基于Linux的網(wǎng)絡(luò)時(shí)間同步系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國電力事業(yè)扮演著越來越重要的角色，供電系統(tǒng)的規(guī)模逐漸擴(kuò)大。在大型供電系統(tǒng)中，電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)瞬息萬變，發(fā)生故障時(shí)需要一個(gè)準(zhǔn)確的時(shí)間基準(zhǔn)，以方便維護(hù)人員進(jìn)行分析。而且近些年智能電網(wǎng)的發(fā)展對(duì)電網(wǎng)中的時(shí)間同步提出了更高的要求?；贜TP協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)時(shí)間同步系統(tǒng)可以很好地解決電網(wǎng)的高精度對(duì)時(shí)和故障分析問題。
　　本文在廣泛調(diào)研研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，綜合NTP協(xié)議對(duì)時(shí)和衛(wèi)星授時(shí)的基本工作原理，根據(jù)其設(shè)計(jì)要求，結(jié)合電力系統(tǒng)時(shí)間同步

2、系統(tǒng)的設(shè)計(jì)規(guī)范，秉承模塊化結(jié)構(gòu)化的設(shè)計(jì)理念，設(shè)計(jì)了一套適用于電力系統(tǒng)的基于Linux的網(wǎng)絡(luò)時(shí)間同步系統(tǒng)。該系統(tǒng)支持網(wǎng)絡(luò)時(shí)間協(xié)議，具備衛(wèi)星導(dǎo)航報(bào)文和網(wǎng)絡(luò)報(bào)文的處理能力，支持E2E和P2P兩種網(wǎng)絡(luò)連接。系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計(jì)，各個(gè)模塊協(xié)同工作，保證了系統(tǒng)工作運(yùn)行時(shí)的穩(wěn)定性與可靠性。本文從硬件和軟件兩個(gè)方面進(jìn)行了詳細(xì)的描述。
　　在硬件方面，本文設(shè)計(jì)的系統(tǒng)包括衛(wèi)星時(shí)間接收模塊、NTP核心實(shí)現(xiàn)模塊和網(wǎng)絡(luò)時(shí)間輸出模塊三個(gè)部分。其中衛(wèi)星時(shí)間接收模

3、塊采用GPS/北斗衛(wèi)星接收機(jī);NTP核心實(shí)現(xiàn)模塊采用ARM與CPLD組合的形式;網(wǎng)絡(luò)時(shí)間輸出模塊采用NTP專用網(wǎng)絡(luò)芯片。系統(tǒng)通過GPS/北斗衛(wèi)星接收機(jī)采集衛(wèi)星報(bào)文，經(jīng)過高性能處理器ARM的統(tǒng)一調(diào)度和CPLD的專業(yè)化處理，使解析出的系統(tǒng)時(shí)間達(dá)到較高精度。另外，本文設(shè)計(jì)了完善的外圍接口電路，用來給系統(tǒng)提供驅(qū)動(dòng)支持和保護(hù)工作，并通過高精度的溫補(bǔ)晶振設(shè)計(jì)方案提供自守時(shí)功能。
　　在軟件方面，考慮到Linux系統(tǒng)完全開源并完美支持的NTP協(xié)

4、議的優(yōu)點(diǎn)，采用在ARM處理器中嵌入Linux系統(tǒng)的方案。本文首先基于Linux系統(tǒng)的特性和移植方法進(jìn)行了嵌入式系統(tǒng)的移植，包括U-Boot、內(nèi)核和根文件系統(tǒng)的移植過程;其次，對(duì)于硬件組成中的模塊進(jìn)行相應(yīng)的程序設(shè)計(jì)，具體包括NTP協(xié)議實(shí)現(xiàn)模塊、BOA服務(wù)器模塊、網(wǎng)絡(luò)和串口通信模塊等軟件的具體實(shí)現(xiàn)方法;最后，本文設(shè)計(jì)軟件看門狗模塊以保證系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行。
　　大量的實(shí)驗(yàn)和測(cè)試數(shù)據(jù)表明，本文設(shè)計(jì)的網(wǎng)絡(luò)時(shí)間同步系統(tǒng)具有對(duì)時(shí)精度高、實(shí)用性