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  • 學校標準化考場子母鐘同步系統方案

    2019-04-08 10:34:50 admin 45

           校園里的網絡設備和服務器也日益增多,但是無法保證其時間是同步的,因為這些時鐘每天會產生數秒,甚至數分鐘的誤差,長期運行間差會越來越大,這種偏差在單片機中影響并不大, 但在網絡環境下的應用中可能會引發意想不到的問題。

       例如分布式的計算機環境中。 由于每個主機時間不一致,會造成同一操作在不同主機的幾路時間不一致,將導致服務器無法正常的進行。例如校園網絡內,存在大量的網絡設備、服務器和主機他們承載了校園內計費、維護、管理等功能的,對時間的準確度要求相對來說是比較高的。因此需要搭建一個學校網絡時鐘系統,保證這些網絡設備之間傳遞信息能夠在時間上保證高度統一。

          為進一步推進學校標準化考場建設,除滿足考試機制體系外,在平時的學習和工作當中,統一的作息時間、和校園廣播、電視臺、網絡中心機房、辦公室、宿舍、食堂的時間統一有利于學生和老師合理安排時間。我院擬就標準化考場時間同步顯示(GPS子母鐘)系統公開向社會招標,歡迎有能力者投標競爭。

      標準化考場自動接收同步時鐘是以北京時間為參考標準,通過接收衛星時間信息,或CDMA基站時間信息,或網絡母鐘時間來獲取準確的時間源信息,進行考場內部電子考核評估設備的時間同步,以及各個考場內直觀的時間顯示設備電子時鐘。本文主要介紹了標準化考場自動接收同步時鐘系統的常規應用方案,并對標準化考場自動接收同步時鐘具體的使用做了簡單的說明。
      
      1、學校標準化考場子母鐘同步系統需求:
      
      標準化考場自動接收同步時鐘主要應用于學校對時鐘統一的需求中,包括素質教育院校,駕考院校,各大高校,社會公共職能考核中心以及教育機構等。標準化考場自動接收同步時鐘主要是為了在考場環境內實現一個有機的標準體系,使得各個考場之間有一個且只有一個標準的時間體系,同時也要使考場和監控管理機房之間有一個統一且唯一的時間體系,以保證考場秩序,考場時間運行的時效完整性。

     1、時鐘系統的實施必須遵循國家有關技術標準,并結合應用場所的特殊功能要求來進行。設置地方應包括以下地方:教室、大樓管理辦公室、教務處辦公室、走廊。    

     2、技術要求        時間的高精度性:系統以控制端的系統時間作為標準時間,任何時候都可以進行人工校對,永久無積累誤差。       

     系統的高智能化:系統智能化程度高。能對整個系統的運行信號、智能判斷、故障報警等進行提示。

      系統的高容錯性:系統應有相互容錯和多級容錯措施,如控制端、和時鐘的相互容錯性,當網絡出現故障的時候控制端可以與LED之間進行人工手動連接,迅速完成時間校對。       系統通訊方式靈活:可以通過網絡進行對時也可以單獨連接每一屏幕進行對時。     

      供電要求:時鐘系統所有設備采用單相交流220V±20%,50Hz電源供電。


      
      2、學校標準化考場子母鐘同步系統實施方案
      
      學校標準化考場子母鐘同步系統通常是以高集成的子母鐘系統來實現,在原有復雜系統中將衛星接收裝置,母鐘,交換機,
    NTP時間服務器,數碼子鐘高度集成為滿足所有功能要求的一臺母鐘設備。其通過與衛星線纜的直接鏈接,接收衛星時間信息,作為主體栽機,再經過域網或組網的協議給客戶端電子設備,及各個考場的同步時鐘一個有效準確的統一時間。
      
      整個系統的實現,可通過以下鏈接示意圖表示:

      


    學校方案.jpg

      

    如上圖所示為,整個標準化考場自動接收同步時鐘系統裝置運行控制拓撲圖。
      
      在拓撲圖中我們在系統設計中投入了一臺GPS北斗網絡時鐘校時設備作為母鐘冗余備份,母鐘可接收GPS北斗衛星,在衛星狀態失鎖的情況下,可自動切換至CDMA基站時間,如前兩種時間源出現問題,則通過網絡同步時間,具有相當高的安全可靠性。GPS北斗網絡時鐘校時設備下屬連接交換機,即可直接給下級設備進行標準授時。
      
      目前,我們做的標準化考場自動接收同步時鐘主要是由一套完整的時鐘系統組成,既要保證標準時鐘系統內組網的電子設備之前的時間同步,又要使得各個考場擁有一個直觀顯示的同步時鐘。
      
      子鐘是標準化考場自動接收同步時鐘系統的直觀顯示器,在一套系統中可以清晰的顯現出當前需要看到的時間信息,主要是安裝在考場,監控室,多媒體教室等場所。對于子鐘的選擇,首先是根據授時方式來確定,即選擇了子母鐘系統之間的控制方式,其他需要確定的參數是互通的。
      
      同時還會出現在有的應用場所只需要滿足直觀顯示準確時間,或是預算不夠的問題。這里我們就需要提到獨立的子鐘,即內置了時間基準源的子鐘設備,即子鐘本身可以獲取時間源,不需要在通過接收上級母鐘的信號來獲取標準時間信息。這種子主要有:GPS子鐘,北斗子鐘,GPS北斗雙模子鐘,CDMA子鐘。
      
      由于衛星接收的局限性,在室內接收GPS北斗衛星等時間信息比較微弱,在實際使用中以CDMA子鐘居多。CDMA子鐘即直接接收CDMA基站時間信息,并直觀顯示出來的數顯時鐘設備,供電即可使用,不需外接其他設備,在很多后期改進的醫院項目中應用較多。
      
      所謂獨立的子鐘,就是在沒有母鐘的情況下,子鐘可以給自身一個標準的時間,對于這種情況,我們設計了GPS子鐘,GPS北斗子鐘,CDMA子鐘。所以,對于醫院時鐘同步系統裝置獨立子鐘的理解,我們主要以CDMA子鐘的投入為主。在實際應用中,主要是針對只需要子鐘設備,對外界環境顯示標準醒目的時間,且安裝方便不需要連接其他設備的用戶項目。
      
      其中,GPS子鐘和GPS北斗子鐘都需要接收衛星時間,在室內應用信號比較弱,可能無法達到時間的時時同步,使得CDMA子鐘在獨立應用的環境下,得到了更多的應用,下圖為CDMA子鐘應用拓撲圖:

      

      如上圖所示,為CDMA子鐘應用拓撲圖,如圖所示CDMA子鐘接收CDMA基站時間(在有手機信號的地方,即可正常授時),每臺設備獨立供電,可單獨運行,且可顯示準確的時間。這種模式的子鐘,目前在已建成項目考場中得到了相對廣泛的應用。
      
      在子鐘的選擇時,首先得確定子鐘的運行方式:總線控制,網絡控制,或是獨立運行的子鐘。在確定之后,對子鐘的選擇主要考慮以下幾點:
      
      a.確定子鐘的顯示內容(年,月,日,時,分,秒,星期,溫度,濕度);
      
      b.確定子鐘的大?。▽嶋H大小根據數碼管確定);
      
      c.確定數碼管的顏色(標準以紅色為主,在直觀大方上建議選擇紅色);
      
      d.確定子鐘的單雙面(醫院走廊,建議選擇雙面,其他位置根據情況而定)。
      
      3、標準化考場自動接收同步時鐘系統母鐘的選擇
      

            母鐘是學校時鐘同步裝置系統的基準時間源,是系統中必不可少的時鐘設

    備。母鐘接收標準的北斗GPS的標準時間信號, 當衛星失鎖時, 可切換到外部時間源或內部晶振作為標準參考繼續給下屬子鐘等設備正常授時。

    在實際應用中只需將母鐘接到局域網內,在web 管理頁面設置好ip ,需要授時的子鐘電腦等設備 ip指向母鐘即可授時。對于母鐘的選擇, 主要是根據授時方式來進行確定。

    學校時鐘同步系統裝置

    在選擇母鐘上以網絡授時方式為主,需要考慮以下幾點:

    a.母鐘的時間源( GPS北/斗/NTP/IRIG-B/PTP/CDMA等)

    b.母鐘的授時接口(  NTP);

    c.確定輸出接口數量(在實際應用中以物理隔離的局域網劃分,可選

    10M/100M/1000M);

    d.天線的長度(由于天線材質的特殊性,我們一般以固定規格為準,可根據實際情況選擇,  30m/50m/70m/80m/100m/150m/200m等);

    附件選擇:避雷器,恒溫晶振,銣鐘,雙電源,參考時間源等。

    結束語:


      社會追求一個完整的平衡機制,對機制的考核需要相對統一的標準,考場實現時間統一協調是標準化考場的基底,標準化考場自動接收同步時鐘系統是基底的核心,圍繞核心發展,才能達到有效統一。北斗時頻提供完整的校園標準化考場子母鐘系統,在多所考點院校都有應用,整個校園標準化考場子母鐘系統 性價比高、穩定性好。



    標簽:   子母鐘時鐘同步系統 學校時鐘同步系統 時鐘同步系統 時鐘系統
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