子母钟系统在学校的应用

一、学校子母钟系统概述

学校时钟系统主要为学校提供精准、统一的而且随处可见的作息时间服务；尤其是整个学校的智能化集成系统、信息设施系统、信息化应用系统 、建筑设备管理系统、建筑设备管理系统、公共安全系统、机房与环境工程（EEEP） 以及其它弱电子系统提供标准的时间源；精确统一的时间标准尤其可以给各个综合体的安防监控、车库收费管理、考勤管理非常适用；而显示终端子钟时间包含温度湿度显示功能能提供消防和弱电中心尤其是教室、办公室提供很好直观的室内时间和环境监测；考虑学校同时作为战备需要，北斗时间同步对于战备警报系统的一致性也很重要。分布各个位置的时钟显示终端子钟，不仅方便大家对时间的掌握，同时也装饰着学校环境。

本项目标准时钟系统仅的日历显示子钟大都配置在教室、办公室、走廊、大厅等随处可见的位置，尤其是教室，为教室和学生提供精准、统一的上下课作息时间；在消控机房或弱电中心设母钟，建议配置温湿度子钟，即可充实控制中心也可方便检测室内环境状况。

时钟系统构成:采用支持GPS、北斗的时间源的中心母钟，支持NTP协议数字钟、日历子钟、带温湿度的日历子钟等组成；中心母钟和子钟之间的信号传输接口以及时钟系统网管信息传输接口均采用RS422接口或以太网接口。

根据学校项目的特殊重要性，强烈建议NTP时间服务器在获取外部卫星信号。建议采取GPS主备时间信号。时间系统中的时钟服务器有两个时钟频率发生器（双主机时钟装置），其中一个作为系统校时信号的主要来源，另一个作为整个时间系统的热备份，以备紧急故障时自动启用。GPS已经在军事，通信，金融，气象，电力等主要部门发挥越来越重要的作用，很多特殊的领域都采用了GPS授时的手段，大大提高了系统运行的安全保障。

二、中心母钟的技术特点

1、精度高,同步快；

2、性价比高，应用广泛；

3、高品质的工业级元件，高水准的电气设计，高密度集成的电路结构，使装置拥有优异的电气隔离和电磁屏蔽表现，整机无可调节器件，**提高了装置抗干扰性能与可靠性保障。

4、提供一路TTL脉冲信号供时钟的准确度指标测试。

5、提供网口输出，接口类型：NTP网口（RJ45口），供电力、电信、金融、广电、交通、安防行业校时服务。

6、串口授时，每秒发送一次时、分、秒、年、月、日时间信息；

7、持单星授时模式，适用于收星效果不佳的情况，有蘑菇头天线及吸盘式天线可供选择。

8、前面板有工作状态指示，便于运行值班人员的日常巡视。

9、可通过数码管显示跟踪到的有效卫星个数，在线显示装置的收星状况及工作状态。

10、采用全模块化即插即用结构设计，支持板卡热插拔，配置灵活，维护方便，同时为将来电厂/变电站改造扩建时增加或更改对时信号接口提供了方便。

11、机箱为进口铝板铬酸钝化、拉细丝哑银，经过钝化处理的铝板，铝板铬酸钝化使其表面形成了一层致密的钝化膜可以达到抗腐蚀的目的，现有黑色机箱和银白色机箱可供用户选择。

12、采用SMT表面贴装技术生产，以高速芯片进行控制，无硬盘和风扇设计，精度高、稳定性好、功能强、无积累误差、不受地域气候等环境条件限制、性价比高、操作简单、全自动智能化运行，免操作维护，适合无人值守；

13、输出定时同步信号（1PPS），TTL接口输出；

14、授时精度：串口50ns、NTP网口精度1-10ms；

15、搜星时间：多通道接收机装置冷启动时＜3min，装置热启动时＜10s；

16、完全保证数据安全性，可全设置同一个网段或者不同网段；

17、支持多种流行的时间发布协议；

18、整体功耗小，采用无风扇设计，运行可靠稳定。

19、GPS天线：30（标配）、50、80、100米可选，灵敏度-160dBm，定时精度≤30ns；

20、面板液晶显示：显示时间信息、收星颗数及工作状态信息；

21、运行环境：工作温度0℃～＋50℃，工作湿度≤90%（40℃），存储温度-30℃～＋70℃；

22、供电状态：交流220V±10%，50Hz±5%，功率小于30W；

23、机箱尺寸：1U、19”标准机箱,安装方便；

三、子钟的技术特点

1)子钟采用的是超薄、窄边框设计；

2)性价比高，应用广泛；

3)以GPS、北斗信号建立时间参考；

4)授时精度高；

5)数码管有红色，绿色，蓝色多样的选择；

6)高亮数码管动态显示；

7)抗干扰能力强；

8)可以检测每台故障，故障主动上报；

9)整体功耗小，采用无风扇设计，运行可靠稳定；

10)告别传统电压驱动,大大延长LED发光管的寿命，保证系统长时间运行无明显发热、发烫现象；

11)为了达到坚固、美观、庄重和显示醒目、色调柔和的总体效果，子钟的外观结构采用金属边框表面喷黑色亚光塑，框内镶嵌浅色有机玻璃（对于以前透明亚克力喷塑不美观问题进行的整改）；

12)标准化，模块化设计，功能模块采用国际标准；

13)告别传统电压驱动,大大延长LED发光管的寿命，保证系统长时间运行无明显发热、发烫现象；

14)通信时自动同步，子钟自动定位后，接收到正确的时间信息后会根据自己目前所处的时间自动对时；

四、母钟显示及工作原理

母钟能够显示年、月、日、星期、时、分、秒等时间信息。

母钟具有统一调整起始时间、变更时钟快慢的功能。母钟能正确显示当前的时间和指示GPS卫星信号正常接收。

母钟接收标准的GPS的标准时间信号，当标准时间信号接收单元出现故障时，母钟将采用自身的高稳定恒温晶振产生的时间信号作为时间基准，仍可驱动自带子钟正常工作。

母钟采用标准的RJ45接口形式，通过交换机链接通信，使其按统一的时间标准运行。

五、子钟操作说明

每台子钟均具有独立的IP地址。母钟与子钟可直接链接通信，或通过交换机链接通信。母钟的网口输出与交换机相连或者与子钟直接链接均可。

1、子钟与母钟直连，**IP即可对时。如果子钟与母钟直连，母钟有几路网口输出，可连接几套子钟。

2、子钟与交换机连接，**IP 在同一网段即可对时，子钟与交换机相连，可连接上百至上千套子钟。

3、子钟在接收到标准时间信号后，回送自身的工作状态给系统母钟。

4、子钟的安装为壁挂式。

六、子母时钟系统总结

综上所述，本优化建议方案采用可以接收GPS、北斗信号的主备时钟服务器组网，采用主备的方式可以确保如果主机出现系统故障的话，网络接收终端的设备能自动判断并跳转到备用服务器上，当故障排除后，系统可自动恢复正常状态，确保整个授时系统的安全，稳定运行。

时钟系统的NTP时间服务器从服务器（内置互联网服务器端）获取时间源， NTP时间服务器内置晶振,如时间源异常或中断，NTP时间服务器自动切换到自走时时间，对外授时不中断，当时间源恢复时，系统自动切换到当前时间源作为标准参考。

每个子钟都有一个独立的IP地址，通过软件设置可以更改IP,子钟通过出厂预先设置（也可以出厂后修改）授时服务器IP,每间隔10/30分钟（间隔时间可自由设定）向服务器发出授时申请，NTP服务器接收到授时申请后发出应答时间包，子钟接收到应答时间包并自动计算网络延时误差即完成一次授时；

时间信号的准确与否，直接关系到人们的日常生活、工业生产和社会发展。由于计算机技术、网络技术、通信技术、GPS/北斗授时技术等相关技术的发展，已经具备了为各个应用领域提供高精度授时的可能性。我公司生产的子母钟系统现已广泛的应用到了学校、医院、机场等公共场所。