北京嵘峥世纪科技有限公司
gps标准时钟系统
rz-04-2k12
一、标准时钟系统概述：
标准时钟系统，亦简称为gps子母钟系统，基本是由一套母钟和一群子钟组成。在系统运行正常情况下，它一般通过rs485总线结构，由母钟直接向各终端子钟提供标准时间信号，使整个体育场、馆内的时间显示都高度统一、高度精准。
事实上，为保证一定范围内多套时钟走时的相对统一，子母钟这样的系统早已有之。只是经历了长久的技术进步，目前的时钟系统，其属性已经完全进入it信息技术领域，基本与传统钟表行业没多大关系。因此，为确保系统核心时间信息的高精度和无误差，现代子母钟系统，都把母钟接收卫星同步时间信息校时作为一个必要的功能配置。同时，就时钟系统本身的功能来说，也不再局限于为数字式、指针式等时间显示类终端提供授时，而且还可以轻易实现为计算机局域网及其他智能化设施系统提供标准时基。
总结现代子母钟系统技术，其特点可以概括为以下几点：
1.      由于第一时钟源采用的是卫星同步时间信号，因此可确保时间信息无比精准、无比稳定；
2.      在设备正常运行情况下，系统时间准确度永不需要人工调校；
3.      母钟授时范围对象面广泛，它不但包含数字式子钟、指针式子钟及led点阵式子钟，还包含了计算机局域网等其他智能化设施网络终端；
4.      在临时信号失联情况下，母钟及子钟都能进行长时间自守时运行。
5.      通过时钟管理系统可以对各种终端的运行状态进行直接检测、监控、记录。也可以直接对各类子钟进行倒计时、定时控制等功能设定。
二、嵘峥世纪gps标准时钟系统的特点：
子母钟系统的核心是母钟，因此母钟的技术结构高端与否，完全决定了一套系统的技术档次。而嵘峥世纪gps标准时钟系统，正是代表了目前子母钟系统市场的技术最高端产品：
嵘峥世纪gps标准时钟系统母钟的外观，只是一个1u标准的19英寸标准机箱，但它已经集成了gps(或北斗)卫星时间信号接收、同步信号多接口驱动发送、高精度自守时、告警显示及维护等所有功能模块，而且驱动接口类型多样可选、带负载能力强大。由此，以嵘峥世纪gps标准时钟母钟为核心的子母钟系统，其整体结构显得无比简约且功能强大，给日后的运行维护带来了极大的便利。
通常情况下，设计一套典型的嵘峥世纪gps标准时钟时钟系统方案时，你基本可以不考虑母钟的配置，而只需要设计子钟的布点数量和类型即可。
嵘峥世纪gps标准时钟系统的典型拓扑结构图如下：
（图1）
三、体育场、馆子母钟系统的方案及配置：
体育场、馆的子母钟，是为体育比赛及赛场工作人员、运动员、教练、裁判及观众等其他人员提供标准、统一的时间参考的，所以系统的基本架构与在其他行业现场的应用没什么区别。但是针对不同的客户需求，可能在终端子钟产品的选择方面，会增加一些特殊应用的产品，例如倒计时子钟等。
针对不同布局和不同规模的体育场、馆，在具体的时钟系统方案设计时，母钟的备份与否及驱动信号模块的配置、子钟的布点数量及型号配比等，都没有一成不变的原则性，只有对大致设计思路的适用。
3.1 系统结构方案的适用性选择：
嵘峥世纪gps标准时钟系统母钟的高端模块化结构，使一切系统结构方案的选择变得十分简单。无非母钟的单/双备份配置、输出接口随子钟数量的增/减和时钟管理系统的选用与否等。
3.1.1母钟单备份的嵘峥世纪gps标准时钟系统方案：
图（1）
如图所示的hc210时钟系统典型结构，是最实用的一种方案，尤其在100台子钟数量以下的系统中，可以以不变应万变。
一般情况下，我们为嵘峥世纪gps标准时钟母钟标配多路rs485接口，可以为几百、上千台子钟提供授时；同时配置的ntp网络对时接口，可为计算机局域网提供标准时基。
因为嵘峥世纪gps标准时钟系统母钟的所有接口模块都是内置的，所以不需要接口扩展箱之类的外接设备；同样，在嵘峥世纪gps标准时钟子母钟整个系统里，所有子钟与母钟都是以485信号线直连的，中间也无需任何扩展性接口。当然，如果某些现场布线比较复杂，或实际信号传输距离超出了485信号的1200米传输范围，那么也可以考虑增选部分中继子钟做信号接力。
3.1.2母钟双备份的rz-03-2k12系统方案：
如果系统比较大，或业主方明确要求系统母钟做双备份配置，那么只需要把配置的嵘峥世纪gps标准时钟系统母钟由1台改为2台即可，其他一切都无需更改。至于主、备母钟间的连接，以及两套母钟出线的并接方案，这在我们产品出厂时都有标准配置，无需设计方考虑。
母钟双备份的rz-03-2k12时钟系统拓扑结构如下：
图（2）
值得注意的是：rz-03-2k12系统母钟的这种双备份方式，是一种全功能冗余备份。因为其主、备母钟是2套结构完全相同的全功能设备，所有从gps卫星时间信号接收到同步信号驱动输出等一应功能，可以在突发故障时完全自动切换。这与其他类型分立式结构产品中，只能提供基础母钟双备份的功能有本质区别。而事实上，那种分立设备的基础母钟，只相当于我们嵘峥世纪gps标准时钟系统母钟内的自守时模块。
总的来说，不管母钟单/双备份，只要是采用嵘峥世纪gps标准时钟时钟系统方案，我们就不必再考虑那些复杂的分立设备配置，诸如：gps时间信号接收机、母钟、接口扩展箱、时码分配器（或集线器）、ntp网络时间服务器等等。因为嵘峥世纪gps标准时钟系统母钟的技术领先，已经将上述所有功能模块集成在一个1u或2u的机箱内，并且还有很大的负载扩展余地。
3.1.3有关时钟管理系统：
结构图中所示时钟管理系统（或系统的维护终端），在嵘峥世纪gps标准时钟子母钟系统中并非必配。如果系统规模本身比较小，需求功能又比较单一，那么时钟管理系统可以省略。而对于整个系统是否处于同步运行状态，母钟及子钟上都有直观的显示。
但是，如果在体育场、馆内部分区域的子时钟，需要在不确定的时间段设置不同的倒计时显示，例如体育比赛前或文艺演出前的时限提醒等。这种倒计时提醒，需要通过时间管理系统做临时分群、分时段设定。还有，如果系统较庞大，业主需要专门进行运行监控（网管）。在这种情况下，方案里就必须专门配备时钟管理系统。
3.2母钟、子钟的产品型号配置：
3.2.1嵘峥世纪gps标准时钟系统母钟
嵘峥世纪gps标准时钟就是系统母钟的本身型号，所以不用选择，只有1套或2套（双备份）的数量配置之分。当然，如果信号接口数量要求特别大，我们也可以提供rz-03-2k12等其他型号母钟。
图（3）
    一般系统规模不大的方案里，我们提供的嵘峥世纪gps标准时钟系统母钟的默认标配如下：
1.      1路rs485标准时码输出：每路485信号端口，最多可直连式连接32~128个子钟，而且不管是数字式、指针式或点阵式子钟都可以混接在同一路线上。母钟与子钟最远信号传输距离为1200米。超过1200米可增加rs485中继器。
2.      1路ntp标准网络对时接口：可为计算机局域网或其他智能化设施网络系统提供标准时基。ntp标准网络对时接口不需要专用的软件，并且自适应10/100base-tx以太网，对时精度1~50ms，可接受秒访问流量最大1000次。
3.      七个功能按键：在特殊需求下可以调整母钟本身的时间，并可为母钟进行基本设置。
4.      母钟天线的馈线长度一般标配为30米，天线探头通常架设建筑物顶部开阔地带。如果现场实际走线距离超过30米，则可按需增加馈线长度。在馈线长度超过120米时，中间还需加装信号放大器。
3.2.2时钟管理系统
管理系统软件（clocksystem）由我们提供。主机可采用市场主流品牌的pc机、商用机等，但必须具备一路232串口配置。
3.2.3子钟型号的选择：
3.2.3.1  体育场、馆子钟型号的配置选择所遵循的惯例：
ø       在较长走廊中间和看台等地，选择悬挂式双面数字子钟；
ø      在大厅、服务台及会议室等地，选择显示信息相对丰富的双联日历子钟，一般为单面壁挂式；
ø       在普通办公室内，一般选用单面壁挂式单联数字子钟；
ø      在比赛场地等特殊需求场合，可以适当配置一些数量的专用倒计时子钟。但这不是必需的。
ø      一般显示时间的子钟，究竟选择数字式还是模拟指针式子钟，只是各人的审美喜好，没有相关原则性。
3.2.3.2 体育场、馆常用的子钟型号：
ø       rz-03-t52双面数字子钟：六位“时、分、秒”显示或四位时、分显示，字符5led红、5led黄、5led蓝可选。可自动接收母钟同步时间信号，rs485信号接口。与母钟信号失联时，可自动进入自守时运行状态，直至再一次获得信号同步。
ø      rz-03-t31单面双联日历子钟：第一联显示“年、月、日”，3led红色字符；第二联显示“时、分、秒”，3led红色字符。rs485信号接口，自动接受母钟时间同步。与母钟信号失联时，可自动进入自守时运行状态，直至再一次获得信号同步。适合在大厅、服务台及会议室等综合性人流集散地壁挂式安装。
ø       rz-03-r31专用倒计时钟：3led红色字符单面显示，日常显示 “时、分、秒”六位时间信息，并通过485接口自动接受母钟的时间同步。在设定倒计时开始前及开始时，时间显示字符的左侧，会有led点阵字符“预备”和“倒计”提醒，直至本次倒计时结束。rz-03-r31一般安装在场、馆入口处或比赛场地等其他选定地点。倒计时设定由时钟管理系统完成。
ø      rz-03-g40指针式子钟：外观与普通石英钟无异，但在日常运行时通过rs485信号接口自动接受母钟时间同步，只有在信号失联时才会进入独立走时状态。获得再一次时间同步信号时，可自动计算与标准时间的差异，并通过追时、等时等动作调整自身的走时精度。rz-03-g40钟面直径16英寸（40cm）一般为壁挂式。
gps子母钟系统主要技术参数：
1母钟主要技术指标²      标准计时精度      ±1微秒／年
²      自身计时精度      ±0.001秒／天
²       信号传输距离     ≤1200米
²       天线馈线长度     50米
²      天线               具备避雷装置
²      输出接口数量      16个
²      供电电源         交流电220v±20%，50hz
²      mtbf                ≥8万小时
2世界时母钟主要技术指标²      供电电源         交流电220v±20%，50hz
²      自身计时精度      ±0.01秒／天
²      传输距离         ≤1200米
²      输出接口数量      8个
²      mtbf                ≥8万小时
3数显式子钟主要技术指标²      工作电压           交流电220v±20%，50hz
²       自身计时精度        ±0.3秒/天
²      mtbf                ≥8万小时
4指针式子钟主要技术指标²      工作电压           交流电220v±15%，50hz±10%
²       自身计时精度     ±0.3秒/天
²       力矩                800克·厘米
²       mtbf                ≥8万小时
5网管计算机²      cpu              2.8ghz
²      ram          256m
²       硬盘                40g
²       光驱                40倍速
²       软驱                1.44mb
²       显示器           17”彩色显示器
²       输入                101键标准键盘及鼠标器
四、安装及连接布线：
4.1母钟的安装：嵘峥世纪gps标准时钟系统母钟的外形是个19英寸1u标准上架式机箱，通常建议设置在通信机房，和局域网交换机安装在同一服务器机架内。这样安装的好处是，可以将母钟ntp网络对时接口在机柜内直接和局域网交换机对接。
4．2母钟天线的安装：嵘峥世纪gps标准时钟时钟系统产品出厂时，将随设备提供整套天线及配件。一般天线探头需要安装在楼顶露天较开阔地带，其连接馈线的另一头接在母钟背面接线端子上。
4.3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。一般为单面壁挂式和双面悬挂式两种。安装高度通常距地面2.5米。
4.4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端接入嵘峥世纪gps标准时钟母钟的维护端口。
4.5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水晶插头分别接入母钟及网络交换机的相应插口就行。
4.6母钟与子钟的连接：嵘峥世纪gps标准时钟系统母钟与子钟对时的485信号输出接口每一路接口最多可以为32~128个子时钟群提供授时。
4.7 子、母钟485信号线连接中的注意事项：
ø      各路信号线从机房出线时，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。
ø      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。因环境所需确实需要分叉时，应选择使用中继子钟。从中继子钟端子可实现信号分叉和接力。
ø      所有数字子钟、模拟子钟及led点阵式子钟，都可混接在同一路信号线上。但不同走向的子种群，一般建议分别从不同出线端子接出不同走向的485信号线去驱动。
ø      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或rvvp 2x1的型号。
ø      母钟与子钟的最远授时距离一般为1200米。距离不够时，同样可以选择中继子钟进行信号接力。
ø      仔细记录每一个子钟编号所对应的安装地点，这对日后的系统管理及可能的子钟功能临时设定有用。
ø      终接电阻：在每一路信号线的末端，应并接一个120ω阻值的电阻，这对信号传输的可靠性有帮助。
五、电源与功耗：
ø       嵘峥世纪gps标准时钟系统母钟：本地电源 5060hz  85~265vac或110v~220vdc。功耗≤10w。
ø       数字子钟：本地电源  5060hz 85~265vac或110v~220vdc。功耗≤15w。
ø       模拟子钟：本地电源  50hz 220vac。功耗≤5w。
六、综合性总结提要：
系统名称：标准时钟系统，或子母钟系统。
系统及母钟系列型号：嵘峥世纪gps标准时钟。
产品厂家及品牌：嵘峥世纪。
系统构成要素：嵘峥世纪gps标准时钟系统母钟，通信线路，各型终端子钟及时钟管理系统。
系统母钟的备份选择：选择单备份母钟系统方案时，嵘峥世纪gps标准时钟系统母钟配置为1台；选择双备份母钟系统方案时，rz-03-2k12系统母钟配置为2台。其他无需改变。
系统母钟常用接口类型：485信号接口，模块化配置，为子钟提供对时通道；ntp网络对时接口，模块化配置，为计算机局域网等提供网络设施提供对时服务；232接口，固定式配置，为系统维护终端或时钟管理系统提供信号通道。
母钟信号接口的模块化配置：485信号接口默认配置为1路；ntp网络对时接口默认配置为1路。
常用子钟型号推荐：rz-03-t52双面数字子钟，适合在较长走廊中间或看台等地悬挂式安装；rz-03-d31单面双联日历子钟，适合在大厅、服务台及会议室等综合性人流集散地壁挂式安装；rz-03-d31单面数字子钟，适合在普通办公室等较小室内空间壁挂式安装；sa40指针式子钟，可按个人喜好选择,壁挂式安装。有其他特殊需求时，也可选择增配其他型号。
出品:北京嵘峥世纪科技有限公司
地址: 北京石景山区西井路19号3号楼204
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