多路高速脉冲输入时间同步设备的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于时间同步授时领域，具体涉及一种多路高速脉冲输入时间同步设备。
【背景技术】
[0002]如今，许多试验研宄需要联合多种测量设备，共同搭建测试环境，使各测试设备协调一致地工作。当两个或多个设备一起工作并对时间有精确要求的时候，就需要在它们之间进行同步。同步是在两个或多个设备之间规定一个共同的时间参考。如果这两个或多个设备没有进行同步，无论它们开始的时间多么一致，也会由于不同设备对触发信号的响应时间不一致、设备长时间运行走时误差及设备之间机械结构的差异而产生时间漂移，难以保证各测试设备的时间数据同步。
[0003]不同测量设备之间产生时间误差的本质原因就是不同测量设备之间的时间戳并不一致。因此，只需要为不同的测量设备提供同一套时间戳，就可以同步各测量设备。
[0004]目前，大部分测试系统的时统采用标准北京时间或UTC时间，为了保证测试设备数据与其它测试系统时间统一，本实用新型利用卫星信号的长期稳定性好、精度高等特点，提供一套基于GPS时间或北斗时间的多路高速脉冲输入时间同步设备，输出每路脉冲输入时刻北京时间，可在全球范围内任何地点任何时间进行精确授时，解决了测试设备分散在不同区域的时间同步问题，也解决了测试设备与其它测试系统的时间同步问题。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型的目的是，利用现有的卫星授时和脉冲同步测量技术，提供了一种多路高速脉冲输入时间同步设备。
[0006]本实用新型的技术方案是:
[0007]一种多路高速脉冲输入时间同步设备，包括:授时接收机模块、电平转换模块、脉冲分配单元、频率分配单元、信号分配单元、MCU、串口数据合路器、串口服务器，以授时接收机模块提供的秒脉冲PPS信号、1MHz标准方波信号和PPS信号对应的时刻GPS时间或北斗时间为基准，通过脉冲、频率、信号分配单元将各自信号由I路分成四路，经MCU检测控制、数据接收和数据处理，获得各脉冲输入时刻准确时间信息。
[0008]所述授时接收机模块可接收GPS/北斗卫星信号，输出标准秒脉冲PPS卫星授时信号、标准1MHz频率信号和秒脉冲对应的时间信息。
[0009]所述电平转换模块主要有两个功能，一方面接收外部输入的不同电平脉冲信号，将其转换成3.3V TTL电平信号，并输出给MCU进行信号采集；另一方面接收授时接收机模块的TTL电平转换成RS232电平，输出给MCU以读取授时接收机模块提供的时间信息。
[0010]所述脉冲分配单元将授时接收机模块输出的秒脉冲PPS信号进行脉冲分配，得到四路PPS信号，用于提供整秒时间计时起点。
[0011]所述频率分配单元用于将授时接收机模块输出的1MHz标准信号进行频率分配，得到四路1MHz信号，用于记录每路脉冲输入时刻对应的脉冲数。
[0012]所述信号分配单元用于将I路RS232信号进行信号分配，得到四路RS232信号，以提供秒脉冲PPS信号对应的GPS时间或北斗时间。
[0013]所述MCU是整个设备的核实，采用Cortex M3处理器，负责对脉冲输入信号、秒脉冲PPS信号、1MHz频率信号和授时接收机模块串口输出数据进行检测控制、数据接收、数据处理、数据打包，并输出脉冲输入时刻GPS时间或北斗时间。
[0014]所述串口数据合路器采用TI公司生产的16位高速定点型TMS320C5509处理器，将MCU输出的多个单路脉冲输入时刻时间，进行数据接收和打包处理，从一个RS232串口输出多路脉冲输入时刻时间信息。
[0015]所述串口服务器将RS232串口数据转换成TCP/IP、ARP、PPP、TELNET、UDP协议平台上的10/100M以太网数据，可连接在Windows、Unix和Linux主机上，方便使用。
[0016]与现有技术相比，本实用新型的有益效果是:
[0017]1、本实用新型的多路高速脉冲输入时间同步设备采用卫星授时技术和脉冲同步测量技术相结合，利用GNSS秒脉冲精度高、高频率输出稳定等特点，解决了多系统、多设备、多传感器时间同步问题，时间精度优于0.01ms，可广泛应用于各种涉及时间同步的场合；
[0018]2、多路高速脉冲输入时间同步设备支持多种不同电平脉冲信号输入，如TTL电平、CMOS电平；
[0019]3、多路高速脉冲输入时间同步设备可根据用户需求增加或减少脉冲输入路数；
[0020]4、多路高速脉冲输入时间同步设备支持GPS、北斗时间同步，在军工、民用领域均能广泛推广使用；
[0021]5、多路高速脉冲输入时间同步设备最高支持1000Hz脉冲输入，可满足大多数系统的应用，如激光雷达、相机；
[0022]6、多路高速脉冲输入时间同步设备为IU机箱，方便安装及集成。
【附图说明】
[0023]图1是本实用新型的多路高速脉冲输入时间同步设备原理框图；
[0024]图2是本实用新型的多路高速脉冲输入时间同步设备工作流程图。
【具体实施方式】
[0025]下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型作进一步详细描述:
[0026]根据图1所示，本发明多路高速脉冲输入时间同步设备的工作原理如下:
[0027]首先，通过授时接收机模块提供秒脉冲PPS信号、1MHz标准方波信号和PPS信号对应的时刻GPS时间或北斗时间，将这三种信号分别进行脉冲分配单元和信号分配单元，得到4路相互独立的PPS信号、1MHz标准方波信号和PPS信号对应的时刻GPS时间或北斗时间；其次，通过4个MCU分别检测和处理这4路信号和每路脉冲输入信号，经过信号检测、数据接收、数据处理获得每路脉冲输入时刻准确的时间信息；最后，通过串口数据合路器将4路串口数据进行数据打包处理，从一个串口输出4路脉冲输入信号时间，经串口服务器转换成网络输出，以便远端访问和查看。
[0028]根据图2所示，本发明多路高速脉冲输入时间同步设备的工作流程如下:
[0029]a)系统上电后，进行系统自检，对时钟和硬件进行初始化；
[0030]b)检测是否有秒脉冲PPS信号，同时从串口读取PPS对应整秒时间信息；
[0031]c)系统等待，当检测到PPS信号时，小数秒缓存和脉冲数清零，并开始记录1MHz方波脉冲数；
[0032]d)检测是否有外部脉冲输入信号；
[0033]e)当检测到外部脉冲输入信号时，记录该时刻1MHz方波脉冲数，以此计算并获得小数秒部分；
[0034]f)将整秒和小数秒相加得到外部输入信号准确的时间。
[0035]以上通过详细实施例描述了本实用新型所提供的多路高速脉冲输入时间同步设备，本领域的技术人员应当理解，在不脱离本发明创造实质的范围内，可以对本实用新型做一定的变形或修改。
【主权项】
1.一种多路高速脉冲输入时间同步设备，包括:授时接收机模块、电平转换模块、脉冲分配单元、频率分配单元、信号分配单元、MCU、串口数据合路器、串口服务器，以授时接收机模块提供的秒脉冲PPS信号、1MHz标准方波信号和PPS信号对应的时刻GPS时间或北斗时间为基准，通过脉冲、频率、信号分配单元将各自信号由I路分成四路，经MCU检测控制、数据接收和数据处理，获得各脉冲输入时刻准确时间信息。2.如权利要求1所述的多路高速脉冲输入时间同步设备，其特征在于，所述授时接收机模块支持北斗、GPS授时。3.如权利要求1所述的多路高速脉冲输入时间同步设备，其特征在于，MCU采用CortexM3处理器。4.如权利要求1所述的多路高速脉冲输入时间同步设备，其特征在于，所述串口数据合路器采用TI公司生产的16位高速定点型TMS320C5509处理器。5.如权利要求1所述的多路高速脉冲输入时间同步设备，其特征在于，所述串口服务器将RS232串口数据转换成以太网数据，支持TCP/IP、ARP、PPP、TELNET、UDP协议。6.如权利要求1所述的多路高速脉冲输入时间同步设备，其特征在于，所述电平转换模块支持多种不同电平脉冲信号输入，如TTL电平、CMOS电平。7.如权利要求1所述的多路高速脉冲输入时间同步设备，其特征在于，设备结构为IU机箱，方便安装及集成。8.如权利要求1所述的多路高速脉冲输入时间同步设备，其特征在于，设备最高支持100Hz脉冲输入，可满足大多数系统的应用，如激光雷达、相机。
【专利摘要】本实用新型公开了一种多路高速脉冲输入时间同步设备，该导航系统包括授时接收机模块、电平转换模块、脉冲分配单元、频率分配单元、信号分配单元、MCU、串口数据合路器、串口服务器，以授时接收机模块提供的秒脉冲PPS信号、10MHz标准方波信号和PPS信号对应的时刻GPS时间或北斗时间为基准，通过脉冲、频率、信号分配单元将各自信号由1路分成四路，经MCU检测控制、数据接收和数据处理，获得各脉冲输入时刻准确时间信息，通过串口服务器将RS232串口数据转换成以太网数据，方便使用。本实用新型采用卫星授时技术和脉冲同步测量技术相结合，利用GNSS秒脉冲精度高、高频率输出稳定等特点，解决了多系统、多设备、多传感器时间同步问题，最高支持1000Hz脉冲输入，时间精度优于0.01ms，支持GPS、北斗时间同步，可广泛应用于军工、民用领域各种涉及时间同步的场合。设备为1U机箱，方便安装及集成。
【IPC分类】G04R20/02
【公开号】CN204650151
【申请号】CN201520098694
【发明人】揭建英, 陈瑶, 朱新业
【申请人】北京七维航测科技股份有限公司
【公开日】2015年9月16日
【申请日】2015年2月12日