CN110224702A - 时间码irig-b自适应解码装置及解码方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种时间码IRIG‑B自适应解码装置及解码方法，包括输入电路；输入电路包括：电B码输入电路和光B码输入电路；电B码输出电路输出到光电隔离电路相连接；B码输出电路和光电隔离电路与信号选择电路相连接；信号选择电路与中央处理器相连接。本发明时间接收设备可自适应2种物理模式的输入IRIG‑B码信号，无论输入那种物理接口的输入信号，程序都可以自适应识别；提高了时间接收设备的兼容性；支持自动信号识别，用户只要把光或电的IRIG‑B码信号接入设备，无需设置，自动识别出哪路通道有信号，并自动对其解码；在当前使用的信号被切断后，系统将自动转换到有信号的通道。
Description
技术领域
本发明涉及一种解码装置及解码方法，具体的说，是涉及一种时间码 IRIG-B自适应解码装置及解码方法。
背景技术
随着当今电子技术日新月异的发展，时间同步得到了越来越重要的应 用。时间码IRIG-B作为一种重要的时间同步传输的方式，以其实际突出 的优越性能，成为时统设备首选的标准码型，广泛的应用到军事、电力等 重要行业或部门。
在全球一体化的今天，把中国国防科技工业与民用科技工业相结合， 实现军民两部门合作共赢成为我国的国家战略。
传统时频接收产品在接收IRIG-B码信息时均定制成某一种特定格 式，存在接收方式单一，接收兼容性差的问题。
针对上述现有技术中的不足，本发明提供一种接收信号方式多样、自 适应解码的技术。
本发明可以自适应国军标IRIG-B(GJB 2991A-2008)格式和电力系统 的时间同步系统IRIG-B码(DLT 1100.1-2009)。
当外部输入IRIG-B码信号后，本发明自主识别当前IRIG-B码的类 型，并且进行有针对性的解码处理。
当输入过程中编码发生变化时，系统也可以自动识别是否发生了编码 改变，通过逻辑识别后，自动切换到相应的解码策略。接收方式上支持差 分电信号和多模光纤信号2种方式，进一步加强兼容性。
本发明是对“军民融合”思想的一种实践。本发明可对军用、民用2 种IRIG-B码进行自适应的时间解码。采用本发明可增强时间同步系统接 收信息的兼容性。
发明内容
针对上述现有技术中的不足，本发明提供可自适应2种物理模式的输 入IRIG-B码信号，无论输入那种物理接口的输入信号，都可以自适应识 别；提高了时间接收设备的兼容性；支持自动信号识别的时间码IRIG-B 自适应解码装置及解码方法。
本发明所采取的技术方案是：
一种时间码IRIG-B自适应解码装置，
包括输入电路；
输入电路包括：电B码输入电路和光B码输入电路；
电B码输出电路输出到光电隔离电路相连接；
B码输出电路和光电隔离电路与信号选择电路相连接；
信号选择电路与中央处理器相连接。
电B码输入电路包括接线端子P1；
接线端子P1接收外部输入的RS485-IRIG-B码信号；
芯片U1为MAX485；
接线端子P1接U1的6脚和7脚作为信号输入，输入信号经过芯片U1 将输入信号转换成TTV5V电平信号；
由芯片U1的1脚输出；
输出到芯片U3的光电隔离器件，信号隔离后，输出到芯片U4进行输 入信号选择。
电B码输出电路包括光纤接收器件OPTIC-RXD1；
光纤接收器件OPTIC-RXD1对外部输入的光纤IRIG-B码信号进行光电 转换；
转换后将输入信号转换成TTV5V电平信号；
光纤接收器件OPTIC-RXD1的6脚输出；
输出到芯片U4进行信号选择；
芯片U4为4路2与非门器件；
其12脚和4脚接MCU进行控制；
当芯片U4的12配置成低电平时，U4的11脚一定是常高；
测试U4的13脚输入什么信号都无效。
此时芯片U4的4脚配置成高电平，则U4的5脚被6脚反相输出到9 脚；
因为10脚常高，所以8脚将正相输出5脚的信号。从而实现了信号 选择；
芯片U3为SN74VHC1G125，将两路输入信号进入芯片U3的2脚；
芯片U3将信号转换成TTL3.3V信号,由芯片U3的4脚输出；
输出后经R4进行阻抗匹配后，将这个信号命名为STM直流B码主信 号；将其接入芯片U9的8脚。
芯片U9为MCU芯片，型号为STM32F10RE。
第一接插件P1的1脚与第一芯片U1(MAX485)的6脚连接；
第一接插件P1的2脚与第一芯片U1(MAX485)的7脚连接；
第一芯片U1(MAX485)的8脚连接VCC 5V A供电；
第一芯片U1(MAX485)的2脚连接GND-A；
第一芯片U1(MAX485)的3脚连接GND-A；
第一芯片U1(MAX485)的5脚连接GND-A；
第一芯片U1(MAX485)的4脚悬空；
第一芯片U1(MAX485)的1脚连接第三芯片U3(6N137)的3脚；
第一芯片U1(MAX485)的1脚连接测试点T1；
第三芯片U3(6N137)的2脚连接电阻R3的2脚；
第三芯片U3(6N137)的8脚连接供电VCC 5V；
第三芯片U3(6N137)的8脚连接电阻R2的1脚；
第三芯片(6N137)的6脚连接第四芯片U4的13脚；
第三芯片U3(6N137)的7脚悬空；
第三芯片U3(6N137)的5脚接地
电阻R3的1脚连接VCC 5V A供电；
电阻R2的2脚连接第三芯片U3(6N137)的6脚；
光纤接收器件(OPTIC-RXD1)的2脚连接5V供电；
光纤接收器件(OPTIC-RXD1)的3脚连接地；
光纤接收器件(OPTIC-RXD1)的7脚连接地；
光纤接收器件(OPTIC-RXD1)的6脚连接第四芯片U4的5脚；
光纤接收器件(OPTIC-RXD1)的6脚连接测试点T3；
光纤接收器件(OPTIC-RXD1)的6脚连接电阻R6的2脚；
电阻R6的1脚连接5V供电
第四芯片U4的12脚连接第9芯片U9(STM32F10RE)的14脚；
第四芯片U4(SN74LS00D)的4脚连接第9芯片U9(STM32F10RE)的 15脚；
第四芯片U4(SN74LS00D)的11脚连接第四芯片U4(SN74LS00D)的 10脚；
第四芯片U4(SN74LS00D)的6脚连接第四芯片U4(SN74LS00D)的9 脚；
第四芯片U4(SN74LS00D)的8脚连接第三芯片U3(SN74VHC1G125) 的2脚；
第四芯片U4(SN74LS00D)的8脚连接测试点T2
第三芯片U3(SN74VHC1G125)的5脚连接5V供电；
第三芯片U3(SN74VHC1G125)的1脚接地；
第三芯片U3(SN74VHC1G125)的3脚接地；
第三芯片U3(SN74VHC1G125)的4脚接电阻R4的1脚；
电阻R4的2脚接第9芯片U9(STM32F10RE)的8脚。
一种IRIG-B自适应解码装置的解码方法，
步骤1，开机MCU芯片进行初始化处理，MCU对芯片U4进行控制；
默认将电信号通道放入后端进行检测；
步骤2，等待TTL3.3V电平的输入信号进入MCU；
步骤3，设定时间内判断有无信号输入；
步骤4，设定时间内无信号输入，MCU对芯片U4进行控制，切换另外 一条通道的信号进行检测，执行步骤3；
步骤5，当信号输入后，采用捕获、提取编码，得到每一次编码的上 升沿和下降沿；
程序默认上升沿作为识别编码的前沿触发，下降沿为编码数据的时长 识别。
步骤6，判定是否得到基准码元，未得到基准码元执行步骤5，得到 基准码元执行步骤8，输入信号有规律误码，执行步骤7；
步骤7，输入信号反相识别与处理，执行步骤5；
步骤8，对全部码元进行解码；
步骤9，判断是否有明确的编码类型，有明确的编码类型，执行步骤 10，无明确的编码类型，执行步骤11；
步骤10，开启编码类型无效标志，执行步骤11；
步骤11，特殊的识别策略，判断当前编码类型是否有效，当前编码类 型无效，执行步骤12，当前编码类型有效，执行步骤14，
步骤12，判断是否发生了编码切换；
此步骤主要为了解决输入编码的突然改变的情况。例如，刚开机输入 的一直是军标码，突然输入被改成了国标码。程序在步骤11时，会对特 殊码进行采集，发现不符合当前的军标码特征时，就切换到步骤12，在步 骤12里面判断是否码值特征是否符合国标特征，如果符合，且累计到了 一定的有效数量(防止偶然一帧的错误数据)，就可以判定发生了“编码 切换”。程序即可去步骤13执行切换动作。
步骤13，执行切换动作；
步骤14，开启编码雷友有效标志；
步骤15，启动相应的编码策略；
步骤16，得到编码信息。
对输入信号的固定电平时长进行判断，由IRIG-B码的原理可知，一 旦出现12ms以上的同一电平状态即为信号异常状态；
程序发现这种异常状态，开启输入信号异常标志，程序进入对异常信 号处理模式；
异常信号是指明显出现非法的状态。如正常信号一定是一个连续的方 波脉冲，每个脉冲的宽度不超过8ms。脉冲与脉冲之间的间隔也小于等于 8ms。所以，程序一旦发现，输入信号维持在某一电平状态(0或者1)都 认为信号出现了异常。这种异常通常是输入信号开路或者短路了。程序检 测到出现异常状态，要进行标识，并启动应对措施，不要对已经判断是无 效的输入信号进行解码。典型的案例就是：如输入信号接触不良，传输过 程中有100ms信号断开了。这样编码中就会出现一段全是0的数据。但是 恰巧这100ms没有出现在关键码值位置。就会出现：程序正常解码，但解 出来码值有一段是错误的。
否则，若信号无异常，则每次捕获出有效编码都放入B码的处理函数 进行编码识别。
开机MCU(Microcontroller Unit)微控制单元进行初始化处理；
等待稳定有效的外输入信号；
采用捕获的方式提取输入编码的码值，通过对关键码值的识别，判断 输入的信号编码类型；
确定解码策略；
实施解码处理；
时时侦测输入IRIG-B码的编码是否发生异常，当发生异常时，判别 输入的信号编码类型；
判决是否进行策略切换。从而实现对“军民”两种编码的自适应。
每一个2ms信号视为“0状态”，每一个5ms信号视为“1状态”， 每一个8ms信号视为“P状态”；
处理方式见下表：
表1输入编码的P状态的判别
首先用定时器采集输入信号的脉冲宽度。得到宽度后用了多个if， else和标志位指针来实现对不同状态下输入脉冲宽度做判别。
当收到连续2个P状态后，提取码值函数的位置指针归零，开始正式 提取码值；
提取码值函数循环100次，将周期为一秒的IRIG-B码信息完全提出 出来。将提取信息存入相应的数组；
之后解码函数对数组的内容进行整理。码值及其定义见表。
首先2个连续的P状态是信号编码的码头(起始位)。码头之后1秒 内有100个码值。抓住了码头，就能正常的解码。码头之后开启100次的 循环，将整个编码内的数据提取出来。之后的下一秒，重复这个动作，找 到码头，然后将码头之后的数据提取出来。
表内的分别是我国的对国军标IRIG-B(GJB 2991A-2008)格式和电力 系统的时间同步系统IRIG-B码(DLT 1100.1-2009)。代表军用和民用的2 大主流格式。
表2两种B码值定义对比表
自适应解码装置及解码方法，，包括解码判别处理步骤：
程序组合出通用的秒、分、时、天数信息；
再将针对国军标IRIG-B(GJB 2991A-2008)格式和电力系统的时间同 步系统IRIG-B码(DLT 1100.1-2009)不通用的做特殊处理；
步骤1，提取43位年十位标志；
国军标编码时，此位将交替出现“0”“1”，当电力标准时，此位将 恒定为0；
由此得到判断43位恒定为0就是判断当前输入信号是否是电力标准的 充分条件；
步骤2，提取45～48位的年信息；
当“年十位标志”＝1时，表示年的十位，反之，表示年的个位；
军标编码时，此位将交替出现年信息；
理论上分析这个数据是可以全为0的，也可以不为零；
但当电力标准时，此位将恒定为0；
由此得到判断45～48位恒定为0就是判断当前输入信号是否是电力 标准的充分条件；
步骤3，提取50～53和55～58的数据，组合成年信息；
军标编码时，此位将恒定是0；
但当电力标准时，此位将是不确认的；
由此得到判断50～53和55～58的数据位恒定为0就是判断当前输入 信号是否是国军标编码的充分条件；
步骤4，对已知条件进行判别；
43、45-48数都是0，表示输入的信号是电力标准；切换模式为电力 模式；
当前1通道输入的B码是电力码；43/45-48有数，且50-53 55-58 的数是0表示输入的信号是国军标码；
如果43有数，且50段没数；切换模式为GJB模式；表示当前1通道 输入的B码是GJB2008；
步骤5：正常编码进入时，
进入后立刻清除另外一种解码方式有效数量的统计，并且对输入的编 码进行有效数量的积累，累计5个时，改变当前编码的解码方式；
步骤6：程序对编码切换的处理；
当输入信号发生编码切换时，对应的计数值将发生变化；累计5个 时，改变当前编码的解码方式。程序恢复到步骤5的正常解码状态；
步骤:7：程序对编码错误的处理。当输入信号发生编码切换时，将清 除解码类型有效的标志，避免出现错码；
步骤8，解码判别结束后的验证；
上面7个步骤实现了编码类型的识别；
接下来要对编码的内容进行一系列验证；
1是对信号的有效性进行进一步的判别，对输入信号发生切换情况进 行有效性的处理，避免切换过程中的错误信息打上有效标志对外输出，产 生错误；
2是对输入信号的合法性进行识别，对错码进行剔除；
如果当前判断是GB-B码；表示是电力B码；
当程序自认为在电力状态下，进入了一个军标编码；
则45-48位，出现了非0数据，且50-60位是0；
发现1通道B码错误，错误类型1，表示年信息异常；可能将发生信 号切换；正常处理年信息，否则，认为当前1通道输入的B码是 GJB2008；
当程序自认为在国军标编码状态下，进入了一个电力协议判断；则 45-48位，出现了0数据；发现1通道B码错误，错误类型1，表示年信 息异常；可能将发生信号切换；正常处理年信息；
步骤9，判定当前处于解码电力标准B码的状态下，45-48位，出现 了非0数据，且50-60位是0；
则表示很可能当前输入的编码格式发生了改变；
显示相应的错误标志，表示接收状态异常；
对外输出时间信息时，加注信号无效的标志；
反之当程序认为当前处于解码国军标B码的状态下，当45-48位，出 现了0数据，且50-60位出现非0数据；
表示输入信号切换到了电力标准；
显示相应的错误标志，表示接收状态异常；
对外输出时间信息时，加注信号无效的标志；
步骤10，进行完编码标识类型判断和编码有效性检验后，针对编码的 类型解码。
本发明在解码判别结束后，增加了一个判断环节；对输入信号的合法 性进行校对。解决偶然出现的连续3个P状态码导致对正反相判断信号无 法恢复的问题。
在极端情况下，如果在正常的B码中偶然出现3个连续的P状态码 时，输入信号反相的标志将被置1；
B码信号恢复；则错误累计不到3次；
则输入信号反相的标志始终不被恢复；
因此在解码后增加一个编码合法性纠错码机制；
即：如果已经得到有效的B码信息。则输入信号反相的标志就被清 零。表示当前B码是有效的，没有反相；
如果一个编码信息的月日时分秒信息都符合合法性，表示输入信号一 定不是反相的。清除反相标志。
时间码IRIG-B自适应解码装置及解码方法，包括时间信息整理步 骤：
步骤1，将当前时间转成秒数；加一秒的功能；
如果当前判断是GBJ-B码；表示是国军标B码；
B码发的是UTC0的时间；还原成时间；
将结构体的时间信息转换成无符号64位数据；记录当前时间信息；
将无符号64位数据转换成结构体的时间信息；
步骤2，B码信号是每秒一组数据，当检测到这一帧的准秒时刻时， 这一秒的准秒时刻已经过去了，可以说当前检测到的永远是已经逝去的上 一秒；
所以，要输出1PPS信号，只能在下一秒的准时沿时刻+1秒进行输 出；因为是加一秒输出，就涉及到时间进位功能；
程序上先构建一个Void CalcSecond()函数将接收到的时间信息转 换成一个起始于公元元年开始的64位秒信息(公历秒)，之后对公历秒 进行+1操作(B_BCodeTimeModule.NTPsecond++)，再之后构建一个Void dealIntegerTime()函数将公历秒转换成年月日时分秒信息；
步骤3：军标IRIG-B(GJB 2991A-2008)格式和电力系统的时间同步 系统IRIG-B码(DLT 1100.1-2009)的时间源选择是不一样的；
GJB 2991A-2008采用的时间编码是UTC时间；
而电力系统的时间同步系统IRIG-B码(DLT 1100.1-2009)采用的是 北京时间；
之间存在一个8小时的固定时差；
在编码提取完毕后，还要对输入的时间信息进行整理；
判断当前格式是军标IRIG-B(GJB 2991A-2008)格式，则将结构体的 时间信息转换成无符号64位数据后，对数据增加8小时，转换成北京时 间；
如果当前是电力系统的时间同步系统IRIG-B码(DLT 1100.1-2009) 则不需要进行处理，因为其本身就是北京时间。
本发明相对现有技术的有益效果：
本发明技术的时间接收设备可自适应2种物理模式的输入IRIG-B码 信号，无论输入那种物理接口的输入信号，程序都可以自适应识别。这样 提高了时间接收设备的兼容性。在实际使用环境中，当信号源设备距离信 号接收设备较近时(1公里以内)，通产采用RS485电平信号进行传输。 因为这样可以降低成本。当信号源设备距离信号接收设备较远时(大于1 公里)，电信号因为信号衰减和电磁干扰的原因将无法使用，所以将采用 光纤信号进行传输。这时，用户不得不增加光电转换模块、协议转换模块 之类的附加产品。这样不但增加了成本，还因为增加了外置转换设备导致 额外的风险。采用本发明，就可以完美解决这一问题。本发明支持光电2 种接口。且支持自动信号识别。用户只要把光或电的IRIG-B码信号接入 设备，无需设置。本发明将自动识别出哪路通道有信号，并自动对其解 码。在当前使用的信号被切断后，系统将自动转换到有信号的通道。
本发明可对输入的RS485电平的IRIG-B码信号进行光电隔离。避免 由外部接口输入的大电压、大电流对系统内部产生破坏。现有技术通常对 外输入的电信号不加隔离措施。因此外部设备的干扰信号会接入到本设 备。可能有静电、漏入强电等意外事件发生时，直接损坏本设备。所以本 发明采用隔离保护措施。对外输入信号，进行光电隔离。信号隔离方式没 有采用常规的隔离变压器隔离，而是采用光耦合器方式。实现：信号单向 传输，输入端与设备完全实现了电气隔离，抗干扰能力强，工作稳定，无 触点，使用寿命长，传输效率高。从而避免了隔离变压器的输入绕组与输 出绕组偶然同时触及带电体导致隔离失败的风险。其核心部件是高速光 耦，光耦的响应速度决定了信号的准确度。
本发明可自适应2种编码格式的输入IRIG-B码信号，对国军标IRIG- B(GJB2991A-2008)格式和电力系统的时间同步系统IRIG-B码(DLT 1100.1-2009)进行智能识别，智能解码。当输入的编码格式发生改变 时，本发明可自动切换相应的解码策略。现有产品都只能针对某一种编码 进行解码。本发明是对“军民融合”思想的一种实践。本发明可对军用、 民用2种IRIG-B码进行自适应的时间解码。采用本发明可增强时间同步 系统接收信息的兼容性。
本发明时间码IRIG-B自适应解码装置及解码方法，支持2种输入信 号模式；分别是RS485电平的电IRIG-B码和光纤信号的光IRIG-B码；外 输入信号是指经过接收电路，将2种输入信号都处理成TTL3.3V的电 IRIG-B码信号；2种IRIG-B码进行自适应的时间解码；增强时间同步系 统接收信息的兼容性；
本发明时间码IRIG-B自适应解码装置及解码方法，还可以本发明可 自适应输入编码的极性，当出现信号极性相位相反时，可自动调整接收方 式，进一步增强时间同步系统接收信息的兼容性；可以灵活的配置输入信 号源。RS485电平的电IRIG-B码和光纤信号的光IRIG-B码。
本发明时间码IRIG-B自适应解码装置及解码方法，可自适应2种物 理接口模式输入的IRIG-B码信号，自动选择有信号的物理接口通道，并 实现解码处理；当2种物理接口有效信号同时接入时，默认采用先接入的 信号。
本发明时间码IRIG-B自适应解码装置及解码方法，对输入的RS485 电平的IRIG-B码信号进行光电隔离。避免由外部接口输入的大电压、大 电流对系统内部产生破坏；
本发明时间码IRIG-B自适应解码装置及解码方法，当输入的编码格 式发生改变时，可自动切换相应的解码策略；可自适应IRIG-B码信号极 性，智能解码。当发现输入的编码电平是反相时，可自动做出调整。
附图说明
图1是本发明时间码IRIG-B自适应解码装置及解码方法的输入信号 处理与MCU解码电路设计原理图；
图2是本发明时间码IRIG-B自适应解码装置及解码方法的结构示意 图；
图3是本发明时间码IRIG-B自适应解码装置及解码方法的解码程序 流程图。
具体实施方式
以下参照附图及实施例对本发明进行详细的说明：
附图1-3可知，一种时间码IRIG-B自适应解码装置，
包括输入电路；
输入电路包括：电B码输入电路和光B码输入电路；
电B码输出电路输出到光电隔离电路相连接；
B码输出电路和光电隔离电路与信号选择电路相连接；
信号选择电路与中央处理器相连接。
电B码输入电路包括接线端子P1；
接线端子P1接收外部输入的RS485-IRIG-B码信号；
芯片U1为MAX485；
接线端子P1接U1的6脚和7脚作为信号输入，输入信号经过芯片U1 将输入信号转换成TTV5V电平信号；
由芯片U1的1脚输出；
输出到芯片U3的光电隔离器件，信号隔离后，输出到芯片U4进行输 入信号选择。
电B码输出电路包括光纤接收器件OPTIC-RXD1；
光纤接收器件OPTIC-RXD1对外部输入的光纤IRIG-B码信号进行光电 转换；
转换后将输入信号转换成TTV5V电平信号；
光纤接收器件OPTIC-RXD1的6脚输出；
输出到芯片U4进行信号选择；
芯片U4为4路2与非门器件；
其12脚和4脚接MCU进行控制；
当芯片U4的12配置成低电平时，U4的11脚一定是常高；
测试U4的13脚输入什么信号都无效。
此时芯片U4的4脚配置成高电平，则U4的5脚被6脚反相输出到9 脚；
因为10脚常高，所以8脚将正相输出5脚的信号。从而实现了信号 选择；
芯片U3为SN74VHC1G125，将两路输入信号进入芯片U3的2脚；
芯片U3将信号转换成TTL3.3V信号,由芯片U3的4脚输出；
输出后经R4进行阻抗匹配后，将这个信号命名为STM直流B码主信 号；将其接入芯片U9的8脚。
芯片U9为MCU芯片，型号为STM32F10RE。
第一接插件P1的1脚与第一芯片U1(MAX485)的6脚连接；
第一接插件P1的2脚与第一芯片U1(MAX485)的7脚连接；
第一芯片U1(MAX485)的8脚连接VCC 5V A供电；
第一芯片U1(MAX485)的2脚连接GND-A；
第一芯片U1(MAX485)的3脚连接GND-A；
第一芯片U1(MAX485)的5脚连接GND-A；
第一芯片U1(MAX485)的4脚悬空；
第一芯片U1(MAX485)的1脚连接第三芯片U3(6N137)的3脚；
第一芯片U1(MAX485)的1脚连接测试点T1；
第三芯片U3(6N137)的2脚连接电阻R3的2脚；
第三芯片U3(6N137)的8脚连接供电VCC 5V；
第三芯片U3(6N137)的8脚连接电阻R2的1脚；
第三芯片(6N137)的6脚连接第四芯片U4(SN74LS00D)的13脚；
第三芯片U3(6N137)的7脚悬空；
第三芯片U3(6N137)的5脚接地
电阻R3的1脚连接VCC 5V A供电；
电阻R2的2脚连接第三芯片U3(6N137)的6脚；
光纤接收器件(OPTIC-RXD1)的2脚连接5V供电；
光纤接收器件(OPTIC-RXD1)的3脚连接地；
光纤接收器件(OPTIC-RXD1)的7脚连接地；
光纤接收器件(OPTIC-RXD1)的6脚连接第四芯片U4(SN74LS00D) 的5脚；
光纤接收器件(OPTIC-RXD1)的6脚连接测试点T3；
光纤接收器件(OPTIC-RXD1)的6脚连接电阻R6的2脚；
电阻R6的1脚连接5V供电
第四芯片U4(SN74LS00D)的12脚连接第9芯片U9(STM32F10RE) 的14脚；
第四芯片U4(SN74LS00D)的4脚连接第9芯片U9(STM32F10RE)的 15脚；
第四芯片U4(SN74LS00D)的11脚连接第四芯片U4(SN74LS00D)的 10脚；
第四芯片U4(SN74LS00D)的6脚连接第四芯片U4(SN74LS00D)的9 脚；
第四芯片U4(SN74LS00D)的8脚连接第三芯片U3(SN74VHC1G125) 的2脚；
第四芯片U4(SN74LS00D)的8脚连接测试点T2
第三芯片U3(SN74VHC1G125)的5脚连接5V供电；
第三芯片U3(SN74VHC1G125)的1脚接地；
第三芯片U3(SN74VHC1G125)的3脚接地；
第三芯片U3(SN74VHC1G125)的4脚接电阻R4的1脚；
电阻R4的2脚接第9芯片U9(STM32F10RE)的8脚。
一种IRIG-B自适应解码装置的解码方法，
步骤1，开机MCU芯片进行初始化处理，MCU对芯片U4进行控制；
默认将电信号通道放入后端进行检测；
步骤2，等待TTL3.3V电平的输入信号进入MCU；
步骤3，30秒内(设定时间内)判断有无信号输入；
步骤4，设定时间内无信号输入，MCU对芯片U4进行控制，切换另外 一条通道的信号进行检测，执行步骤3；
步骤5，当信号输入后，采用捕获、提取编码，得到每一次编码的上 升沿和下降沿；
程序默认上升沿作为识别编码的前沿触发，下降沿为编码数据的时长 识别。
步骤6，判定是否得到基准码元，未得到基准码元执行步骤5，得到 基准码元执行步骤8，输入信号有规律误码，执行步骤7；
步骤7，输入信号反相识别与处理，执行步骤5；
步骤8，对全部码元进行解码；
步骤9，判断是否有明确的编码类型，有明确的编码类型，执行步骤 10，无明确的编码类型，执行步骤11；
步骤10，开启编码类型无效标志，执行步骤11；
步骤11，特殊的识别策略，判断当前编码类型是否有效，当前编码类 型无效，执行步骤12，当前编码类型有效，执行步骤14，
步骤12，判断是否发生了编码切换；
此步骤主要为了解决输入编码的突然改变的情况。例如，刚开机输入 的一直是军标码，突然输入被改成了国标码。程序在步骤11时，会对特 殊码进行采集，发现不符合当前的军标码特征时，就切换到步骤12，在步 骤12里面判断是否码值特征是否符合国标特征，如果符合，且累计到了 一定的有效数量(防止偶然一帧的错误数据)，就可以判定发生了“编码 切换”。程序即可去步骤13执行切换动作。
步骤13，执行切换动作；
步骤14，开启编码雷友有效标志；
步骤15，启动相应的编码策略；
步骤16，得到编码信息。
对输入信号的固定电平时长进行判断，由IRIG-B码的原理可知，一 旦出现12ms以上的同一电平状态即为信号异常状态；
程序发现这种异常状态，开启输入信号异常标志，程序进入对异常信 号处理模式；
异常信号是指明显出现非法的状态。如正常信号一定是一个连续的方 波脉冲，每个脉冲的宽度不超过8ms。脉冲与脉冲之间的间隔也小于等于 8ms。所以，程序一旦发现，输入信号维持在某一电平状态(0或者1)都 认为信号出现了异常。这种异常通常是输入信号开路或者短路了。程序检 测到出现异常状态，要进行标识，并启动应对措施，不要对已经判断是无 效的输入信号进行解码。典型的案例就是：如输入信号接触不良，传输过 程中有100ms信号断开了。这样编码中就会出现一段全是0的数据。但是 恰巧这100ms没有出现在关键码值位置。就会出现：程序正常解码，但解 出来码值有一段是错误的。
否则，若信号无异常，则每次捕获出有效编码都放入B码的处理函数 进行编码识别。
开机MCU(Microcontroller Unit)微控制单元进行初始化处理；
等待稳定有效的外输入信号；
采用捕获的方式提取输入编码的码值，通过对关键码值的识别，判断 输入的信号编码类型；
确定解码策略；
实施解码处理；
时时侦测输入IRIG-B码的编码是否发生异常，当发生异常时，判别 输入的信号编码类型；
判决是否进行策略切换。从而实现对“军民”两种编码的自适应。
每一个2ms信号视为“0状态”，每一个5ms信号视为“1状态”， 每一个8ms信号视为“P状态”；
处理方式见下表：
表1输入编码的P状态的判别
首先用定时器采集输入信号的脉冲宽度。得到宽度后用了多个if， else和标志位指针来实现对不同状态下输入脉冲宽度做判别。
当收到连续2个P状态后，提取码值函数的位置指针归零，开始正式 提取码值；
提取码值函数循环100次，将周期为一秒的IRIG-B码信息完全提出 出来。将提取信息存入相应的数组；
之后解码函数对数组的内容进行整理。码值及其定义见表。
首先2个连续的P状态是信号编码的码头(起始位)。码头之后1秒 内有100个码值。抓住了码头，就能正常的解码。码头之后开启100次的 循环，将整个编码内的数据提取出来。之后的下一秒，重复这个动作，找 到码头，然后将码头之后的数据提取出来。
表内的分别是我国的对国军标IRIG-B(GJB 2991A-2008)格式和电力 系统的时间同步系统IRIG-B码(DLT 1100.1-2009)。代表军用和民用的2 大主流格式。
表2两种B码值定义对比表
自适应解码装置及解码方法，，包括解码判别处理步骤：
程序组合出通用的秒、分、时、天数信息；
再将针对国军标IRIG-B(GJB 2991A-2008)格式和电力系统的时间同 步系统IRIG-B码(DLT 1100.1-2009)不通用的做特殊处理；
步骤1，提取43位年十位标志；
国军标编码时，此位将交替出现“0”“1”，当电力标准时，此位将 恒定为0；
由此得到判断43位恒定为0就是判断当前输入信号是否是电力标准的 充分条件；
步骤2，提取45～48位的年信息；
当“年十位标志”＝1时，表示年的十位，反之，表示年的个位；
军标编码时，此位将交替出现年信息；
理论上分析这个数据是可以全为0的，也可以不为零；
但当电力标准时，此位将恒定为0；
由此得到判断45～48位恒定为0就是判断当前输入信号是否是电力 标准的充分条件；
步骤3，提取50～53和55～58的数据，组合成年信息；
军标编码时，此位将恒定是0；
但当电力标准时，此位将是不确认的；
由此得到判断50～53和55～58的数据位恒定为0就是判断当前输入 信号是否是国军标编码的充分条件；
步骤4，对已知条件进行判别；
43、45-48数都是0，表示输入的信号是电力标准；切换模式为电力 模式；
当前1通道输入的B码是电力码；43/45-48有数，且50-53 55-58 的数是0表示输入的信号是国军标码；
如果43有数，且50段没数；切换模式为GJB模式；表示当前1通道 输入的B码是GJB2008；
步骤5：正常编码进入时，
进入后立刻清除另外一种解码方式有效数量的统计，并且对输入的编 码进行有效数量的积累，累计5个时，改变当前编码的解码方式；
步骤6：程序对编码切换的处理；
当输入信号发生编码切换时，对应的计数值将发生变化；累计5个 时，改变当前编码的解码方式。程序恢复到步骤5的正常解码状态；
步骤:7：程序对编码错误的处理。当输入信号发生编码切换时，将清 除解码类型有效的标志，避免出现错码；
步骤8，解码判别结束后的验证；
上面7个步骤实现了编码类型的识别；
接下来要对编码的内容进行一系列验证；
1是对信号的有效性进行进一步的判别，对输入信号发生切换情况进 行有效性的处理，避免切换过程中的错误信息打上有效标志对外输出，产 生错误；
2是对输入信号的合法性进行识别，对错码进行剔除；
如果当前判断是GB-B码；表示是电力B码；
当程序自认为在电力状态下，进入了一个军标编码；
则45-48位，出现了非0数据，且50-60位是0；
发现1通道B码错误，错误类型1，表示年信息异常；可能将发生信 号切换；正常处理年信息，否则，认为当前1通道输入的B码是GJB2008；
当程序自认为在国军标编码状态下，进入了一个电力协议判断；则 45-48位，出现了0数据；发现1通道B码错误，错误类型1，表示年信 息异常；可能将发生信号切换；正常处理年信息；
步骤9，判定当前处于解码电力标准B码的状态下，45-48位，出现 了非0数据，且50-60位是0；
则表示很可能当前输入的编码格式发生了改变；
显示相应的错误标志，表示接收状态异常；
对外输出时间信息时，加注信号无效的标志；
反之当程序认为当前处于解码国军标B码的状态下，当45-48位，出 现了0数据，且50-60位出现非0数据；
表示输入信号切换到了电力标准；
显示相应的错误标志，表示接收状态异常；
对外输出时间信息时，加注信号无效的标志；
步骤10，进行完编码标识类型判断和编码有效性检验后，针对编码的 类型解码。
本发明在解码判别结束后，增加了一个判断环节；对输入信号的合法 性进行校对。解决偶然出现的连续3个P状态码导致对正反相判断信号无 法恢复的问题。
在极端情况下，如果在正常的B码中偶然出现3个连续的P状态码 时，输入信号反相的标志将被置1；
B码信号恢复；则错误累计不到3次；
则输入信号反相的标志始终不被恢复；
因此在解码后增加一个编码合法性纠错码机制；
即：如果已经得到有效的B码信息。则输入信号反相的标志就被清 零。表示当前B码是有效的，没有反相；
如果一个编码信息的月日时分秒信息都符合合法性，表示输入信号一 定不是反相的。清除反相标志。
时间码IRIG-B自适应解码装置及解码方法，包括时间信息整理步 骤：
步骤1，将当前时间转成秒数；加一秒的功能；
如果当前判断是GBJ-B码；表示是国军标B码；
B码发的是UTC0的时间；还原成时间；
将结构体的时间信息转换成无符号64位数据；记录当前时间信息；
将无符号64位数据转换成结构体的时间信息；
步骤2，B码信号是每秒一组数据，当检测到这一帧的准秒时刻时， 这一秒的准秒时刻已经过去了，可以说当前检测到的永远是已经逝去的上 一秒；
所以，要输出1PPS信号，只能在下一秒的准时沿时刻+1秒进行输 出；因为是加一秒输出，就涉及到时间进位功能；
程序上先构建一个Void CalcSecond()函数将接收到的时间信息转 换成一个起始于公元元年开始的64位秒信息(公历秒)，之后对公历秒 进行+1操作(B_BCodeTimeModule.NTPsecond++)，再之后构建一个Void dealIntegerTime()函数将公历秒转换成年月日时分秒信息；
步骤3：军标IRIG-B(GJB 2991A-2008)格式和电力系统的时间同步 系统IRIG-B码(DLT 1100.1-2009)的时间源选择是不一样的；
GJB 2991A-2008采用的时间编码是UTC时间；
而电力系统的时间同步系统IRIG-B码(DLT 1100.1-2009)采用的是 北京时间；
之间存在一个8小时的固定时差；
在编码提取完毕后，还要对输入的时间信息进行整理；
判断当前格式是军标IRIG-B(GJB 2991A-2008)格式，则将结构体的 时间信息转换成无符号64位数据后，对数据增加8小时，转换成北京时 间；
如果当前是电力系统的时间同步系统IRIG-B码(DLT 1100.1-2009) 则不需要进行处理，因为其本身就是北京时间。
解码判别处理
程序组合出通用的秒、分、时、天数信息。再将针对国军标IRIG-B (GJB 2991A-2008)格式和电力系统的时间同步系统IRIG-B码(DLT 1100.1-2009)不通用的做特殊处理。
特殊处理包括如下步骤：
步骤1：提取43位年十位标志。国军标编码时，此位将交替出现 “0”“1”，当电力标准时，此位将恒定为0。由此得到判断43位恒定为 0就是判断当前输入信号是否是电力标准的充分条件。
步骤2：提取45～48位的年信息。当“年十位标志”＝1时，表示年 的十位，反之，表示年的个位。国军标编码时，此位将交替出现年信息。 理论上分析这个数据是可以全为0的，也可以不为零。但当电力标准时， 此位将恒定为0。由此得到判断45～48位恒定为0就是判断当前输入信号 是否是电力标准的充分条件。
步骤3：提取50～53和55～58的数据，组合成年信息。国军标编码 时，此位将恒定是0。但当电力标准时，此位将是不确认的。由此得到判 断50～53和55～58的数据位恒定为0就是判断当前输入信号是否是国军 标编码的充分条件。
步骤4：对已知条件进行判别。代码如下：编码类型判决代码图
其中：
INPUT_B_Code1.bit43：为输入信号第43位的信息；
INPUT_B_Code1.YearInf45bit[0]：为输入信号第45～48的数据位 独立的信息；
INPUT_B_Code1.YearInf50bit：为输入信号第50～53和55～58 的数据位组合的信息；
INPUT_B_Code1.is_GJB2008：为输入信号的格式；
INPUT_B_Code1.is_GJB2008_count：为输入信号的国军标编码正确的 计数；
INPUT_B_Code1.is_GB_count；为输入信号的电力编码正确的计 数；
INPUT_B_Code1.Stat_is_OK：为输入信号的状态标志；
DF_INPUT_B_Code_CorrectNum；为无参宏定义；默认＝5。
步骤5：正常编码进入时，程序将进入：
if((INPUT_B_Code1. bit43＝＝0)&&(INPUT_B_Code1.YearInf45bit[0]＝＝0)&&(INPUT_B_Code1. YearInf45bit[1]＝＝0))或Else if(INPUT_B_Code1.YearInf50bit＝＝0)段落。进入后立刻清除另外一种解码方式有效数量的 统计，并且对输入的编码进行有效数量的积累，累计5个时，改变当前编 码的解码方式。
步骤6：程序对编码切换的处理。当输入信号发生编码切换时，程序 的
if((INPUT_B_Code1. bit43＝＝0)&&(INPUT_B_Code1.YearInf45bit[0]＝＝0)&&(INPUT_B_Code1. YearInf45bit[1]＝＝0))和Else if(INPUT_B_Code1.YearInf50bit＝＝0)将发生切换，对应的计数值INPUT_B_Code1.is_GJB2008_count或INPUT_B_Code1.is_GB_count将发生 变化。累计5个时，改变当前编码的解码方式。程序恢复到步骤5的正常 解码状态。
步骤:7：程序对编码错误的处理。当输入信号发生编码切换时，程序 的
if((INPUT_B_Code1.bit43＝＝0)&&(INPUT_B_Code1.YearInf45bit[0]＝ ＝0)&&(INPUT_B_Code1.YearInf45bit[1]＝＝0))和Else if (INPUT_B_Code1.YearInf50bit＝＝0)将都不能满足，从而进入最后的 else段落。在这里将清除解码类型有效的标志，避免出现错码。
步骤8：解码判别结束后的验证。上面7个步骤实现了编码类型的识 别。接下来要对编码的内容进行一系列验证。作用1是对信号的有效性进 行进一步的判别，对输入信号发生切换情况进行有效性的处理，避免切换 过程中的错误信息打上有效标志对外输出，产生错误。2是对输入信号的 合法性进行识别，对错码进行剔除。
处理代码有：编码类型校验代码图
其中：
INPUT_B_Code1.is_error1：B码错误标志，错误类型1，表示年信 息异常，可能将发生信号切换；
INPUT_B_Code1.YearInf45：45-48位组合的年信息；
步骤9：如果程序认为当前处于解码电力标准B码的状态下，45-48 位，出现了非0数据，且50-60位是0。则表示很可能当前输入的编码格 式发生了改变。打相应的错误标志，表示接收状态异常。对外输出时间信 息时，加注信号无效的标志。反之当程序认为当前处于解码国军标B码的 状态下，当45-48位，出现了0数据，且50-60位出现非0数据。表示输 入信号切换到了电力标准。打相应的错误标志，表示接收状态异常。对外 输出时间信息时，加注信号无效的标志。
步骤10：进行完编码标识类型判断和编码有效性检验后，针对编码的 类型。正常对编码解码。
编码合法性纠错码机制；
本发明在解码判别结束后，增加了一个判断环节。对输入信号的合法 性进行校对。解决偶然出现的连续3个P状态码导致对正反相判断信号 无法恢复的问题。
在极端情况下，如果在正常的B码中偶然出现3个连续的P状态码 时，输入信号反相的标志(INPUT_B_Code1.B_input_UN)将被置1。之 后，B码信号恢复。则错误累计不到3次。则输入信号反相的标志 (INPUT_B_Code1.B_input_UN)始终不被恢复。因此在解码后增加一个 编码合法性纠错码机制。即：如果已经得到有效的B码信息。则输入信 号反相的标志(INPUT_B_Code1.B_input_UN)就被清零。表示当前B码 是有效的，没有反相。
代码如下：编码合法性纠错码机制代码；
其中：
INPUT_B_Code1.time_second：输入信号的秒信息；
INPUT_B_Code1.time_minute；输入信号的份信息；
INPUT_B_Code1.time_hour:输入信号的时信息；
INPUT_B_Code1.time_day:输入信号的天信息；
INPUT_B_Code1.time_month:输入信号的月信息；
如果一个编码信息的月日时分秒信息都符合合法性，表示输入信号一 定不是反相的。清除反相标志。
时间信息的整理：
对外输出前要对时间信息进行一些必要的整理。整理操作如下：
步骤1：代码如下：时间信息的整理代码
其中：
Void CalcSecond()函数：将结构体的时间信息转换成无符 号64位数据；
B_BCodeTimeModule.NTPsecond：无符号64位数据，记录当前时间信 息；
INPUT_B_Code1_is_GJB2008：为输入信号的格式；
Void dealIntegerTime()函数：将无符号64位数据转换成结 构体的时间信息。
步骤2：B码信号是每秒一组数据，当检测到这一帧的准秒时刻时， 这一秒的准秒时刻已经过去了，可以说当前检测到的永远是已经逝去的上 一秒。所以，要输出1PPS信号，只能在下一秒的准时沿时刻+1秒进行输 出；因为是加一秒输出，就涉及到时间进位功能。程序上先构建一个Void CalcSecond()函数将接收到的时间信息转换成一个起始于公元元年开始 的64位秒信息(公历秒)，之后对公历秒进行+1操作 (B_BCodeTimeModule.NTPsecond++)，再之后构建一个Void dealIntegerTime()函数将公历秒转换成年月日时分秒信息。
步骤3：因为国军标IRIG-B(GJB 2991A-2008)格式和电力系统的时 间同步系统IRIG-B码(DLT 1100.1-2009)的时间源选择是不一样的。 GJB 2991A-2008采用的时间编码是UTC时间。而电力系统的时间同步系统IRIG-B码(DLT 1100.1-2009)采用的是北京时间。之间存在一个8小时 的固定时差。所以，在编码提取完毕后，还要对输入的时间信息进行整理。程序中判断只要当前格式是国军标IRIG-B(GJB 2991A-2008)格式， 则将结构体的时间信息转换成无符号64位数据后，对数据增加8小时， 转换成北京时间。如果当前是电力系统的时间同步系统IRIG-B码(DLT 1100.1-2009)则不需要进行处理，因为其本身就是北京时间。
本发明技术的时间接收设备可自适应2种物理模式的输入IRIG-B码 信号，无论输入那种物理接口的输入信号，程序都可以自适应识别。这样 提高了时间接收设备的兼容性。在实际使用环境中，当信号源设备距离信 号接收设备较近时(1公里以内)，通产采用RS485电平信号进行传输。 因为这样可以降低成本。当信号源设备距离信号接收设备较远时(大于1 公里)，电信号因为信号衰减和电磁干扰的原因将无法使用，所以将采用 光纤信号进行传输。这时，用户不得不增加光电转换模块、协议转换模块 之类的附加产品。这样不但增加了成本，还因为增加了外置转换设备导致 额外的风险。采用本发明，就可以完美解决这一问题。本发明支持光电2 种接口。且支持自动信号识别。用户只要把光或电的IRIG-B码信号接入 设备，无需设置。本发明将自动识别出哪路通道有信号，并自动对其解 码。在当前使用的信号被切断后，系统将自动转换到有信号的通道。
本发明可对输入的RS485电平的IRIG-B码信号进行光电隔离。避免 由外部接口输入的大电压、大电流对系统内部产生破坏。现有技术通常对 外输入的电信号不加隔离措施。因此外部设备的干扰信号会接入到本设 备。可能有静电、漏入强电等意外事件发生时，直接损坏本设备。所以本 发明采用隔离保护措施。对外输入信号，进行光电隔离。信号隔离方式没 有采用常规的隔离变压器隔离，而是采用光耦合器方式。实现：信号单向 传输，输入端与设备完全实现了电气隔离，抗干扰能力强，工作稳定，无 触点，使用寿命长，传输效率高。从而避免了隔离变压器的输入绕组与输 出绕组偶然同时触及带电体导致隔离失败的风险。其核心部件是高速光 耦，光耦的响应速度决定了信号的准确度。
本发明可自适应2种编码格式的输入IRIG-B码信号，对国军标IRIG- B(GJB2991A-2008)格式和电力系统的时间同步系统IRIG-B码(DLT 1100.1-2009)进行智能识别，智能解码。当输入的编码格式发生改变 时，本发明可自动切换相应的解码策略。现有产品都只能针对某一种编码 进行解码。本发明是对“军民融合”思想的一种实践。本发明可对军用、 民用2种IRIG-B码进行自适应的时间解码。采用本发明可增强时间同步 系统接收信息的兼容性。
本发明时间码IRIG-B自适应解码装置及解码方法，支持2种输入信 号模式；分别是RS485电平的电IRIG-B码和光纤信号的光IRIG-B码；外 输入信号是指经过接收电路，将2种输入信号都处理成TTL3.3V的电 IRIG-B码信号；2种IRIG-B码进行自适应的时间解码；增强时间同步系 统接收信息的兼容性；
本发明时间码IRIG-B自适应解码装置及解码方法，还可以本发明可 自适应输入编码的极性，当出现信号极性相位相反时，可自动调整接收方 式，进一步增强时间同步系统接收信息的兼容性；可以灵活的配置输入信 号源。RS485电平的电IRIG-B码和光纤信号的光IRIG-B码。
本发明时间码IRIG-B自适应解码装置及解码方法，可自适应2种物 理接口模式输入的IRIG-B码信号，自动选择有信号的物理接口通道，并 实现解码处理；当2种物理接口有效信号同时接入时，默认采用先接入的 信号。
本发明时间码IRIG-B自适应解码装置及解码方法，对输入的RS485 电平的IRIG-B码信号进行光电隔离。避免由外部接口输入的大电压、大 电流对系统内部产生破坏；
本发明时间码IRIG-B自适应解码装置及解码方法，当输入的编码格 式发生改变时，可自动切换相应的解码策略；可自适应IRIG-B码信号极 性，智能解码。当发现输入的编码电平是反相时，可自动做出调整。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明的结构作任 何形式上的限制。凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简 单修改、等同变化与修饰，均属于本发明的技术方案范围内。
Claims (8)
1.一种时间码IRIG-B自适应解码装置，其特征在于，
包括输入电路；
输入电路包括：电B码输入电路和光B码输入电路；
电B码输出电路输出到光电隔离电路相连接；
B码输出电路和光电隔离电路与信号选择电路相连接；
信号选择电路与中央处理器相连接。
2.根据权利要求1所述时间码IRIG-B自适应解码装置，其特征在于：
电B码输入电路包括接线端子P1；
接线端子P1接收外部输入的RS485-IRIG-B码信号；
接线端子P1接U1的6脚和7脚作为信号输入，输入信号经过芯片U1将输入信号转换成TTV5V电平信号；
由芯片U1的1脚输出；
输出到芯片U3的光电隔离器件，信号隔离后，输出到芯片U4进行输入信号选择。
电B码输出电路包括光纤接收器件OPTIC-RXD1；
光纤接收器件OPTIC-RXD1对外部输入的光纤IRIG-B码信号进行光电转换；
转换后将输入信号转换成TTV5V电平信号；
光纤接收器件OPTIC-RXD1的6脚输出；
输出到芯片U4进行信号选择；
芯片U4为4路2与非门器件；
其12脚和4脚接MCU进行控制；
当芯片U4的12配置成低电平时，U4的11脚一定是常高；
此时芯片U4的4脚配置成高电平，则U4的5脚被6脚反相输出到9脚；
将两路输入信号进入芯片U3的2脚；
芯片U3将信号转换成TTL3.3V信号,由芯片U3的4脚输出；
输出后经R4进行阻抗匹配后，将这个信号命名为STM直流B码主信号；将其接入芯片U9的8脚。
3.根据权利要求2所述时间码IRIG-B自适应解码装置，其特征在于：
第一接插件P1的1脚与第一芯片U1的6脚连接；
第一接插件P1的2脚与第一芯片U1的7脚连接；
第一芯片U1的8脚连接VCC5V A供电；
第一芯片U1的2脚连接GND-A；
第一芯片U1的3脚连接GND-A；
第一芯片U1的5脚连接GND-A；
第一芯片U1的4脚悬空；
第一芯片U1的1脚连接第三芯片U3(6N137)的3脚；
第一芯片U1的1脚连接测试点T1；
第三芯片U3的2脚连接电阻R3的2脚；
第三芯片U3的8脚连接供电VCC5V；
第三芯片U3的8脚连接电阻R2的1脚；
第三芯片的6脚连接第四芯片U4的13脚；
第三芯片U3的7脚悬空；
第三芯片U3的5脚接地
电阻R3的1脚连接VCC5V A供电；
电阻R2的2脚连接第三芯片U3的6脚；
光纤接收器件的2脚连接5V供电；
光纤接收器件的3脚连接地；
光纤接收器件的7脚连接地；
光纤接收器件的6脚连接第四芯片的5脚；
光纤接收器件的6脚连接测试点T3；
光纤接收器件的6脚连接电阻R6的2脚；
电阻R6的1脚连接5V供电
第四芯片U4的12脚连接第9芯片U9的14脚；
第四芯片U4的4脚连接第9芯片U9的15脚；
第四芯片U4的11脚连接第四芯片U4的10脚；
第四芯片U4的6脚连接第四芯片U4的9脚；
第四芯片U4的8脚连接第三芯片U3的2脚；
第四芯片U4的8脚连接测试点T2
第三芯片U3的5脚连接5V供电；
第三芯片U3的1脚接地；
第三芯片U3的3脚接地；
第三芯片U3的4脚接电阻R4的1脚；
电阻R4的2脚接第9芯片U9(STM32F10RE)的8脚。
4.一种权利要求1-3任意一项所述时间码IRIG-B自适应解码装置的解码方法，其特征在于：
步骤1，开机MCU芯片进行初始化处理，MCU对芯片U4进行控制；
默认将电信号通道放入后端进行检测；
步骤2，等待TTL3.3V电平的输入信号进入MCU；
步骤3，设定时间内判断有无信号输入；
步骤4，设定时间内无信号输入，MCU对芯片U4进行控制，切换另外一条通道的信号进行检测，执行步骤3；
步骤5，当信号输入后，采用捕获、提取编码，得到每一次编码的上升沿和下降沿；
程序默认上升沿作为识别编码的前沿触发，下降沿为编码数据的时长识别；
步骤6，判定是否得到基准码元，未得到基准码元执行步骤5，得到基准码元执行步骤8，输入信号有规律误码，执行步骤7；
步骤7，输入信号反相识别与处理，执行步骤5；
步骤8，对全部码元进行解码；
步骤9，判断是否有明确的编码类型，有明确的编码类型，执行步骤10，无明确的编码类型，执行步骤11；
步骤10，开启编码类型无效标志，执行步骤11；
步骤11，特殊的识别策略，判断当前编码类型是否有效，当前编码类型无效，执行步骤12，当前编码类型有效，执行步骤14，
步骤12，判断是否发生了编码切换；
步骤13，执行切换动作；
步骤14，开启编码雷友有效标志；
步骤15，启动相应的编码策略；
步骤16，得到编码信息。
5.根据权利要求4所述时间码IRIG-B自适应解码装置，其特征在于：
对输入信号的固定电平时长进行判断，由IRIG-B码的原理可知，一旦出现12ms以上的同一电平状态即为信号异常状态；
程序发现这种异常状态，开启输入信号异常标志，程序进入对异常信号处理模式；
否则，若信号无异常，则每次捕获出有效编码都放入B码的处理函数进行编码识别。
6.根据权利要求5所述时间码IRIG-B自适应解码装置，其特征在于：
开机MCU(Microcontroller Unit)微控制单元进行初始化处理；
等待稳定有效的外输入信号；
采用捕获的方式提取输入编码的码值，通过对关键码值的识别，判断输入的信号编码类型；
确定解码策略；
实施解码处理；
时时侦测输入IRIG-B码的编码是否发生异常，当发生异常时，判别输入的信号编码类型；
判决是否进行策略切换。
7.根据权利要求6所述时间码IRIG-B自适应解码装置及解码方法，其特征在于：包括解码判别处理步骤：
程序组合出通用的秒、分、时、天数信息；
再将针对国军标IRIG-B(GJB 2991A-2008)格式和电力系统的时间同步系统IRIG-B码(DLT 1100.1-2009)不通用的做特殊处理；
步骤1，提取43位年十位标志；
国军标编码时，此位将交替出现“0”“1”，当电力标准时，此位将恒定为0；
由此得到判断43位恒定为0就是判断当前输入信号是否是电力标准的充分条件；
步骤2，提取45～48位的年信息；
当“年十位标志”＝1时，表示年的十位，反之，表示年的个位；
军标编码时，此位将交替出现年信息；
理论上分析这个数据是可以全为0的，也可以不为零；
但当电力标准时，此位将恒定为0；
由此得到判断45～48位恒定为0就是判断当前输入信号是否是电力标准的充分条件；
步骤3，提取50～53和55～58的数据，组合成年信息；
军标编码时，此位将恒定是0；
但当电力标准时，此位将是不确认的；
由此得到判断50～53和55～58的数据位恒定为0就是判断当前输入信号是否是国军标编码的充分条件；
步骤4，对已知条件进行判别；
43、45-48数都是0，表示输入的信号是电力标准；切换模式为电力模式；
当前1通道输入的B码是电力码；43/45-48有数，且50-53 55-58的数是0表示输入的信号是国军标码；
如果43有数，且50段没数；切换模式为GJB模式；表示当前1通道输入的B码是GJB2008；
步骤5：正常编码进入时，
进入后立刻清除另外一种解码方式有效数量的统计，并且对输入的编码进行有效数量的积累，累计5个时，改变当前编码的解码方式；
步骤6：程序对编码切换的处理；
当输入信号发生编码切换时，对应的计数值将发生变化；累计5个时，改变当前编码的解码方式。程序恢复到步骤5的正常解码状态；
步骤:7：程序对编码错误的处理。当输入信号发生编码切换时，将清除解码类型有效的标志，避免出现错码；
步骤8，解码判别结束后的验证；
上面7个步骤实现了编码类型的识别；
接下来要对编码的内容进行一系列验证；
1是对信号的有效性进行进一步的判别，对输入信号发生切换情况进行有效性的处理，避免切换过程中的错误信息打上有效标志对外输出，产生错误；
2是对输入信号的合法性进行识别，对错码进行剔除；
如果当前判断是GB-B码；表示是电力B码；
当程序自认为在电力状态下，进入了一个军标编码；
则45-48位，出现了非0数据，且50-60位是0；
发现1通道B码错误，错误类型1，表示年信息异常；可能将发生信号切换；正常处理年信息，否则，认为当前1通道输入的B码是GJB2008；
当程序自认为在国军标编码状态下，进入了一个电力协议判断；则45-48位，出现了0数据；发现1通道B码错误，错误类型1，表示年信息异常；可能将发生信号切换；正常处理年信息；
步骤9，判定当前处于解码电力标准B码的状态下，45-48位，出现了非0数据，且50-60位是0；
则表示很可能当前输入的编码格式发生了改变；
显示相应的错误标志，表示接收状态异常；
对外输出时间信息时，加注信号无效的标志；
反之当程序认为当前处于解码国军标B码的状态下，当45-48位，出现了0数据，且50-60位出现非0数据；
表示输入信号切换到了电力标准；
显示相应的错误标志，表示接收状态异常；
对外输出时间信息时，加注信号无效的标志；
步骤10，进行完编码标识类型判断和编码有效性检验后，针对编码的类型解码。
在极端情况下，如果在正常的B码中偶然出现3个连续的P状态码时，输入信号反相的标志将被置1；
B码信号恢复；则错误累计不到3次；
则输入信号反相的标志始终不被恢复；
因此在解码后增加一个编码合法性纠错码机制；
即：如果已经得到有效的B码信息。则输入信号反相的标志就被清零。表示当前B码是有效的，没有反相；
如果一个编码信息的月日时分秒信息都符合合法性，表示输入信号一定不是反相的。清除反相标志。
8.根据权利要求6所述时间码IRIG-B自适应解码装置及解码方法，其特征在于：包括时间信息整理步骤：
步骤1，将当前时间转成秒数；加一秒的功能；
如果当前判断是GBJ-B码；表示是国军标B码；
B码发的是UTC0的时间；还原成时间；
将结构体的时间信息转换成无符号64位数据；记录当前时间信息；
将无符号64位数据转换成结构体的时间信息；
步骤2，B码信号是每秒一组数据，当检测到这一帧的准秒时刻时，这一秒的准秒时刻已经过去了，可以说当前检测到的永远是已经逝去的上一秒；
所以，要输出1PPS信号，只能在下一秒的准时沿时刻+1秒进行输出；因为是加一秒输出，就涉及到时间进位功能；
程序上先构建一个Void CalcSecond()函数将接收到的时间信息转换成一个起始于公元元年开始的64位秒信息(公历秒)，之后对公历秒进行+1操作(B_BCodeTimeModule.NTPsecond++)，再之后构建一个Void dealIntegerTime()函数将公历秒转换成年月日时分秒信息；
步骤3：军标IRIG-B(GJB 2991A-2008)格式和电力系统的时间同步系统IRIG-B码(DLT1100.1-2009)的时间源选择是不一样的；
GJB 2991A-2008采用的时间编码是UTC时间；
而电力系统的时间同步系统IRIG-B码(DLT 1100.1-2009)采用的是北京时间；
之间存在一个8小时的固定时差；
在编码提取完毕后，还要对输入的时间信息进行整理；
判断当前格式是军标IRIG-B(GJB 2991A-2008)格式，则将结构体的时间信息转换成无符号64位数据后，对数据增加8小时，转换成北京时间；
如果当前是电力系统的时间同步系统IRIG-B码(DLT 1100.1-2009)则不需要进行处理，因为其本身就是北京时间。
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|---|---|---|---|---|
| CN114006620A (zh) * | 2021-10-27 | 2022-02-01 | 北斗天汇（北京）科技有限公司 | 一种具备自动调节功能的irig交流b码解码方法和系统 |
| CN114415780A (zh) * | 2021-12-30 | 2022-04-29 | 研祥智慧物联科技有限公司 | 基于irig-b码的对时方法及装置 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20090089097A (ko) * | 2008-02-18 | 2009-08-21 | 울산대학교 산학협력단 | 아이알아이지-비 시간 코드를 이용한 시간 동기화 장치 및방법 |
| CN202586933U (zh) * | 2012-05-11 | 2012-12-05 | 北京北变智达科技有限公司 | 一种基于irig-b的解码对时电路装置 |
| CN105553484A (zh) * | 2016-01-15 | 2016-05-04 | 广东水利电力职业技术学院 | 一种极性自适应的irig-b码解码方法及解码装置 |
| CN106444351A (zh) * | 2016-08-29 | 2017-02-22 | 山东鲁能控制工程有限公司 | 多源解码授时系统及其工作方法 |
| CN207853908U (zh) * | 2018-06-11 | 2018-09-11 | 苏州科技大学 | 面向电能质量无线监测的时间同步装置 |
-
2019
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Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20090089097A (ko) * | 2008-02-18 | 2009-08-21 | 울산대학교 산학협력단 | 아이알아이지-비 시간 코드를 이용한 시간 동기화 장치 및방법 |
| CN202586933U (zh) * | 2012-05-11 | 2012-12-05 | 北京北变智达科技有限公司 | 一种基于irig-b的解码对时电路装置 |
| CN105553484A (zh) * | 2016-01-15 | 2016-05-04 | 广东水利电力职业技术学院 | 一种极性自适应的irig-b码解码方法及解码装置 |
| CN106444351A (zh) * | 2016-08-29 | 2017-02-22 | 山东鲁能控制工程有限公司 | 多源解码授时系统及其工作方法 |
| CN207853908U (zh) * | 2018-06-11 | 2018-09-11 | 苏州科技大学 | 面向电能质量无线监测的时间同步装置 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114006620A (zh) * | 2021-10-27 | 2022-02-01 | 北斗天汇（北京）科技有限公司 | 一种具备自动调节功能的irig交流b码解码方法和系统 |
| CN114006620B (zh) * | 2021-10-27 | 2023-01-17 | 北斗天汇（北京）科技有限公司 | 一种具备自动调节功能的irig交流b码解码方法和系统 |
| CN114415780A (zh) * | 2021-12-30 | 2022-04-29 | 研祥智慧物联科技有限公司 | 基于irig-b码的对时方法及装置 |
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