子母钟系统设计应用原理概述

子母钟系统，子母钟，母钟，医院子母钟是由高精度母钟及由它控制并与其时间相一致的若干子钟所组成的计时系统。某些公共场所悬挂的一组大钟，其中有一座为母钟，其余为子钟，子钟受控于母钟，由母钟及二级母钟带动其走时。

子母钟系统图

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定位技术等相关技术的发展和礅，以及GPS OEM板价格的降低，已经具备了为各个应用领域提供高精度授时的可能性。

GPS精密时钟主要应用于城市重要公共建筑，如车站、码头、公园、交通路口、标志建筑等场所和电信行业的移动及固定电话报时等方面。它是供了准确的公众时间，为人们的日常生活提供便利，避免了因时钟不准确而带来的不便。同时，也为GPS系统的应用开拓了一个较好的用途，具广泛的现实意义。

母钟是具有较高精度并能发出控制子钟的时间信号的钟表机构。母钟显示：“年，月，日，星期（中文字），时，分，秒，毫秒”全时标信息；早期是采用比一般机械钟精度高的摆钟作为母钟。为了保证摆钟有较高的走时精度，采用电磁原理直接对摆周期性地补充能量，以维持摆的摆幅。上述母钟的走时日差(见钟表日差)可保持在1秒/日以内。随着科学技术的发展，机械式母钟已不常用，现代主要采用石英母钟甚至原子母钟，一般放在具有良好恒温防震条件的中央控制室中使用。

母钟可以接收GPS卫星提供的标准UTC时间信号，自动按照当地的时区设置转化为当地的地方时，也可以自动完成对闰年、润秒的计算。通过接收卫星的标准时间信号可以保证母钟时间的准确性，在我国一些核心部门由于安全需要，都采用了GPS/北斗双模母钟，该母钟不光可以接收GPS卫星时间信号，当GPS信号丢失或者出现较大误码时，系统可以自动判断并切换到具有中国自主知识产权的北斗卫星导航定位系统时间。如电信，电力，军队等部门已经大规模使用该系统。

年月日时分秒温湿度子母钟实物图

子钟是受母钟控制而重现母钟时间并保持与母钟走时一致的钟表机构。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。数字式子钟采用“年：月：日：星期：时：分：秒”和“时：分：秒”两种显示格式，并具备12/24小时两种显示方式的转换功能,数字式子钟在调整时间时，子钟在接到母钟指令后立即将时间显示按母钟发出的命令进行调整。

子母钟之间的通讯全部采用NTP方式通讯。即子时钟与中心时间服务器采用TCP/IP方式对时。比传统的RS485架构更简单，更易于管理，其显示方式可为模拟式和数字式两种。 它与使用者直接见面。子钟有多种结构形式。用一个母钟（或加一备用母钟）、若干子钟及电源和连接线,即可组成一个子母钟系统。一般说来,一个母钟可以控制几十到几百个子钟。在母钟和子钟之间，设有自动或者手动调整装置，以力求使子钟和母钟保持时间一致。

子钟的性能指标 精   度：与一级母钟或二级母钟的时间偏差：≤10毫秒；可靠性：内置时钟集成电路和充电电池，断电后可继续保持实时时间， 来电后子钟能自动刷新和显示正确时间。具有防震、防尘、防潮、防雨等功能保证在运输储存、安装调试和使用过程中不变形、不损坏，防护等级IP≥65。

子母钟系统主要是为车站、机场、体育场馆、地铁、轻轨、政府部门、金融中心、部队、学校、医院、邮电、工矿企业及机关等需要严格统一时间的场所而建立的。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。

时钟系统的设置对保证地铁运行计时准确、提高运营服务质量起到了重要的作用。

航海钟又称航海天文钟或精密钟，是高精度、可携带的机械计时仪表。可以用来指示时刻、测量时间间隔、航海定位和野外天文观测。随着科技进步、电子技术的发展及晶体振荡器的普遍应用，走时准确的石英航海钟逐渐取代了机械式航海钟。但现代工艺航海钟因其独特蚱蜢时计的造型和赋予的历史文化价值，已成为现代贵重的工艺收藏品。航海钟发明近三百年来，历经了古代航海钟、现代机械、石英航海钟、现代工艺航海钟的变迁。

子母钟系统时钟展示

远洋航海中，为了确定船在海面的准确位置及航向，必须测定经纬度。通过观测太阳或者北极星的高度可以确定纬度，没有任何天体能够用来直观地显示经度的差异。因此航海家们只能依靠测量航速来估算自己的相对位置。从科学上讲，经度问题可以换算为时间。地球每天（24小时）转动一周是360度，每小时的时差就相当于经度15（360除以24）。因此，只要知道两地的时间差异，就可以知道两者之间的经度差了。

　目前，世界上随着钟文化的推广，英国肯密狄钟厂（根据航海家哈里森发明“H1”型航海钟）推出世界上第一个工艺航海透视钟，此钟的零部件均为单件制作，经精工打磨，由高级钟表匠精心装配，调试而成，是集计时与观赏，收藏于一体的古朴，典雅的精美工艺机械时钟。

钟表产品更新换代到今天，已经成为一种装饰符号，一种身份、文化的象征，因此钟表的外观装饰至关重要。航海钟设计最初目的是增加计时的准确性，而现在工艺航海钟出现在钟表中是为了显示制造钟表的高超技艺和精美工艺。工艺航海钟带动了钟表从设计理念、加工工艺、外观装饰技术的全面提高。

黑色圆盘指针式钟表

银色圆盘指针式钟表

一级母钟的主要功能

    一级母钟接收来自GPS/北斗卫星发出的标准时间信号经解码和比对后校准自身精度，输出时间信号。标准时间信号经传输网络发送至各个车站/车辆段的二级母钟。一级母钟各模块功能介绍如下：

   GPS标准时间信号接收机：采集GPS标准时间信号并准确保时间系统无累积误差运行。接收机采用RS-422接口与一级母钟通讯。主备GPS标准时间信号接收器具有故障自切换功能。

   分路输出接口箱：实现一级母钟的主、备母钟与传输子系统的接口转换及分路输出，可以为各车站的二级母钟提供标准时间信号及监控其运行状态，为其他通信系统和NTP服务器提供标准时间信号输出接口。

其接口形式采用标准的RS-422和RS-485接口。

NTP服务器：接收控制中心一级母钟或GPS发出的时间信号，再通过计算机网络系统，使用TCP/IP协议或UDP网络时间协议，同步网络内的服务器、客户机以及相关计算机系统的时间。

时分秒子钟

电源控制箱：以双备份的模式向一级母钟及分路输出接口箱提供12V直流电。

二级母钟主要功能

各车站及车辆段的二级母钟在正常条件下，接收一级母钟经传输系统发出的标准时间信号，消除累计误差，与一级母钟保持同步，并向本车站/车辆段所有子钟发送标准时间信号，同时把自己区域内各子钟的时间及运行状态码传送回一级母钟。

当一级母钟或传输通道出现故障时，二级母钟自动报警并用自身晶振发送时间信号给子钟。

  SYN6101型RS485子钟是由西安同步电子科技有限公司精心设计、自行研发生产的一套以通过RS485总线复接或串行与母钟连接的子钟，接收母钟发送来的时间信息（信息内容：年、月、日、时、分、秒），将这些时间信息准确无误的显示出来。子钟带后备电池，停电时不显示，但内部时钟可连续运行72小时，即72小时内恢复供电，可不必对时间进行校准。为用户提供精确、标准、安全、可靠和多功能的时间服务，可用于机场、火车站、地铁、体育馆、高校及金融系统需要显示标准时间的场所。

  关键词：子母钟系统，数字时钟系统，数字子母钟系统，医院时钟系统

产品功能

1)以母钟建立时间参考；

2)显示内容：年、月、日、时、分、秒、星期、温湿度等；

3)高亮数码管静态显示，高速摄像机下数码管显示不会有跳动；

4)可以检测每台故障，故障主动上报；

产品特点

a)性价比高，应用广泛；

b)授时精度高；

c)抗干扰能力强；

d)传输距离远：总线长度可达1000米；

e)整体功耗小，采用无风扇设计，运行可靠稳定；

f)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；

典型应用

1)智能化写字楼、高档生活小区等需要提供统一精确时间服务并集中控制时间的场合；

2)电力厂（站）和电网中心调度的时间统一系统及各种时间显示屏；

3)医院、会议室等需要显示时间的场所；

4)广电、机场、火车站、地铁、体育馆、高校及金融系统等场所。

技术指标

输入信号接口方式RS485

显示LED显示单元发光强度≥200cd/㎡

对比度≥10：1

LED显示屏可视视角≥±65º

LED显示屏MTBF≥30000小时

后备电池≥72小时

显示内容（由尺寸确定）年月日时分秒星期温湿度等

独立计时精度≤±0.2秒/天

环境特性工作温度0℃～＋50℃

相对湿度20%～85%（不结露）

存储温度-30℃～＋70℃

供电电源交流 220V±10%， 50Hz±5%

尺寸显示时分秒1.8英寸350*140*55mm

2.3英寸450*180*55mm

3英寸550*220*55mm

4英寸780*300*55mm

5英寸905*350*55mm

8英寸1450*550*55mm

显示时分1.8英寸230*140*55mm

2.3英寸280*180*55mm

3英寸380*220*55mm

4英寸520*300*55mm

5英寸610*350*55mm

8英寸970*550*55mm

显示年月日时分秒温湿度星期2.3+1.8英寸510*280*55mm

显示年月日时分秒星期5+2.3英寸750*280*55mm

选件对时方式可选网口对时、RS232C对时、GPS接收机、GPS北斗双模接收机，CDMA接收机、避雷器，定做天线电缆（50米、80米、100米等），根据客户要求定做类似产品。

  子母钟系统中的一级母钟和二级母钟均采用高稳定、高精度的晶体振荡器，以确保系统高稳定性、高精度，高可靠性，可扩展性，易兼容性，易维护性，易适配性.

子母钟系统，子母钟，母钟，医院子母钟工作原理

正常情况下的一级母钟设备接收外部GPS/北斗卫星标准时间信号进行自动校时保持同步。同时产生精确的同步时间码，通过传输通道向各车站、车辆段二级母钟传送，统一校准二级母钟；

二级母钟系统接收一级母钟发出的标准时间码信号，与一级母钟随时保持同步，并产生输出时间驱动信号，用于驱动本站所有的子钟，并能向中心设备回馈车站子系统的工作信息。

非正常情况下的同步校对：当一级母钟接收不到GPS /北斗标准时间信号时（传输通道或GPS /北斗接收单元出现故障），一级母钟能够以自身高精度晶振产生精确的同步时间码，对各车站及车辆段的二级母钟进行同步校对。

二级母钟在传输通道中断的情况下，能够独立正常工作，以自身高精度晶振产生时间信号驱动本站子钟的驱动信息，使本区子钟能够进行正常统一的时间显示。

地铁时钟系统是轨道交通系统的重要组成部份之一，其主要作用是为控制中心调度员、车站值班员、各部门工作人员及乘客提供统一的标准时间信息，为地铁通信系统及其它系统（信号、AFC、ISCS、ACS系统等）提供统一的时间信号。