[发明专利]一种基于GNSS的新型多终端数据同步采集系统及方法

说明书

本发明公开一种基于GNSS的新型多终端数据同步采集系统及方法，涉及卫星授时与数据采集领域，系统包括同步源端、新型现场总线、多终端、控制中心。同步源端获取标准时间与PPS脉冲信号，二者通过新型现场总线传输，标准时间用于实现多终端的同步授时，PPS脉冲信号用于控制多终端完成数据同步采集，同时对终端时钟以1秒时间间隔进行校准，最后数据经由同步源端上传至控制中心。本发明通过单GNSS模块实现多终端的授时、数据同步采集以及时间校准，保证了系统中多终端的时间的高精度同步，以及多终端数据同步采集的时间一致性，保证了多终端的授时性能和数据采集性能，提高了系统的稳定性。

技术领域

本发明属于卫星授时与数据采集技术领域，具体是一种基于GNSS的新型多终端数据同步采集系统及方法。

背景技术

现有的数据采集系统中，大多采用网络时间授时，时间精度较低，并且目前的数据同步采集系统的多个数据采集终端大多为独立布置，一方面造成资源的冗余浪费，另一方面各终端在采集数据时独立工作，难以保证各终端内部时钟信息的一致性及采集数据的时间同步性，并且时间信息的稳定性较差。

随着数据分析与系统评估对时间同步的要求更加严格，传统方法难以满足要求，而卫星授时的时间同步精度可达纳秒级，满足实时数据采集的时间一致性与高精度时间同步的需求。相较于现有数据同步采集系统与采集方法，通过卫星授时与新型现场总线，增强了多终端之间的联动性，减少GNSS模块数量，有效减少多个终端因时间精度与时间不同步造成的问题，适用于对多终端(设备)需要高精度同步控制的场合。

发明内容

为了解决现有数据同步采集系统的多终端内部时钟不统一，多终端独立设置采集数据同步性差的难点，提供了一种基于GNSS的新型多终端数据同步采集系统及方法。

一种基于GNSS的新型多终端数据同步采集系统，包括：

同步源端，包括接受卫星的标准时间和PPS脉冲信号的GNSS模块；

终端，设置有多组，并设置有屏蔽位，确保多组终端相互不通信；

新型现场总线，同步源端通过新型现场总线配合与多个终端相连；以及

控制中心，用于接收并存储数据。

进一步的，所述同步源端还包括主控模块、通信模块、信号放大模块、电源模块；

进一步的，主控模块可为RTU或者MCU，通信模块包括MODBUS协议与RS485协议通信。

新型现场总线包括高精度时基脉冲线路与标准现场总线；

终端包括控制单元、传感数据采集模块、电源模块。

进一步的，所述新型现场总线由高精度时基脉冲线路与标准现场总线汇成，作为连接同步源端与终端的通道。

进一步的，所述高精度时基脉冲线路采用单根线路，与标准现场总线共地，用于PPS脉冲信号的传递以及时间校准。

进一步的，高精度时基脉冲线路与标准现场总线集成在同一标准串口接口，兼具授时、PPS脉冲信号传递、串行数据通信功能，其中标准现场总线用于数据通信和授时的时间数据通信。

进一步的，同步源端将接收的PPS脉冲信号通过信号放大模块放大，所述信号放大模块包括信号增益放大器。

一种基于GNSS的多终端数据同步采集方法，所述方法包括以下步骤：

S1:GNSS模块接收卫星标准时间与PPS脉冲信号，传输给主控模块；

S2:信号放大模块对PPS脉冲信号进行放大处理；

S3:标准时间与PPS脉冲信号通过新型现场总线传输至多终端；