[發(fā)明專利]一種基于zigbee通信和北斗雙模授時(shí)的無線校時(shí)系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710127310.3
• 申請(qǐng)日: 2017-02-27
• 公開（公告）號(hào): CN106933093A
• 公開（公告）日: 2017-07-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蔣宏艷;李濤;王會(huì)霞;尹世君
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 河南廣播電視大學(xué)
• 主分類號(hào): G04R20/02
• 分類號(hào): G04R20/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種無線校時(shí)系統(tǒng)，具體涉及一種基于zigbee通信和北斗雙模授時(shí)的無線校時(shí)系統(tǒng)。

背景技術(shù)

隨著衛(wèi)星授時(shí)技術(shù)日趨完善，高精度鐘表大多通過接收衛(wèi)星發(fā)送的授時(shí)信號(hào)進(jìn)行校時(shí)，但是，接收授時(shí)信號(hào)的天線都架設(shè)在戶外，室內(nèi)終端鐘表若要實(shí)施校時(shí)，須在室內(nèi)布置電纜線以傳輸授時(shí)信號(hào)。于是，若要對(duì)室內(nèi)的多個(gè)終端鐘表進(jìn)行同步校時(shí)，須在室內(nèi)布置復(fù)雜的電纜線網(wǎng)絡(luò)以解決校時(shí)信號(hào)的同步傳輸問題。

同時(shí)校時(shí)信號(hào)發(fā)播單元的物理層通常采用窄帶通信體制或多載波通信體制，繞射能力、抗干擾、抗截獲能力均較差，每個(gè)傳感器所采集到的數(shù)據(jù)均不附帶其所在的地理位置信息，需要后期根據(jù)編號(hào)進(jìn)行整理，增加了使用者的工作量，同時(shí)一旦信號(hào)較差或無信號(hào)的地區(qū)時(shí)，便無法完成數(shù)據(jù)的傳輸，使用的局限性很大，通過長(zhǎng)期大量的工程實(shí)踐驗(yàn)證得知，當(dāng)前研究的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議均停留在理論層面，導(dǎo)致實(shí)際網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的實(shí)用性、魯棒性、抗干擾性能均較差，網(wǎng)絡(luò)生存周期較短，無法滿足實(shí)際需求。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述問題，本發(fā)明提供了一種基于zigbee通信和北斗雙模授時(shí)的無線校時(shí)系統(tǒng)。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案為：

一種基于zigbee通信和北斗雙模授時(shí)的無線校時(shí)系統(tǒng)，包括

設(shè)置在室外的接收天線，用于將GPS衛(wèi)星/北斗衛(wèi)星發(fā)射的UTC標(biāo)準(zhǔn)時(shí)授時(shí)信號(hào)由室外接收至室內(nèi)的授時(shí)信號(hào)接收單元；

主控單元，與所述授時(shí)信號(hào)接收單元電連接，依據(jù)所述UTC標(biāo)準(zhǔn)時(shí)授時(shí)信號(hào)產(chǎn)生時(shí)鐘校時(shí)信號(hào)；

校時(shí)信號(hào)發(fā)播單元，與所述主控單元電連接，采用ZigBee自組網(wǎng)絡(luò)實(shí)施室內(nèi)時(shí)鐘校時(shí)信號(hào)發(fā)播；

校時(shí)信號(hào)接收單元，與所述校時(shí)信號(hào)發(fā)播單元無線通信連接，用于接收由校時(shí)信號(hào)發(fā)播單元發(fā)播的時(shí)鐘校時(shí)信號(hào)；

校時(shí)單元，包括主設(shè)備、若干節(jié)點(diǎn)設(shè)備和第三方設(shè)備，所述主設(shè)備與第一個(gè)從節(jié)點(diǎn)設(shè)備連接，每個(gè)的從節(jié)點(diǎn)設(shè)備均與第三方設(shè)備連接；所述主設(shè)備對(duì)與主設(shè)備連接的第一個(gè)從節(jié)點(diǎn)設(shè)備進(jìn)行時(shí)鐘同步；每個(gè)從節(jié)點(diǎn)設(shè)備由上一個(gè)的從節(jié)點(diǎn)設(shè)備通過協(xié)議報(bào)文進(jìn)行實(shí)行授時(shí)；每一個(gè)的從節(jié)點(diǎn)設(shè)備對(duì)與之相連的第三方設(shè)備進(jìn)行時(shí)鐘同步；每一個(gè)從節(jié)點(diǎn)設(shè)備均支持網(wǎng)絡(luò)交換功能，從節(jié)點(diǎn)設(shè)備與從節(jié)點(diǎn)設(shè)備彼此之間手拉手形成級(jí)聯(lián)交換網(wǎng)絡(luò)；

校時(shí)系統(tǒng)參數(shù)優(yōu)化模塊，用于進(jìn)行校時(shí)系統(tǒng)的參數(shù)仿真模擬優(yōu)化；

所述校時(shí)信號(hào)發(fā)播單元包括

傳感器層，由多個(gè)傳感器構(gòu)成，每個(gè)傳感器內(nèi)均安裝有北斗模塊，用于采集目標(biāo)數(shù)據(jù)，所采集到的數(shù)據(jù)依次經(jīng)噪音抑制模塊、增益放大模塊輸出至信息融合匹配層；

信息融合匹配層，用于將每個(gè)傳感器所采集到的數(shù)據(jù)用對(duì)應(yīng)的北斗模塊的定位數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)記后輸出至信息處理層；

信息處理層，由多個(gè)信息處理設(shè)備構(gòu)成，各信息處理設(shè)備作為相應(yīng)的傳感器的上級(jí)設(shè)備，用于對(duì)傳感器上傳的信息進(jìn)行處理，并對(duì)傳感器進(jìn)行控制；

情報(bào)信息融合層，由多個(gè)情報(bào)融合設(shè)備構(gòu)成，作為各信息處理設(shè)備的上級(jí)設(shè)備，用于接收各信息處理設(shè)備上報(bào)的信息，并進(jìn)行融合處理，形成情報(bào)信息；

中繼設(shè)備，基于鏈路最小原則接入由情報(bào)融合設(shè)備、信息處理設(shè)備及傳感器構(gòu)成的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，用于各層之間信息的中繼轉(zhuǎn)發(fā)。

優(yōu)選地，所述校時(shí)系統(tǒng)參數(shù)優(yōu)化模塊包括

數(shù)學(xué)模型建立模塊，用于根據(jù)校時(shí)信號(hào)發(fā)播單元所發(fā)播的數(shù)據(jù)通過Flac3D建立數(shù)學(xué)模型；

虛擬參數(shù)作動(dòng)器，用于驅(qū)動(dòng)參數(shù)變化的，與數(shù)學(xué)模型建立模塊中的各元素建立關(guān)系后，可以在指定的范圍內(nèi)對(duì)參數(shù)進(jìn)行變動(dòng)，從而可以驅(qū)動(dòng)分析方法針對(duì)不同的參數(shù)進(jìn)行計(jì)算求解；

虛擬參數(shù)模塊，用于在數(shù)學(xué)模型中插入各類型的可直接獲取相應(yīng)的結(jié)果或信息的目標(biāo)的邏輯單元；

仿真分析模塊，用于輸入可以分解為設(shè)計(jì)變量、設(shè)計(jì)目標(biāo)和設(shè)計(jì)約束的參數(shù)、算法，并將輸入?yún)?shù)、算法劃分為單元、特性和載荷，分別作用到指定的模塊上；

所述虛擬作動(dòng)器通過循環(huán)執(zhí)行仿真分析模塊輸入的參數(shù)或算法將結(jié)果反饋給仿真分析模塊，所述仿真分析模塊自動(dòng)提取數(shù)據(jù)給虛擬參數(shù)模塊，所述虛擬參數(shù)模塊自動(dòng)顯示數(shù)據(jù)。

優(yōu)選地，所述主設(shè)備包括主設(shè)備的MCU單元、時(shí)鐘源和第一ZigBee自組網(wǎng)絡(luò)接口單元；主設(shè)備的MCU單元為主控單元，主設(shè)備的MCU單元分別與時(shí)鐘源和第一ZigBee自組網(wǎng)絡(luò)接口單元連接。