学校时钟系统应用解决方案

同步天下
2020-06-06
来源:原创

时钟系统对学校的数字化管理和学校各部门、考场的统一协调意义重大。本方案不仅应用在全国各地中高考等考场时钟系统设计中,同样适用于普通学校时间统一的需求。

1、时钟系统对学校的重要性

《国家教育考试标准化考点规范》中明确规定,考场内需设置时钟,在不影响考试正常进行的前提下,为考生提供时间参考。按照教育部的规划,全国要在统一的平台上,以标准的北京时间信息为基础全面实现国家教育考试的网上巡查、双向音频指挥及考务工作综合管理。目前各个省市、自治区都在教育部的统一部署和技术规范要求下逐步展开建设。

在实际的应用中,校园里的网络设备和服务器也日益增多,但是无法保证其时间是同步的,因为这些时钟每天会产生数秒,甚至数分钟的误差,长期运行时间差会越来越大,这种偏差在单片机中影响并不大,但在网络环境下的应用中可能会引发意想不到的问题。例如分布式的计算机环境中。由于每个主机时间不一致,会造成同一操作在不同主机的几路时间不一致,将导致服务器无法正常的进行。例如校园网络内,存在大量的网络设备、服务器和主机他们承载了校园内计费、维护、管理等功能的,对时间的准确度要求相对来说是比较高的。因此需要搭建一个学校网络时钟系统,保证这些网络设备之间传递信息能够在时间上保证高度统一。

学校时钟系统构成

系统构成:

1、NTP网络时间服务器(母钟)

2、子钟(电子时钟)

3、交换机

4、GPS和北斗双模授时天线及支架

子钟位置:

教学楼:在每栋教学楼的每一间教室、走廊设计壁挂及悬挂数字子钟或日历子钟,作为考试时的参考时间。

办公楼:在每栋办公楼的管理处可配置壁挂式日历子钟,在校长、教师办公室可配置圆盘指针式子钟,方便把握作息时间。

宿舍楼:在每栋宿舍楼的管理处配置壁挂式日历子钟,用于访客记录等时间的依据。

体育馆:在运动场地、走廊、主要出入口配置子钟,同时母钟也可以给体育馆的计时计分系统和自动升旗系统授时。

图书馆:在图书馆管理处可配置壁挂式日历子钟,为人员出入记录和书籍借阅记录提供时间依据,在图书馆的走廊可配置若干台悬挂双面显示的电子时钟。


3、学校时钟系统概述

同步电子的NTP网络子母钟系统主要为学校提供准确、标准的时间,如图所示系统中配置1台NTP时间服务器,接收GPS卫星和北斗卫星信号作为标准时间源,将其接入网络当中向学校各个场所的电子时钟及局域网内的计算机、服务器、广播系统、监控系统提供标准统一准确的时间信息。

整个系统的传输是靠TCP/IP以太网传输,以太网是国际上应用最广泛的通信方式之一,可靠性和安全性高,传输距离远在10公里以内,广泛应用于大楼基本通信建设当中。

这种方案授时精度高,稳定性强,后期的升级扩容能力、维护管理方式,相比RS485总线结构和wifi网络更具有优势。

其中wifi不建议在考场使用,因为一旦有屏蔽仪,时钟就不能正常工作。



NTP时间服务器

NTP时间服务器作为基础时钟设备,是整个考试系统的母钟,应能接收GPS和北斗传送的标准时间信号,校准自身的时间精度,产生精确的标准时间信号,通过网线传输给各个子钟和客户端。输出多路10M/100M/1000M自适应以太网输出接口,内置高精度时钟源守时模块,当卫星失锁时,可依靠时钟源进行走时。

子钟

子钟是悬挂或壁挂在教室或楼道的电子时钟显示屏或圆盘指针式子钟,从母钟上获取时间信息 ,接口方式为RJ45。子钟的外观结构采用黑色铝型材边框,框内镶嵌浅色有机玻璃,可设置熄屏开始、结束时间及其屏幕亮度,屏幕亮度分为有9个个级别可调节,级别越高,数码管越亮,可根据现场实际情况调整。显示内容有时分秒或年月日星期和时分秒,及温湿度,多种规格可供选择。


时间统一监控系统

其主要功能是监控各种时钟设备的工作状态,进行时钟系统的故障管理。分别设置监控设备类型、IP、位置等,记录告警信息,实时发出声音报警和邮件报警,方便用户实时掌握时钟设备的工作状态。该软件具有上百台时钟设备监控功能,自带网络测试PING功能,具有自启动、无人值守、长期稳定运行等特点,是子母钟系统必备的远程监控软件。

选型注意事项

(1)母钟

在实际应用中只需将母钟接到局域网内,在web管理页面配置修改ip,需要授时的子钟电脑等设备ip指向母钟即可授时。除此之外需要考虑以下几点:

a.母钟的时间源(GPS/北斗/NTP/IRIG-B/PTP/CDMA等)

b.母钟的授时接口(NTP);

c.确定输出接口数量(在实际应用中以物理隔离的局域网划分,可选10M/100M/1000M);

d.天线的长度(由于天线材质的特殊性,我们一般以固定规格为准,可根据实际情况选择,30m/50m/70m/80m/100m/150m/200m等);

e.附件选择:避雷器,恒温晶振,铷钟,双电源,参考时间源等。

(2)子钟

a.确定子钟的显示内容(年,月,日,时,分,秒,星期,温度,湿度);

b.确定子钟的大小(实际大小根据数码管或直径确定)及供电方式(220V供电或poe供电);

c.确定数码管的颜色(标准以红色为主,在直观大方上建议选择红色);

d.确定子钟的单双面(学校走廊,建议选择双面,其他位置根据情况而定)。


4、设计依据和原则

本时钟系统选用西安同步电子科技有限公司的时钟系统,并保证在设计中:

系统设计本着“可靠、实用、经济、先进”的原则进行,认真贯彻执行国家已颁布实施的有关“规范”“标准”使设计不偏离规范化和标准化的轨道,从而保证设计的水平和质量。

在满足功能需求的前提下努力降低工程造价和维护费用。

系统操作简单、可靠,便于扩展和维护,软件具有提升能力。

系统满足现场条件和环境,有较强的抗高温、高湿、电磁干扰能力和防尘、防雷、防雨能力。

设备在出厂时应严格检测出具检测报告,其中包括不限于高低温试验、震动试验、光亮度检测。

5、常用设备清单配置


型号和名称

主要技术参数



SYN2136型北斗

ntp网络时间服务器

1、接收GPS+北斗时间信息,输出多路NTP网口,1路串口1路秒脉冲,内置高精度时模块,可选避雷器

2、授时精度1-10ms(出具国家级计量单位检测证书

3、有防火墙保护,启用SYN-flood防御

4、提供软硬件看门狗设计QoS功能(流量监控)和网络诊断

5、有心跳检测功能,多个网口或多个时间服务器可设为同一个ip,互为冗余备份

6、显示实时链接,包括客户端访问时间服务器的IP、通信协议和交互数据量

7、支持大于20000条NTP日志记录功能等

8、输入域名即可登录NTP时间服务器,避免记录IP的麻烦

SYN6109型

NTP网络子钟

NTP网络子钟从母钟上获取时间信息,接口方式RJ45

2、子钟带后备电池,内部时钟可连续运行1年

3、独立计时精度≤±0.2秒/天,可出具省以上计量院检测证书

4、子钟的外观结构采用黑色铝型材边框,框内镶嵌浅色有机玻璃,可悬挂可壁挂

5、可选配时钟系统管理软件,可远程检测,对子母钟的工作状态进行实时监控,一旦出现同步异常会发出报警声音,以邮件等方式发送通知,管理软件提供国家专利证书

6、免费提供客户端配置软件,将所有子钟的ip一次性即可修改,省去多次直连的麻烦,

7、子钟可设置熄屏开始、结束时间及其屏幕亮度,屏幕亮度分为有9个个级别可调节,级别越高,数码管越亮,可根据现场实际情况调整



SYN6109型

NTP网络子钟

SYN6132型指针式子钟

1、自动获取母钟信号,支持NTP网络对时,RJ45接口,显示时分秒

2、不锈钢外壳,经典黑和雅致银两色可选

3、多种尺寸大小可选,壁挂式安装。

4、可与计算机局域网共用网、共用交换机。

SYN108型GPS和

北斗双模授时天线

1、频率范围   GPS卫星L1频点:1575MHz±5 MHz北斗二代B1频点:1561MHz±4 MHz

2、极化方式:右旋圆极化

3、天线增益:≥38dB

4、噪声系数≤1.5dB

5、反射损耗-14dB(即驻波比≤1.5)

6、干扰抑制:25dB±100MHz


SYN6187型时间

统一监控系统软件

对子母钟的工作状态进行实时监控,一旦出现同步异常会发出报警声音,已邮件等方式发送通知


6、结束语

   目前西安同步电子生产的标准化考场时钟系统已经在全国各地的多所院校投入使用,以其过硬的产品质量和热情的服务赢得了客户一致好评,希望在未来的日子里同步能够为更多的学校、考场提供时钟同步服务。下面是考试时钟系统部分合作院校及证书:


广西省崇左市民族高级中学

湖北京山市第一中学

海军工程大学

湖北省荆门市掇刀石中学

广州中山大学

广东省惠州中学

山东大学

东北师范大学

宁波奉化中学

浙江省湖州市吴兴实验小学

上海市奉贤区奉贤中学

重庆安全技术职业学院

中国民航大学

广东省深圳市南山区外国语学校



附:检测报告和软著证书






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