[發明專利]一種基于BD2/GPS高精度同步時間顯示授時裝置及運行方法在審
| 申請號: | 201510878007.8 | 申請日: | 2015-12-04 |
| 公開(公告)號: | CN105404137A | 公開(公告)日: | 2016-03-16 |
| 發明(設計)人: | 杜海龍;曹顯祥;劉玉祥;湯融;劉亞文;吳曉東;杜航航;劉意 | 申請(專利權)人: | 中國民航大學 |
| 主分類號: | G04R20/02 | 分類號: | G04R20/02 |
| 代理公司: | 天津中環專利商標代理有限公司 12105 | 代理人: | 胡京生 |
| 地址: | 300300 天*** | 國省代碼: | 天津;12 |
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| 摘要: | |||
| 搜索關鍵詞: | 一種 基于 bd2 gps 高精度 同步 時間 顯示 授時 裝置 運行 方法 | ||
1.一種基于BD2/GPS高精度同步時間顯示授時裝置,包括上位機及路由器構成的授時單元,其特征在于:所述同步時間顯示裝置包括設置在裝置框架(19)內的裝置電路,所述裝置電路包括系統控制單元、數據接收單元、溫度數據采集單元、電源單元、信息顯示單元,所述系統控制單元包括微處理器、聲響提示模塊、自動保護模塊,所述信息顯示單元包括協處理器、顯示組件及亮度采集模塊,所述系統控制單元分別與數據接收單元、溫度數據采集模塊、信息顯示單元連接,電源單元為裝置電路的正常運行提供電源;
微處理器是整個裝置控制系統的核心,對接收到來自各個單元的信號指令后對其進行順序處理,然后傳送到相應的單元,使整個系統正常運行;
聲響提示模塊,是針對于整點情況下的報時提示及遇到危險情況下的報警提示,由于裝置對采集的時間信息會顯示,在整點時設計了聲響提示,便于給用戶的提示,而且整點報時,聲響提示模塊也可以通過手動關閉,在當裝置遇到危險情況下也會發生報警提示,給予用戶及時的提示;
自動保護模塊,主要作用是對應于裝置的危險性情況,自動保護模塊會自行啟動把裝置電路斷開,給予及時的保護,減少對裝置的破壞;
數據接收單元:主要由BD2/GPS雙模芯片及天線組成,BD2/GPS雙模芯片中的BD2部分接收來自北斗衛星的數據信號,GPS部分接收來自GPS衛星數據信號,接收到的數據信號發射到系統控制單元的微處理器對數據信號分析處理,提取有效地時間、日期參數信息,時間信息中的年月日、時分秒、農歷數據信息單獨提取及儲存,隨后發送到信息顯示單元,顯示當前時鐘信息,同時,對外授時時有兩種方式:一種是當按壓授時按鈕(6)時,將以上存儲的信息還會通過授時網口(7)、TTL接口(8)、RS232電平接口(9)發送到授時單元;另外一種是不通過授時按鈕,通過上位機設置自動授時時間選擇后,將以上存儲的信息還會通過授時網口(7)、TTL接口(8)、RS232電平接口(9)發送到授時單元;
溫度數據采集單元:主要由BS18B20數字溫度傳感器和熱敏電阻溫度傳感器組成,其主要作用是對當前環境下對溫度的采集,將采集到的溫度信息發送到微處理器,微處理器單元讀取溫度采集單元的原始數據,并進行處理及換算后,將結果送到信息顯示單元顯示溫度;
BS18B20數字溫度傳感器,是將采集的溫度信號轉換為串行數字信號發送到微處理器處理,然后送給信息顯示單元;
熱敏電阻溫度傳感器,將電阻的變化轉換成電壓或電流模擬信號,然后再將模擬信號轉換成數字信號,再由處理器換算出相應溫度,然后送給信息顯示單元;
信息顯示單元:其主要作用是顯示時間、日期、以及溫度信息,并可以根據環境的光照強度來自動調節顯示組件的亮度,用戶也可以根據需求通過手動旋鈕進行亮度調節;
協處理器主要接收來自系統控制單元中微處理器提取到的年月日、時分秒信息及來自亮度采集模塊的光照強度信息;以及來自手動旋鈕的光照強度信息;
控制顯示組件進行年月日、時分秒、農歷、溫度信息的顯示;
顯示組件主要是進行年月日、時分秒、農歷、溫度信息的顯示,其構成形式可以是不同尺寸的數碼管、也可以是LED組成的數碼管或組成的圓形時鐘樣式;
亮度采集模塊主要是進行周圍環境的光照強度信息的采集,將采集的離散光強信息發送給協處理器;
電源模塊:主要作用是為整體裝置各部分的正常運行提供電源,系統中均使用直流電進行電源的供應,電源的輸入接口有兩種形式:一是220VAC電源接口(11),二是12VDC接口(10),兩者是互相獨立的,用戶可以根據情況選擇使用,其中220VAC電源接口輸入的交流電先轉換成12V直流,然后經過隔離模塊后和12VDC接口進行連接,形成一路電源輸入,然后分別進入不同的調壓模塊,進行電壓的變換,供給系統控制單元、數據接收單元、溫度數據采集單元、信息顯示單元使用;
所述裝置框架(19)的前面分別設有時顯示單元(1)、閃爍燈(2)、分顯示單元(3)、秒顯示單元(4)、年顯示單元(12)、月顯示單元(13)、日顯示單元(14)、星期顯示單元(15)、農歷月顯示單元(16)、農歷日顯示單元(17)、溫度顯示單元(18),所述裝置框架(19)的側面分別設有接收天線(5)、授時按鈕(6)、授時網口(7)、TTL接口(8)、RS232電平接口(9)、12VDC接口(10)、220VAC接口(11),裝置框架(19)背面設有四個按鈕,分別是整點報時按鈕(20)、12/24小時制切換按鈕(21)、主led亮度調節(22)和副led亮度調節(23)。
2.一種基于BD2/GPS高精度同步時間顯示授時裝置及運行方法,其特征在于:步驟如下:
第一步,當BD2/GPS高精度同步時間顯示及授時裝置開始運行時,系統控制單元進入系統自檢及初始化的階段,在此階段中,將對裝置整體系統進行自行檢測的S1階段;
第二步,對自檢結果是否正常進行判斷的S2階段,如果判斷結果為“YES”,進入下一步S3階段,否則進入自動保護模塊S10階段以進行自動保護處理,然后結束運行;
第三步,進入信號檢測的S3階段,在此階段中,主要通過天線檢測是否能接收到來自BD2模塊和GPS模塊衛星的信號,然后進入S4階段;
第四步,在信號檢測階段如果判斷結果為“YES”則進入BD2模塊和GPS模塊數據采集的S4階段,如果判斷結果為“NO”則進入S3階段的信號檢測階段;
第五步,對啟動溫度采集指令的S5階段,當系統自檢正常后溫度采集模塊就開始運行,將采集到的數據信息發送到S6階段的微處理器;
第六步,微處理器的S6階段,在此階段中主要是對BD2模塊和GPS模塊檢測到的數據信息進行時間參數信息的提取及對溫度信息的處理,然后進入時間參數信息提取的S7階段和溫度轉換處理的S8階段;
第七步,在時間參數信息提取的S7階段,主要是從處理的數據信息中提取所需的時間參數,然后進入S9亮度信息采集階段;
第八步,溫度轉換處理的S8階段,在此階段中是把采集的溫度信息轉換為標準的攝氏溫度,然后進入S9亮度信息采集階段;
第九步,亮度信息采集的S9階段;通過亮度采集模塊采集的離散環境下的光強來確定顯示單元的亮度強度,然后將采集的信息送入S11協處理器階段;
第十步,在協處理器的S11階段,主要幫助微處理器處理亮度信息模塊部分信息,然后進入S12信息顯示階段;
第十一步,在判斷是否為整點時刻的S13階段,裝置自行檢測,如果檢測結果為
“YES”,則進行聲響提示報時的S14階段,如果檢測結果為“NO”,則在原基礎上繼續計時,進入S15計時階段;
第十二步,在對外設備進行授時的S16階段,然后進入否退出進行判斷的S17階段;
第十三步,對是否退出進行判斷的S17階段;如果判斷是結果為“YES”,則該過程結束,否則回到S16階段的入口處進行下一次授時工作;
BD2/GPS高精度同步時間顯示及授時裝置對外設備授時過程的方法:
1)通信連接,在裝置采集到所需時間參數信息顯示后,將BD2/GPS同步時間通過上位機與服務器進行連接,然后將被授時設備通過路由器與服務器連接;
2)路由器協議,將BD2/GPS同步時間裝置、服務器、被授時設備三種進行連接后,通過修改服務器IP和被授時設備IP,使其IP在同一段;
3)模式選擇,在路由器協議改好后,在上位機上可以選擇授時模式:
a、廣播時間計時;b、暫停計時;c、從暫停狀態恢復,繼續計時;d、從人工設置計時方式調回BD2/GPS方式計時;e、開始計時,恢復正常計時;
具體步驟如下:
第一步,當BD2/GPS高精度同步時間顯示及授時裝置對外進行授時時,進入BD2/GPS高精度同步時間顯示及授時裝置與服務器連接的S1階段;然后進入與上位機連接的S2階段;
第二步,進入上位機連接檢測的S2階段,判斷BD2/GPS高精度同步時間顯示及授時裝置與服務器連接成功,如果判斷結果為“YES”,則進入服務器與路由器連接的S3階段,如果判斷結果為“NO”,則進入S1階段的入口;
第三步,進入服務器與路由器連接的S3階段,然后進入被授時設備與路由器連接S4階段;
第四步,進行被授時設備與路由器連接的S4階段;然后進入修該服務器IP的S5階段;
第五步,進入S5階段后;修該服務器IP與授時設備IP,使其兩個IP在同一段上,然后進入檢測連接狀態的S6階段;
第六步,對以上連接進行檢測的S6階段,通過上位機觀察,如果檢測判斷為“YES”,
則連接成功進入授時模式選擇的S7階段,通過檢測判斷為“NO”,則進入S6
階段入口進行再次連接;
第七步,連接成功后,進入授時形式選擇的S7階段,進行所需授時設備的授時模式選擇,授時形式有兩種,一種是S8階段的手動按鈕授時,另外一種是S9階段的上位機授時;
第八步,當選擇任意一種授時后都進入進行授時的S10階段,完成對被授時設備的時鐘同步授時,然后進入結束階段。
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