[发明专利]基于网络和分布式供电的级联式同步大规模数据采集系统

权利要求书

1.一种基于网络和分布式供电的级联式同步大规模数据采集系统，其特征在于，包括：多个供电及数据采集子系统、工业以太网交换机和多台数据采集工作站，其中，所述工业以太网交换机分别与每个所述供电及数据采集子系统和每个所述数据采集工作站进行通信，其中，

每个所述供电及数据采集子系统用于生成供电电流以对外供电以及采集外部的输入信号并生成对应的处理数据，其中，每个所述供电及数据采集子系统包括：

主电源站，所述主电源站通过光纤通信或无线通信方式与所述工业以太网交换机进行通信，其中，所述主电源站用于接入外部电源，并对所述外部电源进行抗干扰及限流处理，生成供电电流以对外供电，同时经过直流电源变换器对内供电，以及提供IEEE1588V2同步主钟并接收卫星导航系统的授时以实现每个所述主电源站间的时钟同步，以及提供以太网交换机接口和供电接口；

从电源站，用于接入所述外部电源，并对所述外部电源进行抗干扰和限流处理，生成供电电流以对外供电，同时经过直流电源变换器对内供电，以及提供用于级联的以太网交换机接口；

多个采集终端，所述多个采集终端通过连接电缆依次级联以实现供电级联且每个所述采集终端与主电源站进行通信，所述多个采集终端中的一部分通过所述连接电缆在所述主电源站输出的所述供电电流下工作，另一部分通过所述连接电缆在所述从电源站输出的所述供电电流下工作，其中，每个所述采集终端接收外部的输入信号，并对所述输入信号进行放大、滤波和分析处理以生成处理后数据，并将所述处理后数据发送至所述主电源站，并且每个所述采集终端还用于接收所述主电源站发送的IEEE1588V2报文，并根据IEEE1588V2协议，计算与所述主电源站的主钟的时间偏差和频率偏差，并调整所述时间偏差和频率偏差以将每个所述采集终端的时钟与主钟的时间误差小于预设值，再由所述采集终端的时钟触发采样输出以保证各个采集终端的时钟同步；所述工业以太网交换机用于接收来自所述主电源站的所述处理后数据，并将所述处理后数据发送至所述多台数据采集工作站；

每个所述数据采集工作站用于接收所述处理后数据，并对所述处理后数据进行分析和存储。

2.如权利要求1所述的基于网络和分布式供电的级联式同步大规模数据采集系统，其特征在于，每个所述主电源站包括：第一电源、第一以太网交换芯片组、第一处理器、以太网交换机接口和电源接口，其中，

所述第一电源用于接入外部电源，并将所述外部电源经过直流电源变换器后生成供电电流以向所述第一以太网交换芯片组和所述第一处理器供电，并且所述外部电源接连接电缆中两对并联的芯线的一侧，所述采集终端通过所述电源接口接所述两对并联的双向芯线的另一侧以实现电源级联；

第一以太网交换芯片组的其中一个接口与以太网变压器的初级相连，所述以太网变压器的次级接连接电缆中两对信号芯线的一侧，并且所述以太网交换机的另外一个接口与另一个以太网变压器的初级相连，所述另一个以太网变压器的次级接所述两对单向信号芯线的另一侧通过以太网交换芯片的报文交换以实现以太网通信信号的级联；

第一处理器，所述第一处理器与所述第一以太网交换芯片组的其中一个接口相连，用于供IEEE1588V2同步主钟并接收卫星导航系统的授时以实现每个所述主电源站间的时钟同步。

3.如权利要求2所述的基于网络和分布式供电的级联式同步大规模数据采集系统，其特征在于，所述卫星导航系统为北斗导航系统或全球定位系统GPS接收机。

4.如权利要求2所述的基于网络和分布式供电的级联式同步大规模数据采集系统，其特征在于，所述工业以太网交换机与所述第一以太网交换机芯片组通过光纤或无线方式进行通信。

5.如权利要求1所述的基于网络和分布式供电的级联式同步大规模数据采集系统，其特征在于，所述主电源站还用于输出秒脉冲1PPS信号。