[发明专利]一种数据采集对时方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及信息通信领域，尤其是涉及一种数据采集对时方法及装置。

背景技术

同步采样是实现异地同步测量的关键技术，只有各测量点的采样是同步进行的，同一时刻计采集的监测数据具有统一的参考时间基准，其监测数据才可直接进行比较。

在基于数字信号处理器DSP下位机设计的检测系统中，同步采样大多都采用传统授时模式。而异地同步测量是工程中经常用到的方法，如果用传统的授时模式，其时钟频率的产生是用晶体，而晶体会老化，易受外界环境变化及长期的精度漂移影响，造成授时精度下降，这样异地同步测量的数据其实已经不再同步、同时了。

目前另一种基于DSP下位机的数据采集装置中已采用GPS授时信号作为时间标准，在这种装置中，同步采样的时间误差，主要取决于GPS同步授时精度，相对于传统授时模式提高了授时的精确度和稳定性，对异地同步测量提高了一致性。但对GPS同步信号接收异常、GPS信号传输延迟、DSP下位机软件部分的中断反应与处理等带来的误差都没有进行相应的处理。

在现有的GPS对DSP下位机授时方案中，都是对单一采集电路进行授时。如果DSP下位机使用的不同晶体震荡器之间存在固有频率差异，则会造成放生信号的频率与采集频率不同步的现象。

同时GPS与DSP下位机高度集成，给故障判断、设备维护带来了很大的不便。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种准确性高，故障判断明确的数据采集对时方法及装置。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种数据采集对时方法，包括以下步骤：

1)GPS对时卡通过GPS天线获取GPS时间信息；

2)上位机获取GPS对时卡的GPS时间信息，将上位机操作系统的当前时间将设置成获取到的GPS时间，并开始向DSP下位机采集数据；

3)DSP下位机获取GPS对时卡的GPS时间信息，并采集监测数据；

4)DSP下位机将获取的GPS时间信息作为时间戳与同时刻采集的监测数据打包成数据包，上传至上位机；

5)上位机解析DSP下位机上传的数据包，判断时间戳是否合法，若为是，则执行步骤7)，若为否，则执行步骤6)；

6)将上位机的当前时间作为时间戳，取代不合法的时间戳，并执行步骤7)；

7)上位机将带有时间戳的监测数据上传至服务器。

所述的步骤3)中DSP下位机通过串行接口获取GPS对时卡的GPS时间信息。

所述的DSP下位机包括DSP芯片、FPGA芯片和FFM芯片，DSP下位机获取GPS对时卡的GPS时间信息时，GPS对时卡向FPGA芯片和FFM芯片发送秒脉冲信号，同步FPGA芯片和FFM芯片的秒脉冲前沿，同时，GPS对时卡向DSP芯片发送GPS时间信息，DSP芯片根据该GPS时间信息生成时间戳。

所述的时间戳的最小单位为秒，时间戳误差在10ms以内，所述的秒脉冲前沿误差在10us以内。

所述的步骤2)中上位机向DSP下位机采集数据的频率为10Hz，DSP下位机采集监测数据的频率为100Hz。

所述的DSP下位机设有时钟累积功能，当无法接收到后续的GPS时间信息时，可通过时钟累加功能为采集监测数据提供时间戳。

一种实施上述数据采集对时方法的装置，包括GPS天线、GPS对时卡、上位机和DSP下位机，所述的GPS天线连接GPS对时卡，用于获取GPS时间信息，GPS对时卡分别连接上位机和DSP下位机，所述的上位机和DSP下位机通过USB接口连接。

所述的上位机设有PCI槽，所述的GPS对时卡插入该PCI槽中，GPS对时卡通过RS232接口连接DSP下位机，通过串行接口连接上位机。

所述的上位机包括工控机、PC机或准系统。

与现有技术相比，本发明具有低成本、高可靠性、易维护等优点，GPS对时卡、DSP下位机、上位机，三者相互独立，便于判定故障点，易于维修和更换，而且GPS对上位机与DSP下位机分别授时，提高了GPS容错性。

附图说明

图1为本发明提供的方法的流程图；

图2为本发明的DSP下位机对时方式示意图；

图3为本发明提供的装置的结构示意图；

图4为本发明中GPS对时卡的连接结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

实施例