基于NTP的網(wǎng)絡(luò)授時(shí)服務(wù)器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、網(wǎng)絡(luò)時(shí)間同步是指通過互聯(lián)網(wǎng)提供時(shí)間同步服務(wù)，使互聯(lián)網(wǎng)上的設(shè)備與國際標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間UTC保持一致。網(wǎng)絡(luò)時(shí)間同步技術(shù)從提出至今已經(jīng)經(jīng)歷了三十多年的發(fā)展，隨著技術(shù)的發(fā)展和成熟，該技術(shù)被廣泛的應(yīng)用于諸多重要領(lǐng)域。在電力系統(tǒng)中，時(shí)間同步技術(shù)為實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集的一致性提供了保障，極高時(shí)間分辨率提高了系統(tǒng)的故障分析能力，使系統(tǒng)的運(yùn)行和控制更加穩(wěn)定；在大數(shù)據(jù)領(lǐng)域，時(shí)間同步技術(shù)將系統(tǒng)的各個(gè)節(jié)點(diǎn)時(shí)間統(tǒng)一到國際標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間，保證了各種消息、事件發(fā)生時(shí)序記錄的正確性，為整個(gè)

2、系統(tǒng)提供了重要的支撐。
　　NTP是當(dāng)前應(yīng)用最廣泛，功能最優(yōu)良和完善的網(wǎng)絡(luò)時(shí)間協(xié)議。當(dāng)前國內(nèi)外NTP時(shí)間服務(wù)器主要以衛(wèi)星時(shí)間為外部時(shí)間參考源，通過銣鐘或恒溫晶振來保持服務(wù)器時(shí)間的準(zhǔn)確度，選用普通銣鐘時(shí)鐘誤差為6ms/天，老化率為-115*10/月，恒溫晶振時(shí)鐘誤差為1ms/天，老化率為10-9/月。銣鐘雖然穩(wěn)定度高但是價(jià)格昂貴，恒溫晶振初始準(zhǔn)確度高，但隨著老化等因素的影響，準(zhǔn)確度會(huì)降低。為此，本文提出了一種基于嵌入式的NTP網(wǎng)絡(luò)授

3、時(shí)服務(wù)器方案。
　　在本方案中，授時(shí)服務(wù)器使用 GPS接收機(jī)獲取衛(wèi)星時(shí)間作為外部時(shí)間參考源。并設(shè)計(jì)了一種基于數(shù)?；旌湘i相環(huán)的守時(shí)方案，該方案使用TDC模塊測(cè)量晶振秒脈沖和 GPS秒脈沖之間的時(shí)間偏差，通過 MCU進(jìn)行滑動(dòng)平均濾波消除干擾并將時(shí)間偏差量化為頻率偏差，并由DAC將頻率偏差轉(zhuǎn)換為電壓控制型恒溫晶振的控制電壓，微調(diào)晶振的輸出頻率，將其工作頻率鎖定在標(biāo)定頻率，有效的降低晶振老化帶來的影響。在微調(diào)之前先通過MCU測(cè)量并粗調(diào)晶振

4、頻率，提高TDC測(cè)量范圍內(nèi)的采樣次數(shù)，保證了滑動(dòng)平均濾波的有效性。守時(shí)單元具有高精度的時(shí)間保持能力，當(dāng) GPS在無法接收到衛(wèi)星信號(hào)時(shí)守時(shí)單元也能提供精準(zhǔn)的時(shí)間。授時(shí)單元平臺(tái)采用嵌入式系統(tǒng)，從而降低了成本。服務(wù)器在填充NTP報(bào)文過程中使用外部中斷的方式獲取時(shí)間戳，提高服務(wù)器的授時(shí)精度。
　　本文完成了嵌入式 NTP網(wǎng)絡(luò)授時(shí)服務(wù)器整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)，并對(duì)服務(wù)器的授時(shí)功能和守時(shí)性能進(jìn)行了測(cè)試。選用的10MHz恒溫晶振初始的秒脈沖偏差為7