CN105721092A - 重采样技术提高分布式***时间同步精度的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种重采样技术提高分布式***时间同步精度的方法，由主控站或者外部设备产生一路参考时钟，各操作员站以参考时钟倍频的更高采样频率进行采集，然后与参考时钟最近的上升(或下降)沿对齐，进行降频重采样，获得采集数据。本发明的同步精度主要取决于操作员站点的采样时钟频率，采样时钟频率越高，同步误差越小，同步精度就越高。另外，由于所有操作员站共享一个主控站参考时钟，还可消除由时间漂移、温度、元件老化等导致的不同操作员站时钟稳定度不一致对同步精度的影响。

Description

重采样技术提高分布式***时间同步精度的方法

技术领域

本发明属于工业测控领域，涉及一种实现分布式***数据采集同步的方法及***。

背景技术

在集中式管理的测量***中，所有测量通道采用同一本地时钟，时间同步性较好。但在分布式***中，通常操作员站数量较多、与主控站距离较远，因此，许多分布式***设计时为操作员站配备本地基准时钟，测量通道依赖基准时钟分频产生的采样时钟完成采集定时，从而实现所有操作员站间测量通道的同步采集，见图1。

带来的问题是，不同操作员站的晶体振荡频率存在时间和相位偏差，以及受温度变化和电磁干扰等因素影响，即使在某个时刻所有节点都达到时间同步，它们的时间也会逐渐出现偏差。因此，在同步性要求较高的分布式***中，提高不同操作员站测量通道间的时间同步精度是亟需解决的关键问题。

技术方案

为了解决现有分布式***时间同步性差的技术问题，本发明提供一种利用重采样技术提高分布式***时间同步精度的方法。

本发明的技术解决方案如下：

一种提高分布式***时间同步精度的方法，其特殊之处在于：包括以下步骤：

1)产生参考时钟和初次采样时钟

1.1)主控站或其它外部设备产生一个参考时钟，参考时钟频率等于或大于目标采样频率；

1.2)各操作员站根据各自的基准时钟产生各自的初次采样时钟，初次采样时钟频率大于参考时钟频率；

2)获取初次采样数据序列

各操作员站内的所有测量通道按本站的初次采样时钟进行数据采集，获得初次采样数据序列；

3)重采样获得目标采样数据序列

各操作员站内所有测量通道对初次采样数据序列按照目标采样频率进行降频采样处理，

即：在每个目标采样周期，按目标采样频率进行抽取与参考时钟的上升沿或下降沿最接近的初次采样数据做为有效采样点，获得目标采样数据序列。

假定分布式***数据采集的目标采样频率为fs，则步骤1.1)中的参考时钟频率为fr＝l*fs,l为正整数，则步骤1.2)中的操作员站初次采样时钟的频率为m*fr＝m*l*fs，m为正整数。

本发明与现有技术相比，优点是：

本发明采用重采样技术，可实现分布式***同步采集、同步控制等应用。其同步精度主要取决于操作员站点的采样时钟频率，采样时钟频率越高，同步误差越小，同步精度就越高。另外，由于所有操作员站共享一个主控站参考时钟，还可消除由时间漂移、温度、元件老化等导致的不同操作员站时钟稳定度不一致对同步精度的影响。

附图说明

图1是常见分布式***同步原理；

图2是重采样技术提高分布式***同步精度原理图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选方式进行说明。

分布式***由多个操作员站组成，每个操作员站有多个测量通道组成，每个操作员站内部的多个测量通道均依赖该操作员站的采样时钟进行数据采集。最终要获得的是所有测量通道的以采样速率为fs的采样数据序列，并且这些采集序列的时间同步精度很高。

本发明重采样技术提高分布式***同步精度的基本原理是：由主控站或者外部设备产生一路参考时钟，各操作员站以参考时钟倍频的更高采样频率进行采集，然后与参考时钟最近的上升(或下降)沿对齐，进行降频重采样，获得采集数据，见图2。

使用时，主控站的参考时钟可以等于或者为目标采样速率的正整数倍，即fr＝l*fs,l＝1,2,…，按照这样的规则进行参考时钟设定，优点是在获得二次采样序列时，为所有操作员站采样时钟提供统一的时间标准。

操作员站的初次采样时钟频率为参考时钟的倍频m*fr＝m*l*fs，m＝1,2,3,…，降频重采样后的数据序列的采样速率为目标采样速率fs。按照这样的规则进行操作员站初次采样时钟频率的设定，优点是所有操作员站均可获得比目标采样频率高的初次采样数据序列，再按照目标采样频率可以抽取出一组同步精度更高的二次采样数据序列，即目标采样数据序列。

对比图1和图2，采用重采样技术使分布式***的同步误差由1/fs降低为1/(m*l*fs)，同步精度提高了m*l倍。

Claims (2)

1.一种提高分布式***时间同步精度的方法，其特征在于：包括以下步骤：

1)产生参考时钟和初次采样时钟

1.1)主控站或其它外部设备产生一个参考时钟，参考时钟频率等于或大于目标采样频率；

1.2)各操作员站根据各自的基准时钟产生各自的初次采样时钟，初次采样时钟频率大于参考时钟频率；

2)获取初次采样数据序列

各操作员站内的所有测量通道按本站的初次采样时钟进行数据采集，获得初次采样数据序列；

3)重采样获得目标采样数据序列

各操作员站内所有测量通道对初次采样数据序列按照目标采样频率进行降频采样处理，

即：在每个目标采样周期，按目标采样频率进行抽取与参考时钟的上升沿或下降沿最接近的初次采样数据做为有效采样点，获得目标采样数据序列。

2.根据权利要求1所述的提高分布式***时间同步精度的方法，其特征在于：

假定分布式***数据采集的目标采样频率为fs，则步骤1.1)中的参考时钟频率为fr＝l*fs,l为正整数，则步骤1.2)中的操作员站初次采样时钟的频率为m*fr＝m*l*fs，m为正整数。