[實用新型]基于GPS與無線TDMA網(wǎng)絡(luò)的實時時鐘系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201420066859.8
• 申請日: 2014-02-14
• 公開（公告）號: CN203734671U
• 公開（公告）日: 2014-07-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳媛媛
• 申請（專利權(quán)）人: 重慶工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院
• 主分類號: H04B7/26
• 分類號: H04B7/26
• 代理公司: 重慶為信知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 50216
• 代理人: 龍玉洪

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及一種實時授時系統(tǒng)領(lǐng)域，特別涉及基于GPS與無線TDMA網(wǎng)絡(luò)的實時時鐘系統(tǒng)。

背景技術(shù)

隨著電子技術(shù)的發(fā)展，授時技術(shù)和無線技術(shù)的技術(shù)水平越來越高。授時系統(tǒng)的功能就是使鐘表或測量儀器的時鐘與國際標(biāo)準(zhǔn)時間達到精確同步。通常可用原子鐘來保證儀器的時間與國標(biāo)時間達到精確同步，但是原子鐘價格昂貴。常用的授時方法主要有無線電授時、衛(wèi)星授時、網(wǎng)絡(luò)授時等。其中利用導(dǎo)航衛(wèi)星進行物體定位、時鐘授時與同步數(shù)據(jù)采集控制，可以達到傳統(tǒng)測量控制手段所不及的精確程度，這種衛(wèi)星定位授時同步技術(shù)在航空航海、陸上交通、科學(xué)考察、極地探險、地理測量、氣象預(yù)報、設(shè)備巡檢、系統(tǒng)監(jiān)控等方面得到廣泛應(yīng)用。近年來，各大廠商相繼推出許多相關(guān)衛(wèi)星定位授時同步的芯片組與模塊，為設(shè)計出穩(wěn)定可靠的儀表儀器提供很多便捷途徑。

全球定位系統(tǒng)GPS(Global?Positioning?System)是利用導(dǎo)航衛(wèi)星進行測時和測距。是目前最先進，應(yīng)用最廣的衛(wèi)星導(dǎo)航定位授時系統(tǒng)。它不僅具有全球性、全天候和連續(xù)的精確三維定位能力，而且能實時地對運動載體的速度、姿態(tài)進行測定以及精確授時。GPS己成為導(dǎo)航授時技術(shù)現(xiàn)代化的里程碑。

GPS精確授時技術(shù)也在許多領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用，例如，出于安全原因用于金融系統(tǒng)的計算機必須能夠精確記錄每次轉(zhuǎn)賬、交易的精確時間。同樣，用于電信計費的計算機，它不僅要求單機能夠準(zhǔn)確記錄通信的時間，還要求另外城市的計算機能夠保持時間同步，才能保證網(wǎng)間結(jié)算不會出問題。用于精確物理測量獲得科學(xué)數(shù)據(jù)的計算機系統(tǒng)需要知道測量的精確時刻，全自動化工業(yè)系統(tǒng)也需要計算機在正確的時刻發(fā)出控制指令。對同步通信系統(tǒng)，如無線電臺、電視基站，需要計算機在正確的時間建立鏈路連接。授時系統(tǒng)就是使儀器或計算機與國際標(biāo)準(zhǔn)時一間達到精確同步。

精確計時需要使用GPS，但如果每個節(jié)點均采用GPS接收器接收時間的話，時間開銷太大，且成本較高。

實用新型內(nèi)容

為了解決上述問題，本實用新型提出一種準(zhǔn)確，快速，成本低廉的基于GPS與無線TDMA網(wǎng)絡(luò)的實時時鐘系統(tǒng)。

為達到上述目的，本實用新型所采用的具體技術(shù)方案如下：

一種基于GPS與無線TDMA網(wǎng)絡(luò)的實時時鐘系統(tǒng)，其特征在于：包括主站和分站，分站是1至232個，所述主站的主站控制器上設(shè)有GPS接收器和主站TDMA無線網(wǎng)絡(luò)通信模塊；所述分站的分站控制器上設(shè)有分站TDMA無線網(wǎng)絡(luò)通信模塊、時鐘芯片以及數(shù)碼顯示屏，主站的主站TDMA無線網(wǎng)絡(luò)通信模塊和分站的分站TDMA無線網(wǎng)絡(luò)通信模塊進行信號傳輸。

采用上述混合式的實時時鐘系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)主站接收精確時鐘，分站從主站接收GPS時鐘信號，設(shè)置時間，然后依靠內(nèi)部的時鐘芯片進行計時，由于時鐘芯片具有一定的計時精度，所以可以保證在一段時間內(nèi)，誤差處于可以接受的范圍，從而實現(xiàn)精確計時。不用每個分站都設(shè)立GPS接收器，成本和傳統(tǒng)方法相比更加低廉。

更進一步技術(shù)方案是所述主站TDMA無線網(wǎng)絡(luò)通信模塊是nRF905無線模塊；主站控制器是型號為AT89S52的單片機；主站控制器的7位雙向I/O口和nRF905無線模塊TX_EN數(shù)字輸入接口、TRX_CE數(shù)字輸入接口、PWR_UP數(shù)字輸入接口、MISO?SPI輸出接口、MOSI?SPI輸入接口、SCK?SPI時鐘接口、CSN?SPI使能接口相連；主站控制器的接口和nRF905無線模塊的AM數(shù)字輸出接口連接；主站控制器的接口和nRF905無線模塊的DR數(shù)字輸出接口連接；主站控制器的接口和nRF905無線模塊的CD數(shù)字輸出接口連接。

采用上述結(jié)構(gòu)主站控制器均選用AT89S52的單片機，它的應(yīng)用范圍廣，可用于解決復(fù)雜的控制問題，且成本較低。nRF905SE無線模塊采具有使用方便，靈活等特點。單片機通過SPI接收發(fā)送完成讀寫操作。

更進一步技術(shù)方案是所述GPS接收器型號是M-87，GPS接收器的TXA接口和主站控制器的P3.0RXD接口連接；GPS接收器的RXA接口和主站控制器的P3.1TXD接口連接；GPS接收器的RXB接口和主站控制器的接口連接；GPS接收器的TIMEMARK/RESET時鐘/復(fù)位接口和主站控制器的接口連接。

采用上述結(jié)構(gòu)M-87GPS接收器是一個高性能、低功耗、小型的并很容易聯(lián)合的GPS模塊，應(yīng)用范圍廣泛。外形精巧，靈敏性高，可搜尋多達32個衛(wèi)星頻道，能夠快速進行位置修正。