分布式数据采集系统中的时钟同步[图]

分布式数据采集系统时间同步研究文永康;文菠;齐永龙【摘要】随着网络技术的飞速发展,分布式应用系统的规模越来越大,网络中各远距离节点间的时间同步性要求越来越高;这种高同步性要求在诸如分布式数据采集和测试测量系统中尤为重要.IEEE 1588——精确时间协议(PTP,Precision Time Protocol)为此提供了一个很好的解决方案,它是一种主要基于以太网的精确时钟同步技术,其同步成本低、精度高、协议开放,广泛应用于各种通信、测试测量设备;文章着重介绍了如何在分布式数据采集系统中实现IEEE 1588 PTP协议,其实现原理可应用到其它类似基于IEEE 1588 PTP协议的分布式应用中;采用此方法构建的分布式数据采集系统同步精度达到了纳秒级.【期刊名称】《计算机测量与控制》【年(卷),期】2014(022)004【总页数】3页(P1273-1275)【关键词】分布式系统;数据采集;IEEE1588;时间同步【作者】文永康;文菠;齐永龙【作者单位】成都天奥测控技术有限公司,成都611731;成都天奥测控技术有限公司,成都611731;成都天奥测控技术有限公司,成都611731【正文语种】中文【中图分类】TP2740 引言分布式测试系统是计算机技术、网络技术与自动测试技术的结合体。

在分布式测试系统中，各个设备节点（从节点）通过有线或无线的方式与中央处理器（主节点）进行通信，实现统一的控制与数据的集中处理。

为了保证主从节点交互信息的实时性，网络中所有节点时钟需要保持同步。

分布式测试系统中的各个测试节点区域分散，同时每个测试节点具有独立的时钟，由于受到时钟特性与工作环境的影响，各测试节点时钟不同步。

特别是采用低成本时钟的分布式测试系统，节点时钟精度与稳定度低，各测试节点的时钟之间存在较大的时钟偏差。

因此，分布式测试系统的时钟网络需要进行时钟同步，以保证各个设备节点通信的实时性以及测量数据的正确性［1］。

VSAT数据采集处理系统中的时间同步技术李伟超1,2 李志刚1 杨旭海 1(1.中科院国家授时中心,陕西西安,710600；2.中国科学院研究生院 北京100039；）摘要：本文介绍了在Windows 2000平台下，VSAT数据采集处理系统中相关的时间同步技术。

结合GPS和原子钟实现系统级的时间同步和装置级时钟的同步，并在此基础上实现了时戳的同步处理及线程的时间同步。

关键字：时间同步; VSAT; 数据采集中图法分类号：TP274文献标识码：ATechnology Of Time Synchronization In VSAT Data Collection And ProcessingLi Weichao 1，2 Li Zhigang1 Yang Xuhai(1.National Time Service Center ,Chinese Academy of Sciences ，Xi’an Shanxi 710600,China)(2.Graduate School of the Chinese Academy of Sciences， Beijing 100039 ,China)Abstract: The paper introduces the technology of time synchronization in VSAT data collection and processing based on windows 2000. The time synchronization in the system levele and the clock synchronization in the device level are realized by using GPS and atomic clock,and on this condition the time stamp synchronization and the threads time synchronization are realized. Keywords:time synchronization; VSAT; data collection时间同步是计算机应用系统的一个最基本要求，集中式系统的时间无二义性，而分布式系统本身却没有标准的时间统一系统或共同的时间基准[1～2]，所以必须建立分布式系统的时间统一系统。

分布式系统中的时钟同步新方法∗李滚;牛梦洁;柴阳顺;陈鑫;仁艳秋【摘要】Time synchronization plays an important role in application of aircraft flying formation and constellation autonomous navigation, etc. In application of clock synchronization in the network system, it is not always true that each observed node may be interconnected, therefore, it isdifficult to achieve time synchronization of net-work system with high precision in the condition that a certain node can only obtain the measurement information of clock from one of its corresponding neighbors, and cannot obtain from other nodes. According to this special problem, a novel method of high precision time synchronization of network system has been proposed. In this paper, we regard each clock as a node in the network system, and based on different distributed topology definition, the following three control algorithms of time synchronization un-der three circumstances have been designed: without a master clock (reference clock), with a master clock (reference clock), and with a fixed communication delay in the network system. The validity of the designed clock synchronization protocol has been proved both theoretically and through numerical simulation.%时间同步技术广泛应用于飞行器编队以及星座自主导航等方面。

分布式数据采集系统中的时钟同步[图]在高速数据传输的分布式数据采集系统中，各个组成单元间的时钟同步是保证系统正常工作的关键。

由于系统工作于局域网，于是借鉴了IEEE1588时钟同步协议的原理，设计出简易、高效的时钟同步方案，并在基于局域网的分布式数据采集系统中实现微秒级的精确同步。

鉴于方案的高可行性和高效性，可将其推广到其他分布式局域网系统中。

引言随着网络技术的发展，各种分布式的网络和局域网都得到了广泛的应用[1]。

分布式数据采集系统广泛应用于船舶、飞机等采集数据多、实时性要求较高的地方。

同步采集是这类分布式数据采集系统的一个重要要求，数据采集的实时性、准确性和系统的高效性都要求系统能进行实时数据通信。

因此，分布式数据采集系统中的一个关键技术就是实现数据的同步传输。

由于产生时钟的晶振具有频率漂移的特性，故对于具有多个采集终端的分布式系统，如果仅仅在系统启动时进行一次同步，数据的同步传输将会随着系统运行时间的增长而失步。

因此时钟的同步就是保证数据同步传输的关键所在。

2002年提出的IEEE1588标准旨在解决网络的时钟同步问题。

它制定了将分散在测量和控制系统内的分离节点上独立运行的时钟，同步到一个高精度和高准确度时钟上的协议。

由于分布式数据采集系统工作于局域网的环境中，于是借鉴IEEE1588标准中的思想，设计出一种针对基于局域网的分布式系统的时钟同步的机制，成功地在分布式数据采集系统中实现了μs级的同步。

1 时钟同步原理及实现时钟同步原理借鉴了IEEE1588协议中的同步原理。

IEEE1588 定义了一个在工业自动化系统中的精确同步时钟协议(PTP 协议)，该协议与网络交流、本地计算和分配对象有关。

IEEE1588 时钟协议规定，在进行时钟同步时,先由主设备通过多播形式发出时钟同步报文,所有与主设备在同一个域中的设备都将收到该同步报文。

从设备收到同步报文后,根据同步报文中的时间戳和主时钟到从时钟的线路延时计算出与主时钟的偏差,对本地的时钟进行调整[2]。

时间同步在分布式数据采集系统中的实现
徐锋;樊晓光;刘东
【期刊名称】《微计算机信息》
【年(卷),期】2009(025)031
【摘要】文中介绍了分布式数据采集系统中精确时间同步的实现方法以及相应的测试结果.该设计方案以IEEE1588标准中的精确时间协议(PTP)为基础,通过使用美国国家半导体公司生产的以太网物理层控制芯片DP83640,使得采用以太网架构的分布式数据采集系统主从节点上的时钟达到精确的时间同步.
【总页数】3页(P91-92,111)
【作者】徐锋;樊晓光;刘东
【作者单位】710038,西安,空军工程大学工程学院;710038,西安,空军工程大学工程学院;710038,西安,空军工程大学工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TP393
【相关文献】
1.远程分布式雷达时间同步的实现 [J], 胡诗
2.分布式数据采集系统时间同步研究 [J], 文永康;文菠;齐永龙
3.链路分布式数据采集系统中时间同步技术研究 [J], 李大为;刘海萍;张钰涵
4.一种适用于地下矿山分布式系统的高精度时间同步系统设计及实现 [J], 冀虎; 张达; 戴锐; 石雅倩
5.分布式事务处理系统平台在智能化住宅小区中的实现──HG2000A智能安全监控及数据采集系统 [J], 李俊红;蔡晟
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分布式数据采集与监控系统的时间同步及其软件编程【摘要】随着通信技术的发展，时间同步技术获得了明显进步。

时间同步技术应用十分广泛。

在通信技术中分布式数据采集是经常要用到的方法。

本文将重点探讨时间同步技术在分布式数据采集与监控系统中的应用。

【关键词】分布式；数据采集；监控系统；时间同步；软件编程时间同步技术是通信技术中一种专门用于数据传输的技术，时间同步技术应用十分广泛。

时间同步技术在数据传输过程中可以实现通信系统的可靠稳定迅速运行。

它主要运用于工程和技术领域。

时间同步技术是基于同步数据采集原理产生的。

它在分布式数据采集与监控系统中应用非常广泛。

分布式数据采集与监控系统是专门用来对数据进行分布式采集并予以全方位监控。

在分布式数据采集监控系统中时间同步技术是其核心技术。

时间同步技术在系统中的应用是系统功能正常发挥的前提。

时间同步步技术直接关系到系统的整体性能。

在分布式数据采集与监控系统中对时间同步技术的要求非常高，系统的正常运行要求分布式技术达到以下几个要求：一是对随机事件或者是突发事件的精确确标记；二是对实时数据高要求的满足。

在分布式数据采集与监控系统中，包含着大量的实时数据，这些实时数据是专门用来事故追记的。

它们自身的时序逻辑对时间同步技术有较高的要求；三是对系统中的任务进行调度，在多任务的前提下满足分辨率要求。

时间同步技术在分布式数据采集与监控系统中的应用主要是通过软件编程来实现的，加强对时间同步技术的软件编程的研究，有助于满足系统的高要求，从而提升系统的整体性能。

本文将先介绍数据同步原理，而后详细论述时间同步技术的软件编程。

一、时间同步原理我们要实现时间同步技术在系统中的应用就必须要掌握时间同步原理。

只要充分把握了时间同步原理后才能真正地提升系统性能。

在分布式数据采集与监控系统中，时间同步主要有两种时间信号：一是同步脉冲信号，二是时间码信号。

这两种信号应用范围不同，时间码信号一般应用于系统时间同步中，而同步脉冲信号一般用于装置时钟同步。

分布式数据采集系统中的时钟同步
王骥;张玲
【期刊名称】《单片机与嵌入式系统应用》
【年(卷),期】2008(000)004
【摘要】在高速数据传输的分布式数据采集系统中,各个组成单元间的时钟同步是保证系统正常工作的关键.由于系统工作于局域网,于是借鉴了IEEE1588时钟同步协议的原理,设计出简易、高效的时钟同步方案,并在基于局域网的分布式数据采集系统中实现微秒级的精确同步.鉴于方案的高可行性和高效性,可将其推广到其他分布式局域网系统中.
【总页数】4页(P31-33,50)
【作者】王骥;张玲
【作者单位】重庆大学;重庆大学
【正文语种】中文
【中图分类】TP3
【相关文献】
1.RS-485时钟在同步数据采集系统中的应用分析 [J], 王平;李海霞
2.基于时钟同步技术在数据采集系统中的应用 [J], 范业明;刘增武
3.基于LabVIEW的分布式数据采集系统时钟同步方法 [J], 刘娜;
4.基于LabVIEW的分布式数据采集系统时钟同步方法 [J], 刘娜
5.基于IEEE1588的时钟同步技术在分布式测量系统中的应用 [J], 薛子刚;陈红涛;张文渊
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