一种三联智能时钟系统的制作方法

本实用新型涉及时钟技术领域，特别涉及一种三联智能时钟系统。

背景技术：

时间是人类用以描述物质运动过程或事件发生过程的一个参数。而时间指示对于任何一个国家的军事、科学研究和工业生产等等各个方面都发挥着至关重要的作用，与人们的生活和行为息息相关。但是现在市面上大部分轻薄类摆放时钟产品，走时采用实时时钟(Real-Time Clock，RTC)守时模式，RTC具有时钟、日历、闹钟、周期性中断输出、32kKHz时钟输出等功能。

时钟系统主要应用于要求有统一时间进行生产，调度的单位如：电力，机场、轻轨、地铁、体育场馆、酒店、医院、部队、油田、水利工程等领域。大区域时钟系统主要由母钟和多台子钟构成。但现有的时钟系统，运行一定时间后，误差积累会更大，时间精度无法保障，根本无法满足校时要求。另外当时钟系统出现故障时，还需要人为排出故障，时钟系统还不够智能化。

技术实现要素：

鉴于上述问题，本实用新型提供一种三联智能时钟系统，该系统采用统一的外部时钟源授时，可提高时间的精准度；智能母钟通过无线通信模块与监控终端连接，实现监控终端远程维护管理智能母钟和子钟装置，实现了时钟系统的智能化，提高了检测故障的效率。

本实用新型提供一种三联智能时钟系统，包括：监控终端、智能母钟、外部时钟源和子钟装置；其中：

所述智能母钟，包括信号接收模块、无线通信模块、主母钟、备母钟和输出口；

所述智能母钟通过所述信号接收模块与所述外部时钟源连接，接收所述外部时钟源发出的时钟信号；

所述智能母钟通过所述无线通信模块与所述监控终端连接，所述监控终端用于维护管理所述智能母钟和子钟装置；

所述主母钟和备母钟根据所述时钟信号同步时间，并生成同步时间信号；

所述智能母钟通过输出口与所述子钟装置通信连接，将所述时间信号发送给所述子钟装置；

所述子钟装置根据所述时间信号显示时间。

进一步地，所述子钟装置包括底座、支架和顶板；

所述支架呈正方柱体，与所述底座固定连接；所述正方柱体的至少一个侧面设有日晷、指针钟和二进制时钟；所述顶板与所述正方柱顶面连接，且所述顶板的面积大于所述正方柱体顶面面积；

所述日晷钟、指针钟和二进制时钟分别与所述智能母钟的输出口连接。

进一步地，所述日晷钟的面板上具有水平排列且等间距的30组发光二极管。

进一步地，所述指针钟的面板采用LED面光源内照明；

所述指针钟内设与所述LED面光源连接的照明开关，所述照明开关的开关时间及亮度根据外部环境自然光强度自动调节。

进一步地，所述二进制时钟具有电子显示屏；所述显示屏上时分秒的十位二进制显示单元为3个像素点，个位二进制显示单元为4个像素点；其中，点亮的像素点表示二进制数字1，未亮的像素点表示二进制数字0。

进一步地，所述外部时钟源为GNSS卫星系统，包括以下一种或多种：

GPS、Glonass、Galileo和北斗卫星。

进一步地，所述无线通信模块，包括下述一项或多项：

WIFI模块、公众移动通信网通信模块、蓝牙模块、近场通信模块和ZIGBEE模块。

本实用新型提供的技术方案可以包括以下有益效果：

本实用新型提供的一种三联智能时钟系统，该系统采用统一的外部时钟源授时，可提高时间的精准度；智能母钟通过无线通信模块与监控终端连接，实现监控终端远程维护管理智能母钟和子钟装置，实现了时钟系统的智能化，提高了检测故障的效率。

本实用新型的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中：

图1为本实用新型实施例中三联智能时钟系统的结构图；

图2为本实用新型实施例中子钟装置的结构示意图；

附图中：1-监控终端，2-智能母钟，3-外部时钟源，4-子钟装置，21-信号接收模块，22-无线通信模块，23-主母钟，24-备母钟，25-输出口，41-底座，42-支架，43-顶板，44-日晷钟，45-指针钟，46-二进制时钟。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

下面对本实用新型实施例提供的三联智能时钟系统的结构进行详细的说明。

本实用新型实施例提供的三联智能时钟系统，参照图1所示，包括监控终端1、智能母钟2、外部时钟源3和子钟装置4；其中：

智能母钟2，包括信号接收模块21、无线通信模块22、主母钟23、备母钟24和输出口25；

智能母钟2通过无线通信模块22与监控终端1连接，监控终端1用于维护管理智能母钟2和子钟装置4；

智能母钟2通过信号接收模块21与外部时钟源3连接，接收外部时钟源3发出的时钟信号；

主母钟23和备母钟24根据上述时钟信号同步时间，并生成同步时间信号；

智能母钟2通过输出口25与子钟装置4通信连接，将上述时间信号发送给子钟装置4；子钟装置4根据接收到的时间信号显示时间。

上述监控终端可以是手机、平板电脑或者其他便携式终端，这些监控终端可以通过无线网络远程监控智能母钟和子钟装置，实现对整个三联智能时钟系统的智能控制。

本实用新型实施例提供的上述三联智能时钟系统，包括：监控终端、智能母钟、外部时钟源和子钟装置；其中：智能母钟，包括信号接收模块、无线通信模块、主母钟、备母钟和输出口；智能母钟通过信号接收模块与外部时钟源连接，接收所述外部时钟源发出的时钟信号；主母钟和备母钟根据时钟信号同步时间，并生成同步时间信号；智能母钟通过输出口与子钟装置通信连接，将时间信号发送给子钟装置显示时间；本系统通过连接外部时钟源可提高系统时间的精度，智能母钟通过无线通信模块与监控终端连接，实现监控终端远程维护管理智能母钟和子钟装置，实现了时钟系统的智能化，提高了检测故障的效率。

进一步地，上述外部时钟源为GNSS卫星系统，泛指所有的卫星导航系统，包括全球的、区域的和增强的，如美国的GPS、俄罗斯的Glonass、欧洲的Galileo、中国的北斗卫星导航系统，以及相关的增强系统，如美国的WAAS(广域增强系统)、欧洲的EGNOS(欧洲静地导航重叠系统)和日本的MSAS(多功能运输卫星增强系统)等，还涵盖在建和未来要建设的其他卫星；这些外部时钟源可以提供精确的时间；比如可以是东京时间、北京时间、莫斯科时间、巴黎时间、伦敦时间和纽约时间等。

以北斗卫星为例，上述信号接收模块为北斗信号接收装置，该装置以GPS北斗导航卫星为时间基准，时间同步精度20ns，它选用GPS北斗接收机部件进行二次研制开发而成。它可以同时跟踪视场内的24颗GPS北斗卫星，自动选择佳星座进行定时，输出与世界协调时时间同步精度20ns的秒脉冲，按照一定格式经串行口输出日期、时间，供多行业需要时间尺度的各种自动化装置使用。

上述智能母钟，从北斗卫星上获取标准时钟信号信息，内部采用高精度恒温晶振作为守时时钟源，建立时间参考并同步产生IRIG—B码(多模光纤接口)和RS422两种接口对其他设备进行IRIG-B码授时。网络授时接口是基于NTP/SNTP协议，从外部参考上获取标准时钟信号信息，将这些信息通过输出口，为子钟装置提供精确、标准、安全、可靠和多功能的时间服务。

其中，智能母钟由主、备两个母钟组成、两个母钟可以互相切换，主母钟出现故障立即自动切换到备母钟，备母钟全面代替主母钟工作；主母钟恢复正常，备母钟立即切换到主母钟，从而确保三联智能时钟系统的安全不间断运行。

在具体实施时，比如当外部时钟源中断或实效时，智能母钟采用自身高稳晶振产生的精确时钟码守时，继续维持自身及子钟装置降级运行，并通过监控终端发出远程故障告警，当外部时钟信号恢复正常，可自动恢复正常走时状态。上述降级运行是指，当子钟在接收母钟时间码信号(同步时间信号)时精度高，守时精度可达微秒级；当母钟授时信号中断子钟转为自由独立运行时精度低，守时精度为毫秒级。

参照图2所示，智能母钟的无线通信模块可以是下述一项或多项，WIFI模块、公众移动通信网通信模块、蓝牙模块、近场通信模块和ZIGBEE模块。其中，公众移动通信网通信模块，例如通过2G、3G、4G或5G移动通信网络实现的连接，这种方式，可以实现监控终端对智能母钟的远程控制。近场通信模块可以是NFC(Near Field Communication)模块。

进一步地，上述子钟装置4，参照图2所示，包括底座41、支架42和顶板43，支架42用于悬挂日晷钟44、指针钟45和二进制时钟46。为了方便用户在东西南北四个方向均可以看到上述日晷钟44、指针钟45和二进制时钟46所显示的时间，可将支架42制成正方柱体，与底座41固定连接，可在正方柱体的四个侧面均悬挂日晷钟、指针钟和二进制时钟。顶板43与正方柱顶面连接，且顶板的面积大于正方柱体顶面面积，可减少雨水对日晷钟、指针钟和二进制时钟的侵蚀。

其中：日晷是人类古代利用日影测得时刻的一种计时仪器，可表示寓意为过去；指针钟是现在社会常用的计时仪器，可表示寓意为现在；二进制时钟，是一款以二进制为基础的时钟软件与电子显示屏的组合体，可表示寓意为未来。上述三种时钟，分别与智能母钟2的输出口连接。该输出口必须带通信联网功能，即可以是RS422、RS485、CAN总线等接口，可以实现监控终端获取上述三种子钟的工作状态、以及监测子钟与母钟之间的通信信号。

进一步地，参照图2所示，日晷钟44斜标线保留30条，加上垂直标线一条，合计31条。日晷钟除了白天按照日照通过刻度表现指示时间之外，夜间还采用了LED灯照明来指示夜间时间，日晷钟的面板上具有水平排列且等间距的30组发光二级管，从晚上7点到次日早上5点十个小时的时间段内，通过按照时间间隔顺序点亮和熄灭30组LED灯，间隔时间设定为20分钟，可实现将日晷针的影子投射到不同的时间刻度上，从而实现夜间日晷指示时间的目的。

进一步地，参照图2所示，指针钟45为了方便夜间也能清楚的看见时间，该指针钟的面板为亚克力导光板，采用LED面光源内照明，内设与LED面光源连接的照明开关，该照明开关的开关时间及亮度可以根据外部环境自然光强度自动调节。其中：LED灯均匀的分布在亚克力导光板的四周边缘上，该导光板采用激光雕刻技术，将LED的光均匀的传导至导光板各处，夜间也能清晰地看清楚刻度表盘。

进一步地，参照图2所示，二进制时钟46具有电子显示屏；根据时间显示为六位数字，二进制时钟由于时的十位上最大是2，分和秒十位上最大是5(60进位)采用三位二进制像素单元就够了，而个位由于最大是9，需要采用四位二进制像素单元，统一时分秒的十位二进制显示单元全部采用3个像素点，而个位全部采用4个像素点，其中，点亮的像素点表示二进制数字1，未亮的像素点表示二进制数字0。

参照图2所示，日历含义：正方柱形代表春夏秋冬四季；整个十二面显示钟面表示十二个月份；将日晷的斜标线保留30条，加上垂直标线一条，用以表示每月30～31天；二进制时钟由于时的十位上最大是2，分和秒十位上最大是5(60进位)采用三位二进制像素单元就够了，而个位由于最大是9，需要采用四位二进制像素单元，统一时分秒的十位二进制显示单元全部采用3个像素点，而个位全部采用4个像素点，则时分秒位都是7个像素点表示一周七天。

时间含义：柱形三维智能时钟至上而下分别采用了四面日晷钟(已知的最古老的计时仪器)，四面同步指针时钟(代表现代)，四面二进制钟(未来流行时间显示)，是采用二进制进位方式，来体现时分秒，二进制数是一种最小进制算法，也是人机之间最简单的对话语言，比如，当将该子钟装置设立在学校内时，可以培养学子对二进制数的视觉认知习惯。

其中，日晷、指针钟及二进制时钟均有独立的开关电源接入，也内置单独的内部记忆芯片和CPU及晶振等内部时钟电路，当智能母钟信号中断时，可以以自身的内置时钟电路产生时间码继续守时并维持降级使用，同时通过监控终端发出故障提醒，显示故障位置并予以记录。当智能母钟时间源回复正常时，能够自动将自身实践校准到智能母钟源同步，无需人工干预。

其中三联智能时钟系统的控制方法，包括：

S11、对智能母钟接收外部时钟源的时钟信号以及子钟装置接收智能母钟的时间信号的工作状态进行监测；

S12、当监测到时钟信号或时间信号处于中断或失效状态时，监控终端发出故障提醒，并显示故障内容和故障位置。

进一步地，上述方法步骤S12中，当监测到时钟信号或时间信号处于中断或失效状态时，具体包括两种方式：

第一种：当信号接收模块接收外部时钟源的时钟信号处于中断或无效状态时，监控终端检验、调校智能母钟的自走时精度；

第二种：当主母钟、备母钟故障或子钟装置接收智能母钟的时间信号处于中断或无效状态时，监控终端检验、调校子钟装置的自走时精度。

其中，上述故障提醒以下述一种或多种形式发出：声音、振动、光、文字和图案。

比如，智能母钟或子钟装置的故障提醒，可以通过监控终端上的预设的不同的通知铃声来区分。或者在监控终端的屏幕上显示不同的图案以区分是智能母钟的故障提醒还是子钟的故障提醒。或者通过在监控终端屏幕上显示对应的文字提醒：“外部时钟源信号中断！”、“母钟故障，子钟装置无法与智能母钟时间同步”等提示语言来发出提醒。

本实用新型实施例提供的三联智能时钟系统，通过监控终端可以实现对智能母钟接收外部时钟源的时钟信号的工作状态进行监测，以及对智能母钟的无线通信模块、主母钟、备母钟、输出口和子钟装置进行通信信号检测。其中，监控终端以PC机为例，其运行的监控软件比如采用VisualBasic6.0编制而成，可运行于Windows XP及以上操作系统。监控界面采用全中文显示、下拉菜单模式，具有图形化的人机界面，具有优良的开放性和可扩充性，可以很方便地进行需要显示的母钟和子钟设置和配置；比如可以通过ZIGBEE接口与智能母钟相连，具有集中维护功能和自诊断功能，可进行时钟系统一般的性能管理、故障管理、配置管理、安全管理。

具备以下主要功能，包括但不限于以下功能：

1)实时监控：能够监测信号接收模块、无线通信模块、主母钟、备母钟和输出口以及子钟装置等的运行数据、工作状态，并进行相应显示；

2)配置管理：当智能母钟无法获取到外部时钟源发出的时钟信号时，可对主母钟或备母钟进行检验、调校自走时精度；

当子钟装置无法获取到智能母钟的同步时间信号时，可对子钟装置的日晷钟、指针钟和二进制钟进行检验、调校自走时精度；

3)故障管理：当该系统中的设备发生故障时，监控终端发出故障提醒或报警，并可在监控终端主界面上显示主要故障内容及设备位置；故障可定位到智能母钟所包括的部件、子种装置中的任一时钟；另外故障提醒或报警可通过管理员手动操作消除。

4)存储打印：监控终端能够对故障发生类型、故障发生时间、故障恢复时间等信息进行保存，并分类查询，必要时打印输出。

显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。