一種基于bd2/gps高精度同步時間顯示授時裝置及運行方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種基于BD2/GPS高精度同步時間顯示授時裝置及運行方法。主要用于民航機場，還可用于空管模擬機、鐵路、學(xué)校、實驗室、廣告牌等，甚至一些不能接入互聯(lián)網(wǎng)，但是還要求時間同步的場所，比如公安網(wǎng)絡(luò)、專用財務(wù)網(wǎng)絡(luò)等。
【背景技術(shù)】
[0002]在民航機場準(zhǔn)確快速的運行中，機場時間的同步、統(tǒng)一是民航機場高效運行的重要環(huán)節(jié)之一。機場運行高峰期高頻率的飛機起降及滑行，給塔臺、機務(wù)、地勤人員等帶來巨大的壓力，時間上的稍微不同步可能都會帶來不可預(yù)估的后果，所以對民航機場時間同步統(tǒng)一至關(guān)重要。
[0003]目前，在我國機場全網(wǎng)中，時間同步是整個網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)，網(wǎng)絡(luò)若無良好的同步，數(shù)字信息的傳遞就不可避免地會出現(xiàn)誤碼、滑碼等現(xiàn)象。一旦塔臺工作人員發(fā)布的指令時間與實際標(biāo)準(zhǔn)時間不同，可能會造成飛機不能及時進入航線，甚至在高峰期可能引發(fā)飛機碰撞事故?，F(xiàn)在我國民航機場大部分都是采用網(wǎng)絡(luò)授時的方法，時間顯示設(shè)備通過接入互聯(lián)網(wǎng)，讀取互聯(lián)網(wǎng)的時間信息，達到時間同步的目的；這種方法缺點是需要連接互聯(lián)網(wǎng)，布線復(fù)雜，一定程度上會造成信息泄露，存在安全隱患。我國部分民航機場采用單獨的時間顯示設(shè)備，每隔一段時間通過人工調(diào)節(jié)達到管轄區(qū)域內(nèi)的時間同步的目的；這種方法缺點是時間需要定時的進行人工調(diào)節(jié)，費時費力。我國部分民航機場也有衛(wèi)星同步時間系統(tǒng)，但一般都使用獨立的GPS時間，這種時間信號來自美國的衛(wèi)星，有時會出現(xiàn)無法連接衛(wèi)星或跟蹤時間不對等情況。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是:針對民航機場時鐘不同步或同步誤差大，對機場航站樓正常航班通知、塔臺時間指令的發(fā)送、飛機起飛、滑行、降落時接收到的時間指令等時間不同步問題，提供了一種基于BD2/GPS高精度同步時間顯示授時裝置及運行方法。該裝置能夠?qū)γ窈綑C場全網(wǎng)的時間進行高精度同步，增強了系統(tǒng)可靠性、精確性。
[0005]本發(fā)明為實現(xiàn)上述目的，所采用的技術(shù)方案是:一種基于BD2/GPS高精度同步時間顯示授時裝置，包括上位機及路由器構(gòu)成的授時單元，其特征在于:所述同步時間顯示裝置包括設(shè)置在裝置框架內(nèi)的裝置電路，所述裝置電路包括系統(tǒng)控制單元、數(shù)據(jù)接收單元、溫度數(shù)據(jù)采集單元、電源單元、信息顯示單元，所述系統(tǒng)控制單元包括微處理器、聲響提示模塊、自動保護模塊，所述信息顯示單元包括協(xié)處理器、顯示組件及亮度采集模塊，所述系統(tǒng)控制單元分別與數(shù)據(jù)接收單元、溫度數(shù)據(jù)采集模塊、信息顯示單元連接，電源單元為裝置電路的正常運行提供電源；
微處理器是整個裝置控制系統(tǒng)的核心，對接收到來自各個單元的信號指令后對其進行順序處理，然后傳送到相應(yīng)的單元，使整個系統(tǒng)正常運行； 聲響提示模塊，是針對于整點情況下的報時提示及遇到危險情況下的報警提示，由于裝置對采集的時間信息會顯示，在整點時設(shè)計了聲響提示，便于給用戶的提示，而且整點報時，聲響提示模塊也可以通過手動關(guān)閉，在當(dāng)裝置遇到危險情況下也會發(fā)生報警提示，給予用戶及時的提示；
自動保護模塊，主要作用是對應(yīng)于裝置的危險性情況，自動保護模塊會自行啟動把裝置電路斷開，給予及時的保護，減少對裝置的破壞；
數(shù)據(jù)接收單元:主要由BD2/GPS雙模芯片及天線組成，BD2/GPS雙模芯片中的BD2部分接收來自北斗衛(wèi)星的數(shù)據(jù)信號，GPS部分接收來自GPS衛(wèi)星數(shù)據(jù)信號，接收到的數(shù)據(jù)信號發(fā)射到系統(tǒng)控制單元的微處理器對數(shù)據(jù)信號分析處理，提取有效地時間、日期參數(shù)信息，時間信息中的年月日、時分秒、農(nóng)歷數(shù)據(jù)信息單獨提取及儲存，隨后發(fā)送到信息顯示單元，顯示當(dāng)前時鐘信息，同時，對外授時時有兩種方式:一種是當(dāng)按壓授時按鈕時，將以上存儲的信息還會通過授時網(wǎng)口、TTL接口、RS232電平接口發(fā)送到授時單元；另外一種是不通過授時按鈕，通過上位機設(shè)置自動授時時間選擇后，將以上存儲的信息還會通過授時網(wǎng)口、TTL接口、RS232電平接口發(fā)送到授時單元；
溫度數(shù)據(jù)采集單元:主要由BS18B20數(shù)字溫度傳感器和熱敏電阻溫度傳感器組成，其主要作用是對當(dāng)前環(huán)境下對溫度的采集，將采集到的溫度信息發(fā)送到微處理器，微處理器單元讀取溫度采集單元的原始數(shù)據(jù)，并進行處理及換算后，將結(jié)果送到信息顯示單元顯示溫度；
BS18B20數(shù)字溫度傳感器，是將采集的溫度信號轉(zhuǎn)換為串行數(shù)字信號發(fā)送到微處理器處理，然后送給信息顯示單元；
熱敏電阻溫度傳感器，將電阻的變化轉(zhuǎn)換成電壓或電流模擬信號，然后再將模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，再由處理器換算出相應(yīng)溫度，然后送給信息顯示單元；
信息顯示單元:其主要作用是顯示時間、日期、以及溫度等信息，并可以根據(jù)環(huán)境的光照強度來自動調(diào)節(jié)顯示組件的亮度，用戶也可以根據(jù)需求通過手動旋鈕進行亮度調(diào)節(jié)；
協(xié)處理器主要接收來自系統(tǒng)控制單元中微處理器提取到的年月日、時分秒等信息及來自亮度采集模塊的光照強度信息；以及來自手動旋鈕的光照強度信息?？刂骑@示組件進行年月日、時分秒、農(nóng)歷、溫度等信息的顯示；
顯示組件主要是進行年月日、時分秒、農(nóng)歷、溫度等信息的顯示，其構(gòu)成形式可以是不同尺寸的數(shù)碼管、也可以是LED組成的數(shù)碼管或組成的圓形時鐘樣式；
亮度采集模塊主要是進行周圍環(huán)境的光照強度信息的采集，將采集的離散光強信息發(fā)送給協(xié)處理器；
電源模塊:主要作用是為整體裝置各部分的正常運行提供電源，系統(tǒng)中均使用直流電進行電源的供應(yīng)，電源的輸入接口有兩種形式:一是220VAC電源接口，二是12VDC接口，兩者是互相獨立的，用戶可以根據(jù)情況選擇使用，其中220VAC電源接口輸入的交流電先轉(zhuǎn)換成12V直流，然后經(jīng)過隔離模塊后和12VDC接口進行連接，形成一路電源輸入，然后分別進入不同的調(diào)壓模塊，進行電壓的變換，供給系統(tǒng)控制單元、數(shù)據(jù)接收單元、溫度數(shù)據(jù)采集單元、信息顯示單元使用；
所述裝置框架的前面分別設(shè)有時顯示單元、閃爍燈、分顯示單元、秒顯示單元、年顯示單元、月顯示單元、日顯示單元、星期顯示單元、農(nóng)歷月顯示單元、農(nóng)歷日顯示單元、溫度顯示單元，所述裝置框架的側(cè)面分別設(shè)有接收天線、授時按鈕、授時網(wǎng)口、TTL接口、RS232電平接口、12VDC接口、220VAC接口，裝置框架背面設(shè)有四個按鈕，分別是整點報時按鈕、12/24小時制切換按鈕、主led亮度調(diào)節(jié)和副led亮度調(diào)節(jié)。
[0006]一種基于BD2/GPS高精度同步時間顯示授時裝置的運行方法，其特征在于:步驟如下:
第一步，當(dāng)BD2/GPS高精度同步時間顯示及授時裝置開始運行時，系統(tǒng)控制單元進入系統(tǒng)自檢及初始化的階段，在此階段中，將對裝置整體系統(tǒng)進行自行檢測的S1階段；
第二步，對自檢結(jié)果是否正常進行判斷的S2階段，如果判斷結(jié)果為“YES”，進入下一步S3階段，否則進入自動保護模塊S10階段以進行自動保護處理，然后結(jié)束運行；
第三步，進入信號檢測的S3階段，在此階段中，主要通過天線檢測是否能接收到來自BD2模塊和GPS模塊衛(wèi)星的信號，然后進入S4階段；
第四步，在信號檢測階段如果判斷結(jié)果為“YES”則進入BD2模塊和GPS模塊數(shù)據(jù)采集的S4階段，如果判斷結(jié)果為“N0”則進入S3階段的信號檢測階段；
第五步，對啟動溫度采集指令的S5階段，當(dāng)系統(tǒng)自檢正常后溫度采集模塊就開始運行，將采集到的數(shù)據(jù)信息發(fā)送到S6階段的微處理器；
第六步，微處理器的S6階段，在此階段中主要是對BD2模塊和GPS模塊檢測到的數(shù)據(jù)信息進行時間參數(shù)信息的提取及對溫度信息的處理，然后進入時間參數(shù)信息提取的S7階段和溫度轉(zhuǎn)換處理的S8階段；
第七步，在時間參數(shù)信息提取的S7階段，主要是從處理的數(shù)據(jù)信息中提取所需的時間參數(shù)，然后進入S9亮度信息采集階段；
第八步，溫度轉(zhuǎn)換處理的S8階段，在此階段中是把采集的溫度信息轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)的攝氏溫度，然后進入S9亮度信息采集階段；
第九步，亮度信息采集的S9階段；通過亮度采集模塊采集的離散環(huán)境下的光強來確定顯示單元的亮度強度，然后將采集的信息送入S11協(xié)處理器階段；
第十步，在協(xié)處理器的S11階段，主要幫助微處理器處理亮度信息模塊等部分信息，然后進入S12信息顯示階段；
第十一步，在判斷是否為整點