機(jī)解析出其中的時(shí)間信息。系統(tǒng)分別采用CAN通信協(xié)議、RS-232通信協(xié)議、RS-485通信協(xié)議三種通信協(xié)議向外輸出,可滿足大部分系統(tǒng)設(shè)備的需求。 本文提出的時(shí)間碼解碼技術(shù),方法簡(jiǎn)單,成本較低,開(kāi)發(fā)操作簡(jiǎn)單,具有很好的推廣價(jià)值,同時(shí)該解碼技術(shù)對(duì)于其它方式的授時(shí)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)也具有一定的參考價(jià)值。
【關(guān)鍵詞】：GPS信號(hào) IRIG-B時(shí)間碼 GPS授時(shí) 多源
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TM73;P228.4
【目錄】：

• 摘要8-10
• ABSTRACT10-12
• 符號(hào)說(shuō)明12-13
• 第一章 綜述13-16
• 1.1 相關(guān)背景介紹13
• 1.2 國(guó)內(nèi)外統(tǒng)一授時(shí)的發(fā)展現(xiàn)狀13
• 1.3 目前主要的授時(shí)方式13-16
• 第二章 GPS格式碼及其解碼原理16-19
• 2.1 GPS簡(jiǎn)介16
• 2.2 GPS格式碼的介紹16-18
• 2.2.1 GPS接收機(jī)16-17
• 2.2.2 GPS格式碼結(jié)構(gòu)17-18
• 2.3 GPS解碼原理18-19
• 第三章 IRIG-B格式碼及其在授時(shí)系統(tǒng)中的應(yīng)用19-24
• 3.1 IRIG時(shí)間碼19
• 3.2 IRIG-B時(shí)間格式碼19-22
• 3.2.1 IRIG-B時(shí)間格式碼組成20-22
• 3.3 IRIG-B時(shí)間格式碼在授時(shí)系統(tǒng)中的應(yīng)用22-24
• 3.3.1 IRIG-B時(shí)間格式碼的特點(diǎn)22
• 3.3.2 IRIG-B時(shí)間格式碼在授時(shí)系統(tǒng)中的應(yīng)用22-24
• 第四章 新一代的GPS-B碼解碼授時(shí)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)24-49
• 4.1 前言24
• 4.2 硬件系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)24-25
• 4.3 電源電路的設(shè)計(jì)25
• 4.4 輸入單元電路的設(shè)計(jì)25-27
• 4.4.1 GPS時(shí)間碼接收電路25-26
• 4.4.2 IRIG-B時(shí)間格式碼輸入電路26-27
• 4.5 解碼單元電路的設(shè)計(jì)27-30
• 4.5.1 解碼電路工作原理29-30
• 4.5.2 鍵盤及液晶顯示部分30
• 4.6 時(shí)鐘保持電路30
• 4.7 通信接口單元電路的設(shè)計(jì)30-35
• 4.7.1 RS232通信單元電路設(shè)計(jì)31
• 4.7.2 RS485通信單元電路設(shè)計(jì)31-32
• 4.7.3 CAN通信單元電路設(shè)計(jì)32-34
• 4.7.4 PPS秒脈沖及分鐘脈沖輸出單元電路的設(shè)計(jì)34-35
• 4.7.5 報(bào)警信號(hào)輸出單元電路的設(shè)計(jì)35
• 4.8 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)35-49
• 4.8.1 主程序35-36
• 4.8.2 解碼程序36-42
• 4.8.3 通信接口程序42-44
• 4.8.4 中斷程序44-45
• 4.8.5 PC機(jī)數(shù)據(jù)接收部分設(shè)計(jì)45-49
• 第五章 結(jié)論與展望49-52
• 5.1 論文總結(jié)49-50
• 5.2 下一步工作50-52
• 參考文獻(xiàn)52-55
• 致謝55-56
• 附錄56-57
• 學(xué)位論文評(píng)閱及答辯情況表57

【相似文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前2條

1 魏穎;黃軍娜;姬琪;沈湘衡;;基于FPGA的時(shí)統(tǒng)設(shè)備的IRIG-B時(shí)間碼設(shè)計(jì)[J];北華大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2006年06期

2 馬建華,王欣奎;IRIG-B碼時(shí)統(tǒng)終端設(shè)計(jì)[J];北華大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2005年05期

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前2條

1 耿家慶;新一代的GPS-B碼解碼授時(shí)系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D];山東大學(xué);2014年

2 張輝;新一代的IRIG-B碼時(shí)統(tǒng)終端的設(shè)計(jì)[D];吉林大學(xué);2006年

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本文編號(hào)：721820