基于IEEE1588協(xié)議的從時(shí)鐘的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、為了滿足電網(wǎng)的高速發(fā)展，電網(wǎng)信息化進(jìn)程在最近幾年不斷提速。尤其是在智能電網(wǎng)的大背景下，要求電力系統(tǒng)能夠從集合了大量實(shí)時(shí)變化的數(shù)據(jù)中提取最關(guān)鍵的數(shù)據(jù)，完成運(yùn)算、分析、決斷。在任意的時(shí)間結(jié)點(diǎn)上，都可以利用數(shù)據(jù)完成對(duì)電網(wǎng)不同運(yùn)行狀態(tài)下的分析和準(zhǔn)確預(yù)警。這就對(duì)電力系統(tǒng)中各個(gè)設(shè)備的時(shí)間基準(zhǔn)提出了更高的要求。IEEE1588精確時(shí)鐘同步協(xié)議的出現(xiàn)為電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)各設(shè)備間高精度時(shí)間同步提供了可能。本文基于IEEE1588協(xié)議設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一款高精度從時(shí)鐘模塊

2、，并對(duì)從時(shí)鐘同步精度進(jìn)行了測(cè)試。
　　本文首先對(duì)IEEE1588精確以太網(wǎng)時(shí)鐘同步協(xié)議的原理進(jìn)行了分析，然后系統(tǒng)的介紹了PTP時(shí)鐘類別、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、PTP報(bào)文類別、PTP報(bào)文格式以及PTP時(shí)鐘引擎狀態(tài)機(jī)。
　　本文基于物理層芯片DP83640設(shè)計(jì)從時(shí)鐘硬件電路，處理器選擇含有MAC層的STM32F407芯片。硬件設(shè)計(jì)的工作包括:選擇及設(shè)計(jì)處理器與物理層的連接方式，配制及啟用相關(guān)引腳的以太網(wǎng)功能;電源電路的設(shè)計(jì);串口轉(zhuǎn)USB電路

3、的設(shè)計(jì)。軟件設(shè)計(jì)工作包括:從時(shí)鐘軟件架構(gòu)整體設(shè)計(jì);BMC最佳主時(shí)鐘算法設(shè)計(jì);報(bào)文處理流程設(shè)計(jì);本地時(shí)鐘同步調(diào)節(jié)機(jī)制及算法設(shè)計(jì);Lwip與鏈路層通信接口設(shè)計(jì)以及棧內(nèi)對(duì)PTP同步報(bào)文的處理過(guò)程設(shè)計(jì);從時(shí)鐘系統(tǒng)與上位機(jī)通信程序設(shè)計(jì)。
　　本文首先用wireshark軟件對(duì)主從時(shí)鐘報(bào)文通信進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試結(jié)果表明主從時(shí)鐘能夠正常收發(fā)報(bào)文。對(duì)從時(shí)鐘進(jìn)行報(bào)文同步精度測(cè)試，在電腦端觀測(cè)主從時(shí)鐘偏差。結(jié)果顯示，主從時(shí)鐘偏差在100ns以內(nèi);最后對(duì)從