子母钟系统说明

智能化系统解决方案

技术方案GPS时钟系统

二零零陆年十一月二十日

GPS时钟系统 (1)

一.系统组成及特性 (4)

二.系统功能 (4)

1.同步校对 (4)

2.时间显示 (5)

3.日期显示 (5)

4.系统监测功能 (5)

三.主要技术指标 (5)

子母钟系统说明

由一台母钟和多台子钟组成的时钟系统被称为子母钟系统。这类产品多用于酒店、办公大楼、站台、机场候机厅、大型工厂、学校等大型区域。子母钟系统具有走时精准、操控方便、同步运行等特点。子母钟系统均采用智能模块化设计，与同类产品相比，更突出了操作简单，安装方便，运行可靠，使用寿命长，性价比高的特点，在国内外同类产品中处于先进水平。

一.系统组成及特性

1.本时钟系统由信号接收单元（GPS）、中心母钟、子钟、传输通道等组成。

2.GPS：实时接收卫星时间，向母钟发送时间信号，校准母钟时间，使母钟走时令误差。

3.母钟：

1)母钟产生精确的标准同步时间码，提供给各区子钟控制器。中心母钟设有子钟驱

动接口和数字显示器。

2)母钟通过时间码输出接口，能够给各相关系统提供时间同步信号，接口标准为

RS－485。

3)母钟通过通讯接口扩展口控制子钟的运行。能接收到整个系统内各子钟运行状况

数据及标准时间信号。

4.子钟：接收母钟发出的时间信号，产生标准时间信号进行时间信息显示，子钟脱离母钟时能够单独运行。其显示方式可为模拟式和数字式两种。

5.传输通道：母钟到子钟之间的传输通道为大于0.5平方双绞线。接口标准为RS-485。

二.系统功能

1.同步校对

系统通过信号接收单元不断接收GPS发送的时间码及其相关代码，并对接收到的数据进

行分析，判断这些数据是否真实可靠。如果数据可靠即对母钟进行校对。

子钟是一个独立的系统，可以独立于母钟单独运行。但子钟又能接收母钟发来的标准时间信息，对其进行校对。

2.时间显示

模拟式子钟采用“时、分”二针运行方式。具有反馈控制功能。

数字式子钟可按客户需要设计生产。具有反馈控制功能。

3.日期显示

中心母钟产生表示年、月、日、星期、时、分、秒的信息，并在设备显示屏上显示。中心母钟设备设有同步时间码输出接口，采用RS-485，能够实时给子钟及各系统提供时间同步信号。

4.系统监测功能

在控制中心设置时钟系统管理终端设备，具有自诊断功能。

中心级设备能够检测到区级设备的运行状态信息，对时钟系统的工作状态、故障状态进行显示，并能够对全系统时钟进行点对点的控制，其主要监控及显示的内容包括：各种主要设备、子钟的工作状态，对时钟系统的控制（停止、校对、追时等），系统出现故障时能够发出声光报警，指示故障部位。

5.系统兼容性和可扩展性

系统可最多按99个子钟配置,所供设备应保证扩容时简单方便。

6.集散控制

系统采用集散控制系统，即分布式系统，母钟、子钟相互之间通过RS-485通讯方式联接，在整个系统中相对独立，任何一部分发生故障都不会引起整个系统的运行。

三.主要技术指标

1.信号接收单元（GPS卫星接收器）

环境温度……………………………………-10℃～+65℃

相对湿度……………………………………30％～95％

信号传输距离 (1200)

工作电源……………………………………AC220V±10％，50Hz 工作电压……………………………………DC9V±1V

走时精度……………………………………0误差

额定功耗 (5)

接口方式……………………………………标准RS-485数据传输体积…………………………………………1U 19"

2.中心母钟

环境温度……………………………………-10℃～+65℃

相对湿度……………………………………30％～95％

工作电源……………………………………AC220V±10％，50Hz 工作电压……………………………………DC9V±1V

额定功耗 (5)

停电记忆……………………………………≥24个月

接口方式……………………………………标准RS-485 数据传输体积…………………………………………2U 19"

3.指针式子钟

环境温度……………………………………室内-10℃～+45℃

供电电压……………………………………AC220V±10％，50Hz 4.数字式子钟：

环境温度……………………………………室内-10℃～+45℃

供电电压……………………………………AC220V±10％，50Hz

注意：1.系统信号线采用大于0.5平方双绞线。

2.各设备及每面子钟附近要配有独立电源。

GPS高精度的时钟

GPS（Global Positioning System）全球定位系统是利用美国的24颗GPS地址卫星所发射的信号而建立的导航、定位、授时的系统。美国政府已承诺，在今后相当长的一段时间内，GPS系统将向全世界免费开放。目前，GPS系统广泛地应用在导航、大地测量、精确授时、车辆定位及防盗等领域。因此，开展对GPS系统的研究和应用，将极大地提高生产力，并产生巨大的经济效益。本文旨在通过利用GPS所提供的精确授时的功能，采用单片机技术，设计适合于需要精确授时的高精度时钟系统。

GPS OEM接收板，由于采用了先进半导体设计手段，它具有尺寸小、功耗低、性能稳定、性价比高等优良特性。利用它，可以方便、快速地开发出各种GPS应用系统。其主要性能指标如下：

接收通道——11通道并行接收，可同时跟踪11颗卫星；

授时精度——小于400ns，无累计误差；

数据更新时间——1s；

体积和重量——65mm×35mm，约重40g（含锂电池）；

数据输出格式——NMEA-0183 v2.0；RTCM-sc104 v2.0；

环境工作温度——-30～+75℃；

正常工作参数——电压5（1±0.05）V；电流100mA；功耗100mW。

2 GSU-16的硬件接口和软件接口

（1）硬件接口