採用gps衛星信號觸發的多點同步數據採集裝置的製作方法
2023-08-06 02:26:36 1
專利名稱：採用gps衛星信號觸發的多點同步數據採集裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種多點同步數據採集裝置，尤其涉及遠程分布測控系統中採用GPS衛星信號觸發的多點同步數據採集裝置。
背景技術：
GPS(Global Position System全球定位系統)衛星向全球範圍內提供定時和定位功能，GPS用戶通過GPS衛星接收機獲取空間位置信息、同步時標和標準時間。當遠程分布測控系統需要多地點嚴格時間同步採集數據時，通常使用GPS衛星接收機的同步時標校準數據採集器的時鐘，用數據採集器時鐘控制採樣時間。時鐘校準的過程需要接受信號、處理數據，然後對硬體進行操作，這個過程難免存在時間誤差，尤其在Windows作業系統下，這種誤差更無法預知。
發明內容
本實用新型的目的就是為了滿足水利、電力、交通系統的作業調度，電網故障的分析定位，輸油、供水、煤氣管道的洩漏監測，水災、地震等突發性自然災害的預警等分布式作業行業對於遠程測控精確定時的要求，提供了一種採用GPS衛星信號觸發的多點同步數據採集裝置。
本實用新型的目的是這樣實現的它包括計算機、GPS衛星接收機、被測對象，計算機上設有PCI總線數據採集卡，GPS衛星接收機秒脈衝信號與PCI總線數據採集卡數字觸發通道相連，GPS衛星的標準時間信號與計算機串口相接，被測對象與PCI總線數據採集卡模擬輸入通道相連。
相比現有技術，本實用新型具有操作使用方法簡便，成本低，時間誤差小，GPS衛星信號不會老化，不會漂移，不易受外界幹擾，可方便的實現分布於不同地域的多地點進行嚴格時間同步的數據採集等優點。
圖1為本實用新型結構示意圖具體實施方式
以下結合附圖及實施實例詳述本實用新型，它包括計算機4、GPS衛星接收機1、被測對象9，計算機4上設有PCI總線數據採集卡7、串口6，GPS衛星接收機1的秒脈衝信號3與計算機4上的PCI總線數據採集卡7相連，GPS衛星的標準時間標記2與串口6相接，被測對象9通過信號線8與計算機4的PCI總線數據採集卡7相連，計算機4上設有數據輸出接口5。
本實用新型的工作原理是，通過GPS衛星接收機1的秒脈衝信號3觸發計算機4上的PCI總線數據採集卡7，並附加GPS衛星的標準時間信號2，實現分布於不同地域的多地點嚴格時間同步數據採集。
PCI總線數據採集卡7需要有數字觸發功能，即接收到一個脈衝信號3後開始一次數據採集。例如應用美國NI公司的E系列數據採集卡，它在收到脈衝信號3後開始採樣的時間差遠低於微秒級。GPS衛星接收機1的秒脈衝信號3的誤差一般為1微秒。因此用GPS衛星接收機1的秒脈衝信號3做觸發數據採集的信號源時，各個採樣地點每秒開始採樣的時間誤差將小於1微秒。
將被測對象9的各個信號分別連接到PCI總線數據採集卡7的各個採樣通道，GPS衛星接收機1的秒脈衝信號3連接到PCI總線數據採集卡7的數字觸發通道。對PCI總線數據採集卡7的驅動程序編程，設置為每收到數字脈衝信號3的一個上升緣開始一次數據採集。同時通過計算機4的串口6接收GPS衛星的標準時間信息，作為採樣時間標籤。
這種方法保證了各個不同地點嚴格在同一時刻進行數據採集，並給採集的數據加上準確的時間標記。解決了遠程測控系統採用電話線、區域網和無線公網等方式傳輸數據不能保證數據傳輸實時性的問題，各點採集的數據經不同路由、不等距離傳輸到控制指揮中心後按照數據的時間標記實現嚴格的時間同步，獲得不同地點採樣的精確時間信息。
例如輸油管道洩漏監測系統需要各監測點嚴格同步進行數據採集，相同時刻的採樣數據同時到達做分析定位的上位機以定位洩漏點。但是由於目前網絡技術水平的限制這幾乎是不可能作到的。為了彌補網絡環境造成的數據傳輸時間差異，可以將採樣數據加上採樣時刻的時間標記傳輸到上位機，在進行洩漏點定位時再將採樣數據按採樣時間「對齊」。但是計算機4的時鐘存在著時間誤差，儘管這種誤差每天一般只有0.3～0.5秒，但是對於洩漏監測定位卻是不能允許的。採用本裝置可以解決這種問題，而且GPS衛星信號不會老化，不會漂移，不易受外界幹擾，在技術上容易實現，在成本上能夠接受。
權利要求1.一種採用GPS衛星信號觸發的多點同步數據採集裝置，包括計算機、GPS衛星接收機、被測對象，其特徵在於計算機上設有PCI總線數據採集卡，GPS衛星接收機的秒脈衝信號與PCI總線數據採集卡數字觸發通道相連，GPS衛星的標準時間信號與計算機串口相接，被測對象與PCI總線數據採集卡模擬輸入通道相連，測試數據通過計算機網絡輸出。
2.根據權利要求1所述採用GPS衛星信號觸發的多點同步數據採集裝置，其特徵在於計算機的數據採集由GPS衛星接收機的秒脈衝信號觸發。
專利摘要本實用新型公開了一種採用GPS衛星信號觸發的多點同步數據採集裝置，它包括計算機、GPS衛星接收機、被測對象，計算機上設有PCI總線數據採集卡、串口，GPS衛星接收機秒脈衝信號與PCI總線數據採集卡數字觸發通道相連，GPS衛星的標準時間信號與計算機串口相接，被測對象與PCI總線數據採集卡模擬輸入通道相連。本實用新型特別適合於石油、電力、交通、水利、供水、煤氣等分布式作業同時有遠程精確定時測控要求的行業。
文檔編號G08C19/16GK2775675SQ20052000752
公開日2006年4月26日 申請日期2005年2月25日 優先權日2005年2月25日
發明者雷振山, 常貴寧, 劉慶存 申請人:唐山學院, 東營市東營區五色石洩漏監控技術研究所