基于ARM A8平台的安全型网络时间服务器实现

摘要

随着传统变电站向数字化和网络化不断发展，智能化变电站技术已经成为一种趋势。当前智能化变电站的时间同步模型基于NTP协议向变电站IED的服务器和客户应用提供UTC时间。这种同步方式可以满足对时要求，但是在对时错误和设备死机的情况缺少反馈。
　　本文简单介绍智能变电站采用的NTP协议，结合传统时间同步网络的要求，分析安全型网络时间服务器软硬件需求，给出系统的硬件和软件设计。
　　本文实现一套闭环监测方法。在原有模型做了改进，以极小的复杂度增加监控功能。同时有效的减少了对时错误和死机情况，使NTP授时变得安全和可靠。时间服务器硬件方案基于TI公司设计的AM335X开发平台，并参考了开源硬件设计和选型。时间服务器硬件上连接全球定位系统后，在嵌入式Linux操作系统上实现授时服务功能和安全测量功能。
　　最后通过QT实现客户端对时间服务器进行授时功能测试，并实现监控后台程序来监控对时状态，上送监测结果。整个方案的实现过程不仅适用于智能电网时间同步的实践，对传统授时网络安全性提升也有一定的参考价值。

目录

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摘要

第1章 绪论

1．1 论文选题背景

1．2 论文来源

1．3 国内外研究情况

1．4 本文研究主要内容

第2章 时间服务器相关理论和技术

2．1 时间服务器开发平台比较

2．2 NTP对时协议原理

2．2．1 时间服务在网络的层次结构

2．2．2 NTP的工作模式

2．2．3 NTP报文格式

2．2．4 NTP机制和算法

2．3 本文主要研究及意义

第3章 设计增强型网络时间服务器

3．1 传统时间同步步骤

3．2 增强型时间服务器

第4章 系统结构和硬件方案

4．1 系统整体结构

4．1．1 传统授时网络

4．1．2 增强型授时网络

4．2 硬件方案

4．2．1 硬件选型

4．2．2 核心版硬件资源

4．2．3 底板外设资源

4．3 卫星模块

4．3．1 GPS系统

4．3．2 北斗卫星系统

第5章 设计授时服务软件

5．1 嵌入式开发环境

5．1．1 搭建编译服务器

5．1．2 安装交叉编译工具

5．1．3 定制busybox

5．2 服务端软件

5．2．1 Socket套接字编程

5．2．2 NTP授时服务

5．2．3 连接卫星模块

5．2．4 设计闭环监控

5．2．5 实现第一层保护

5．2．6 实现第二层保护

5．2．7 网络服务器间平滑同步

第6章 方案测试

6．1 系统结构

6．2 网络授时测试

6．2．1 使用QT实现界面

6．2．2 实现客户端功能并测试

6．3 闭环功能测试

6．3．1 数据库介绍和选择

6．3．2 数据库安装和设计

6．3．3 连接数据库和告警

6．3．4 实现后台监控程序

第7章 结论与展望

7．1 结论

7．2 展望

参考文献

致谢