[发明专利]采用增强捕捉模块的IRIG-B对时方法

说明书

技术领域

本发明涉及的是智能设备对时技术领域，尤其涉及的是一种接收和解码IRIG-B对时的方法，即采用增强捕捉（ECAP）模块的IRIG-B（DC）对时方法。 

背景技术

时间的精确和统一．在电网中是十分重要的。在电力系统的许多领域，诸如时间顺序记录、继电保护、故障测距、电能计费、实时信息采集等都需要有一个统一的、高精度的时间基准。因为精确统一的时间基准，可以在发生故障和操作．特别是短时间内发生连续故障的情况下．方便地分析研究各微机保护的动作行为、故障原因、故障类型、故障发生发展过程。这对于事故分析．保证电力系统安全运行有着重要意义。全球定位系统GPS (Global Positioning System) 为全球提供了统一的高精度时间基准．是当今精度高的全球授时系统。目前GPS对时装置广泛采用IRIG-B（Inter-Range Instrumentation Group-B）码方式，IRIG-B 为 一种串行时间交换码。时帧速率为1帧/s；可传递100位的信息。作为应用广泛的时间码，具用以下主要特点：携带信息量大，高分辨率；调制后的B码带宽，适用于远距离传输；分直流、交流两种；具有接口标准化，国际通用等特点。 

IRIG时间编码序列是由美国国防部下属的靶场仪器组 (IRIG) 提出的并被普遍应用的时间信息传输系统。该时码序列分为G，A，B，E，H，D共六种编码格式，应用最广泛的是IRIG-B格式．简称B码；其突出优点是将时间同步信号和秒、分、时、天等时间码信息加载到频率为1 kHz的信号载体中。 

B码信号是每秒一帧的时间串码．其基本的码元是“0”码元、“1”码元和“P”码元，每个码元占用10ms时间，一帧串码含100个码元。码元“0”和“1”对应的脉冲宽度为2 ms和5 ms．“P”码元是位置码元．对应的脉冲宽度为8 ms。 

图1为IRIG—B码帧格式示意图；参见图1，每帧从参考标志Pr开始，也就是连续两个8ms脉冲中的第2个8ms脉冲的前沿开始，分别为Pr，第0，l，，99码元。在Pr和P6之间是BCD字段，传送的是BCD码格式的时间信息（包含秒、分、时、天、年信息），低位在前，高位在后；个位在前十位在后。在P6和P8之间是CF字段，实现控制功能，可根据实际使用时的协议制定使用方法。在P8和下一个P0之间是SBS字段，是用二进制表示的一天中的秒数。 

由于B码信号既含有同步信号，又包含时间信息，需要对信号进行采集、分析，而且变电站自动化系统对时间同步的要求又非常苛刻．这就要求变电站智能设备对B码信号的分析具有实时性和准确性。 

目前的B码有两类对时方法，一是采用TTL集成电路、FPGA和MCU相结合的方法来实现，利用门电路和触发器从编码信号中提取出秒同步信号，而用MCU实现时间信息的解码；但这种采用外接门电路或FPGA的对时方法，其存在着器件较多，结构复杂，可靠性差、通用性差、不利于功能扩展等缺陷问题。二是采用MCU的GPIO端口通过时间定时中断采样，编码信号的提取和解码都在定时中断中完成；然而现有GPIO的对时方法，为了提高码元的分辨率，必须提高采样精度，提高时间中断频率，增加了MCU的处理周期。因此，现有的B码的对时方法有待进一步的改善。 

发明内容

针对现有技术上存在的不足，本发明目的是在于提供一种提高接收的误码率以及对时的实时性和精确性，减少硬件电路复杂度的采用增强捕捉（ECAP）模块的IRIG-B（DC）对时方法，实现同步信号的提取，避免了采用查询方式的频繁中断，减少了MCU的处理周期，提高了可靠性和通用性。 

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现： 

采用增强捕捉（ECAP）模块的IRIG-B对时方法，其特征在于，其对时方法为：（1）将IRIG-B码的TTL信号经过光电隔离器件输入MCU的32位增强捕捉模块 (ECAP) 的引脚，送至边沿审核部分及序列审核部分；

（2）配置ECAP模块的触发事件，在程序中定义对脉冲的上升沿和下降沿捕获；

（3）根据ECAP模块对上升沿和下降沿捕获的两次差就是脉冲宽度，然后计算码值；

若连续捕获的两个脉冲均为P码码元，则计算的码值确定为该点时间基准点，进入步骤（4）；

（4）在确定时间基准点后，接收1s内的码值就可计算出当前时间，为装置设备进行时间校准。

作为优选方案，上述增强捕捉模块采用的是32位增强捕捉模块；