一种基于bd2/gps高精度同步时间显示授时装置及运行方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种基于BD2/GPS高精度同步时间显示授时装置及运行方法。主要用于民航机场，还可用于空管模拟机、铁路、学校、实验室、广告牌等，甚至一些不能接入互联网，但是还要求时间同步的场所，比如公安网络、专用财务网络等。
【背景技术】
[0002]在民航机场准确快速的运行中，机场时间的同步、统一是民航机场高效运行的重要环节之一。机场运行高峰期高频率的飞机起降及滑行，给塔台、机务、地勤人员等带来巨大的压力，时间上的稍微不同步可能都会带来不可预估的后果，所以对民航机场时间同步统一至关重要。
[0003]目前，在我国机场全网中，时间同步是整个网络的基础，网络若无良好的同步，数字信息的传递就不可避免地会出现误码、滑码等现象。一旦塔台工作人员发布的指令时间与实际标准时间不同，可能会造成飞机不能及时进入航线，甚至在高峰期可能引发飞机碰撞事故。现在我国民航机场大部分都是采用网络授时的方法，时间显示设备通过接入互联网，读取互联网的时间信息，达到时间同步的目的；这种方法缺点是需要连接互联网，布线复杂，一定程度上会造成信息泄露，存在安全隐患。我国部分民航机场采用单独的时间显示设备，每隔一段时间通过人工调节达到管辖区域内的时间同步的目的；这种方法缺点是时间需要定时的进行人工调节，费时费力。我国部分民航机场也有卫星同步时间系统，但一般都使用独立的GPS时间，这种时间信号来自美国的卫星，有时会出现无法连接卫星或跟踪时间不对等情况。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是:针对民航机场时钟不同步或同步误差大，对机场航站楼正常航班通知、塔台时间指令的发送、飞机起飞、滑行、降落时接收到的时间指令等时间不同步问题，提供了一种基于BD2/GPS高精度同步时间显示授时装置及运行方法。该装置能够对民航机场全网的时间进行高精度同步，增强了系统可靠性、精确性。
[0005]本发明为实现上述目的，所采用的技术方案是:一种基于BD2/GPS高精度同步时间显示授时装置，包括上位机及路由器构成的授时单元，其特征在于:所述同步时间显示装置包括设置在装置框架内的装置电路，所述装置电路包括系统控制单元、数据接收单元、温度数据采集单元、电源单元、信息显示单元，所述系统控制单元包括微处理器、声响提示模块、自动保护模块，所述信息显示单元包括协处理器、显示组件及亮度采集模块，所述系统控制单元分别与数据接收单元、温度数据采集模块、信息显示单元连接，电源单元为装置电路的正常运行提供电源；
微处理器是整个装置控制系统的核心，对接收到来自各个单元的信号指令后对其进行顺序处理，然后传送到相应的单元，使整个系统正常运行； 声响提示模块，是针对于整点情况下的报时提示及遇到危险情况下的报警提示，由于装置对采集的时间信息会显示，在整点时设计了声响提示，便于给用户的提示，而且整点报时，声响提示模块也可以通过手动关闭，在当装置遇到危险情况下也会发生报警提示，给予用户及时的提示；
自动保护模块，主要作用是对应于装置的危险性情况，自动保护模块会自行启动把装置电路断开，给予及时的保护，减少对装置的破坏；
数据接收单元:主要由BD2/GPS双模芯片及天线组成，BD2/GPS双模芯片中的BD2部分接收来自北斗卫星的数据信号，GPS部分接收来自GPS卫星数据信号，接收到的数据信号发射到系统控制单元的微处理器对数据信号分析处理，提取有效地时间、日期参数信息，时间信息中的年月日、时分秒、农历数据信息单独提取及储存，随后发送到信息显示单元，显示当前时钟信息，同时，对外授时时有两种方式:一种是当按压授时按钮时，将以上存储的信息还会通过授时网口、TTL接口、RS232电平接口发送到授时单元；另外一种是不通过授时按钮，通过上位机设置自动授时时间选择后，将以上存储的信息还会通过授时网口、TTL接口、RS232电平接口发送到授时单元；
温度数据采集单元:主要由BS18B20数字温度传感器和热敏电阻温度传感器组成，其主要作用是对当前环境下对温度的采集，将采集到的温度信息发送到微处理器，微处理器单元读取温度采集单元的原始数据，并进行处理及换算后，将结果送到信息显示单元显示温度；
BS18B20数字温度传感器，是将采集的温度信号转换为串行数字信号发送到微处理器处理，然后送给信息显示单元；
热敏电阻温度传感器，将电阻的变化转换成电压或电流模拟信号，然后再将模拟信号转换成数字信号，再由处理器换算出相应温度，然后送给信息显示单元；
信息显示单元:其主要作用是显示时间、日期、以及温度等信息，并可以根据环境的光照强度来自动调节显示组件的亮度，用户也可以根据需求通过手动旋钮进行亮度调节；
协处理器主要接收来自系统控制单元中微处理器提取到的年月日、时分秒等信息及来自亮度采集模块的光照强度信息；以及来自手动旋钮的光照强度信息。控制显示组件进行年月日、时分秒、农历、温度等信息的显示；
显示组件主要是进行年月日、时分秒、农历、温度等信息的显示，其构成形式可以是不同尺寸的数码管、也可以是LED组成的数码管或组成的圆形时钟样式；
亮度采集模块主要是进行周围环境的光照强度信息的采集，将采集的离散光强信息发送给协处理器；
电源模块:主要作用是为整体装置各部分的正常运行提供电源，系统中均使用直流电进行电源的供应，电源的输入接口有两种形式:一是220VAC电源接口，二是12VDC接口，两者是互相独立的，用户可以根据情况选择使用，其中220VAC电源接口输入的交流电先转换成12V直流，然后经过隔离模块后和12VDC接口进行连接，形成一路电源输入，然后分别进入不同的调压模块，进行电压的变换，供给系统控制单元、数据接收单元、温度数据采集单元、信息显示单元使用；
所述装置框架的前面分别设有时显示单元、闪烁灯、分显示单元、秒显示单元、年显示单元、月显示单元、日显示单元、星期显示单元、农历月显示单元、农历日显示单元、温度显示单元，所述装置框架的侧面分别设有接收天线、授时按钮、授时网口、TTL接口、RS232电平接口、12VDC接口、220VAC接口，装置框架背面设有四个按钮，分别是整点报时按钮、12/24小时制切换按钮、主led亮度调节和副led亮度调节。
[0006]一种基于BD2/GPS高精度同步时间显示授时装置的运行方法，其特征在于:步骤如下:
第一步，当BD2/GPS高精度同步时间显示及授时装置开始运行时，系统控制单元进入系统自检及初始化的阶段，在此阶段中，将对装置整体系统进行自行检测的S1阶段；
第二步，对自检结果是否正常进行判断的S2阶段，如果判断结果为“YES”，进入下一步S3阶段，否则进入自动保护模块S10阶段以进行自动保护处理，然后结束运行；
第三步，进入信号检测的S3阶段，在此阶段中，主要通过天线检测是否能接收到来自BD2模块和GPS模块卫星的信号，然后进入S4阶段；
第四步，在信号检测阶段如果判断结果为“YES”则进入BD2模块和GPS模块数据采集的S4阶段，如果判断结果为“N0”则进入S3阶段的信号检测阶段；
第五步，对启动温度采集指令的S5阶段，当系统自检正常后温度采集模块就开始运行，将采集到的数据信息发送到S6阶段的微处理器；
第六步，微处理器的S6阶段，在此阶段中主要是对BD2模块和GPS模块检测到的数据信息进行时间参数信息的提取及对温度信息的处理，然后进入时间参数信息提取的S7阶段和温度转换处理的S8阶段；
第七步，在时间参数信息提取的S7阶段，主要是从处理的数据信息中提取所需的时间参数，然后进入S9亮度信息采集阶段；
第八步，温度转换处理的S8阶段，在此阶段中是把采集的温度信息转换为标准的摄氏温度，然后进入S9亮度信息采集阶段；
第九步，亮度信息采集的S9阶段；通过亮度采集模块采集的离散环境下的光强来确定显示单元的亮度强度，然后将采集的信息送入S11协处理器阶段；
第十步，在协处理器的S11阶段，主要帮助微处理器处理亮度信息模块等部分信息，然后进入S12信息显示阶段；
第十一步，在判断是否为整点