专利摘要

本实用新型提供一种基于实时时钟的以太网光电数字信号检测装置，包括中央处理单元、以及与中央处理单元连接的对时单元、通信单元，所述中央处理单元包括相互连接的DSP模块和FPGA模块，所述DSP模块用于控制对时单元接收IRIG‑B码和通信单元捕获报文的报文处理；所述对时单元包括GPS模块和IRIG‑B码对时模块，所述GPS模块通过秒脉冲与DSP模块和FPGA模块连接，为DSP模块和FPGA模块提供秒脉冲信号，所述IRIG‑B码对时模块与FPGA模块连接，用于为FPGA模块提供IRIG‑B码信息。本实用新型能够探测、解析、展示和标定以太网实时光电数字信号，可用于以太网光电信号接口的信号实时响应物理特性分析。

权利要求

1.一种基于实时时钟的以太网光电数字信号检测装置，其特征在于：包括中央处理单元(10)、以及与中央处理单元(10)连接的对时单元(20)、通信单元(30)，所述中央处理单元(10)包括相互连接的DSP模块(11)和FPGA模块(12)，所述DSP模块(11)用于控制对时单元(20)接收IRIG-B码和通信单元(30)捕获报文的报文处理；所述对时单元(20)包括GPS模块(21)和IRIG-B码对时模块(22)，所述GPS模块(21)通过秒脉冲与DSP模块(11)和FPGA模块(12)连接，为DSP模块(11)和FPGA模块(12)提供秒脉冲信号，所述IRIG-B码对时模块(22)与FPGA模块(12)连接，用于为FPGA模块(12)提供IRIG-B码信息。

2.根据权利要求1所述的以太网光电数字信号检测装置，其特征在于：所述通信单元(30)包括光纤以太网接口和电以太网接口。

3.根据权利要求1所述的以太网光电数字信号检测装置，其特征在于：

所述FPGA模块(12)用于处理对时单元(20)接收的IRIG-B码，根据对时单元(20)提供的秒脉冲和IRIG-B码信息进行对时以获得绝对时刻，控制通信单元(30)标记捕获报文的绝对时刻；

所述通信单元(30)用以捕获被测设备的光或电物理层以太网数据，并在中央处理单元(10)控制下对捕获报文的开始和结束标记时间戳，通信单元(30)将每个报文的数据及时间戳发送给中央处理单元(10)，中央处理单元(10)由此数据算出光电转换所消耗的时间以及在报文物理层所消耗的时间。

说明书

技术领域

本实用新型涉及变电站设备，具体涉及一种基于实时时钟的以太网光电数字信号检测装置。

背景技术

随着技术的发展，智能变电站得到了越来越多的应用。目前，针对智能变电站的数字化检测设备，尚未开展以太网接口信号实时性的物理检测，没有基于以太网物理层原理的成熟检测设备，无法实现设备实时响应物理特性的溯源。

由于智能变电站二次设备及其数字化检测设备，均存在设备物理特性溯源程度不足的缺陷，导致较大范围智能变电站运行现场存在实时监控数据不平衡、保护设备差流偏差大等非正常现象，既带来了运行安全隐患，也不利于智能电子设备的技术发展，阻碍了新技术的推广应用。

为此，在分析智能变电站过程层和间隔层现场测试需求的基础上，提出了智能变电站二次设备以太网物理通讯层实时光电信号检测的总体方案。通过试制以太网通道实时信号检测器件，不仅可以对智能变电站的各个组成设备的以太网接口信号进行检测，还可以对设备之间以及组成系统进行系统级整体性能测试，为检验智能变电站包括继电保护、测控、交换机等设备的物理性能指标，提供测试设备。

目前，现有的检测装置主要针对保护控制逻辑测试，无法在物理层测试以太网通信的真正延时。现有的检测装置主要存在如下不足：

1、无法对交换机的光口和电口进行实时响应物理特性延时测试；

2、无法对通信报文头和报文尾进行标记时间，不能真正测试一帧报文所耗时间。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种基于实时时钟的以太网光电数字信号检测装置，能够探测、解析、展示和标定以太网实时光电数字信号，可用于以太网光电信号接口的信号实时响应物理特性分析。

为解决上述的技术问题，本实用新型采用以下技术方案：

一种基于实时时钟的以太网光电数字信号检测装置，包括中央处理单元、以及与中央处理单元连接的对时单元、通信单元，所述中央处理单元包括相互连接的DSP模块和FPGA模块，所述DSP模块用于控制对时单元接收IRIG-B码和通信单元捕获报文的报文处理；所述对时单元包括GPS模块和IRIG-B码对时模块，所述GPS模块通过秒脉冲与DSP模块和FPGA模块连接，为DSP模块和FPGA模块提供秒脉冲信号，所述IRIG-B码对时模块与FPGA模块连接，用于为FPGA模块提供IRIG-B码信息。

进一步的，所述所述通信单元包括光纤以太网接口和电以太网接口。

进一步的，所述FPGA模块用于处理对时单元接收的IRIG-B码，根据对时单元提供的秒脉冲和IRIG-B码信息进行对时以获得绝对时刻，控制通信单元标记捕获报文的绝对时刻；所述通信单元用以捕获被测设备的光或电物理层以太网数据，并在中央处理单元控制下对捕获报文的开始和结束标记时间戳，通信单元将每个报文的数据及时间戳发送给中央处理单元，中央处理单元由此数据算出光电转换所消耗的时间以及在报文物理层所消耗的时间。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型的通信单元对光口和电口以太网数据报文的时间戳和报文数据送入中央处理单元，中央处理单元依据通信单元的报文数据以及时间，进行探测、解析、展示和标定以太网实时光电数字信号，可用于以太网光电信号接口的信号实时响应物理特性分析。

附图说明

图1为本实用新型一种基于实时时钟的以太网光电数字信号检测装置的电路模块框图；

图2本实用新型中FPGA模块的电路图；

图3为本实用新型中DSP模块的电路图；

图4为实用新型的通信原理图。

图中：10—中央处理单元，20—对时单元，30—通信单元，40—人机交互模块，50—以太网PHY芯片，11—DSP模块，12—FPGA模块，21—GSP模块，22—IRIG-B码对时模块。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

图1示出了本实用新型一种基于实时时钟的以太网光电数字信号检测装置的一个实施例：包括中央处理单元10、以及与中央处理单元10连接的对时单元20、通信单元30。

所述中央处理单元10，主要负责控制与对时单元20对时以及控制通信单元30捕获报文，并控制通信单元30按照对时之后的绝对时刻对捕获报文的开始和结束标记时间戳；

所述对时单元20，用于给中央处理单元10提供秒脉冲和IRIG-B码进行对时；

所述通信单元30，用于提供针光纤以太网与电以太网接口，获取被测设备的输入、输出太网数据报文，并对报文开始和结束标记时间戳，通信单元30将每个报文的数据及时间戳发送给中央处理单元10；

所述中央处理单元10包括DSP模块11和FPGA模块12，其中DSP模块11可采用TI公司的TMS320C6748芯片(如图3所示)，FPGA模块12可采用Xilinx公司的XC7VX485T芯片(如图4所示)，DSP模块11主要负责控制对时单元20接收IRIG-B码和通信单元30捕获报文的报文处理，FPGA模块12主要处理对时单元20接收的IRIG-B码和控制通信单元30标记捕获报文的绝对时刻。

所述对时单元20主要由GPS模块21、IRIG-B码对时模块22构成。如图1所示，所述GPS模块21通过秒脉冲与DSP模块11和FPGA模块12连接，为DSP模块11和FPGA模块12提供秒脉冲信号，所述IRIG-B码对时模块22可采用HFBR2412(如图4所示)，为FPGA提供IRIG-B码信息，所述GPS模块21、IRIG-B码对时模块22与FPGA模块12连接，FPGA模块12根据接收的秒脉冲信号或IRIG-B码信息进行对时，获得绝对时刻。

所述通信单元30，包括光纤以太网接口和电以太网接口，其中光纤以太网接口可采用AVAGO的AFBR5803，电以太网接口可采用KS8995MA。

本实用新型的工作原理为：所述中央处理单元10与对时单元20通信，按照对时单元20提供的脉冲信号或IRIG-B码信息进行对时，获得绝对时刻，通信单元30捕获被测设备的光或电物理层以太网数据，并在中央处理单元10控制下对捕获报文的开始和结束标记时间戳，通信单元30将每个报文的数据及时间戳发送给中央处理单元10，中央处理单元10由此数据算出光电转换所消耗的时间以及在报文物理层所消耗的时间，从而对被测设备的动作响应时间抖动性提供依据。中央处理单元10通过以太网PHY芯片50与人机交互模块40连接，人机交互模块40可通过与中央处理单元10实现参数设定以及数据显示功能。

本实用新型通过获取被测设备的以太网输入、输出数据包，对数据包标记绝对时间戳，通过输入输出的绝对时间计算出被测设备的以太网通信延时；本实用新型可以通过检测一帧报文的报文头和报文尾，并对报文头、尾进行标记绝对时间戳，通过头、尾的时间戳计算可以得出一帧报文在物理层所耗的时间。本实用新型可以探测、解析、展示和标定以太网实时光电数字信号且高稳定度、高精度的器件，可以开展变电站二次设备太网光电信号、模拟量接口、开关量接口等之间的信号实时响应物理特性分析。

一种基于实时时钟的以太网光电数字信号检测装置专利购买费用说明

Q：办理专利转让的流程及所需资料

A：专利权人变更需要办理著录项目变更手续，有代理机构的，变更手续应当由代理机构办理。

1：专利变更应当使用专利局统一制作的“著录项目变更申报书”提出。

2：按规定缴纳著录项目变更手续费。

3：同时提交相关证明文件原件。

4：专利权转移的，变更后的专利权人委托新专利代理机构的，应当提交变更后的全体专利申请人签字或者盖章的委托书。

Q:专利著录项目变更费用如何缴交

A：（1）直接到国家知识产权局受理大厅收费窗口缴纳,（2）通过代办处缴纳，（3）通过邮局或者银行汇款,更多缴纳方式

Q：专利转让变更，多久能出结果

A：著录项目变更请求书递交后，一般1-2个月左右就会收到通知，国家知识产权局会下达《转让手续合格通知书》。