楊宏宇 屈衛(wèi)鋒 顏瑋瑋
摘 要:本發(fā)明涉及時(shí)間同步檢測(cè)系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域,其特征在于:包括GPS/北斗信號(hào)接收定時(shí)單元,時(shí)間同步基準(zhǔn)源單元,時(shí)間同步信號(hào)測(cè)試單元,時(shí)間同步信號(hào)仿真單元,網(wǎng)絡(luò)化軟件平臺(tái)設(shè)計(jì)單元,LCD顯示觸摸控制單元和鋰電池管理單元。本發(fā)明觸摸手持時(shí)間同步測(cè)試系統(tǒng)在于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)輕巧,便于攜帶,觸摸式控制,操作簡(jiǎn)單,為智能變電站中設(shè)備進(jìn)行時(shí)間測(cè)試提供了有效的解決方案,有效增強(qiáng)了智能變電站的運(yùn)維便利性和可靠性。
關(guān)鍵詞:時(shí)間同步;時(shí)間基準(zhǔn)源;OCXO守時(shí);信號(hào)仿真
1 背景技術(shù)
目前智能變電站對(duì)時(shí)間同步網(wǎng)絡(luò)的要求更高、更嚴(yán)格,國(guó)內(nèi)的一些科研機(jī)構(gòu)和企業(yè)對(duì)智能變電站時(shí)間同步信號(hào)的準(zhǔn)確度評(píng)估及故障診斷技術(shù)進(jìn)行了一定的研究,并開發(fā)出了相關(guān)設(shè)備,例如時(shí)間同步測(cè)試儀、網(wǎng)絡(luò)報(bào)文分析儀等。上述設(shè)備在智能變電站時(shí)間同步特性檢測(cè)時(shí),需要通過復(fù)雜的連線、配置和手動(dòng)記錄分析方式等聯(lián)合完成。特別對(duì)測(cè)式點(diǎn)分散的現(xiàn)場(chǎng)裝備測(cè)試時(shí),需要將測(cè)試設(shè)備進(jìn)行斷電,重新進(jìn)行接線和配置,使用起來比較復(fù)雜、繁瑣。而且,單臺(tái)設(shè)備被局限于只能進(jìn)行某些方面的時(shí)間同步特性測(cè)試,難以實(shí)現(xiàn)全面系統(tǒng)的檢測(cè)。
2 技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及時(shí)間同步檢測(cè)系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域,具體涉及一種觸摸式手持時(shí)間同步測(cè)試系統(tǒng)。
3 發(fā)明內(nèi)容
為了解決目前時(shí)間測(cè)試儀在使用的過程中攜帶不便,操作復(fù)雜,功能單一的問題,本發(fā)明提出一種觸摸式手持時(shí)間同步測(cè)試系統(tǒng),使得測(cè)試儀在使用過程中便捷、高效。
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題采用以下的技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)。
一種觸摸式手持時(shí)間同步測(cè)試系統(tǒng),其特征在于:包括GPS/北斗信號(hào)接收定時(shí)單元,時(shí)間同步基準(zhǔn)源單元,時(shí)間同步信號(hào)測(cè)試單元,時(shí)間同步信號(hào)仿真單元,網(wǎng)絡(luò)化軟件平臺(tái)設(shè)計(jì)單元,LCD顯示觸摸控制單元和鋰電池管理單元。
所述GPS/北斗信號(hào)接收定時(shí)單元與所述時(shí)間同步基準(zhǔn)源單元單向連接;所述GPS/北斗信號(hào)接收定時(shí)單元用于向所述時(shí)間同步基準(zhǔn)源單元提供外部時(shí)間基準(zhǔn)源。
所述時(shí)間同步基準(zhǔn)源單元與所述時(shí)間同步信號(hào)測(cè)試單元單向連接;所述時(shí)間同步基準(zhǔn)源單元根據(jù)所述GPS/北斗信號(hào)接收定時(shí)單元提供的授時(shí)信號(hào)作為外部時(shí)間基準(zhǔn),生成高精度的本地時(shí)間同步基準(zhǔn)源;所述時(shí)間同步信號(hào)測(cè)試單元根據(jù)所述時(shí)間同步基準(zhǔn)源單元輸出的本地時(shí)間同步基準(zhǔn)源為參考,測(cè)量當(dāng)前輸入的被測(cè)時(shí)間信號(hào)與本地同步時(shí)間基準(zhǔn)源的偏差。
所述時(shí)間同步信號(hào)仿真單元與所述時(shí)間同步基準(zhǔn)源單元單向連接;所述時(shí)間同步信號(hào)仿真單元以所述時(shí)間同步基準(zhǔn)源單元輸出的本地時(shí)間同步基準(zhǔn)源為參考,仿真授時(shí)系統(tǒng)輸出的各種運(yùn)行工況。
其中,該一種觸摸式手持時(shí)間同步測(cè)試系統(tǒng),還包括LCD顯示觸摸控制單元,該顯示觸摸控制單元與所述時(shí)間同步信號(hào)測(cè)試單元和所述時(shí)間同步信號(hào)仿真單元雙向連接,(1)用于顯示所述時(shí)間同步信號(hào)測(cè)試單元的測(cè)量信息和所述時(shí)間同步信號(hào)仿真單元信號(hào)仿真信息;(2)用來控制所述時(shí)間同步信號(hào)測(cè)試單元被測(cè)試信號(hào)的類型;(3)用來控制所述時(shí)間同步信號(hào)仿真單元輸出時(shí)間信號(hào)的類型。
其中,該一種觸摸式手持時(shí)間同步測(cè)試系統(tǒng),還包括網(wǎng)絡(luò)化軟件平臺(tái)設(shè)計(jì)單元,該網(wǎng)絡(luò)化軟件平臺(tái)設(shè)計(jì)單元與所述時(shí)間同步信號(hào)測(cè)試單元和所述時(shí)間同步信號(hào)仿真單元雙向連接,用于將所述時(shí)間同步信號(hào)測(cè)試單元的測(cè)量結(jié)果和所述時(shí)間同步信號(hào)仿真單元信號(hào)仿真信息分別進(jìn)行數(shù)據(jù)檢測(cè)和分析,將分析結(jié)果通過規(guī)約進(jìn)行上送。
其中,該一種觸摸式手持時(shí)間同步測(cè)試系統(tǒng),還包括電池管理單元,該電池管理單元與所述時(shí)間同步信號(hào)測(cè)試單元和所述時(shí)間同步信號(hào)仿真單元單向連接。所述電池管理單元用來管理外部充電器充電電壓和充電電流的大小,并用來監(jiān)測(cè)電池的剩余電量和剩余使用時(shí)間。
本發(fā)明的有益效果為:(1)所述時(shí)間同步信號(hào)測(cè)試單元可同時(shí)管控多路接入的被測(cè)時(shí)間同步信號(hào),實(shí)現(xiàn)多通道信號(hào)測(cè)量和對(duì)比分析,可實(shí)現(xiàn)對(duì)多種被同步設(shè)備的時(shí)延特性進(jìn)行測(cè)試。
(2)所述時(shí)間同步信號(hào)仿真單元既可以模擬授時(shí)系統(tǒng)輸出的正確的時(shí)間同步信號(hào),也可以模擬運(yùn)行、仿真輸出可控的、異常的時(shí)間同步信號(hào)。
(3)在同類型測(cè)試設(shè)備中,采用LCD液晶屏觸摸控制技術(shù),提供以用戶體驗(yàn)為中心的人機(jī)交互界面。
(4)采用雙晶振冗余設(shè)計(jì),提高系統(tǒng)的可靠性。
(5)內(nèi)置大容量鋰電池,可在電池充滿電后且無接外接電源情況下能持續(xù)使用8 h,實(shí)現(xiàn)了裝置的可移動(dòng)性和便攜性。
圖1為本發(fā)明的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。
圖1 本發(fā)明的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
4 具體實(shí)施方式
如圖1所示,一種觸摸式手持時(shí)間同步測(cè)試系統(tǒng),其特征在于:包括GPS/北斗信號(hào)接收定時(shí)單元,時(shí)間同步基準(zhǔn)源單元,時(shí)間同步信號(hào)測(cè)試單元,時(shí)間同步信號(hào)仿真單元,網(wǎng)絡(luò)化軟件平臺(tái)設(shè)計(jì)單元,LCD顯示觸摸控制單元和鋰電池管理單元。
所述GPS/北斗信號(hào)接收定時(shí)單元與所述時(shí)間同步基準(zhǔn)源單元單向連接;所述GPS/北斗信號(hào)接收定時(shí)單元由GPS/北斗(雙系統(tǒng))接收定時(shí)模塊和接收天線、饋線和相關(guān)控制軟件組成。通過接收和解析衛(wèi)星時(shí)鐘信號(hào),輸出高精度1PPS和TOD時(shí)間基準(zhǔn),準(zhǔn)確度優(yōu)于20 ns,作為所述時(shí)間同步基準(zhǔn)源單元的外部時(shí)間基準(zhǔn)。
所述時(shí)間同步基準(zhǔn)源單元與所述時(shí)間同步信號(hào)測(cè)試單元單向連接;所述時(shí)間同步基準(zhǔn)源單元采用原子鐘或恒溫晶體振蕩器(Oven Controlled Crystal Oscillator,OCXO)來實(shí)現(xiàn)高精度自守時(shí)功能。同時(shí),采用閉環(huán)控制守時(shí)算法和卡爾曼數(shù)字濾波技術(shù),以所述GPS/北斗信號(hào)接收定時(shí)單元輸出基準(zhǔn)源為基準(zhǔn),對(duì)原子鐘或OCXO進(jìn)行控制和馴服,生成高度準(zhǔn)確、高度穩(wěn)定的時(shí)間參考,作為整個(gè)檢測(cè)系統(tǒng)的時(shí)間同步基準(zhǔn)源,其準(zhǔn)確度優(yōu)于100 ns。所述時(shí)間同步信號(hào)測(cè)試單元根據(jù)所述時(shí)間同步基準(zhǔn)源單元輸出的本地時(shí)間同步基準(zhǔn)源為參考,精確測(cè)量當(dāng)前輸入的被測(cè)時(shí)間信號(hào)與本地同步時(shí)間基準(zhǔn)源的偏差;可同時(shí)管控多路接入的被測(cè)時(shí)間同步信號(hào),并支持多種接口和不同類型時(shí)間信號(hào)測(cè)試。例如IRIG-B時(shí)間信號(hào)、脈沖時(shí)間信號(hào)、串口時(shí)間信號(hào)、DCF77時(shí)間信號(hào)、PTP時(shí)間信號(hào)或NTP時(shí)間信號(hào)。
所述時(shí)間同步信號(hào)仿真單元與所述時(shí)間同步基準(zhǔn)源單元單向連接;該單元用于仿真授時(shí)系統(tǒng)的各種運(yùn)行工況,包括正常運(yùn)行、信號(hào)失步、信號(hào)誤碼等,仿真輸出授時(shí)同步信號(hào),并以所述時(shí)間同步基準(zhǔn)源單元為參考,可控輸出不同偏差的時(shí)間同步信號(hào),模擬授時(shí)系統(tǒng)的正常或失步工況,使其輸出的時(shí)間同步信號(hào)特性和內(nèi)容可控。例如可以輸出同步的IRIG-B時(shí)間信號(hào)、脈沖時(shí)間信號(hào)、串口時(shí)間信號(hào)、DCF77時(shí)間信號(hào)、PTP時(shí)間信號(hào)或NTP時(shí)間信號(hào),也可以仿真閏秒輸出時(shí)間信號(hào),時(shí)間跳秒信號(hào)輸出。
所述的一種觸摸式手持時(shí)間同步測(cè)試系統(tǒng),還包括LCD顯示觸摸控制單元,該顯示觸摸控制單元與所述時(shí)間同步信號(hào)測(cè)試單元和所述時(shí)間同步信號(hào)仿真單元雙向連接,(1)用來顯示和控制所述時(shí)間同步信號(hào)測(cè)試單元接入被測(cè)時(shí)間信號(hào)的類型、精度偏差、解析報(bào)文的內(nèi)容等信息;(2)用來顯示和控制所述時(shí)間同步信號(hào)仿真單元輸出信號(hào)的仿真信息,如閏秒信息、輸出IRIG-B碼信息和跳秒測(cè)試信息。
所述的一種觸摸式手持時(shí)間同步測(cè)試系統(tǒng),還包括網(wǎng)絡(luò)化軟件平臺(tái)設(shè)計(jì)單元,該網(wǎng)絡(luò)化軟件平臺(tái)設(shè)計(jì)單元與所述時(shí)間同步信號(hào)測(cè)試單元和所述時(shí)間同步信號(hào)仿真單元雙向連接,用于將所述時(shí)間同步信號(hào)測(cè)試單元被測(cè)信號(hào)的測(cè)量結(jié)果和所述時(shí)間同步信號(hào)仿真單元信號(hào)仿真信息分別進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、異常報(bào)警、數(shù)據(jù)檢索和提取分析,將分析結(jié)果通過IEC-61850報(bào)文、104報(bào)文等規(guī)約上送規(guī)約進(jìn)行上送。該網(wǎng)絡(luò)化軟件平臺(tái)設(shè)計(jì)單元負(fù)責(zé)時(shí)間同步測(cè)試系統(tǒng)的配置參數(shù)管理、變更測(cè)試項(xiàng)目、測(cè)試報(bào)告生成管理等,該軟件系統(tǒng)還可以對(duì)測(cè)試系統(tǒng)的實(shí)時(shí)狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。
該一種觸摸式手持時(shí)間同步測(cè)試系統(tǒng),還包括電池管理單元,該電池管理單元與所述時(shí)間同步信號(hào)測(cè)試單元和所述時(shí)間同步信號(hào)仿真單元單向連接。所述電池管理單元用來管理外部充電器充電電壓和充電電流的大小,并用來監(jiān)測(cè)電池的剩余電量和剩余使用時(shí)間。
5 結(jié)語
本發(fā)明公開了一種觸摸式手持時(shí)間同步測(cè)試系統(tǒng),該系統(tǒng)以GPS/北斗(雙系統(tǒng))接收定時(shí)模塊為外部時(shí)間基準(zhǔn)源,采用高精度原子鐘或OCXO實(shí)現(xiàn)高精度自守時(shí)功能,并生成高度準(zhǔn)確、高度穩(wěn)定的時(shí)間參考,作為整個(gè)檢測(cè)系統(tǒng)的時(shí)間同步基準(zhǔn)源,其準(zhǔn)確度優(yōu)于100 ns。時(shí)間同步信號(hào)測(cè)試單元可同時(shí)管控多路接入的被測(cè)時(shí)間同步信號(hào),并支持多種接口和不同類型時(shí)間信號(hào)測(cè)試。時(shí)間同步信號(hào)仿真單元可以仿真輸出授時(shí)同步信號(hào),可控輸出不同偏差的時(shí)間同步信號(hào),模擬授時(shí)系統(tǒng)的正?;蚴Р焦r,使其輸出的時(shí)間同步信號(hào)特性和內(nèi)容可控。該系統(tǒng)采用LCD觸摸控制,可以實(shí)現(xiàn)良好人機(jī)交互界面,內(nèi)置電池管理單元,可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電池的剩余電量和剩余使用時(shí)間。該系統(tǒng)還包括監(jiān)測(cè)采用網(wǎng)絡(luò)化軟件平臺(tái)設(shè)計(jì),可以實(shí)現(xiàn)對(duì)測(cè)試系統(tǒng)的狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè),數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、數(shù)據(jù)檢索和提取,對(duì)記錄和分析的結(jié)果通過IEC-61850報(bào)文、104報(bào)文等規(guī)約上送規(guī)約進(jìn)行上送。該觸摸式手持時(shí)間同步測(cè)試系統(tǒng)具有輕巧、便于攜帶、自帶供電系統(tǒng)等優(yōu)點(diǎn),因而可以方便地應(yīng)用于各種外場(chǎng)工作環(huán)境中,對(duì)測(cè)點(diǎn)分散的現(xiàn)場(chǎng)裝備進(jìn)行在線故障測(cè)試診斷。同時(shí)縮短了故障檢測(cè)和隔離時(shí)間,從而縮短了產(chǎn)品的修復(fù)時(shí)間,提高了系統(tǒng)的可用性。為我國(guó)開發(fā)智能變電站全套時(shí)間同步特性檢測(cè)提供了一種方法。