体育专项设备GPS标准时钟系统

一、系统概述 标准时钟系统应能为赛场工作人员、运动员、观众提供标准的时间，并可为智能化系统提供标准的时间源。该系统的信号接收单元具有接收GPS标准时间信号的功能，为整个系统提供校时信号，消除计时系统的积累误差。该系统还采用了主备母钟热备份、自动切换保护、反馈控制、抗干扰及冗余等技术，是一个高精度、高可靠性的多时钟系统。

 二、系统结构 标准时钟系统由GPS（全球定位报时卫星）校时接收设备、中心时钟（母钟）、时码分配器、数字式子钟、双面子钟、倒计时子钟及系统控制管理计算机和通信连接线路组成，系统具备多中网络拓扑，可采用星型、总线型、自由拓扑型结构；星型结构如下图所示。 

 三、系统特点 ? 保证系统母钟、子钟时间同步 ? 母钟内置GPS卫星信号接收模块 ? 母钟提供脉冲信号，RS-232/RS-485北京时间码信号输出 ? 多规格、多型号子钟满足不同用途需要 ? ? 子钟没有授时信号时，自动切换守时时间 ? ? 自动校正显示时间及守时模块 ? ? 守时模块掉电后，守时10年 ? 系统可采用总线、自由拓扑、星型拓扑结构组网 

 四、系统设备 中心母钟 

 中心母钟的主要功能是作为基础主时钟，接收来自GPS的标准时间信号，将自身的时间精度校准，并分配精确时间信号，通过RS485/网络接口分配给各个场所的子钟，并且通过监控计算机对子母钟系统的主要设备及主要模块进行点对点监控。 由于母钟是整个子母钟系统的中枢部分，其工作的稳定性很大程度上决定了整个系统的可靠性，因此我们充分考虑了系统功能的实现与系统可靠性等综合因素，将其设计为主、备机配置的系统单元，并且主、备机之间可实现自动或手动切换。 中心母钟通过标准RS485接口接收标准时间信号接收盒发送的标准时间信号。标准时间信号接收盒正常工作时，该信号将作为母钟的时间基准；标准时间信号接收单元出现故障时，中心母钟将采用自身的高稳晶振产生的时间信号作为时间基准，向各个子钟发送时间信息，同时向时钟系统网管设备发出告警。 中心母钟能够显示年、月、日、日、星期、时、分、秒等全时标时间信息，可显示所控制的子钟的运行信息。 中心母钟具有统一调整、变更时钟快慢的功能，可通过设置在前面板上的键盘实现对时间的统一调整。 中心母钟通过标准的RS232接口与监控计算机相连，以实现对时钟系统主要设备的维护管理及监控。 中心母钟通过分路输出接口箱定时向各个场所的子钟发送标准时间信号，统一校准各个子钟，同时母钟可接收子钟回送的运行状态信息。当母钟、子钟或传输通道出现故障时，能向时钟系统网管中心发出告警。 中心母钟的主备母钟可以互相检测；母钟时间显示面板除了显示标准时间外，还可以通过键盘操作来监测所带子钟的工作状态，也可以通过设在母钟主机柜的正面板上有规律、均匀分布的数字式状态监视窗口，监视所带子钟的工作状态。 

 子钟 

 各个场所的子钟通过RS485接口，采用直接电缆方式与母钟相连，接收母钟转送的标准时间信号，对自身的精度进行校准，向工作人员及来宾直接显示时间信息。子钟在接收到标准时间信号后，回送自身的工作状态给母钟。 所有子钟均具有独立的计时功能，平时跟踪母钟工作。当母钟出现故障或因其它原因，接收不到标准时间信号时，子钟仍能以自身的精度工作并向时钟系统 管理中心发出告警。此时时钟时间的调整靠键盘来进行。调整键盘配有复位按钮，每个子钟都配有单独的电源开关。 本系统采用的子钟为指针式子钟和数显式子钟两种类型。两种类型子钟具有自动校时功能。当接收到母钟发送来的标准时间信号时，能够以最短距离方式快速调整指针的位置或显示的数字到标准时间。 数字式子钟具有记忆功能，内置实时时钟芯片，停电后可保持数据十年，来电后自动显示正确时间。 数字式子钟采用数码发光二极管显示单元（LED 显示由数字组成的时间信号, 数字式子钟的安装可吊挂、壁挂、装于支柱上等，视场所需要而定。 GPS天线和子钟选型 标准时钟系统的天线均安装在体育场外部，天线直接固定在自带的安装支架上，馈线的保护钢管固定在外墙墙面上。 馈线的保护钢管与建筑物的接地带之间用45X4镀锌扁钢可靠连接，从而与新大楼的总接地网连接，作为防止雷击的保护措施。 电源线采用RVVP3x1.5屏蔽电源线，双向数字信号子钟输出线采用超五类非屏蔽双绞线，通过RS485串行接口与母钟连接。 双面和单面数字式子钟均采用5寸时钟, 双面数字式子钟的尺寸为740×200×140MM，显示 时、分、秒，5英寸红色数码管；单面数字式子钟尺寸为740×200×70MM，显示时、分、秒，5英寸红色数码管； 四．配置明细 序号 名称 品牌 规格型号 参数 单位 数量 1 GPS标准信号接收盒 JOYI JOYI-CK200T 1) 标准计时精度1微秒／年 2) 信号传输距离1000米 3) 接口方式标准RS-422/485 4) MTBF≥6万小时 5) 环境温度-15℃～+60℃ 6) 相对湿度0％～100 7）馈线自带10米 台 1 2 时钟母钟 JOYI JOYI-CK2007 尺寸：483mm*193mm*65mm （长、宽、高） 1) 具备GPS/北斗/上层网授时接口； 2) 母钟标准计时精度：0.001秒／天； 3) 提供NTP/RS422/RS485等校时接口； 4) 具有年、月、日、星期、农历、时、分、秒显示； 5) 采用2.5U 19英寸标准机架式安装方式 6) 时间源和守时源的扩展性良好，可根据工程需求即时自由配置两者的类型和数量。 7）支持并行无扰冗余工作模式 8）支持热插拔操作 9) MTBF：8万小时 10）具备显示接受卫星数量功能 11）具备实时显示子钟在线数量，并且对子钟在线数量设置功能 12）具备自检并且自动切换备用母钟数量功能 13）具备设置时区，设置农历功能 台 1 3 5"单面数字子钟 JOYI JOYI-CK05 时分秒显示，5英寸红色数码管；750*200*60mm（长、宽、厚）重：4.7kg，含壁挂件，独立ID便于管理。 1）工作电压：AC220V±20%，50Hz±10%； 2) 独立计时精度：±0.1秒/天； 3) 显示单元发光强度：≥200cd/m2 4) 对比度≥10:1； 5) LED显示屏可视视角≥±65?； 6) 环境要求：工作温度：-10～＋50℃； 7) 平均无故障时间（MFBF）：≥8万小时 台 30 4 5"双面数字子钟 JOYI JOYI-CK025 时分秒显示，5英寸红色数码管；750*200*180mm（长、宽、厚）11.4kg，含吊装件，独立ID便于管理。 1）工作电压：AC220V±20%，50Hz±10%； 2) 独立计时精度：±0.1秒/天； 3) 显示单元发光强度：≥200cd/m2 4) 对比度≥10:1； 5) LED显示屏可视视角≥±65?； 6) 环境要求：工作温度：-10～＋50℃； 7) 平均无故障时间（MFBF）：≥8万小时 台 5 5 时钟网管系统(时钟监控软件） JOYI JOYI-SNCLK 1)监控时钟系统的运行状态； 2)对子钟的运行状态进行相应的设置； 3）支持NTP服务器设置； 4）对计算机进行卫星校时。 套 1 6 时钟管理工作站 　 　 　 台 1 7 线缆 　 　 电源：RVV3*1.0 信号：RVVP4*1.0 　 　

 1. 安装及连接布线： 1) 母钟的安装：母钟的外形是个19英寸2U标准上架式机箱，可以和网络交换机等其他设备安装在同一服务器机架内，也可以独立平放在其他工作平面上。 2) 母钟天线的安装：母钟天线的两端接口，出厂时已经做好。一般天线探头需要安装在楼顶露天较开阔地带，另一头接在母钟背面接线端子上。天线在楼顶的安装位置及支架示意如图（9）： 图（9） 3) 子钟的安装：子钟的安装根据需要安装的实际地点固定即可。一般为壁挂式和吊挂式两种。 4) 母钟与时钟管理系统的连接：系统出厂时配有专用232连接线，1端接入时钟管理系统电脑主机的232串口，另1端接入母钟（卫星同步时钟）的维护端口。此线的连接，也可由公司派人调试时完成。 5) 母钟与网络的连接：母钟出厂时标配有3米长度的网线，只要将其两端RJ45水晶插头分别插进母钟的NTP网络对时模块相应插口及网络交换机的RJ45口就行。此网线的连接，也可由公司派人调试时完成。 6) 母钟与子钟的连接：母钟的差分485驱动模块具有8对信号输出端，每一对端子可以为最多128个以内的子时钟群提供授时。 7) 子钟485信号线的敷设： ? 各线路从机房出线时，都应从弱电系统线槽内走，应避免和其他照明及动力线路一起。接入就近第一个子钟后，再从该子钟并联引出至下一个子时钟（手拉手方式）。通常引出线接入子钟接线端子时，不能把主干线的屏蔽层剪断。主干线屏蔽层应该有可靠接地。 ? 485信号线宜从头至尾手拉手一根到底，不要有中途分叉出现树形结构。一般建议不同走向的子种群，应该分别从8对出线端子接出不同走向的485信号线去驱动。 ? RS485信号线布线时需要分清A、B线，从头至尾不能搞混，同时不能有其他电源接入。信号线建议采用RVVP 2 x0.75的型号。 ? 如果有模拟子钟，应该与数字子钟分开接在不同的信号线上。 ? 母钟与子钟的最远授时距离一般为1200米。