專利名稱：衛(wèi)星授時系統(tǒng)的網絡時鐘守時裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及網絡授時技術，特別是涉及一種衛(wèi)星授時系統(tǒng)的網絡時鐘守時裝置的技術。
背景技術：
很多電信系統(tǒng)、電力系統(tǒng)、軍工系統(tǒng)都設有GPS衛(wèi)星信號接收模塊，并通過GPS衛(wèi)星信號接收模塊接收GPS衛(wèi)星信號，根據(jù)接收到的GPS衛(wèi)星信號中的PPS (秒脈沖)信號實現(xiàn)系統(tǒng)授時及網絡時鐘同步。但是，當GPS衛(wèi)星發(fā)生通信故障時，這些系統(tǒng)中的GPS衛(wèi)星信號接收模塊會無法正常接收到GPS衛(wèi)星信號中的PPS (秒脈沖)信號，從而影響到系統(tǒng)授時及網絡時鐘同步，從而影響到系統(tǒng)的正常運行，嚴重時會導致系統(tǒng)癱瘓。
發(fā)明內容
針對上述現(xiàn)有技術中存在的缺陷，本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種能在無法正常接收到衛(wèi)星信號時，保障系統(tǒng)授時及網絡時鐘同步，從而保障系統(tǒng)的正常運行的衛(wèi)星授時系統(tǒng)的網絡時鐘守時裝置。為了解決上述技術問題，本發(fā)明所提供的一種衛(wèi)星授時系統(tǒng)的網絡時鐘守時裝置，所述衛(wèi)星授時系統(tǒng)中設有用于接收衛(wèi)星授時信號的衛(wèi)星信號接收模塊，所述衛(wèi)星信號接收模塊設有用于輸出PPS信號的PPS信號輸出端，及用于輸出時間碼信息的串行通信接口，其特征在于該裝置包括石英晶體振蕩器、單片機；
所述石英晶體振蕩器設有用于輸出CLK信號的CLK信號輸出端，及用于接收其工作電壓調控信號的壓控信號輸入端；
所述單片機設有PPS信號輸出端、PPS信號輸入端、CLK信號輸入端、壓控信號輸出端， 并設有并行數(shù)據(jù)接口，其PPS信號輸入端接到衛(wèi)星接收模塊的PPS信號輸出端，其CLK信號輸入端接到石英晶體振蕩器的CLK信號輸出端，其壓控信號輸出端經一數(shù)模轉換模塊接到石英晶體振蕩器的壓控信號輸入端，其并行數(shù)據(jù)接口經一串并行通信模塊接到衛(wèi)星接收模塊的串行通信接口。進一步的，所述衛(wèi)星信號接收模塊是GPS衛(wèi)星信號接收模塊。本發(fā)明提供的衛(wèi)星授時系統(tǒng)的網絡時鐘守時裝置，利用單片機檢測判斷衛(wèi)星信號有否異常，并在檢測出衛(wèi)星信號異常時通過單片機、石英晶體振蕩器等部件的配合輸出本地的PPS信號，來保障系統(tǒng)授時及網絡時鐘同步，能保障系統(tǒng)的正常運行。
圖I是本發(fā)明實施例的衛(wèi)星授時系統(tǒng)的網絡時鐘守時裝置的結構框圖。
具體實施方式
以下結合
對本發(fā)明的實施例作進一步詳細描述，但本實施例并不用于限制本發(fā)明，凡是采用本發(fā)明的相似結構及其相似變化，均應列入本發(fā)明的保護范圍。如圖I所示，本發(fā)明實施例所提供的一種衛(wèi)星授時系統(tǒng)的網絡時鐘守時裝置，所述衛(wèi)星授時系統(tǒng)中設有用于接收衛(wèi)星授時信號的衛(wèi)星信號接收模塊，所述衛(wèi)星信號接收模塊設有用于輸出PPS (秒脈沖)信號的PPS信號輸出端，及用于輸出時間碼信息的串行通信接口，其特征在于該裝置包括石英晶體振蕩器(0CX0)、單片機；
所述石英晶體振蕩器(OCXO)設有用于輸出CLK (時鐘)信號的CLK信號輸出端,及用于接收其工作電壓調控信號的壓控信號輸入端；
所述單片機設有PPS (秒脈沖)信號輸出端、PPS (秒脈沖)信號輸入端、CLK (時鐘)信號輸入端、壓控信號輸出端，并設有并行數(shù)據(jù)接口，其PPS信號輸入端接到衛(wèi)星接收模塊的 PPS信號輸出端，其CLK信號輸入端接到石英晶體振蕩器的CLK信號輸出端，其壓控信號輸出端經一數(shù)模轉換模塊(DA)接到石英晶體振蕩器的壓控信號輸入端，其并行數(shù)據(jù)接口經一串并行通信(UART )模塊接到衛(wèi)星接收模塊的串行通信接口。本發(fā)明實施例中，所述衛(wèi)星信號接收模塊為現(xiàn)有技術，具體為GPS衛(wèi)星信號接收模塊。本發(fā)明實施例適用于衛(wèi)星授時系統(tǒng)的網絡時鐘守時，其工作原理如下
衛(wèi)星信號接收模塊接收來自衛(wèi)星的包含有PPS (秒脈沖)信號及時間碼信息的授時信息，并從其PPS信號輸出端輸出PPS信號，從其串行通信接口輸出時間碼信息；
單片機從其PPS信號輸入端接收衛(wèi)星信號接收模塊輸出的PPS信號，通過串并行通信模塊接收衛(wèi)星接收模塊輸出的時間碼信息，并根據(jù)收到的時間碼信息判斷衛(wèi)星接收模塊輸出的PPS信號是否與衛(wèi)星同步，如果判斷結果為衛(wèi)星接收模塊輸出的PPS信號與衛(wèi)星同步， 則從單片機的PPS信號輸出端輸出來自衛(wèi)星接收模塊的PPS信號，反之則從單片機的PPS 信號輸出端輸出本地的PPS信號；
單片機通過其CLK信號輸入端接收石英晶體振蕩器輸出的CLK (時鐘)信號，并根據(jù)接收到的CLK信號生成本地的PPS信號，單片機實時計算接收到的CLK信號的脈沖頻率，并根據(jù)計算出的CLK信號的脈沖頻率，從壓控信號輸出端輸出相應的壓控信號來控制石英晶體振蕩器的工作電壓，石英晶體振蕩器根據(jù)其工作電壓調整其CLK信號輸出端輸出的CLK信號的脈沖頻率。本發(fā)明實施例中，單片機內預先設定有一個每秒標準脈沖量，及兩個調整界值、兩個單位計時長度，所述兩個調整界值分別為第一調整界值、第二調整界值，所述兩個單位計時長度分別為第一單位計時長度、第二單位計時長度，所述第一單位計時長度的時長小于第二單位計時長度；單片機控制石英晶體振蕩器調整CLK信號脈沖頻率的方法如下
O單片機開始一個新的第一單位計時長度的計時；
2)單片機在當前第一單位計時長度內對石英晶體振蕩器輸出的CLK信號的脈沖數(shù)量值進行計數(shù)；
3)根據(jù)第一單位計時長度及每秒標準脈沖量，得出第一單位計時長度內的標準脈沖
將單片機在當前第一單位計時長度內收到的CLK信號的脈沖數(shù)量記為A，第一單位計時長度內的標準脈沖量記為C，第一調整界值記為E ；當A < C時，單片機即增大輸出的壓控信號值，使石英晶體振蕩器的工作電壓加大，使得石英晶體振蕩器輸出的CLK信號的脈沖頻率增加，然后再轉至步驟I ;
當A > C且(A-C) > E時，單片機即減小輸出的壓控信號值，使石英晶體振蕩器的工作電壓減小，使得石英晶體振蕩器輸出的CLK信號的脈沖頻率減小，然后再轉至步驟I ;
當A > C且(A-C) ( E時，轉至步驟4 ;
4)單片機開始一個新的第二單位計時長度的計時；
5)單片機在當前第二單位計時長度內對石英晶體振蕩器輸出的CLK信號的脈沖數(shù)量值進行計數(shù)；
6)根據(jù)第二單位計時長度及每秒標準脈沖量，得出第二單位計時長度內的標準脈沖
將單片機在當前第二單位計時長度內收到的CLK信號的脈沖數(shù)量記為B，第二單位計時長度內的標準脈沖量記為D，第二調整界值記為F ；
當B < D時，單片機即增大輸出的壓控信號值，使石英晶體振蕩器的工作電壓加大，使得石英晶體振蕩器輸出的CLK信號的脈沖頻率增加，然后再轉至步驟I ;
當B > D且(B-D) > F時，單片機即減小輸出的壓控信號值，使石英晶體振蕩器的工作電壓減小，使得石英晶體振蕩器輸出的CLK信號的脈沖頻率減小，然后再轉至步驟4 ；
當B > D且(B-D) < F時，單片機對石英晶體振蕩器輸出的CLK信號脈沖頻率的控制調整結束。本發(fā)明實施例中，在單片機內預先設定的每秒標準脈沖量為60M (兆)個脈沖，第一單位計時長度為128秒，第二單位計時長度為1024秒，第一調整界值為10個，第二調整界值為10個，第一單位計時長度內的標準脈沖量為128X60兆個脈沖，第二單位計時長度內的標準脈沖量為1024X60兆個脈沖；
單片機輸出的壓控信號初始值為31968，單片機輸出初始值為31968的壓控信號時， 經數(shù)模轉換后輸入到石英晶體振蕩器的壓控電壓為2V，單片機輸出的壓控信號每增加或減少2048，壓控信號經數(shù)模轉換后輸入到石英晶體振蕩器的壓控電壓也相應的增加或減小約 0. 128v0
權利要求
1.一種衛(wèi)星授時系統(tǒng)的網絡時鐘守時裝置，所述衛(wèi)星授時系統(tǒng)中設有用于接收衛(wèi)星授時信號的衛(wèi)星信號接收模塊，所述衛(wèi)星信號接收模塊設有用于輸出PPS信號的PPS信號輸出端，及用于輸出時間碼信息的串行通信接口，其特征在于該裝置包括石英晶體振蕩器、 單片機；所述石英晶體振蕩器設有用于輸出CLK信號的CLK信號輸出端，及用于接收其工作電壓調控信號的壓控信號輸入端；所述單片機設有PPS信號輸出端、PPS信號輸入端、CLK信號輸入端、壓控信號輸出端， 并設有并行數(shù)據(jù)接口，其PPS信號輸入端接到衛(wèi)星接收模塊的PPS信號輸出端，其CLK信號輸入端接到石英晶體振蕩器的CLK信號輸出端，其壓控信號輸出端經一數(shù)模轉換模塊接到石英晶體振蕩器的壓控信號輸入端，其并行數(shù)據(jù)接口經一串并行通信模塊接到衛(wèi)星接收模塊的串行通信接口。
2.根據(jù)權利要求I所述的衛(wèi)星授時系統(tǒng)的網絡時鐘守時裝置，其特征在于所述衛(wèi)星信號接收模塊是GPS衛(wèi)星信號接收模塊。
全文摘要
一種衛(wèi)星授時系統(tǒng)的網絡時鐘守時裝置，涉及網絡授時技術領域，所解決的是保障系統(tǒng)授時及網絡時鐘同步的技術問題。所述衛(wèi)星授時系統(tǒng)中設有用于接收衛(wèi)星授時信號的衛(wèi)星信號接收模塊，該裝置包括石英晶體振蕩器、單片機；所述單片機的PPS信號輸入端接到衛(wèi)星接收模塊的PPS信號輸出端，其CLK信號輸入端接到石英晶體振蕩器的CLK信號輸出端，其壓控信號輸出端經一數(shù)模轉換模塊接到石英晶體振蕩器的壓控信號輸入端，其并行數(shù)據(jù)接口經一串并行通信模塊接到衛(wèi)星接收模塊的串行通信接口。本發(fā)明提供的裝置，能在無法正常接收到衛(wèi)星信號時保障系統(tǒng)授時及網絡時鐘同步。
文檔編號G04G5/00GK102591196SQ20121008982
公開日2012年7月18日 申請日期2012年3月30日 優(yōu)先權日2012年3月30日
發(fā)明者馮培培, 曹海燕, 胡雪娟 申請人:上海鴻曄電子科技有限公司