(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211237227.9 (22)申请日 2022.10.11 (71)申请人 国网信息通信产业 集团有限公司 地址 102211 北京市昌平区未来科技城北 区国网智能电网研究院内C座 4层 (72)发明人 陈蒙琪　刘迪　赵训威　王志刚　 付海旋　丁高泉　李金安　张春玲　 王进帅　孟子健　 (74)专利代理 机构 济南舜源专利事务所有限公 司 37205 专利代理师 李舜江 (51)Int.Cl. H04L 7/00(2006.01) H04W 56/00(2009.01) H04L 67/12(2022.01)G04R 20/04(2013.01) G01S 19/25(2010.01) H02J 13/00(2006.01) (54)发明名称 一种基于IRIG-B码 的电力授时系统及授时 方法 (57)摘要 本发明提供一种基于IRIG ‑B码的电力授时 系统及授时方法， 涉及电力信息自动化技术领 域， GPS/BD模块通过 天线接收并获取标准秒脉冲 信号和时间信息； 将标准秒脉冲信号和时间信息 发送给CPLD 模块； CPLD模块将本地秒脉冲信号和 时间信息发送给MCU模块； MCU模块将时间信息解 码后获取年、 日、 时、 分、 秒时间信息并配置到 CPLD模块的时间寄存器中； 时钟模 块向CPLD 模块 提供本地晶振， 并产生固定频率的时钟； CPLD模 块进行本地时钟校正和IRIG ‑B码编码。 本发明采 用CPLD联合MCU的方式， 保证编码精度的同时， 降 低设计复杂度， 增加设计的灵活性。 本发明能够 在参考时间信息源丢失时， 继续稳定的输出及对 时秒脉冲， 在参考时间信息源重新获取时， 恢复 同步模式。 权利要求书2页 说明书7页 附图2页 CN 115333714 A 2022.11.11 CN 115333714 A 1.一种基于IRIG ‑B码的电力授时系统， 其特征在于， 包括： GPS/BD信号接收模块、 CPLD 模块、 MCU模块以及时钟模块； GPS/BD信号接收模块 通过天线接收并获取 标准秒脉冲信号和时间信息； GPS/BD信号接收模块与CPLD模块连接， 将标准秒脉冲信号和时间信息发送给CPLD模 块； CPLD模块与M CU模块连接， 将时间信息发送给M CU模块； MCU模块将时间信息解码后获取年、 日、 时、 分、 秒时间信息 并配置到CPLD模块的时间寄 存器中； CPLD模块校准本地时钟， 产生本地秒脉冲， 进行IRIG ‑B码编码； 时钟模块向CPLD模块 提供本地晶振， 并产生固定频率的时钟。 2.根据权利要求1所述的基于IRIG ‑B码的电力授时系统， 其特 征在于， GPS/BD信号接收模块还用于获取并锁定产 生高电平占空比为1： 10的定时秒脉冲PP1S_ GNSS， 定时秒脉冲P P1S_GNSS的周期为固定的1s。 3.根据权利要求2所述的基于IRIG ‑B码的电力授时系统， 其特 征在于， 基于GPS/BD信号锁定状态， 包 含三种工作模式： 预设模式、 同步模式以及保持模式。 4.根据权利要求1所述的基于IRIG ‑B码的电力授时系统， 其特 征在于， CPLD模块在未接收到MCU模块的时间配置时， 进入预设模式， 以预设的时间和时钟模块 计时来产生 IRIG‑B码和周期为1s的P P1S_CPLD信号。 5.根据权利要求 4所述的基于IRIG ‑B码的电力授时系统， 其特 征在于， 同步模式包括： CPLD模块在接收到MCU模块发送的时间配置后进入同步模式， 根据时间寄存器和 PP1S_ GNSS信号产生同步后的IRIG ‑B码和PP1S_CPLD； 在GPS/BD信号接收模块失锁时进入保持模式， 保持当前的时间， 并用上一秒同步后的 PP1S_CPLD周期作为以后的秒脉冲周期来产生IRI G‑B码和PP1S_CPLD， 直至GPS/BD 模块重新 锁定， 系统回到同步模式。 6.一种基于IRIG ‑B码的电力授时方法， 其特征在于， 方法采用如权利要求1至5任意一 项所述的基于IRIG ‑B码的电力授时系统； 方法包括： GPS/BD信号接收模块 通过天线接收并获取 标准秒脉冲信号和时间信息； CPLD模块接收标准秒脉冲信号和时间信息， 将时间信息发送给M CU模块； MCU模块将时间信息解码后获取年、 日、 时、 分、 秒时间信息 并配置到CPLD模块的时间寄 存器中； CPLD模块校准本地时钟， 产生本地秒脉冲， 并进行IRIG ‑B码编码； 时钟模块向CPLD模块 提供本地晶振， 并产生固定频率的时钟。 7.根据权利要求6所述的基于IRIG ‑B码的电力授时方法， 其特 征在于， 方法还包括： 系统上电， 系统工作在预设模式； 配置本地时钟模块进行周期计数为 ， 周期为1s， ， 其中， 为本地晶权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115333714 A 2振频率； 根据计数周期， 产生未同步校准的P P1S_CPLD， 进行IRIG ‑B码编码输出。 8.根据权利要求7 所述的基于IRIG ‑B码的电力授时方法， 其特 征在于， GPS/BD信号接收模块锁定后输出时间信息和PP1S_GNSS， MCU模块解析出时间信息并配 置到CPLD模块中， 系统进入同步模式； 用本地晶振时钟对P P1S_GNSS采样计数， 得到P P1S_GNSS周期数 ； 在检测到PP1S_GNSS上升沿时， 将PP1S_CPLD的控制 计数器S_Cntr清零， 作为产生周期 的起始时间； PP1S_CPLD由秒计数器S_Cntr控制， 计数周期更新为 ； 此时的PP1S_ CPLD与PP1S_GNSS同步； 根据配置的时间信息及同步后的P P1S_CPLD进行IRIG ‑B码编码输出。 9.根据权利要求8所述的基于IRIG ‑B码的电力授时方法， 其特 征在于， 在GPS/BD模块失锁时， P P1S_GNSS丢失， 系统进入保持模式； CPLD模块以上一秒接收的PP1S_GNSS采样周期作为PP1S_CPLD的计数周期， 产生PP1S_ CPLD， 并保持IRIG ‑B码编码输出。 10.根据权利要求7 所述的基于IRIG ‑B码的电力授时方法， 其特 征在于， 方法中， 一个完整的帧由识别标志位Pr开始， 由识别标志位P0结束； 将时间信息转换成BCD码格式， 以每十个码元为一组， 分别表示秒信息， 分信息， 时信 息， 天信息， 百天信息， 年信息， 控制位和TOD信息； IRIG‑B码发生器的状态机由Cnt r_Index和Cnt r_T两个计数器控制； Cntr_Index为码元索引， 计数 范围0~99， 用以计数发送IRIG ‑B码元个数； 当某个信息段发送完成后， 进入下一信息段的编码状态， 用于控制状态机的转移； Cntr_T为码元周期计数， 产生 不同占空比的10m s的码元， 计数周期为 ； 产生P码时， 高电平计数周期为 ‑1， 低电平计数周期为 ； 产生1码元时， 高电平计数周期为 ‑1， 低电平计数周期为 ； 产生0码元时， 高电平计数周期为 ‑1， 低电平计数周期为 。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115333714 A 3