一种GPS太阳能电子时钟的制作方法

本实用新型涉及智能时钟技术领域，具体的说是一种GPS太阳能电子时钟。

背景技术：

随着对时间的要求越来越精确，人们创造了时钟。现在，电子时钟更是人类最基本，最必不可少的一个工具。在上个世纪，电子时钟大多数采用的是分离元件。而这样制造出来的电子时钟体积庞大，使用起来也很麻烦。随着科技和电子行业的飞速发展，现在的电路都是高度集成的，不仅节约空间资源，成本也很低。电子时钟给我们的生活带来了更多的便利。

人们通过时钟更清晰地知道哪一个时间段该做什么事，合理规划工作时间和作息时间，提高工作效率。随着社会的进步和科技的发展，人们对于时间的精确要求由于工作需求进一步提高，引入GPS自动授时，实现更高精度的时间校对，有助于让操作者减轻工作压力，提高工作效率；此外，为了适应在特殊场合和环境中的需要，在时钟上加装各种其他功能的模块，可以使得时钟更加智能化，人们的生活更加便捷。

技术实现要素：

基于上述问题，本实用新型实施公开了一种GPS太阳能电子时钟。

本实用新型是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：

一种GPS太阳能电子时钟，它包括外壳体1和时钟盘2，其特征在于，所述外壳体1呈正方体，所述外壳体1的一侧面内设有时钟盘2，所述时钟盘2呈圆形，所述时钟盘2的上表面安装有尺寸与时钟盘2相匹配的LED屏3，所述外壳体1的四个角各设有一元件块4，所述元件块4位于时钟盘2外部。

其中，所述元件块4中的两个分别设有GPS模块5和太阳能电源模块6。

所述元件块4中的另两个分别设有无线通讯模块、位移传感模块、温度传感模块、蓝牙模块中的任意两个。

进一步地，所述时钟盘2内设有干扰屏蔽模块201、时间测量模块202、卡尔曼滤波模块203、压控振荡器204、分频器205以及本地时钟206，所述GPS模块5连接至干扰屏蔽模块201，所述干扰屏蔽模块201连接至时间测量模块202，所述时间测量模块202连接至卡尔曼滤波模块203，所述卡尔曼滤波模块203连接至压控振荡器204，所述压控振荡器204通过分频器205连接至本地时钟206，所述压控振荡器204还连接返回至时间测量模块202。

进一步地，所述时间测量模块202包括同步器2021，所述同步器2021连接至锁存器2024，所述同步器2021还通过延迟内插器2022和直接计数器2023连接至锁存器2024。

本实用新型的积极进步效果在于：采用GPS授时，使得本地时钟同步于GPS秒脉冲，本地同步时钟可达到GPS时钟的精度。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图；

图2为本实用新型中时钟盘的结构示意图；

图3为本实用新型中时间测量模块的结构示意图。

附图标记

1外壳体；

2时钟盘；

201干扰屏蔽模块；

202时间测量模块；

2021同步器；

2022延迟内插器；

2023直接计数器；

2024锁存器；

203卡尔曼滤波模块；

204压控振荡器；

205分频器；

206本地时钟；

3LED屏；

4元件块；

5GPS模块；

6太阳能电源模块。

具体实施方式

下面结合实施例及附图，对本实用新型作进一步的详细说明，但本实用新型的实施方式不仅限于此。

本实用新型旨在提供一种GPS太阳能电子时钟，它包括外壳体1和时钟盘2，其特征在于，所述外壳体1呈正方体，所述外壳体1的一侧面内设有时钟盘2，所述时钟盘2呈圆形，所述时钟盘2的上表面安装有尺寸与时钟盘2相匹配的LED屏3，LED屏3上的时针与分针具有不同颜色，所述外壳体1的四个角各设有一元件块4，所述元件块4位于时钟盘2外部。

具体实施时，所述元件块4中的两个分别设有GPS模块5和太阳能电源模块6。

具体实施时，所述元件块4中的另两个分别设有无线通讯模块、位移传感模块、温度传感模块、蓝牙模块中的任意两个，用户可根据需求进行灵活组合，可以手动调整进行组装拆卸，共实现5~6种不同功能的智能时钟。

需要说明的是，将GPS模块5等各元器件放入元件块4的具体实现方式可以有多种，包括但不限于嵌入、扣接等等，由于并不属于本实用新型保护的重点，因此，这里不再详述，具体可参照已有技术中的实现方式。

具体实施时，所述时钟盘2内设有干扰屏蔽模块201、时间测量模块202、卡尔曼滤波模块203、压控振荡器204、分频器205以及本地时钟206，所述GPS模块5连接至干扰屏蔽模块201，所述干扰屏蔽模块201连接至时间测量模块202，所述时间测量模块202连接至卡尔曼滤波模块203，所述卡尔曼滤波模块203连接至压控振荡器204，所述压控振荡器204通过分频器205连接至本地时钟206，所述压控振荡器204还连接返回至时间测量模块202。

GPS时钟采用u-blox公司生产的LEA-5授时接收机，秒脉冲信号精度有效值可以达到30ns；由于要设计出精确的本地时钟，一般的石英振荡器不符合要求，优选采用俄罗斯Morion公司的恒温压控晶振MV197。

如图2所示，GPS模块5输出的秒脉冲经过干扰屏蔽模块201后，滤除由于噪声干扰产生的伪秒脉冲，用10MHz恒温晶振输出的时钟脉冲对GPS秒脉冲进行时间测量，差值为相位差，时间测量模块202等同于鉴相器的功能，粗略测量和精细测量相结合。相位差经过卡尔曼滤波模块203滤波后，消除相位差的抖动。当环路稳定锁定后，本地时钟模块的秒部分由分频得到的本地PPS（每秒脉冲数）控制，秒以下的部分由校频后的压控振荡器204输出的10MHz时钟脉冲计数得到，这样就有利于得到同步GPS时钟的本地同步时钟。

传统的时间测量模块202由RS触发器以及计数器串联构成，RS触发器通过锁存u1和u2信号得到两者的时间间隔，计数器在u1和u2信号时间间隔的时间内计数。假定计数时钟设定为10MHz，待测量信号为GPS脉冲，频率为1Hz，工作频率为10MHz，故计数器测量精度为100ns，这样计数器的分辨率需要达到24bit，RS触发器以及计数器串联构成的测量器达不到系统测量精度的要求。

具体实施时，如图3所示，为了达到±1ns测量精度的设计目标，本实用新型对触发器-计数器结构进行改进，100ns以上的时间间隔使用同步器2021进行粗略测量，而低于100ns的短时间间隔利用进位链延迟单元设计成延迟线内插器2022进行精细测量。一个进位链的延时单元为0.2ns，短时间间隔的精细测量计数器分辨率提高到33bit。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型具体实施只局限于上述这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。