考场电子时钟同步系统及同步方法
【技术领域】
[0001]本发明属于电子计时设备，尤其涉及一种应用于各类考场的电子时钟同步系统。
【背景技术】
[0002]学校每年会组织多场考试，例如英语四六级考试、期中考试、期末考试、计算机等级考试等各类大型考试，由于人数众多，考场分布较广，有时需要分布占用多栋教学楼，并且同一时间不同类型的考试时间也是不同，但整个考试过程以北京时间为开考时间、收试卷时间及其他统一考试规定的时间，因此如何保证每个同类型考场教室的时钟同步，是保障考试顺利进行的重要因素，也是保证考试公平、公正的重要因素。目前使用的考场时钟包括上位机、单元板，上位机与单元板技术连接。存在的问题是在大范围考场(超过50间教室)使用时，由于该考场时钟主要依赖上位机的配置，在连续工作48h后极容易出现误差；使用的单元板在单位工作时间和显示面积下功耗大，且同步性差，导致不同教室的时间不一致，影响考试的正常进行。
【发明内容】
[0003]为了克服现有技术存在的缺陷，本发明的目的是提供一种考场电子时钟同步系统，在大范围使用时，稳定性更好，同步性强，可以有效的应用于大区域考试实际应用。
[0004]考场电子时钟同步系统，包括:
[0005]用于实现时钟校正和考试模式选择自动化的PC上位机时钟控制终端；
[0006]用于显示实时时间且及时提醒的时钟子机；
[0007]所述PC上位机时钟控制终端为一个，其通过主从结构连接多个时钟子机。
[0008]进一步的，所述的时钟子机包括:由单片机主控的时钟驱动模块、第一通讯模块、电源模块、显示模块和语音模块，时钟驱动模块通过驱动芯片与时钟子机控制中枢连接，接收中枢传递的来自第一通讯模块和语音模块的电信号，由电源模块供电，第一通讯模块实现时钟子机与PC上位机时钟控制终端的通讯连接，将实时时间和计时发送于时钟驱动模块，使得时钟子机与PC上位机时钟控制终端实时时钟和计时同步，并实现在考场进行实时报时。
[0009]进一步地，还包括手持式PDA上位机检测终端，内置有通讯模块，其中通讯模块可以为蓝牙模块，用于考前考后对时钟子机进行检修与维护。手持式PDA上位机检测终端避免因总控平台故障而出现的时钟误差，亦可以方便维护与检修；内部嵌有蓝牙模块，既可以单机维修，又可以多机选择性维修，减少了检修费用，方便后期系统的维护保养。
[0010]进一步地，所述的时钟子机还包括第二通讯模块，其中第二通讯模块可以为HC-05蓝牙模块，该模块适用于各种3.3V的单片机系统，可以使用AT指令设置波特率配对、密码用户信息等，在正常模式下，与手持式PDA上位机检测终端的通讯模块相匹配，能够实现主-从、从-从对话，既可以在意外断电时及时启用内部蓄电池，亦可以在单机故障时方便检修；在手持式PDA损坏或者丢失的情况下，亦可以通过安装有HC-PDA-ANDROID.apk文件的Android手机进行紧急通信，执行紧急操作；同时HC-05蓝牙模块的设置，提供了日后系统升级改造空间。
[0011]进一步地，所述的时钟驱动模块的驱动芯片为DS1302芯片，该芯片具有高性能、低功耗、带RAM的特点，它可以对年、月、日、周、时、分、秒进行计时，具有闰年补偿功能，工作电压为2.5V?5.5V ;采用三线接口与CPU进行同步通信，并可采用突发方式一次传送多个字节的时钟信号或RAM数据，提高了计时和显示的精度，还便于系统日后升级扩展。
[0012]进一步地，所述的电源模块采用LM7805芯片，该芯片稳压电源所需的外围元件极少，电路内部还有过流、过热及调整管的保护电路，使用起来可靠、方便，而且价格便宜。
[0013]进一步地，所述的时钟子机还包括锂电池，以锂电池为备用电源，可在断电情况下持续工作。
[0014]进一步地，所述的第一通讯模块为RS485通讯模块，采用目前工作稳定行最好的Max485芯片，通信最高速率可达2.5Mb/s，距离最远可达1.2Km，利用该芯片可组成RS485网络，通信各方实现半双工式的数据交换，能够在大型考点范围内，无延时，无误差的精确同步考试时间。相较于无线WiFi方式的通讯模式，稳定性强，同步性高，适合大型考试考点的时钟要求。
[0015]本发明还提供了一种考场电子时钟同步方法，应用于一台PC上位机控制终端以及至少一台时钟子机，该方法包括下列步骤:
[0016]1)根据考场分布，用手持式PDA上位机检测终端对相应考场教室的时钟子机进行检修，确定时钟子机工作正常；
[0017]2)PC上位机控制终端时间同步及控制，包括以下步骤:
[0018]步骤S101开启PC上位机控制终端，控制终端时钟与北京时间始终同步，并进行计时器复位，若未成功设置时钟或计时器复位，返回重新设置或复位；
[0019]步骤S102PC上位机控制终端选择考试模式，选择自定义考试模式或四六级考试模式或日常考试模式；
[0020]步骤S103PC上位机控制终端与时钟子机进行握手通讯，通过485通讯派发编号于每一个时钟子机，并将考试模式信息、实时时钟与时钟子机同步；
[0021]3)时钟子机时间同步及计时，包括以下步骤:
[0022]步骤S104开启时钟子机，进行时间计时器复位清零，与PC上位机控制终端握手成功后，将本机编号发送至PC上位机控制终端；
[0023]步骤S105与PC上位机控制终端进行时钟和计时器同步，根据PC上位机控制终端发送的考试模式，设置定时时间和语音时间，考试开始后开始计时。
[0024]与现有技术相比，优点是；
[0025]1、不仅成本低，稳定性好，可靠性高，准确快速的同步时钟和计时，在同等显示面积的条件下，功耗更低，便于学校长时间使用；
[0026]2、包含了以往教学时钟的各项功能，重点适合大型考点的环境，智能化的选择合适的考试模式，并且及时反馈准确的考场时间和考场提醒；
[0027]3、在兼顾以往教学用电子时钟实时教学用时钟的基础上，在整个系统通讯手段采用RS-485通讯，能够在大型考点范围内，无延时，无误差的精确同步考试时间。
【附图说明】
[0028]下面结合附图对本发明作进一步说明。
[0029]图1是考场电子时钟同步系统的结构示意图；
[0030]图2是本发明时钟子机的时钟驱动模块电路；
[0031]图3是本发明时钟子机的第一通讯模块电路；
[0032]图4是本发明时钟子机的语音模块电路；
[0033]图5是本发明时钟子机的显示模块电路；
[0034]图6是本发明时钟子机的电源模块电路；
[0035]图7是本发明时钟子机的第二通讯模块电路；
[0036]图8是本发明PC上位机控制终端时间同步及控制流程图；
[0037]图9是本发明时钟子机时间同步及计时流程图。
[0038]图中:1-PC上位机时钟控制终端、2-手持式PDA上位机检测终端、3_时钟子机。
【具体实施方式】
[0039]下面结合实施例对本发明作进一步的描述。
[0040]由图1至图4可以看出，考场电子时钟同步系统，包括:
[0041]用于实现时钟校正和考试模式选择自动化的PC上位机时钟控制终端1 ;
[0042]用于显示实时时间且及时提醒的时钟子机3 ;
[0043]所述PC上位机时钟控制终端为一个，其通过主从结构连接多个时钟子机。
[0044]在本实施例中，所述的时钟子机3包括:由单片机主控的时钟驱动模块、第一通讯模块、电源模块、显示模块和语音模块，时钟驱动模块通过驱动芯片与时钟子机控制中枢连接，接收中枢传递的来自第一通讯模块和语音模块的电信号，由电源模块供电，第一通讯模块实现时钟子机与PC上位机时钟控制终端的通讯连接，将实时时间和计时发送于时钟驱动模块，使得时钟子机与PC上位机时钟控制终端实时时钟和计时同步，并实现在考场进行实时报时。
[0045]在本实施例中，还包括手持式PDA上位机检测终端2，内置有通讯模块，其中通讯模块可以为蓝牙模块，用于考前考后对时钟子机进行检修与维护。手持式PDA上位机检测终端避免因总控平台故障而出现的时钟误差，亦可以方便维护与检修；内部嵌有蓝牙模块，既可以单