前言

医疗机构随着时代的飞快发展，已经逐渐斤入数字化，智能化时代。医院信息管理系统中，有许多部门要求时间统一，医院时钟系统主要为全医院提供统一的准确时间，其主要作用是为整个医院的计算机系统以及其他系统，当麻醉室，手术室、供养呼吸系统等有了智能型子母钟系统以后就不再需要人工看表计时了，在医院的人防工程中设置子母钟系统也可以保证战时医院各部门协调统一运作。

根据某医院对时间统一需求特制定出本授时系统方案。该医院为实现时间统一及显示时间，特选用我公司自主研发的医院子母钟系统。医院要求，子母钟所有设备连接方式为网线，母钟接收GPS卫星信号，只要求挂在楼道，要求显示时分秒时间，特作出以下系统方案说明：

本套医院时钟系统，GPS医院子母钟，数字子母钟系统，时钟系统是由一套SYN4505标准同步时钟（母钟）及若干个子钟(配置1.5－12英寸LED时间显示屏)组成。系统还可扩展接口，作为计算机/服务器或局域网的时间源。其主要作用是为了保证所有系统设备时间统一和对外显示时间完全一致。

母钟接收来自GPS的标准时间信号，通过传输通道将标准时间信号直接传给各个显示子钟，为工作人员提供统一的标准时间。子钟通过网口（RJ45）接收GPS母钟发送来的时间信息（信息内容：年、月、日、星期、时、分、秒），显示标准北京时间。

系统构成

时钟系统主要由时钟子系统由GPS天线、母钟、交换机及子钟组成。

1、1母钟 接收GPS卫星信号，从GPS地球同步卫星上获取标准时钟信号信息，将这些信息通过TCP/IP（RI45口）网络传输，为子钟及授时终端提供精确、标准、安全、可靠和多功能的时间服务。

2、2每台子钟均具有独立的IP地址。母钟与子钟可直接链接通信，或通过交换机链接通信。母钟的网口输出与交换机相连或者与子钟直接链接均可。

子钟与母钟直连，**IP即可对时。如果子钟与母钟直连，母钟有几路网口输出，可连接几套子钟。

子钟与交换机连接，**IP 在同一网段即可对时，子钟与交换机相连，可连接上百至上千套子钟。

子钟在接收到标准时间信号后，回送自身的工作状态给系统母钟。

子钟的安装为壁挂式。

医院子母钟系统主要由时钟子系统由GPS天线、母钟、交换机及子钟组成。

系统图如图所示：

时钟系统功能

根据本工程对时钟系统的要求，医院子母钟系统由GPS天线、母钟、子钟及交换机构成。其主要功能为：显示统一的标准时间信息；向其他系统提供标准时间信号。

1、母钟

母钟能够显示年、月、日、星期、时、分、秒等时间信息。

母钟具有统一调整起始时间、变更时钟快慢的功能。母钟能正确显示当前的时间和指示GPS卫星信号正常接收。

母钟接收标准的GPS的标准时间信号，当标准时间信号接收单元出现故障时，母钟将采用自身的高稳定恒温晶振产生的时间信号作为时间基准，仍可驱动自带子钟正常工作并向时钟系统网管设备发出告警。

母钟采用标准的RJ45接口形式，通过交换机链接通信，使其按统一的时间标准运行。

2、子钟

每台子钟均具有独立的IP地址。母钟与子钟可直接链接通信，或通过交换机链接通信。母钟的网口输出与交换机相连或者与子钟直接链接均可。

1、子钟与母钟直连，**IP即可对时。如果子钟与母钟直连，母钟有几路网口输出，可连接几套子钟。

2、子钟与交换机连接，**IP 在同一网段即可对时，子钟与交换机相连，可连接上百至上千套子钟。

3、子钟在接收到标准时间信号后，回送自身的工作状态给系统母钟。

子钟的安装为壁挂式。

四、系统设备主要技术指标

1、母钟

输入信号：多模接收机：卫星：GPS、北斗、GLONASS，定时精度：优于100ns，跟踪灵敏度：-160dBm

输出接口：标准RJ45网络接口

供电电源：交流 220V±10%， 50Hz±5%，功率小于30W

环境特性：

工作湿度：0℃～＋50℃

相对湿度：≤90%（40℃）

存储温度：-30℃～＋70℃，，

2、子钟

接口方式：RJ45

支持协议：NTP/SNTP V10,V20,V30,V40,UDP,Telnet,IP,TCP

LED显示单元发光强度：≥200cd/㎡

对比度：≥10：1

LED显示屏可视视角：≥±65º

LED显示屏MTBF：≥30000小时

独立计时精度：≤±0.2秒/天

环境温度：0℃～＋50℃

相对湿度：20%～85%（不结露）

存储温度：-30℃～＋70℃

工作电压：交流 220V±10%， 50Hz±5%

典型子钟显示屏外观图。

母钟时间源介绍

GPS（Global Positioning System）全球定位系统是利用美国的24颗GPS地址卫星所发射的信号而建立的导航、定位、授时的系统。美国政府已承诺，在今后相当长的一段时间内，GPS系统将向全世界免费开放。目前，GPS系统广泛地应用在导航、大地测量、精确授时、车辆定位及防盗等领域。因此，开展对GPS系统的研究和应用，将**地提高生产力，并产生巨大的经济效益。本文旨在通过利用GPS所提供的精确授时的功能，采用单片机技术，设计适合于需要精确授时的高精度时钟系统。

通讯协议简介

NTP是网络时间协议(Network Time Protocol)，它是用来同步网络中各个计算机的时间的协议。

NTP要提供准确的时间，就必须有准确的时间来源，那可以用格林尼治时间吗？答案是否定的。因为格林尼治时间是以地球自转为基础的时间计量系统，但是地球每天的自转是有些不规则的，而且正在缓慢加速，因此，格林尼治时间已经不再被作为标准时间使用。

新的标准时间，是由原子钟报时的国际标准时间UTC（Universal Time Coordinated，世界协调时）。所以NTP获得UTC的时间来源可以是原子钟、天文台、卫星，也可以从Internet上获取。

NTP（Network Time Protocol，网络时间协议）是用来使网络中的各个计算机时间同步的一种协议。它的用途是把计算机的时钟同步到世界协调时UTC，其精度在局域网内可达0.1ms，在互联网上绝大多数的地方其精度可以达到1-50ms。

为了防止对时钟服务器的恶意破坏，NTP使用了识别机制，检查发送来的信息是否是真正来自所宣称的时钟服务器并检查信息的返回路径，以提供对抗干扰的保护机制。

NTP时间同步报文中包含的时间是格林威治时间，是从1900年开始计算的秒数

使用单位

会泽县人民医院、曲靖市人民医院、西安交通大学口腔医院、广东祈福医院长安医院、石城县人民医院、重庆大坪医院、上海大学、江西九江学院、哈工大、西交大、天津大学、北京大学、西工大、……都对这套医院子母钟系统作出相当不错的评价。

结束语

时间信号的准确与否，直接关系到人们的日常生活、工业生产和社会发展。由于计算机技术、网络技术、通信技术、GPS授时技术等相关技术的发展，已经具备了为各个应用领域提供高精度授时的可能性。

医院时钟系统，GPS医院子母钟，数字子母钟系统，时钟系统应用于城市重要公共建筑，如车站、高校、交通路口、标志建筑等场所和电信行业的移动及固定电话报时等方面。它是供了准确的公众时间，为人们的日常生活提供便利，避免了因时钟不准确而带来的不便。同时，也为GPS授时系统的应用开拓了一个较好的用途，具有广泛的现实意义。