側(cè)掃聲吶干濕端高精度網(wǎng)絡同步技術(shù).pdf

1、隨著側(cè)掃聲吶設(shè)備的成像精度越來越高，對干濕端的時間同步精度要求也越來越高。同時，因以太網(wǎng)技術(shù)的成熟，以及其高速、穩(wěn)定、廉價的特性，越來越多的水聲設(shè)備選用以太網(wǎng)作為其數(shù)據(jù)和控制通信的接口。在側(cè)掃聲吶干濕端之間使用以太網(wǎng)接口，就涉及到網(wǎng)絡同步技術(shù)。目前網(wǎng)絡同步方式主要采用NTP協(xié)議和基于IEEE1588標準的PTP同步協(xié)議，與傳統(tǒng)的NTP協(xié)議相比PTP同步協(xié)議具有更高的同步精度。本文提出了在STM32F407嵌入式平臺上應用基于IEEE15

2、88標準的側(cè)掃聲吶干濕端網(wǎng)絡時間同步解決方案，實現(xiàn)了側(cè)掃聲吶干濕端之間的同步，并在不同環(huán)境和配置下對同步系統(tǒng)進行了同步測試。
　　本文闡述了IEEE1588標準各個組成部分，包括PTP協(xié)議實現(xiàn)的前提條件與要求、PTP系統(tǒng)構(gòu)成、同步模型、報文時間戳生成方案、狀態(tài)機引擎等，為側(cè)掃聲吶PTP時鐘同步系統(tǒng)的設(shè)計和實現(xiàn)提供了理論支撐。其次，對IEEE1588高精度時鐘同步協(xié)議中的普通時鐘進行設(shè)計與實現(xiàn)，重點把握報文管理、最佳主時鐘算法、時鐘

3、伺服、狀態(tài)機協(xié)議引擎的設(shè)計與實現(xiàn)。設(shè)計并搭建側(cè)掃聲吶PTP系統(tǒng)應用程序運行所依賴的由STM32F407主控芯片和DP83640網(wǎng)絡PHY芯片組成的硬件系統(tǒng)，在此硬件上移植了FreeRTOS嵌入式系統(tǒng)與LwIP開源網(wǎng)絡協(xié)議棧?；诖塑浻布A(chǔ)平臺上，運行了側(cè)掃聲吶PTP時鐘同步系統(tǒng)軟件。最后，在不同的環(huán)境條件、不同的系統(tǒng)配置下對由兩個節(jié)點組成的側(cè)掃聲吶PTP時鐘同步系統(tǒng)進行同步測試，從測試的結(jié)果中分析得出影響同步性能的各種因素，最后給出側(cè)