子母鐘用戶需求分析

　　學(xué)校時(shí)鐘系統(tǒng)主要為全學(xué)校的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)及時(shí)鐘系統(tǒng)以及其它弱電子系統(tǒng)提供標(biāo)準(zhǔn)的時(shí)間源，為考場考試、實(shí)驗(yàn)室、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)等關(guān)鍵部門都可以獲得、統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間；子母鐘系統(tǒng)為每個(gè)教室、多媒體、圖書館，體育館同步顯示時(shí)間的功能，為學(xué)生、老師及工作人員對時(shí)間參考，從而使整個(gè)學(xué)校提供了標(biāo)準(zhǔn)的時(shí)間，保證了整個(gè)學(xué)校準(zhǔn)時(shí)、安全正常運(yùn)行。

　　終端設(shè)備管理軟件可以對時(shí)鐘顯示屏進(jìn)行實(shí)時(shí)管理，巡查和控制功能。

　　子母鐘系統(tǒng)構(gòu)成:

　　采用終端設(shè)備管理軟件、時(shí)鐘顯示屏、GPS/北斗NTP時(shí)間服務(wù)器構(gòu)成，給學(xué)校的各個(gè)重要地方提供時(shí)間信息。給考試等重要事宜提供標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間等。

　　因此,在學(xué)校內(nèi)重要區(qū)域提供一套可靠、經(jīng)濟(jì)和有效，能夠提供一個(gè)統(tǒng)一的、標(biāo)準(zhǔn)的全校時(shí)間的子母鐘系統(tǒng)對學(xué)校的數(shù)字化管理和學(xué)校的各部門的統(tǒng)一協(xié)調(diào)意義重大。

　　設(shè)計(jì)指導(dǎo)思想

　　本時(shí)鐘系統(tǒng)選用的時(shí)鐘系統(tǒng)，并保證在設(shè)計(jì)中：

　　1)認(rèn)真貫徹執(zhí)行已頒布實(shí)施的有關(guān)“規(guī)范”、“標(biāo)準(zhǔn)”，使設(shè)計(jì)不偏離規(guī)范化和標(biāo)準(zhǔn)化的軌道，從而保證設(shè)計(jì)的水平和質(zhì)量。

　　2)在滿足功能需求的前提下努力降低工程造價(jià)和維護(hù)費(fèi)用。

　　3)系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)本著“可靠、實(shí)用 經(jīng)濟(jì)”的原則進(jìn)行。

　　4)系統(tǒng)操作簡便、可靠，便于擴(kuò)展和維護(hù)，軟件具有提升能力。

　　5)系統(tǒng)滿足現(xiàn)場條件和環(huán)境，有較強(qiáng)的抗高溫、高濕、臺(tái)風(fēng)、電磁能力和防雷、防雨、防塵能力。
子母鐘組成系統(tǒng)

　　時(shí)鐘系統(tǒng)是由一套（母鐘）及若干個(gè)子鐘組成。系統(tǒng)還可擴(kuò)展接口，作為計(jì)算機(jī)/服務(wù)器或局域網(wǎng)的時(shí)間源。其主要作用是為了保證所有系統(tǒng)設(shè)備時(shí)間統(tǒng)一和對外顯示時(shí)間*一致。

　　母鐘接收來自 GPS 的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間信號(hào)，通過傳輸通道將標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間信號(hào)直接傳給各個(gè)顯示子鐘，為工作人員提供統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間。子鐘通過網(wǎng)口（RJ45）接收 GPS母鐘發(fā)送來的時(shí)間信息（信息內(nèi)容：年、月、日、星期、時(shí)、分、秒），顯示標(biāo)準(zhǔn)北京時(shí)間。

　　1、中心機(jī)房級(jí)

　　在設(shè)備中心房內(nèi)設(shè)置母鐘系統(tǒng)，GPS天線安裝在樓頂?shù)乳_闊地帶。

　　2、子區(qū)域

　　每臺(tái)子鐘均具有獨(dú)立的 IP 地址，能夠接收標(biāo)準(zhǔn)的 NTP 時(shí)間協(xié)議。一臺(tái)母鐘下可帶多臺(tái)網(wǎng)絡(luò)子鐘，連接方便。顯示的內(nèi)容為：年、月、日、星期、時(shí)、分、秒。安裝方式為壁掛式，為了達(dá)到堅(jiān)固、美觀、莊重和顯示醒目、色調(diào)柔和的總體效果，子鐘的外觀結(jié)構(gòu)采用金屬邊框表面噴黑色亞光塑，框內(nèi)鑲嵌淺色有機(jī)玻璃。“年、月、日、星期、時(shí)、分、秒”字采用紅色發(fā)光板底色，表面貼裝黑色空心藝術(shù)字的工藝。星期數(shù)字采用阿拉伯?dāng)?shù)字顯示。時(shí)、分、秒采用日常習(xí)慣的分隔符“ : ”。其余數(shù)字采用 LED 數(shù)碼在相關(guān)場所安裝子鐘。

　　1.子母鐘系統(tǒng)概述

　　伴隨著各行業(yè)業(yè)務(wù)的迅猛發(fā)展，后臺(tái)服務(wù)器及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的數(shù)量也與日俱增。大部分服務(wù)器都有自己的本地時(shí)鐘，但是這些時(shí)鐘每天會(huì)產(chǎn)生數(shù)秒、甚至數(shù)分鐘的自走時(shí)誤差。經(jīng)過長期運(yùn)行，時(shí)間偏差會(huì)越來越大，導(dǎo)致服務(wù)器之間的時(shí)間各不相同，這種偏差在單機(jī)中影響不太大，但在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的應(yīng)用中便會(huì)引發(fā)嚴(yán)重的問題。從業(yè)務(wù)影響角度講，因?yàn)闀r(shí)間的不統(tǒng)一，就無法推斷出業(yè)務(wù)具體發(fā)生時(shí)間。從安全影響角度講，所有設(shè)備（如視頻監(jiān)控中的DVR）的日志必須反映準(zhǔn)確的時(shí)間，因?yàn)闀r(shí)間的不統(tǒng)一，安全相關(guān)工具就會(huì)毫無用處。因此對各行業(yè)而言，時(shí)間的和統(tǒng)一的重要性也逐漸體現(xiàn)出來。

　　為了滿足各行業(yè)網(wǎng)絡(luò)時(shí)間統(tǒng)一的要求，保證系統(tǒng)正常運(yùn)行，需建立一套高可靠、高穩(wěn)定的GPS北斗子母鐘系統(tǒng)。該系統(tǒng)建成后能覆蓋各行業(yè)網(wǎng)內(nèi)所有的服務(wù)器及DVR等終端設(shè)備，提供時(shí)間校正服務(wù)。同時(shí)在各個(gè)重要位置部署數(shù)字子鐘。

　　2. 建設(shè)目標(biāo)

　　建立GPS北斗時(shí)間同步系統(tǒng)后可實(shí)現(xiàn)：

　　2.1網(wǎng)內(nèi)的的終端、服務(wù)器、視頻監(jiān)控、子鐘等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的時(shí)間統(tǒng)一。

　　2.2為考勤、門禁等關(guān)統(tǒng)提供準(zhǔn)確的時(shí)鐘源，可以實(shí)現(xiàn)考勤系統(tǒng)與辦公系統(tǒng)的時(shí)間*。

　　2.3可以使各行業(yè)各部門井然有序、協(xié)調(diào)*地進(jìn)行工作，為各行業(yè)各功能部門之間有機(jī)協(xié)調(diào)、密切配合提供標(biāo)準(zhǔn)的和的時(shí)間依據(jù)，確保適應(yīng)各行業(yè)各種相關(guān)業(yè)務(wù)高速有序運(yùn)轉(zhuǎn)的需求，確保各行業(yè)內(nèi)各弱電系統(tǒng)之間時(shí)序安全和提供準(zhǔn)確統(tǒng)一的時(shí)間追溯依據(jù)。

　　3. 系統(tǒng)構(gòu)成

　　本時(shí)鐘系統(tǒng)由網(wǎng)絡(luò)時(shí)間服務(wù)器（母鐘）、監(jiān)控計(jì)算機(jī)（包括管理軟件）和子鐘組成。

　　4. 系統(tǒng)功能

　　4.1網(wǎng)絡(luò)時(shí)間服務(wù)器（型號(hào)：K801）

　　K801主時(shí)鐘采可以為計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)、流程控制管理系統(tǒng)、電子商務(wù)系統(tǒng)、網(wǎng)上B2B系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫的保存維護(hù)以及硬盤錄像機(jī)等智能設(shè)備提供精密的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間信號(hào)和時(shí)間戳服務(wù)。

　　4.2系統(tǒng)監(jiān)控軟件

　　監(jiān)控修改系統(tǒng)的狀態(tài)參數(shù)

　　4.3子鐘

　　數(shù)顯式子鐘接收發(fā)自母鐘的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間同步信號(hào)并顯示時(shí)間。

　　數(shù)顯式子鐘運(yùn)行是靠自身系統(tǒng)進(jìn)行，通過實(shí)時(shí)接收上級(jí)設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)同步信號(hào)，刷新自身時(shí)間指示與上級(jí)母鐘保持*。當(dāng)與上級(jí)設(shè)備連接中斷或上級(jí)設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，子鐘可以脫離上級(jí)設(shè)備單獨(dú)運(yùn)行。上級(jí)設(shè)備同步信號(hào)恢復(fù)后，子鐘自動(dòng)與之校準(zhǔn)并刷新自身時(shí)間。

　　子鐘根據(jù)顯示內(nèi)容、尺寸、顏色、同步方式等有各種款式供客戶選擇。

　　5. 主要性能指標(biāo)

　　5.1網(wǎng)絡(luò)時(shí)間服務(wù)器

　　GPS時(shí)鐘參考模式，一級(jí)網(wǎng)絡(luò)時(shí)間服務(wù)器，同步精度1μs

　　用戶終端同步授時(shí)精度：1-10ms（局域網(wǎng)典型值）

　　用戶容量：可支持?jǐn)?shù)萬臺(tái)客戶端

　　NTP請求量：10000次/秒

　　5.2子鐘

　　與母鐘的通訊：NTP對時(shí)

　　計(jì)時(shí)精度：≤1ms

　　自守時(shí)：≤±0.001秒/日

　　供電電源：AC220V±20%  50Hz

　　工作溫度：0℃～+50℃

　　工作濕度：0 ~

　　功耗：10 W

　　尺寸：930mm*350mm*45mm

　　顯示：3寸數(shù)碼管顯示年月日星期，8寸數(shù)碼管顯示時(shí)分秒。

　　子鐘集成有以下特點(diǎn)

　　1、高亮數(shù)碼管靜態(tài)顯示，高速攝像機(jī)下數(shù)碼管顯示不會(huì)有跳動(dòng)； 告別傳統(tǒng)電壓驅(qū)動(dòng),大大延長 LED發(fā)光管的壽命，保證系統(tǒng)長時(shí)間運(yùn)行無明顯發(fā)熱、發(fā)燙現(xiàn)象；

　　2、可靠性高，授時(shí)精度高；能力強(qiáng)使用自動(dòng)跟蹤校驗(yàn)技術(shù)，使誤校時(shí)幾乎成為不可能。

　　3、標(biāo)準(zhǔn)化，模塊化設(shè)計(jì)，功能模塊限度地采用流 行的標(biāo)準(zhǔn)；

　　4、上電后自動(dòng)歸零，在安裝時(shí)，子鐘接通電源后，立即自動(dòng)快速運(yùn)行至0點(diǎn)后處于等待狀態(tài)；

　　NTP 網(wǎng)絡(luò)時(shí)間服務(wù)器接收 GPS 衛(wèi)星信號(hào)，從 GPS 地球同步衛(wèi)星上獲取標(biāo)準(zhǔn)時(shí)鐘信號(hào)信息，將這些信息通過 TCP/IP 網(wǎng)絡(luò)傳輸，為網(wǎng)絡(luò)設(shè)備（用戶）提供、標(biāo)準(zhǔn)、安全、可靠和多功能的時(shí)間服務(wù)，同

　　時(shí)產(chǎn)生 1PPS（秒信號(hào)）同步脈沖信號(hào)及串口時(shí)間信息，前面板顯示年月日時(shí)分秒等信息，是一款實(shí)現(xiàn)時(shí)間同步的實(shí)用時(shí)鐘設(shè)備。

　　母鐘通訊協(xié)議

　　NTP 同時(shí)同步指的是通過網(wǎng)絡(luò)的 NTP 協(xié)議與時(shí)間源進(jìn)行時(shí)間校準(zhǔn)。前提條件，時(shí)間源輸出必須通過網(wǎng)絡(luò)接口，數(shù)據(jù)輸出格式必須符合

　　NTP 協(xié)議。

　　局域網(wǎng)內(nèi)所有的 PC、服務(wù)器和其他設(shè)備通過網(wǎng)絡(luò)與時(shí)間服務(wù)器保持同步，NTP 協(xié)議自動(dòng)判斷網(wǎng)絡(luò)延時(shí)，并給得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行時(shí)間補(bǔ)償。從而使局域網(wǎng)設(shè)備時(shí)間保持統(tǒng)一。

　　串口：串口時(shí)間服務(wù)器接收 GPS 衛(wèi)星信號(hào)，從 GPS 地球同步衛(wèi)星上獲取標(biāo)準(zhǔn)時(shí)鐘信號(hào)信息，產(chǎn)生 1PPS（秒信號(hào)）同步脈沖信號(hào)及串口時(shí)間信息，母鐘輸出的時(shí)間信息通過串口發(fā)給子鐘，從而達(dá)到時(shí)間統(tǒng)一功能。

　　母鐘的常用時(shí)間源有單 GPS 衛(wèi)星、單北斗衛(wèi)星、北斗衛(wèi)星+GPS 衛(wèi)星、單 CDMA 信號(hào)、格羅納斯衛(wèi)星這五種信號(hào)源。

　　子母鐘時(shí)間系統(tǒng)意義

　　子母鐘時(shí)間系統(tǒng)應(yīng)用于城市重要公共建筑，如車站、高校、交通路口、標(biāo)志建筑等場所和電信行業(yè)的移動(dòng)及固定報(bào)時(shí)等方面。它是供了準(zhǔn)確的公眾時(shí)間，為人們的日常生活提供便利，避免了因時(shí)鐘不準(zhǔn)確而帶來的不便。同時(shí)，也為 GPS 授時(shí)系統(tǒng)的應(yīng)用開拓了一個(gè)較好的用途，具有廣泛的現(xiàn)實(shí)意義。

　　母鐘特點(diǎn)：

　　1、母鐘時(shí)鐘系統(tǒng)精度高,同步快。

　　2、高品質(zhì)的工業(yè)級(jí)元件，高水準(zhǔn)的電氣設(shè)計(jì)，高密度集成的電路結(jié)構(gòu)，使裝置擁有優(yōu)異的電氣隔離和電磁屏蔽表現(xiàn)，整機(jī)無可調(diào)節(jié)器件，極大提高了裝置抗干擾性能與可靠性保障。

　　3、母鐘時(shí)鐘系統(tǒng)提供一路 TTL 脈沖信號(hào)供時(shí)鐘的準(zhǔn)確度指標(biāo)測試。

　　4、母鐘時(shí)鐘系統(tǒng)提供網(wǎng)口輸出，供電力、電信、金融、廣電、交通、安防行業(yè)校時(shí)服務(wù)。

　　5、持單星授時(shí)模式，適用于收星效果不佳的情況，有蘑菇頭天線及吸盤式天線可供選擇。

　　6、前面板有工作狀態(tài)指示，便于運(yùn)行值班人員的日常巡視。

　　7、母鐘時(shí)鐘系統(tǒng)可通過數(shù)碼管顯示跟蹤到的有效衛(wèi)星個(gè)數(shù)，在線顯示裝置的收星狀況及工作狀態(tài)。

　　8、母鐘時(shí)鐘系統(tǒng)采用全模塊化即插即用結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，支持板卡熱插拔，配置靈活，維護(hù)方便，同時(shí)為將來電廠/變電站改造擴(kuò)建時(shí)增加或更改對時(shí)信號(hào)接口提供了方便。

　　9、母鐘時(shí)鐘系統(tǒng)的機(jī)箱為進(jìn)口鋁板鉻酸鈍化、拉細(xì)絲啞銀，經(jīng) 過鈍化處理的鋁板， 鋁板鉻酸鈍化使其表面形成了一層致密的鈍化膜可以達(dá)到抗腐蝕的目的，現(xiàn)有黑色機(jī)箱和銀白色機(jī)箱可供用戶選擇。天線安裝

　　GPS 衛(wèi)星時(shí)鐘裝置天線安裝時(shí)，先將天線頭安裝在天線支架上， 再將天線支架用膨脹螺栓固定在建筑物頂端，根據(jù)安裝條件需要時(shí)可以使用彎角支架(備選件)。天線頭要安裝在室外，安裝位置應(yīng)視野開闊，盡可能安裝在屋頂，原則上是順著天線頭往上看能夠看到360° 的天空。然后從上到下布置天線的電纜線。天線電纜鋪設(shè)轉(zhuǎn)彎半徑不易過小，穿孔時(shí)注意包好接頭。天線電纜長度是根據(jù)天線增益嚴(yán)格設(shè)計(jì)，不得剪斷、延長、縮短或加裝接頭，否則將嚴(yán)重影響接收效果甚至收不到信號(hào)。

　　GPS 衛(wèi)星時(shí)鐘裝置天線應(yīng)盡量避開ft坡、樹林、高層建筑物、鐵塔、高壓輸電線等對天線波束的阻擋。天線主波束方向上應(yīng)有足夠的視界，天線正前方應(yīng)有盡可能寬的視角。一般要求以天線基點(diǎn)為參考， 對障礙物點(diǎn)所成的夾角小于 10 度。

　　GPS 衛(wèi)星時(shí)鐘裝置天線的架設(shè)位置應(yīng)避開風(fēng)口，以減小天線的風(fēng)載。在多雷雨地區(qū)，天線的架設(shè)位置應(yīng)避開雷擊多發(fā)地點(diǎn)，天線頭應(yīng)放在電廠/變電站避雷針避雷范圍內(nèi)。