分布式网络化测试系统中的同步触发技术研究

发布时间：2017-04-09 09:07

  本文关键词：分布式网络化测试系统中的同步触发技术研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】： 对于物质运动规律和变化过程的研究,要依靠先进的测试手段进行测量、记录,并进行后续的分析和处理,这些过程都需要精密的时间同步。 利用水中分布式浮标基站对瞬态量进行网络化的存储测试,可以增加测量维数,扩大测试系统的时空覆盖区域,提高对目标的分辨率,具有很高的安全性和可靠性。但该系统必须将分散在目标附近的各基站装备的各种不同传感器所测得的结果进行统一的分析和处理,对时间同步的一致性和精确性提出了很高的要求。而市场上可购买到的时统设备却因为成本、体积等因素无法在该测试系统中使用,故必需对分布式存储测试中的时统技术进行相应的研究。而对于存储测试系统,只需在特定环境条件下完成被测参数的实时采集和存储记忆,并能够可靠回收被测信息,不必要求系统中各基站之间实现实时同步,只需要对关键事件的发生时刻进行标定和记录。 按此思路,在研究瞬态量测试系统的时间同步要求的基础之上,利用目前远距离无线时间同步的最佳方法  GPS卫星系统来为整个测试系统提供标准的时间信号,并提出了两种时间同步方案,分别是由测控主站提取GPS时间信息后以广播方式向各基站发送授时命令的相对时同步方案和由各浮标基站直接接收GPS时间信息的绝对时同步方案,测试系统可以根据实际使用环境选择其中一种同步方案。在此基础上,采用了一块电路,一套程序,两种模式的思想设计出一种嵌入式的多通道事件触发信号记录模块,与外部授时装置共同构成了一个同步触发系统,可精确测量定时脉冲信号的上升沿到事件脉冲信号的上升沿之间的时差并进行标记存储,外部设备可以通过SPI接口或者RS-485接口向该模块发送操作命令,进行读数和清零等操作。该系统可以安装在测试基站上,能在无人值守的环境下独立工作,并针对振动、冲击等恶劣测试条件进行了冗余设计,以期解决分布式存储测试系统中各基站之间、基站和主站之间的时间同步问题。 实测结果表明,完成设计后的同步触发系统不仅具有很高的时间同步记录精度和可靠性,还具备体积小、功耗低、重量轻、使用灵活、价格低廉、即插即用等优点,完全能满足存储测试系统的使用要求,具有较好的实用推广价值。
【关键词】：同步触发 分布式测试 网络化测试 存储测试 时间统一系统 GPS
【学位授予单位】：中北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2008
【分类号】：TH703
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-11
• 1. 绪论11-17
• 1.1 课题的背景、目的和意义11-13
• 1.2 国内外现状13-15
• 1.3 论文的主要研究内容15-16
• 1.4 本文的章节安排16-17
• 2. 分布式网络化测试系统中同步触发系统的设计分析17-26
• 2.1 炸药的水中爆炸过程17-18
• 2.2 水中爆炸分布式测试技术18-20
• 2.3 瞬态信号测试中的时间同步要求20-24
• 2.3.1 水声定位系统的时间同步要求20-22
• 2.3.2 分布式数据采集系统的时间同步要求22-23
• 2.3.3 工作环境的特殊要求23-24
• 2.4 同步触发系统的主要技术指标24-26
• 3. 时间统一系统的关键技术及指标26-36
• 3.1 时间标准26-29
• 3.1.1 常用时间标准26-27
• 3.1.2 试验时、绝对时和相对时27
• 3.1.3 时间同步及误差27-29
• 3.2 频率标准29-32
• 3.2.1 频率标准的主要技术指标29-30
• 3.2.2 常用频率标准及其选用30-31
• 3.2.3 晶体振荡器引起的时间误差模型31-32
• 3.3 标准时频信号的发布32-36
• 3.3.1 短波授时32-33
• 3.3.2 长波授时33-34
• 3.3.3 卫星授时34-36
• 4. 时间同步总体方案设计36-49
• 4.1 同步触发方案36-38
• 4.1.1 基于微波通信的相对时同步方案36-37
• 4.1.2 基于 GPS 系统的绝对时同步方案37-38
• 4.2 GPS 授时技术38-43
• 4.2.1 GPS 卫星定位系统简介38
• 4.2.2 GPS 授时原理38-40
• 4.2.3 GPS 信号的可用性分析40-41
• 4.2.4 定时型 GPS 接收机的选择和测试41-43
• 4.3 基于微波通信的授时技术43-49
• 4.3.1 利用微波通信进行授时的可行性分析43-44
• 4.3.2 微波通信的可靠性分析44-45
• 4.3.3 无线收发模块的选择45-46
• 4.3.4 测控主站的授时命令的设计46-49
• 5. 事件触发信号记录器设计49-72
• 5.1 系统的总体设计49-50
• 5.2 单元电路设计50-58
• 5.2.1 微处理器50-51
• 5.2.2 事件捕获记录器51-53
• 5.2.3 非易失存储器53-54
• 5.2.4 晶体振荡器54
• 5.2.5 其他外围电路54-58
• 5.3 CPLD 逻辑电路设计58-60
• 5.4 专用 SPI 通信协议60-62
• 5.4.1 主控模块发送数据61
• 5.4.2 主控模块接收数据61-62
• 5.5 处理器工作程序设计62-67
• 5.5.1 总体设计62-66
• 5.5.2 FLASH 写数子程序设计66-67
• 5.5.3 接口工作子程序设计67
• 5.6 基于 GPS 的校频技术67-69
• 5.7 系统的可靠性设计69-72
• 5.7.1 外部系统的可靠性设计69-70
• 5.7.2 模块硬件的可靠性设计70
• 5.7.3 模块软件的可靠性设计70-72
• 6. 试验室测试及分析72-77
• 6.1 同步触发模块功能测试72-73
• 6.2 两种工作模式下的时间信号记录误差的测试73-75
• 6.3 基于SPI 总线的浮标基站的数据传输速率的测试75-77
• 结束语77-79
• 附录79-80
• 参考文献80-84
• 攻读硕士期间发表的论文84-85
• 致谢85

【引证文献】

中国期刊全文数据库 前3条

1 闫鑫;李士林;周学威;杨海;;分布式测试系统中数据存储管理系统研究[J];单片机与嵌入式系统应用;2011年08期

2 赵榉云;苏新彦;张敬帅;;无线分布式存储测试系统的设计[J];核电子学与探测技术;2011年11期

3 井胜状;万顺生;;一种射频仿真时统子系统的技术设计[J];航天电子对抗;2011年05期

中国硕士学位论文全文数据库 前7条

1 杨彦卿;无线分布式存储测试系统的设计[D];中北大学;2011年

2 宁飞;多通道大容量采集存储系统的设计与实现[D];中北大学;2011年

3 邱芬;IEEE1588在分布式网络测量与控制系统中应用的研究[D];安徽理工大学;2010年

4 刘建勋;LXI自动测试系统时间同步技术研究[D];国防科学技术大学;2010年

5 李鑫旺;无线分布式测试系统中测试节点的数据存储技术研究[D];中北大学;2010年

6 陈威;无线分布式测试系统控制技术研究[D];中北大学;2010年

7 刘洋;分布式瞬态信号采集电路设计[D];中北大学;2013年

  本文关键词：分布式网络化测试系统中的同步触发技术研究，，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：294909