专利名称：基于gps/北斗双模授时的无线校时系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及计时技术领域，更具体地说，涉及一种用于对室内各终端钟表校 时的基于GPS/北斗双模授时的无线校时系统。
背景技术：
随着卫星授时技术日趋完善，高精度钟表大多通过接收卫星发送的授时信号进行 校时，但是，接收授时信号的天线都架设在户外，室内终端钟表若要实施校时，须在室内布 置电缆线以传输授时信号。于是，若要对室内的多个终端钟表进行同步校时，须在室内布置 复杂的电缆线网络以解决校时信号的同步传输问题，因此，迫切需求一种适用于室内的可 接收GPS/北斗双模授时的无线校时系统。另外，我国目前可应用的卫星定位系统有GPS系统和北斗系统，基于系统安全等 因素，需要能同时兼容GPS授时和北斗授时的双模授时系统。
实用新型内容本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术中对室内多个终端钟表进行校 时时须在室内布置电缆线的缺陷，提供一种用于对室内各终端钟表校时的基于GPS/北斗 双模授时的无线校时系统。本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是构造一种基于GPS/北斗双模 授时的无线校时系统，包括通过设置在室外的接收天线、将GPS卫星/北斗卫星发射的UTC标准时授时信号 由室外接收至室内的授时信号接收单元；与所述授时信号接收单元电连接、依据所述UTC标准时授时信号产生时钟校时信 号的主控单元；与所述主控单元电连接，采用ZigBee自组网络实施室内时钟校时信号发播的校 时信号发播单元；与所述校时信号发播单元无线通信连接、接收由校时信号发播单元发播的时钟校 时信号的校时信号接收单元；与校时信号接收单元电连接、运用所述校时信号接收单元接收到的时钟校时信号 对室内终端钟表进行校时的校时单元。本实用新型所述的基于GPS/北斗双模授时的无线校时系统，还包括与校时单元 电连接、对校时单元的工作模式进行设置的模式设置单元；所述校时单元的工作模式包括 自动同步校准模式和手动同步校准模式。本实用新型所述的基于GPS/北斗双模授时的无线校时系统，所述校时信号发播 单元包括充当ZigBee自组网络的网络协调点的全功能器件。本实用新型所述的基于GPS/北斗双模授时的无线校时系统，所述校时信号发播 单元包括显示装置。[0014]本实用新型所述的基于GPS/北斗双模授时的无线校时系统，所述校时信号发播 单元中ZigBee自组网络的拓扑结构为星状、网状或树状。本实用新型所述的基于GPS/北斗双模授时的无线校时系统，所述ZigBee自组网 络为无线网格网络。本实用新型所述的基于GPS/北斗双模授时的无线校时系统，所述校时信号接收 单元与校时单元之间采用异步串行通信方式。本实用新型所述的基于GPS/北斗双模授时的无线校时系统，所述校时信号接收 单元与校时单元之间通过硬件接口连接。本实用新型所述的基于GPS/北斗双模授时的无线校时系统，所述终端钟表包括 数显钟表和指针钟表。实施本实用新型的基于GPS/北斗双模授时的无线校时系统，具有以下有益效果 接收由GPS卫星/北斗卫星发射的UTC标准时授时信号并依据其产生时钟校时信号，再采 用ZigBee自组网络技术将时钟校时信号在室内进行传输，从而对室内各终端钟表进行校 时，以实现时间同步。本实用新型的基于GPS/北斗双模授时的无线校时系统，不需要在室内布置复杂 的电缆线网络，且可靠性较高。
下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中图1是本实用新型基于GPS/北斗双模授时的无线校时系统的第一实施例的结构 方框图；图2是本实用新型基于GPS/北斗双模授时的无线校时系统的第二实施例的结构 方框图；图3是本实用新型基于GPS/北斗双模授时的无线校时系统的第三实施例的结构 方框图。
具体实施方式
实施本实用新型的基于GPS/北斗双模授时的无线校时系统，可实现室内各终端 钟表指示时间的同步，且同步精度可达到20nS以内。如图1所示，是本实用新型基于GPS/北斗双模授时的无线校时系统的第一实施例 的结构方框图。本实施例中，该基于GPS/北斗双模授时的无线校时系统包括授时信号接收 单元1、主控单元2、校时信号发播单元3、校时信号接收单元4和校时单元5。其中，授时信 号接收单元1通过设置在室外的天线将GPS卫星/北斗卫星发射的UTC标准时授时信号由 室外接收至室内；主控单元2与所述授时信号接收单元1电连接，依据所述UTC标准时授时 信号产生时钟校时信号；校时信号发播单元3与主控单元2电连接，采用ZigBee自组网络 实施室内时钟校时信号发播；校时信号接收单元4与校时信号发播单元3无线通信连接，接 收由校时信号发播单元3发播的时钟校时信号；校时单元5与校时信号接收单元4电连接， 依据校时信号接收单元4接收到的时钟校时信号对室内各终端钟表进行校时，以实现时间 同步。[0027]如图2所示，是本实用新型基于GPS/北斗双模授时的无线校时系统的第二实施例 的结构方框图。本第二实施例中，与图1所示的第一实施例的区别在于所述基于GPS/北 斗双模授时的无线校时系统还包括与校时单元5电连接、对校时单元5的工作模式进行设 置的模式设置单元6。校时单元5的工作模式包括自动同步校准模式和手动同步校准模式， 通过该模式设置单元6对上述两种工作模式进行选择设置。在自动同步校准模式下，在一个预设定的时刻，如每天早上10点，校时单元5自动 开启，校时单元5依据校时信号接收单元4接收到的时钟校时信号对室内各终端钟表进行 校时。在手动同步校准模式下，可通过模式设置单元6控制校时单元5在任意一个时刻开 启，从而使校时单元5对室内各终端钟表进行校时。本实施例中，模式设置单元6可为一选 择按钮或开关，总之，以能实现工作模式的选择设置为依据。综上，本实用新型的基于GPS/北斗双模授时的无线校时系统中，授时信号接收单 元1接收由GPS卫星/北斗卫星发射的UTC标准时授时信号，该授时信号以NMEA0183语句 的形式，如GPS 授时信号为 $GPZDA，hhmmss. ddd, dd, mm, yyyy, xx, yy*hh<CRXLF>，北斗授时 信号为 $BDZDA，hhmmss. ddd, dd, mm, yyyy, xx, yy*hh<CRXLF>。ZigBee自组网络采用ZigBee技术，ZigBee技术是近年来新兴的一种介于RFID 和蓝牙之间的无线通信技术，它具有低功耗、低成本、低速率、容量大(一个网络最多支 持65535个节点)的特点，完整的ZigBee协议栈由应用层、网络层、MAC层和物理层组 成。ZigBee自组网络工作在IEEE802. 15.4的物理层上，其频段是免费开放的，分别为 2. 4GHz (全球),915MHz (美国)和868MHz (欧洲)，采用ZigBee技术的产品可以在2. 4GHz 上提供250kbit/s (16个信道)、在915MHz提供40kbit/s (10个信道)和在868MHz上提供 20kbit/s (1个信道)的传输速率，传输范围依赖于输出功率和信道环境，介于IOm到IOOm 之间，一般为30m左右。在上述3个不同频段，都采用相位调制技术，具体地，在915MHz和 868MHz频段，采用BPSK的调制技术；在2. 4GHz频段时采用较高阶的QPSK调制技术以达到 250kbit/s的速率，减少了工作时间，降低了功率消耗。本实用新型的基于GPS/北斗双模授 时的无线校时系统可使用2. 4GHz、915MHz、868MHz以及433MHz频段。本实用新型中，校时信号发播单元3中ZigBee自组网络的拓扑结构可为星状、网 状或树状。优选地，上述ZigBee自组网络选用无线网格网络，无线网格网络又称为MESH网 络，MESH网络全部由全功能器件连接而成的，具有更高的可靠性。优选地，校时信号接收单元4与校时单元5之间采用异步串行通信方式。校时信 号接收单元4与校时单元5之间通过硬件接口连接，该硬件接口包括2条电源线、1条信号 发送线和1条信号接收线，均以5VTTL电平形式输出，工作电流一般为700mA 800mA。进一步地，校时信号发播单元3还包括显示装置，对校时信号发播单元3的工作状 态及标准UTC时间等信息进行显示。如图3所示，是本实用新型基于GPS/北斗双模授时的无线校时系统的第三实施例 的结构方框图。本实施例中，该基于GPS/北斗双模授时的无线校时系统主要由无线信号发 射机10和多个接收机组成，该多个接收机以第一接收机21、第二接收机22和第三接收机 23为例进行说明。无线信号发射机10和第一接收机21、第二接收机22和第三接收机23 之间均采用无线通信方式，其中，无线信号发射机10包括授时信号接收单元1、主控单元2和校时信号发播单元3，授时信号接收单元1通过设置在室外的接收天线，接收由GPS卫星 /北斗卫星发射的标准UTC时授时信号；主控单元2与所述授时信号接收单元1电连接，依 据所述标准UTC时授时信号生成时钟校时信号；校时信号发播单元3与主控单元2电连接， 采用ZigBee自组网络实施室内时钟校时信号发播。第一接收机21、第二接收机22和第三 接收机23均包括校时信号接收单元4和校时单元5，校时信号接收单元4与校时信号发播 单元3无线通信连接，接收由校时信号发播单元3发播的时钟校时信号；校时单元5与校时 信号接收单元4电连接，依据校时信号接收单元4接收到的时钟校时信号对室内各终端钟 表进行校时以区域内多终端时钟显示同步，即第一接收机21对钟表1进行校时，第二接收 机22对钟表2进行校时，第三接收机23对钟表3进行校时，最终实现钟表1、钟表2和钟表 3显示时间的同步。当然，可依据实际室内终端钟表的数量设置接收机的数量，每个终端钟 表对应一个接收机。本实用新型中，所述终端钟表可为数显钟表、指针钟表，也可为其它类型的钟表， 如语音播报钟表等。综上所述，本实用新型的基于GPS/北斗双模授时的无线校时系统接收由GPS卫星 /北斗卫星发射的标准UTC时授时信号并依据其生成时钟校时信号，采用ZigBee自组网络 技术实施室内时钟校时信号发播，对室内各终端钟表进行校时，从而实现室内多终端钟表 时间显示同步，并且实现了 GPS/北斗双模授时校时。本实用新型中，并不需要在室内布置 复杂的电缆线网络，且可靠性较高。以上所述仅为本实用新型的实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型 的精神和原则内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本实用新型的保护范围 内。
权利要求一种基于GPS/北斗双模授时的无线校时系统，包括通过设置在室外的接收天线、将GPS卫星/北斗卫星发射的UTC标准时授时信号由室外接收至室内的授时信号接收单元；与所述授时信号接收单元电连接、依据所述UTC标准时授时信号产生时钟校时信号的主控单元；其特征在于，还包括与所述主控单元电连接，采用ZigBee自组网络实施室内时钟校时信号发播的校时信号发播单元；与所述校时信号发播单元无线通信连接、接收由校时信号发播单元发播的时钟校时信号的校时信号接收单元；与校时信号接收单元电连接、运用所述校时信号接收单元接收到的时钟校时信号对室内终端钟表进行校时的校时单元。
2.根据权利要求1所述的基于GPS/北斗双模授时的无线校时系统，其特征在于，还包 括与校时单元电连接、对校时单元的工作模式进行设置的模式设置单元；所述校时单元的 工作模式包括自动同步校准模式和手动同步校准模式。
3.根据权利要求1或2所述的基于GPS/北斗双模授时的无线校时系统，其特征在于， 所述校时信号发播单元包括充当ZigBee自组网络的网络协调点的全功能器件。
4.根据权利要求3所述的基于GPS/北斗双模授时的无线校时系统，其特征在于，所述 校时信号发播单元包括显示装置。
5.根据权利要求1所述的基于GPS/北斗双模授时的无线校时系统，其特征在于，所述 校时信号发播单元中ZigBee自组网络的拓扑结构为星状、网状或树状。
6.根据权利要求5所述的基于GPS/北斗双模授时的无线校时系统，其特征在于，所述 ZigBee自组网络为无线网格网络。
7.根据权利要求1所述的基于GPS/北斗双模授时的无线校时系统，其特征在于，所述 校时信号接收单元与校时单元之间采用异步串行通信方式。
8.根据权利要求1所述的基于GPS/北斗双模授时的无线校时系统，其特征在于，所述 校时信号接收单元与校时单元之间通过硬件接口连接。
9.根据权利要求1所述的基于GPS/北斗双模授时的无线校时系统，其特征在于，所述 终端钟表包括数显钟表和指针钟表。专利摘要本实用新型涉及一种基于GPS/北斗双模授时的无线校时系统，包括接收由GPS卫星/北斗卫星发射的UTC标准时授时信号的接收单元；依据所述UTC标准时授时信号调制生成时钟校时信号的主控单元；采用ZigBee自组网络将时钟校时信号在室内进行传输的校时信号发播单元；接收发播单元传输的时钟校时信号的校时信号接收单元；运用接收到的时钟校时信号对室内终端钟表进行校时的校时单元。本实用新型通过接收由GPS卫星/北斗卫星发射的UTC标准时授时信号，并依据其生成时钟校时信号，再采用ZigBee自组网络技术，将所述时钟校时信号在室内进行传输，从而对室内各终端钟表进行校时，以实现时间同步。
文档编号G04G5/00GK201673377SQ20102019855
公开日2010年12月15日 申请日期2010年5月21日 优先权日2010年5月21日
发明者巫玲坚, 李北, 鲍贤勇 申请人:深圳市飞亚达科技发展有限公司