一种卫星时钟同步装置的制作方法

[0001]
本实用新型属于通信处理技术领域，具体涉及一种卫星时钟同步装置。


背景技术：

[0002]
当前，高速公路体系主要由三大系统构成：联网监控系统、联网收费系统和通信系统。三大系统内部各子系统，如电力监控系统、火灾报警系统、事件检测系统、视频监控系统等之间的时间不同步问题越来越突出。特别是我国实施取消省界收费站，实现电子不停车收费后，各种设备时间同步问题越显重要。取消省界站项目核心的设备是etc门架系统，要求具备通行车辆分段计费、流量调查、视频监控、超速筛查等功能，实现所有车辆快速不通车通过和精确计时计费。卫星时钟同步装置就是给这些设备提供标准的卫星同步时间，达到时间标准统一化功能。真实导航卫星条件下，卫星存在闰秒、润年、周数翻转等特殊不可控时间事件，完全依赖卫星时钟而不检查可靠性实则不妥；鉴于卫星时钟同步装置在高速公路系统中的重要性，装置就应该能够自检监控。保证输出授时时间的准确性和可靠性就显得十分的必要。
[0003]
如公开号为cn106502088a的中国发明专利公开了“一种双模授时机”，包括：北斗二代/gps双模接收机模块、电源模块、计数模块、cpu控制模块和输出模块，所述北斗二代/gps双模接收机模块与cpu控制模块相连；所述电源模块包括太阳能电源，分别与北斗二代/gps双模接收机模块、cpu控制模块相连；所述计数模块包括cpld计数器和恒温晶振模块，所述cpld计数器分别与恒温晶振模块、cpu控制模块相连，所述输出模块包括脉冲输出模块、时间报文输出模块和lcd显示模块，脉冲输出模块上设有pps接口、ppm接口和pph接口；所述cpu控制模块分别与脉冲输出模块、时间报文输出模块和lcd显示模块相连。
[0004]
中国实用新型专利cn205539994u；
[0005]
中国发明专利cn107145062a；
[0006]
中国实用新型专利cn209120199u；
[0007]
中国实用新型专利cn209895153u；
[0008]
中国实用新型专利cn210377075u；
[0009]
可以看出，现有技术主要通过接收卫星时钟以及卫星驯服晶振，但不具备内部高精度时钟源以及无法通过秒脉冲驯服恒温晶振。


技术实现要素：

[0010]
本实用新型的目的在于提供卫星时钟同步装置，旨在解决现有技术中无法提供高精度时钟以及根据秒脉冲驯服恒温晶振的缺陷。
[0011]
为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本实用新型通过以下技术方案实现：
[0012]
本实用新型提供了一种卫星时钟同步装置，包括：恒温晶振驯服模块、高精度实时时钟模块、显示模块、核心控制板、授时定位模块、以太网接口和天线，所述恒温晶振驯服模块、高精度实时时钟模块、显示模块、授时定位模块和以太网接口均与核心控制板电连接，
所述与授时定位模块还与天线电连接；
[0013]
所述高精度实时时钟模块包括：芯片u5、电阻r28、电阻r29、电阻r30、电阻r31、电阻r32、电阻r33、电阻r34、电容c49、电容c50、电容c83、二极管d12、三极管q2、电池bt1、接线端tim_rst1、接线端tim_rst2、接线端tim_int、接线端tim_32khz、接线端tim_scl、接线端tim_sda；所述芯片u5的3、5、6、7、8、9、10、11、12号引脚接入地线，芯片u5的1号引脚分别与接线端tim_32khz和电阻r28的一端电连接，电阻r28的另一端接入+3.3v电源；所述芯片u5的3号引脚分别与接线端tim_int和电阻r30的一端电连接，电阻r30的另一端接入+3.3v电源；所述芯片u5的15号引脚分别与接线端tim_sda和电阻r29的一端电连接，电阻r29的另一端接入+3.3v电源；所述芯片u5的16号引脚分别与接线端tim_scl和电阻r31的一端电连接，电阻r31的另一端接入+3.3v电源；所述芯片u5的2号引脚接入+3.3v电源,芯片u5的4号引脚分别与三极管q2的集电极和电容c49的一端电连接，电容c49的另一端分别与三极管q2的发射极、接线端tim_rst2和电容c50的一端电连接，电容c50的另一端分别与三极管q2的基极和电阻r34的一端电连接，电阻r34的另一端与接线端tim_rst1电连接；所述芯片u5的14号引脚与电阻r32的一端电连接，电阻r32的另一端分别与电容c83的一端、电池bt1的正极和电阻r33的一端电连接，电容c83的另一端与电池bt1的负极接入地线，电阻r33的另一端与二极管d12的负极电连接，二极管d12的正极接入+3.3v电源。
[0014]
作为优选，所述恒温晶振驯服模块包括：芯片y3、电阻r85、电阻r86、电阻r87、电阻r88、电阻r89、电阻r90、电容c82、电容c95、电容c98、接线端xtal和接线端vco_adc；所述芯片y3的1号引脚与电阻r90的一端电连接，电阻r90的一端分别与接线端xtal和电阻r89的一端电连接，电阻r89的另一端接入地线；所述芯片y3的2号引脚分别与电容c82的一端和电容c98的一端接入地线，芯片y3的5号引脚与电容c82的另一端、电容c98的另一端接入+5v电源；所述芯片y3的3号引脚分别与电容c95的一端、电阻r85的一端、电阻r87的一端以及电阻r88的一端电连接，电容c95的另一端与电阻r87的另一端接入地线，电阻r85的另一端与接线端vco_adc电连接，电阻r88的另一端接入+3.3v电源。
[0015]
作为优选，所述芯片u5的型号为ds3231，所述三极管q2的型号为mmbt3904。
[0016]
作为优选，所述芯片y3的型号为ocxo。
[0017]
本实用新型的优点：
[0018]
本实用新型提供的卫星时钟同步装置，结构简单，经济性好，可以提供高精度时钟以及根据秒脉冲驯服恒温晶振。
附图说明
[0019]
图1为本实用新型所述的卫星时钟同步装置的结构框图；
[0020]
图2为本实用新型所述的高精度实时时钟模块的电路图；
[0021]
图3为本实用新型所述的恒温晶振驯服模块的电路图。
具体实施方式
[0022]
为了使本实用新型的目的，技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图通过具体实施例对本实用新型进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
[0023]
在本实用新型的实施例中提供了一种卫星时钟同步装置，如图1所示，包括：用于接收卫星信号的天线，天线与授时定位模块电连接，用于将接收到的卫星时钟信号传递给授时定位模块，授时定位模块与主控核心板电连接，授时定位模块解析卫星信号并给主控核心板提供秒脉冲信号；主控核心板还与恒温晶振驯服模块电连接，恒温晶振驯服模块根据核心控制板传输的秒脉冲信号驯服恒温晶振，主控核心板还与高精度实时时钟模块电连接，高精度实时时钟模块给主控核心板提供高精度时间；卫星时钟正常工作时，主控核心板能够收到秒脉冲信号，当卫星时钟异常时，主控核心板无法收到秒脉冲信号，此时，主控核心板切换时钟源到高精度实时时钟模块，由高精度实时时钟模块提供授时；主控核心板还与显示模块电连接，时钟及授时信息通过显示模块进行显示；主控核心板还与以太网接口电连接，用于接入网络进行网络授时；现有技术(cn106502088a、cn205539994u、cn107145062a、cn209120199u、cn209895153u、cn210377075u)中虽然已经公开上述的结构原理以及连接关系，但是还存在无法提供高精度时钟以及根据秒脉冲驯服恒温晶振的缺陷，本实施例的解决方案如下：
[0024]
如图2所示，采用的高精度实时时钟模块包括：芯片u5、电阻r28、电阻r29、电阻r30、电阻r31、电阻r32、电阻r33、电阻r34、电容c49、电容c50、电容c83、二极管d12、三极管q2、电池bt1、接线端tim_rst1、接线端tim_rst2、接线端tim_int、接线端tim_32khz、接线端tim_scl、接线端tim_sda；芯片u5的3、5、6、7、8、9、10、11、12号引脚接入地线，芯片u5的1号引脚分别与接线端tim_32khz和电阻r28的一端电连接，接线端tim_32khz用于对主控核心板输出频率为32.768khz的方波；电阻r28的另一端接入+3.3v电源；芯片u5的3号引脚分别与接线端tim_int和电阻r30的一端电连接，接线端tim_int用于对主控核心板输出秒脉冲方波；电阻r30的另一端接入+3.3v电源；芯片u5的15号引脚分别与接线端tim_sda和电阻r29的一端电连接，电阻r29的另一端接入+3.3v电源；芯片u5的16号引脚分别与接线端tim_scl和电阻r31的一端电连接，接线端tim_sda与接线端tim_scl用于实现芯片u5与主控核心板通信，从芯片u5中读取时钟信息到主控核心板，以及从主控核心板中读取时钟信息到芯片u5进行时钟矫正；电阻r31的另一端接入+3.3v电源；芯片u5的2号引脚接入+3.3v电源,芯片u5的4号引脚分别与三极管q2的集电极和电容c49的一端电连接，电容c49的另一端分别与三极管q2的发射极、接线端tim_rst2和电容c50的一端电连接，电容c50的另一端分别与三极管q2的基极和电阻r34的一端电连接，电阻r34的另一端与接线端tim_rst1电连接；接线端tim_rst1和接线端tim_rst2用于根据主控核心板的信息来控制芯片u5的复位状态；芯片u5的14号引脚与电阻r32的一端电连接，电阻r32的另一端分别与电容c83的一端、电池bt1的正极和电阻r33的一端电连接，电容c83的另一端与电池bt1的负极接入地线，电阻r33的另一端与二极管d12的负极电连接，二极管d12的正极接入+3.3v电源；当电池bt1的电压高于+3.3v时，由电池bt1向芯片u5供电，当电池bt1的电压低于+3.3v时，由+3.3v电源向芯片u5供电。
[0025]
在一些实施例中，采用的恒温晶振驯服模块包括：芯片y3、电阻r85、电阻r86、电阻r87、电阻r88、电阻r89、电阻r90、电容c82、电容c95、电容c98、接线端xtal和接线端vco_adc；芯片y3的1号引脚与电阻r90的一端电连接，电阻r90的一端分别与接线端xtal和电阻r89的一端电连接，芯片y通过接线端xtal输出可调节频率的信号，频率基准为10mhz，卫星通过天线传输的秒脉冲信号与接线端xtal输出的信号之间进行锁频锁相，达到驯服效果；
电阻r89的另一端接入地线；芯片y3的2号引脚分别与电容c82的一端和电容c98的一端接入地线，芯片y3的5号引脚与电容c82的另一端、电容c98的另一端接入+5v电源；芯片y3的3号引脚分别与电容c95的一端、电阻r85的一端、电阻r87的一端以及电阻r88的一端电连接，电阻r88的另一端接入+3.3v电源，电容c95的另一端与电阻r87的另一端接入地线，电阻r85的另一端与接线端vco_adc电连接，接线端vco_adc用于调节芯片y3的1号引脚输出的信号频率，由于卫星通过天线传输的秒脉冲信号与接线端xtal输出的信号之间进行锁频锁相，因此，接线端vco_adc输入的信号用于保持秒脉冲信号与接线端xtal输出的信号之间锁频锁相的关系。
[0026]
在一些实施例中，芯片u5的型号为ds3231，芯片y3的型号为ocxo，三极管q2的型号为mmbt3904。
[0027]
本说明书中针对“一些实施例”、“一个实施例”、或“实施例”等的参考指代的是结合所述实施例所描述的特定特征、结构、或性质包括在至少一个实施例中。因此，短语“在一些实施例中”、“在一个实施例中”、或“在实施例中”等在整个说明书中各地方的出现并非必须指代相同的实施例。此外，特定特征、结构、或性质可以在一个或多个实施例中以任何合适方式组合。因此，结合一个实施例中所示出或描述的特定特征、结构或性质可以整体地或部分地与一个或多个其他实施例的特征、结构、或性质无限制地组合，只要该组合不是非逻辑性的或不能工作。另外，本申请附图中的各个元素仅仅为了示意说明，并非按比例绘制。
[0028]
由此描述了本实用新型的至少一个实施例的几个方面，可以理解，对本领域技术人员来说容易地进行各种改变、修改和改进。这种改变、修改和改进意于在本实用新型的精神和范围内。