子母钟系统说明.docx

智能化系统解决方案技术方案GPS 时钟系统富舊 sdo;;GPS 时钟系统 1一.系统组成及特性 4二.系统功能 41.同步校对 42.时间显示 53.日期显示 54.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－4853） 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°C〜+65°C相对湿度 30%〜95%信号传输距离 <1200米工作电源 AC220V±10%, 50Hz工作电压 DC9V±1V走时精度 0误差额定功耗 <5W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 -10C〜+65°C相对湿度 30%〜95%工作电源 AC220V±10%, 50Hz工作电压 DC9V±1V额定功耗 <5W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°C〜+45°C供电电压 AC220V±10%, 50Hz4. 数字式子钟：环境温度 室内-10°C〜+45°C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：接收通道一一11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 65mmX35mm，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°C；正常工作参数——电压5 (1±0.05) V；电流100mA；功耗100mWDRX时钟显示32GP•驱动图12 GSU-16的硬件接口和软件接口(1)硬件接口GSU-16同时提供12脚接口（J3 ）和5脚接口（J4）本设计中采用5链接口 J4, 各引脚的功能如表1所列。

表1接口编号信号名称功 能1GND电源地2backup in备份电源输入，3V时消耗2 口 A3SD1串行输出4RD1串行输入5+5V主供电电源输入GSU-16的RD1脚为RS232C的通信接口，其逻辑电平为TTL电平这样能够很方便 地与各种单片机连接连接，无须电平转换同时，12脚接口还提供了高精度的秒脉冲输 出，可用于需要更高精度定时服务的测量系统在此，我们仅使用其时钟信息，故只需 在其输出的ASCII数据中直接提取即可2）软件接口GSU-16的通信波特率为4800，1个起始位，8个数据位，1个停止位，无奇偶校验 通常使用NMEA-0183格式输出，数据代码为ASCII码字符GPGGA GPS定位数据 GPGLL地址位置和经纬度 GPZDA日期和时间GPVTG方位角对地速度例如，GPZDA为时间和日期输出语句，其标准格式如下：$ GP ZDAS htlnimss^ xx, xx, xxxx,会hh （CR） （LF）|诸句格式| n月年校验和|对话设备urc时分秒起始引导符又如，$GP GGA为定位导航数据输出语句，其标准格式如下:S GP ZDA, hhmnLSS. axxxaxxv N/S, xxxax.xxx, E/W,十个* 牛丰 + 木 丰|语旬格式|紺度 北纬或南纬 经度东经或西经 对话设备UTC时分秒起始引导符f地理高度| 天线高度便用到的卫星数| 枝验和 建分参再站号托x, xxxs O/ sxxx, m, O/-XKX, m, xxx, xxxx, *hQ(CR)(LF) t丰 "卜差。

数据时龄1-IDOPGPS质量抬示①为未定位」为GP$定位’ 2A差分GPS定位）在具体使用时，可以在收到一条消息后，用软件来判别消息引导头是否为 “$GPZDA”或“$GPGGA”来确认收到的消息正确与否，然后从消息中提取世界时，一定 要注意将提取到的世界时加上8小时才是北京时间，而且软件还必须对16： 00〜24： 00 世界时作相应的处理，以转换为正确的北京日期和时间3应用电路和程序设计在设计该时钟系统时，我们采用的单片机是Motolola公司的MC68HC08的通用芯 片MC68HC908GP32该芯片以它的高性能、低功耗、低价位获得了广泛的应用，其主要 特性为：①32KB片内Flash存储器，具有可编程能力和保密功能；②512B片内RAM；③增强型串行通信口和串行外围接口；④支持C语言其接口电路可按图1设计，程序流程如图2所示单片机初始化程序样例如下：SCBR EQU $0019 SCC1 EQU $0013 SCC2 EQU $0014 SCC3 EQU $0015 SCSI EQU $0016SCS2 EQU $0017 SCDR EQU $0018TEMP EQU $40 ；定义1个字节的临时存储空间ORG $8000 ；定义程序的起始位置INIT： LDA#%00100010；初始化开始STA SCBR ；波特率定义LDA #%01000000STA SCC1LDA #%00001100STA SCC2LDA #%00000000STA SCC3单片机初始化接收I个宇符住味消息芬 是 GPZDA?〉—I接收剩余数疥* 蛊呆址鲍城据START： JSR GETDATA ；接收 1 个字符STA TEMP ；将其存放临时空间CMP #$〃$〃；判是否为“$ ”符，如不是转START；判是否为GPZDA信息模块，如不是则转START重新接收;数据接收与处理模块；时钟驱动与显示模块；返回START重新接收下一组消息GETDATA： BRCLR 5, SCSI, GETDATALDA SCRARTS4结论。