CN111179570B - 一种基于hplc载波通信的低压台区采集设备时钟同步方法 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例公开了一种基于HPLC载波通信的低压台区采集设备时钟同步方法，具体涉及通信技术领域，包括步骤：步骤(1)将低压台区所有采集设备的日历时钟拆分为世纪秒与毫秒两个单元；步骤(2)集中器向CCO模块的时钟精确同步；步骤(3)、CCO模块向STA模块的时钟精确同步；步骤(4)、STA模块向各类基表的时钟精确同步。本发明可以将集中器的时钟精准同步到分支箱监测单元、表箱监测单元与电能表等各级采集设备，实现低压台区所有采集设备时钟的毫秒级同步，各级采集设备根据自身时钟采集并冻结电网参数，由此采集各时间点的曲线数据时间偏差远小于原采集系统的曲线数据时间偏差。
Description
技术领域
本发明实施例涉及通信技术领域，具体涉及基于HPLC载波通信的低压台区采集设备时钟同步方法。
背景技术
低压台区的采集设备主要包括集中器、分支箱监测终端、表箱监测终端及电能表等设备，上述设备之间通过HPLC载波通信实现数据交互。目前低压台区的集中器与电能表之间的时钟同步及精确管理是依托于HPLC低延时通信和灵活的广播校时机制，设计了精确广播对时业务，一般认为HPLC的广播时延可以忽略不计。
此时钟精确管理方案基于HPLC载波通信可以将低压台区的设备时钟同步到数秒以内，能够满足目前分时电价、阶梯电价政策的技术需求。
现有技术存在以下不足：但是目前正在大力推广的线损分段计算、回路阻抗计算及预警、大数据计算变线户拓扑关系等功能，都因各级设备内部时钟不能同步而导致计算结果存在偏差，对于台区变线户关系拓扑大数据计算、线损分段化精细化、回路阻抗的有效判定等功能实现，对于时钟精确度的需求是远不够的。
发明内容
为此，本发明实施例提供一种基于HPLC载波通信的低压台区采集设备时钟同步方法，可以将集中器时钟精确同步台区各级采集设备中，同步误差可达到毫秒级，满足台区变线户关系拓扑大数据计算、线损分段化精细化计算、回路阻抗有效判定等功能对数据采集同步时钟的需求，本发明的目的是在HPLC通信技术的基础上，利用其通信信标同步规则，实现低压台区所有采集设别的时钟精准同步。
为了实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：一种基于HPLC载波通信的低压台区采集设备时钟同步方法，包括以下步骤：
步骤(1)、将低压台区所有采集设备的日历时钟拆分为世纪秒与毫秒两个单元；
步骤(2)、集中器向CCO模块的时钟精确同步：集中器通过串口向CCO模块发送世纪秒单元的对时指令，通过输出硬件秒脉冲信号到CCO模块，实现毫秒单元时钟同步；
步骤(3)、CCO模块向STA模块的时钟精确同步：基于HPLC载波通信网络中的同步信标，应用信标计数使每个STA模块与CCO模块时间的毫秒单元同步，CCO模块将当前世纪秒单元与信标冻结，并通过HPLC通信将对时指令发送到各STA模块，STA模块通过对比信标差值，实现对世纪秒单元的自动补偿；
步骤(4)、STA模块向各类基表的时钟精确同步：STA模块通过串口向CCO模块发送世纪秒单元的对时指令，通过输出硬件秒脉冲信号到基表，实现毫秒单元时钟同步。
进一步地，步骤(2)中所述的集中器毫秒单元为0时，输出硬件秒信号，CCO模块根据硬件秒中断同步自身的毫秒单元。
进一步地，步骤(2)中所述的集中器毫秒单元为0时，世纪秒单元自动进位后，发出对时指令，世纪秒对时指令将在100ms内完成传输，CCO模块接收指令后，将在100ms内完成世纪秒单元时钟同步。
进一步地，步骤(3)中所述的CCO模块将自身信标计数与毫秒单元同步，利用HPLC载波通信网络的信标同步规则，STA模块将自身信标同步到CCO的信标计数，再将自身的毫秒单元与信标同步，以此实现各STA与CCO之间的毫秒单元时钟同步。
进一步地，步骤(3)中所述的CCO模块在发送世纪秒单元对时指令前，将世纪秒单元与信标同时冻结，作为对时指令的内容，通过HPLC载波通信将对时指令发送到各STA模块。
进一步地，步骤(3)中所述的各STA模块接收到CCO模块的对时指令后，根据自身信标与对时指令中冻结信标的差值，自动补偿对时指令中的世纪秒单元。
进一步地，步骤(4)中所述的STA模块的毫秒单元为0时，输出硬件秒脉冲信号，基表根据秒脉冲信号同步自身的毫秒单元。
进一步地，步骤(4)中所述的STA模块的毫秒单元为0时，将对时指令中的世纪秒单元自动进位后，通过串口发送给基表，传输时间小于100ms，基表接收对时指令后将在100ms内同步自身的世纪秒单元。
本发明实施例具有如下优点：
1、本发明的基于HPLC载波通信的低压台区采集设备时钟同步方法，可以将集中器的时钟精准同步到分支箱监测单元、表箱监测单元与电能表等各级采集设备，实现低压台区所有采集设备时钟的毫秒级同步；
2、各级采集设备根据自身时钟采集并冻结电网参数，由此采集各时间点的曲线数据时间偏差远小于原采集系统的曲线数据时间偏差；
3、使用本发明的时钟同步方法，采集得到的曲线数据，计算变线户拓扑关系、分段线损、回路阻抗等结果数据将会更加可靠。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。
本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。
图1为本发明实施例提供的低压台区各级采集设备示意图；
图2为本发明实施例提供的毫秒单元时钟同步流程图；
图3为本发明实施例提供的世纪秒单元时钟同步流程图。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
参照说明书附图1-3，本发明通过一种基于HPLC载波通信的低压台区采集设备时钟同步方法，将时钟拆分为世纪秒单元、毫秒单元两部分，集中器发起时钟同步指令，将自己时钟同步到下级所有采集设备，使整个低压台区的时钟同步于集中器。
如图1-3所示，本发明包括以下步骤：
步骤(1)、将低压台区所有采集设备的日历时钟拆分为世纪秒与毫秒两个单元；
步骤(2)、集中器向CCO模块的时钟精确同步：集中器通过串口向CCO模块发送世纪秒单元的对时指令，通过输出硬件秒脉冲信号到CCO模块，实现毫秒单元时钟同步；
步骤(3)、CCO模块向STA模块的时钟精确同步：基于HPLC载波通信网络中的同步信标，应用信标计数使每个STA模块与CCO模块时间的毫秒单元同步，CCO模块将当前世纪秒单元与信标冻结，并通过HPLC通信将对时指令发送到各STA模块，STA模块通过对比信标差值，实现对世纪秒单元的自动补偿；
步骤(4)、STA模块向各类基表的时钟精确同步：STA模块通过串口向CCO模块发送世纪秒单元的对时指令，通过输出硬件秒脉冲信号到基表，实现毫秒单元时钟同步。
进一步地，集中器向CCO模块的毫秒单元时钟精确同步方法：集中器毫秒单元为0时，输出硬件秒信号，CCO模块根据硬件秒中断同步自身的毫秒单元。
进一步地，集中器向CCO模块的世纪秒单元时钟精确同步方法：集中器毫秒单元为0时，世纪秒单元自动进位后，发出对时指令，世纪秒对时指令将在100ms内完成传输，CCO模块接收指令后，将在100ms内完成世纪秒单元时钟同步。
进一步地，CCO模块向各STA模块的毫秒单元时钟精确同步方法：CCO模块需将自身信标计数与毫秒单元同步，利用HPLC载波通信网络的信标同步规则，STA可将自身信标同步到CCO的信标计数，再将自身的毫秒单元与信标同步，以此实现各STA与CCO之间的毫秒单元时钟同步。
进一步地，CCO模块向各STA模块的世纪秒单元时钟精确同步方法：CCO模块在发送世纪秒单元对时指令前，须将世纪秒单元与信标同时冻结，作为对时指令的内容，通过HPLC载波通信将对时指令发送到各STA模块。
进一步地，CCO模块向各STA模块的世纪秒单元时钟精确同步方法：各STA模块接收到CCO的对时指令后，根据自身信标与对时指令中冻结信标的差值，自动补偿对时指令中的世纪秒单元。
进一步地，STA模块向各类基表的毫秒单元时钟精确同步方法：STA模块的毫秒单元为0时，输出硬件秒脉冲信号，基表根据秒脉冲信号同步自身的毫秒单元。
进一步地，STA模块向各类基表的世纪秒单元时钟精确同步方法：STA模块的毫秒单元为0时，将对时指令中的世纪秒单元自动进位后，通过串口发送给基表，传输时间小于100ms，基表接收对时指令后将在100ms内同步自身的世纪秒单元。
实施场景具体为：本发明将低压台区中所有设备的时钟拆分为世纪秒与毫秒两个单元，目前HPLC载波通信网络由一个CCO与若干个STA节点组成，其内部已实现了CCO与各STA之间的信标同步；
集中器与CCO时钟精准同步，集中器在毫秒单元为0时，通过串口将世纪秒对时指令发送给CCO模块，集中器通过硬件秒脉冲中断实现与CCO模块之间毫秒单元的同步；
CCO模块与各STA模块时钟精准同步，CCO模块在将世纪秒单元的对时指令发送给STA时，冻结自身信标信息，STA接收到CCO的对时指令，通过信标差值计算通信时延，实现自动补偿对时指令中的世纪秒单元，并且STA的毫秒单元通过信标，可自动实现与CCO的毫秒单元的时钟同步；
STA与分支箱监测单元、表箱监测单元、电能表等基表之间的时钟精准同步，STA接收到CCO的对时指令后，自动补偿世纪秒单元后，在毫秒单元为0时，再次补偿世纪秒单元并立即将对时指令发送到基表完成对时，STA模块具备硬件秒脉冲中断输出，实现基表与STA模块毫秒单元同步。
本发明中的时钟对时方法可实现将集中器的时钟同步到各级采样设备中，实现低压台区所有采样设备的数据采集时钟的同步。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。
Claims (8)
1.一种基于HPLC载波通信的低压台区采集设备时钟同步方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤(1)、将低压台区所有采集设备的日历时钟拆分为世纪秒与毫秒两个单元；
步骤(2)、集中器向CCO模块的时钟精确同步：集中器通过串口向CCO模块发送世纪秒单元的对时指令，通过输出硬件秒脉冲信号到CCO模块，实现毫秒单元时钟同步；
步骤(3)、CCO模块向STA模块的时钟精确同步：基于HPLC载波通信网络中的同步信标，应用信标计数使每个STA模块与CCO模块时间的毫秒单元同步，CCO模块将当前世纪秒单元与信标冻结，并通过HPLC通信将对时指令发送到各STA模块，STA模块通过对比信标差值，实现对世纪秒单元的自动补偿；
步骤(4)、STA模块向各类基表的时钟精确同步：STA模块通过串口向CCO模块发送世纪秒单元的对时指令，通过输出硬件秒脉冲信号到基表，实现毫秒单元时钟同步。
2.根据权利要求1所述的一种基于HPLC载波通信的低压台区采集设备时钟同步方法，其特征在于：步骤(2)中所述的集中器毫秒单元为0时，输出硬件秒信号，CCO模块根据硬件秒中断同步自身的毫秒单元。
3.根据权利要求1所述的一种基于HPLC载波通信的低压台区采集设备时钟同步方法，其特征在于：步骤(2)中所述的集中器毫秒单元为0时，世纪秒单元自动进位后，发出对时指令，世纪秒对时指令将在100ms内完成传输，CCO模块接收指令后，将在100ms内完成世纪秒单元时钟同步。
4.根据权利要求1所述的一种基于HPLC载波通信的低压台区采集设备时钟同步方法，其特征在于：步骤(3)中所述的CCO模块将自身信标计数与毫秒单元同步，利用HPLC载波通信网络的信标同步规则，STA模块将自身信标同步到CCO的信标计数，再将自身的毫秒单元与信标同步，以此实现各STA与CCO之间的毫秒单元时钟同步。
5.根据权利要求1所述的一种基于HPLC载波通信的低压台区采集设备时钟同步方法，其特征在于：步骤(3)中所述的CCO模块在发送世纪秒单元对时指令前，将世纪秒单元与信标同时冻结，作为对时指令的内容，通过HPLC载波通信将对时指令发送到各STA模块。
6.根据权利要求1所述的一种基于HPLC载波通信的低压台区采集设备时钟同步方法，其特征在于：步骤(3)中所述的各STA模块接收到CCO模块的对时指令后，根据自身信标与对时指令中冻结信标的差值，自动补偿对时指令中的世纪秒单元。
7.根据权利要求1所述的一种基于HPLC载波通信的低压台区采集设备时钟同步方法，其特征在于：步骤(4)中所述的STA模块的毫秒单元为0时，输出硬件秒脉冲信号，基表根据秒脉冲信号同步自身的毫秒单元。
8.根据权利要求1所述的一种基于HPLC载波通信的低压台区采集设备时钟同步方法，其特征在于：步骤(4)中所述的STA模块的毫秒单元为0时，将对时指令中的世纪秒单元自动进位后，通过串口发送给基表，传输时间小于100ms，基表接收对时指令后将在100ms内同步自身的世纪秒单元。
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