數(shù)顯子母鐘系統(tǒng)顧名思義就是一套或者多套母鐘，下屬著多套的子鐘，組成的系統(tǒng)稱之為子母鐘時間系統(tǒng)。子母鐘系統(tǒng)具有走時、操控方便、同步運行等特點。子母鐘系統(tǒng)均采用智能模塊化設(shè)計，與同類產(chǎn)品相比，更突出了操作簡單，安裝方便，運行可靠，使用壽命長，性價比高的特點。時鐘系統(tǒng)主要由時鐘子系統(tǒng)由 GPS 天線、母鐘、傳輸通道、交換機及子鐘組成。
數(shù)顯子母鐘系統(tǒng)用戶需求分析
學(xué)校時鐘系統(tǒng)主要為全學(xué)校的計算機系統(tǒng)及時鐘系統(tǒng)以及其它弱電子系統(tǒng)提供標(biāo)準(zhǔn)的時間源，為考場考試、實驗室、計算機系統(tǒng)等關(guān)鍵部門都可以獲得、統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)時間；子母鐘系統(tǒng)為每個教室、多媒體、圖書館，體育館同步顯示時間的功能，為學(xué)生、老師及工作人員對時間參考，從而使整個學(xué)校提供了標(biāo)準(zhǔn)的時間，保證了整個學(xué)校準(zhǔn)時、安全正常運行。
終端設(shè)備管理軟件可以對時鐘顯示屏進行實時管理，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、時鐘顯示屏、GPS/北斗NTP時間服務(wù)器構(gòu)成，給學(xué)校的各個重要地方提供時間信息。給考試等重要事宜提供標(biāo)準(zhǔn)時間等。
因此,在學(xué)校內(nèi)重要區(qū)域提供一套可靠、經(jīng)濟和有效，能夠提供一個統(tǒng)一的、標(biāo)準(zhǔn)的全校時間的子母鐘系統(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)計指導(dǎo)思想
本時鐘系統(tǒng)選用的時鐘系統(tǒng)，并保證在設(shè)計中：
1)認(rèn)真貫徹執(zhí)行已頒布實施的有關(guān)“規(guī)范"、“標(biāo)準(zhǔn)"，使設(shè)計不偏離規(guī)范化和標(biāo)準(zhǔn)化的軌道，從而保證設(shè)計的水平和質(zhì)量。
2)在滿足功能需求的前提下努力降低工程造價和維護費用。
3)系統(tǒng)設(shè)計應(yīng)本著“可靠、實用 經(jīng)濟"的原則進行。
4)系統(tǒng)操作簡便、可靠，便于擴展和維護，軟件具有提升能力。
5)系統(tǒng)滿足現(xiàn)場條件和環(huán)境，有較強的抗高溫、高濕、臺風(fēng)、電磁能力和防雷、防雨、防塵能力。
子母鐘組成系統(tǒng)
時鐘系統(tǒng)是由一套（母鐘）及若干個子鐘組成。系統(tǒng)還可擴展接口，作為計算機/服務(wù)器或局域網(wǎng)的時間源。其主要作用是為了保證所有系統(tǒng)設(shè)備時間統(tǒng)一和對外顯示時間*一致。
母鐘接收來自 GPS 的標(biāo)準(zhǔn)時間信號，通過傳輸通道將標(biāo)準(zhǔn)時間信號直接傳給各個顯示子鐘，為工作人員提供統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)時間。子鐘通過網(wǎng)口（RJ45）接收 GPS母鐘發(fā)送來的時間信息（信息內(nèi)容：年、月、日、星期、時、分、秒），顯示標(biāo)準(zhǔn)北京時間。
1、中心機房級
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
每臺子鐘均具有獨立的 IP 地址，能夠接收標(biāo)準(zhǔn)的 NTP 時間協(xié)議。一臺母鐘下可帶多臺網(wǎng)絡(luò)子鐘，連接方便。顯示的內(nèi)容為：年、月、日、星期、時、分、秒。安裝方式為壁掛式，為了達到堅固、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)鑲嵌淺色有機玻璃?！澳?、月、日、星期、時、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、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鐘，但是這些時鐘每天會產(chǎn)生數(shù)秒、甚至數(shù)分鐘的自走時誤差。經(jīng)過長期運行，時間偏差會越來越大，導(dǎo)致服務(wù)器之間的時間各不相同，這種偏差在單機中影響不太大，但在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的應(yīng)用中便會引發(fā)嚴(yán)重的問題。從業(yè)務(wù)影響角度講，因為時間的不統(tǒng)一，就無法推斷出業(yè)務(wù)具體發(fā)生時間。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)確的時間，因為時間的不統(tǒng)一，安全相關(guān)工具就會毫無用處。因此對各行業(yè)而言，時間的和統(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)時間統(tǒng)一的要求，保證系統(tǒng)正常運行，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，提供時間校正服務(wù)。同時在各個重要位置部署數(shù)字子鐘。
2. 建設(shè)目標(biāo)
建立GPS北斗時間同步系統(tǒng)后可實現(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)備的時間統(tǒng)一。
2.2為考勤、門禁等關(guān)統(tǒng)提供準(zhǔn)確的時鐘源，可以實現(xiàn)考勤系統(tǒng)與辦公系統(tǒng)的時間*。
2.3可以使各行業(yè)各部門井然有序、協(xié)調(diào)*地進行工作，為各行業(yè)各功能部門之間有機協(xié)調(diào)、密切配合提供標(biāo)準(zhǔn)的和的時間依據(jù)，確保適應(yīng)各行業(yè)各種相關(guān)業(yè)務(wù)高速有序運轉(zhuǎn)的需求，確保各行業(yè)內(nèi)各弱電系統(tǒng)之間時序安全和提供準(zhǔn)確統(tǒng)一的時間追溯依據(jù)。
3. 系統(tǒng)構(gòu)成
本時鐘系統(tǒng)由網(wǎng)絡(luò)時間服務(wù)器（母鐘）、監(jiān)控計算機（包括管理軟件）和子鐘組成。
4. 系統(tǒng)功能
4.1網(wǎng)絡(luò)時間服務(wù)器（型號：K801）
K801主時鐘采可以為計算機網(wǎng)絡(luò)、計算機應(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)庫的保存維護以及硬盤錄像機等智能設(shè)備提供精密的標(biāo)準(zhǔn)時間信號和時間戳服務(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)時間同步信號并顯示時間。
數(shù)顯式子鐘運行是靠自身系統(tǒng)進行，通過實時接收上級設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)同步信號，刷新自身時間指示與上級母鐘保持*。當(dāng)與上級設(shè)備連接中斷或上級設(shè)備發(fā)生故障時，子鐘可以脫離上級設(shè)備單獨運行。上級設(shè)備同步信號恢復(fù)后，子鐘自動與之校準(zhǔn)并刷新自身時間。
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)時間服務(wù)器
GPS時鐘參考模式，一級網(wǎng)絡(luò)時間服務(wù)器，同步精度1μs
用戶終端同步授時精度：1-10ms（局域網(wǎng)典型值）
用戶容量：可支持?jǐn)?shù)萬臺客戶端
NTP請求量：10000次/秒
5.2子鐘
與母鐘的通訊：NTP對時
計時精度：≤1ms
自守時：≤±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)碼管顯示時分秒。
子鐘集成有以下特點
1、高亮數(shù)碼管靜態(tài)顯示，高速攝像機下數(shù)碼管顯示不會有跳動； 告別傳統(tǒng)電壓驅(qū)動,大大延長 LED發(fā)光管的壽命，保證系統(tǒng)長時間運行無明顯發(fā)熱、發(fā)燙現(xiàn)象；
2、可靠性高，授時精度高；能力強使用自動跟蹤校驗技術(shù)，使誤校時幾乎成為不可能。
3、標(biāo)準(zhǔn)化，模塊化設(shè)計，功能模塊限度地采用流 行的標(biāo)準(zhǔn)；
4、上電后自動歸零，在安裝時，子鐘接通電源后，立即自動快速運行至0點后處于等待狀態(tài)；
NTP 網(wǎng)絡(luò)時間服務(wù)器接收 GPS 衛(wèi)星信號，從 GPS 地球同步衛(wèi)星上獲取標(biāo)準(zhǔn)時鐘信號信息，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、可靠和多功能的時間服務(wù)，同
時產(chǎn)生 1PPS（秒信號）同步脈沖信號及串口時間信息，前面板顯示年月日時分秒等信息，是一款實現(xiàn)時間同步的實用時鐘設(shè)備。
母鐘通訊協(xié)議
NTP 同時同步指的是通過網(wǎng)絡(luò)的 NTP 協(xié)議與時間源進行時間校準(zhǔn)。前提條件，時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)與時間服務(wù)器保持同步，NTP 協(xié)議自動判斷網(wǎng)絡(luò)延時，并給得到的數(shù)據(jù)進行時間補償。從而使局域網(wǎng)設(shè)備時間保持統(tǒng)一。
串口：串口時間服務(wù)器接收 GPS 衛(wèi)星信號，從 GPS 地球同步衛(wèi)星上獲取標(biāo)準(zhǔn)時鐘信號信息，產(chǎn)生 1PPS（秒信號）同步脈沖信號及串口時間信息，母鐘輸出的時間信息通過串口發(fā)給子鐘，從而達到時間統(tǒng)一功能。
母鐘的常用時間源有單 GPS 衛(wèi)星、單北斗衛(wèi)星、北斗衛(wèi)星+GPS 衛(wèi)星、單 CDMA 信號、格羅納斯衛(wèi)星這五種信號源。
子母鐘時間系統(tǒng)意義
子母鐘時間系統(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)的移動及固定報時等方面。它是供了準(zhǔn)確的公眾時間，為人們的日常生活提供便利，避免了因時鐘不準(zhǔn)確而帶來的不便。同時，也為 GPS 授時系統(tǒng)的應(yīng)用開拓了一個較好的用途，具有廣泛的現(xiàn)實意義。
母鐘特點：
1、母鐘時鐘系統(tǒng)精度高,同步快。
2、高品質(zhì)的工業(yè)級元件，高水準(zhǔn)的電氣設(shè)計，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、母鐘時鐘系統(tǒng)提供一路 TTL 脈沖信號供時鐘的準(zhǔn)確度指標(biāo)測試。
4、母鐘時鐘系統(tǒng)提供網(wǎng)口輸出，供電力、電信、金融、廣電、交通、安防行業(yè)校時服務(wù)。
5、持單星授時模式，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，便于運行值班人員的日常巡視。
7、母鐘時鐘系統(tǒng)可通過數(shù)碼管顯示跟蹤到的有效衛(wèi)星個數(shù)，在線顯示裝置的收星狀況及工作狀態(tài)。
8、母鐘時鐘系統(tǒng)采用全模塊化即插即用結(jié)構(gòu)設(shè)計，支持板卡熱插拔，配置靈活，維護方便，同時為將來電廠/變電站改造擴建時增加或更改對時信號接口提供了方便。
9、母鐘時鐘系統(tǒng)的機箱為進口鋁板鉻酸鈍化、拉細絲啞銀，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到抗腐蝕的目的，現(xiàn)有黑色機箱和銀白色機箱可供用戶選擇。天線安裝
GPS 衛(wèi)星時鐘裝置天線安裝時，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，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。
GPS 衛(wèi)星時鐘裝置天線應(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為參考， 對障礙物點所成的夾角小于 10 度。
GPS 衛(wèi)星時鐘裝置天線的架設(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，天線頭應(yīng)放在電廠/變電站避雷針避雷范圍內(nèi)。
