一种智能变电站全程us级精度无线以太网络同步装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及智能变电站内无IEEE1588能力的无线以太网络不同设备间的时 间同步领域，特别是一种智能变电站全程us级精度无线以太网络同步装置。
【背景技术】
[0002] 智能变电站的合并单元、智能终端就地分布式布置，在仿真测试过程中要求高精 度的时钟信号以便同步控制信号和捕捉数据等。而每台设备都有自己的物理时钟（晶振)， 由于不同设备的物理时钟漂移率不同，即使在某一时刻将相关设备的时钟与绝对时间的偏 差调节为零，也会随着时间的推移而产生新的偏差，并且该偏差是发散的。
[0003] 为实现系统中不同设备间的时钟同步，当前的解决办法主要有三种。方法一利用 GPS授时。方法二基于标准RJ45或者光纤以太网，应用IEEE1588精密时间协议（PTP)。方 法三利用时钟测试仪校准高精度恒温晶振，使用时无线对时。方法一每台设备都需要安装 GPS，同步成本高，安装受限制、可用性差等。方法二虽能实现时钟同步精度us级，但使用前 需要大量布线，给大范围及移动使用带来不便；方法三不但每次使用前要花费大量的校准 时间，而且由于仍然存在时钟漂移率不同，即使采用软件锁相措施，能保证us级同步精度 的时间还是有限，一般十分钟左右。
[0004] 基于无线以太网应用IEEE1588精密时间协议实现分布式系统中不同设备的时 钟同步是不错的选择。在无1588能力的无线以太网络中，每帧报文延时变量大概是几十微 秒或几秒的数量级。如果不采取特定措施，根本无法实现不同设备间的同步。
【发明内容】
[0005] 有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种智能变电站全程us级精度无线以太网 络同步装置，能够实现无IEEE1588能力的无线以太网络内不同设备的时钟同步。
[0006] 本实用新型采用以下方案实现：一种智能变电站全程us级精度无线以太网络同 步装置，具体包括芯片DP83640、FPGA以及恒温晶振；所述的芯片DP83640包括网络通信 模块，第一时钟输入模块，整秒触发模块以及第一数据通信模块；所述的FPGA包括时第二 时钟输入模块，第二数据通信模块、时钟输出模块以及脉冲检测模块；所述网络通信模块连 接至无线网桥，用以收发网络数据；所述整秒触发模块与所述脉冲检测模块相连，用以检测 芯片DP83640的脉冲间隔；所述第一数据通信模块与所述第二数据通信模块相连，用以实 现所述芯片DP83640与所述FPGA之间的数据交换与寄存器的读写；所述恒温晶振与所述 FPGA的第二时钟输入模块相连，用以为所述FPGA提供时钟信号；所述FPGA的时钟输出模 块连接至所述芯片DP83640的第一时钟输入模块，用以为所述芯片DP83640提供时钟信号。
[0007] 进一步地，所述脉冲检测模块包括一计数器。
[0008] 进一步地，所述寄存器包括时间寄存器以及频率寄存器。
[0009] 进一步地，所述芯片DP83640时钟信号由FPGA提供。
[0010] 综上所述，与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：
[0011] 1.适用于无IEEE1588能力的无线以太网络内的不同设备间的时钟同步，且不依 赖于GPS信号；
[0012] 2.同步精度达到us级，经同步后，如果发生同步信号异常，装置能保证异常情况 持续时间不超过十分钟的情况下，仍能保证us级同步精度；
[0013] 3.同一装置可实现主从时钟两种模式；
[0014] 4.无线同步以太网络与数据交互网络复用，即一网两用；
[0015] 此外，无线传输，为大范围分布与移动使用提供了便利；us级高精度同步，能充分 满足智能变电站对不同设备同步控制和收发数据的要求。主从时钟可任意切换和网络复用 为使用方便和可靠性提供了有利条件。可广泛应用于电力系统各类电气量仿真及检测设备 的开发。
【附图说明】
[0016] 图1为本发明结构示意图。
[0017] 图2为本发明的功能原理示意图。
【具体实施方式】
[0018] 下面结合附图及实施例对本实用新型做进一步说明。
[0019] 如图1以及图2所示，本实施例提供了一种智能变电站全程us级精度无线以太网 络同步装置，具体包括芯片DP83640、FPGA以及恒温晶振；所述的芯片DP83640包括网络通 信模块，第一时钟输入模块，整秒触发模块以及第一数据通信模块；所述的FPGA包括时第 二时钟输入模块，第二数据通信模块、时钟输出模块以及脉冲检测模块；所述网络通信模块 连接至无线网桥，用以收发网络数据；所述整秒触发模块与所述脉冲检测模块相连，用以检 测芯片DP83640的脉冲间隔；所述第一数据通信模块与所述第二数据通信模块相连，用以 实现所述芯片DP83640与所述FPGA之间的数据交换与寄存器的读写；所述恒温晶振与所述 FPGA的第二时钟输入模块相连，用以为所述FPGA提供时钟信号；所述FPGA的时钟输出模 块连接至所述芯片DP83640的第一时钟输入模块，用以为所述芯片DP83640提供时钟信号。
[0020] 在本实施例中，所述脉冲检测模块包括一计数器。
[0021] 在本实施例中，所述寄存器包括时间寄存器以及频率寄存器。
[0022] 在本实施例中，所述芯片DP83640时钟信号由FPGA提供。
[0023] 本实施例还提供了一种基于上文所述的智能变电站全程us级精度无线以太网络 同步装置的方法，具体包括以下步骤：
[0024] 步骤S1 :初始化操作，所述FPGA配置所述芯片DP83640的工作模式，启用 IEEE1588报文识别并自动添加报文发送和到达时间戳功能，所述芯片DP83640接收来自无 线网桥的以太网络数据；
[0025] 步骤S2:所述FPGA控制芯片DP83640每整秒输出Trigger脉冲信号，FPGA内的脉 冲检测模块实时检测脉冲信号上升沿，所述FPGA通过读取由恒温晶振驱动的计数器获取 两个脉冲上升沿的间隔计数；
[0026] 步骤S3:所述FPGA读取芯片DP83640时间寄存器，取得无线系统的绝对时间；
[0027] 步骤S4:所述FPGA将接收到的SYN报文中的源MAC地址作为允许通过的唯一MAC 地址、负责以太网络报文