專利名稱：一種冗余utc時間同步服務器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種時間同步服務器，具體地說是一種冗余UTC時間同步服務器。
背景技術：
隨著現(xiàn)在科學技術的發(fā)展和計算機技術的廣泛應用，工業(yè)控制中的各種儀表、控 制系統(tǒng)也越來越先進，許多領域如時間、順序記錄、繼電保護、故障測距、電能計算、實時信 息、采集等都需要有一個統(tǒng)一的、高精度的時間基準。傳統(tǒng)的時間同步系統(tǒng)一般采用內(nèi)部 晶振，其時間精度并不高，在長期運行過程中會產(chǎn)生各計算機系統(tǒng)之間、上位機與下位機之 間、各下位機之間的時間誤差，對安全生產(chǎn)產(chǎn)生不良影響，尤其是發(fā)生連續(xù)故障時無法依據(jù) 故障時間分析故障起點、對于上述缺陷，通常是采用外接高精度晶振。但是，由于高精度晶 振長時間運行同樣會產(chǎn)生漂移，加之無法對系統(tǒng)內(nèi)的多個晶振進行脈沖同步，不能滿足精 度校時和時間統(tǒng)一的要求。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服傳統(tǒng)的時間同步系統(tǒng)存在的問題，本發(fā)明的目的是提供一種冗余UTC時 間同步服務器，該UTC時間同步服務器從GPS獲取基于原子鐘的高精度時間信息，提供5個 時間同步接口，并且各個接口都具備冗余功能，持續(xù)、穩(wěn)定的提供時間對時服務，從根本上 保證了系統(tǒng)中各計算機系統(tǒng)、上位機、下位機時間精度。本發(fā)明的目的是通過以下技術方案來實現(xiàn)的一種冗余UTC時間同步服務器，其特征在于該時間同步服務器包括主處理器、第
一GPS接口、第二 GPS接口、高精度原子時鐘、第一電源模塊接口、第二電源模塊接口、第一 同步接口、第二同步接口、第三同步接口、第四同步接口、第五同步接口 ；第一 GPS接口、第
二GPS接口接受GPS的UTC時間信號，并將UTC時間信號傳送給主處理器；主處理器對GPS 的UTC時間信號進行接受、校驗、選擇、處理、時間校正操作，并通過第一同步接口、第二同 步接口提供網(wǎng)絡NTP/SNTP對時服務，通過第三同步接口提供RS232時間同步服務，通過第 四同步接口提供RS485時間同步服務，通過第五同步接口提供秒脈沖同步服務；高精度原 子時鐘與主處理器連接，并在第一 GPS接口、第二 GPS接口故障時，作為時鐘源提供高精度 的對時功能；第一電源模塊接口、第二電源模塊接口與主處理器連接并形成冗余電源。本發(fā)明在第一 GPS接口、第二 GPS接口故障時，可以使用備用的高精度原子時鐘作 為時鐘源，提供高精度的對時功能。主處理器使用2路冗余的電源，當其中1路故障時還能 保證正常工作。本發(fā)明中，所述第一同步接口、第二同步接口具有冗余功能，電源具備冗余功能、 GPS接口具有冗余功能。本發(fā)明中，主處理器時間通過GPS接口與GPS接收器進行UTC時間同步，并進行實 時校正。本發(fā)明冗余UTC時間同步服務器具有如下優(yōu)點
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(1)采用GPS衛(wèi)星對時，確保時間源的高精度。(2)內(nèi)部進行時間校驗、校正，對時間的延時誤差進行補償。(3)冗余通道的時間同步接口和電源模塊，可用于冗余的工業(yè)控制系統(tǒng)。(4)使用備用高精度原子時鐘，具備持續(xù)的對時服務。本發(fā)明采用GPS衛(wèi)星對時，確保時間源的高精度，時間同步服務器對接受到的GPS 時間進行校驗、校正，對時間的延時誤差進行補償，確保進行時間對時的精度。冗余電源方 式，實現(xiàn)電源冗余，確保裝置的供電高可靠性；使用備用高精度原子時鐘，具備持續(xù)的對時 服務。本發(fā)明用于DCS控制網(wǎng)絡中，滿足了精度校時和時間統(tǒng)一的要求。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構示意圖；圖2是本發(fā)明的使用狀態(tài)連接圖。
具體實施例方式一種本發(fā)明所述的UTC時間同步服務器，見圖1，該時間同步服務器包括主處理器
I、第一GPS接口 2、第二 GPS接口 3、高精度原子時鐘4、第一電源模塊接口 5、第二電源模塊 接口 6、第一同步接口 7、第二同步接口 8、第三同步接口 9、第四同步接口 10、第五同步接口
II。第一GPS接口 2、第二 GPS接口 3接受GPS的UTC時間信號，形成冗余接口通道。主處 理器1對GPS的UTC時間信號進行接受、校驗、選擇、處理、時間校正操作，通過第一同步接 口 7、第二同步接口 8提供網(wǎng)絡NTP/SNTP對時服務；通過第三同步接口 9提供RS232時間 同步服務；通過第四同步接口 10提供RS485時間同步服務；通過第五同步接口 11提供秒脈 沖同步服務。在第一 GPS接口 2、第二 GPS接口 3故障時，使用備用的高精度原子時鐘4作 為時鐘源，提供高精度的對時功能。使用第一電源模塊接口 5、第二電源模塊接口 62路冗余 的電源，當其中1路故障時還能保證服務器的正常工作。圖2是本發(fā)明的使用狀態(tài)連接圖，具體說明如下1、采用GPS衛(wèi)星對時，確保時間源的高精度。UTC時間同步服務器作為整個系統(tǒng)的同步源，本身的時間需要嚴格精確，本裝置采 用了 GPS衛(wèi)星對時，通過GPS接口采用串行口接受軟件解碼對時方式，接受衛(wèi)星時鐘發(fā)送的 串行時間信息，按照相同的對時規(guī)約，經(jīng)過解碼后對時。2、內(nèi)部進行時間校驗、校正，對時間的延時誤差進行補償。UTC時間同步服務器內(nèi)部對GPS時間進行校驗，判斷時間信息是否有效，同時根據(jù) 自身的高精度晶振對短時間內(nèi)由于通信失敗等原因造成的時間誤差進行補償，使時間信息 保持長期有效，對同步接口的事件源提供延時誤差補償，提高整個系統(tǒng)的時間精度。3、冗余通道的時間同步接口和電源模塊，可用于冗余的工業(yè)控制系統(tǒng)。冗余UTC時間同步服務器的電源支持冗余功能，當輸入的一路電源供電故障時， 可利用另一路電源進行供電，確保時間同步服務器穩(wěn)定的工作。另外時間同步服務器的第 一同步接口和第二同步接口為冗余的網(wǎng)絡同步接口，支持NTP和SNTP協(xié)議，用戶可分別使 用第一同步接口和第二同步接口進行同步對時，也可配置為冗余功能，在其中一路同步接 口故障時，使用另外一路接口進行時間同步。
4、使用備用高精度原子時鐘，具備持續(xù)的對時服務。UTC時間同步服務器產(chǎn)品具有持續(xù)穩(wěn)定的對時服務功能，正常情況下通過2路GPS 接口提供精確的UTC時間源，當其中1路GPS故障時，可以切換到另外1路接口這個詞工作， 當2路GPS都發(fā)生故障時，可以使用備用的高精度原子時鐘作為高精度時鐘源，用來確保服 務器能持續(xù)穩(wěn)定的提供對時服務。本發(fā)明滿足了精度校時和時間統(tǒng)一的要求。
權利要求
1.一種冗余UTC時間同步服務器，其特征在于該時間同步服務器包括主處理器(1)、 第一 GPS接口 O)、第二 GPS接口(3)、高精度原子時鐘G)、第一電源模塊接口(5)、第二電 源模塊接口(6)、第一同步接口(7)、第二同步接口(8)、第三同步接口(9)、第四同步接口 (10)、第五同步接口 (11)；第一 GPS接口 (2)、第二 GPS接口 (3)接受GPS的UTC時間信號， 并將UTC時間信號傳送給主處理器(1)；主處理器(1)對GPS的UTC時間信號進行接受、校 驗、選擇、處理、時間校正操作，并通過第一同步接口(7)、第二同步接口(8)提供網(wǎng)絡NTP/ SNTP對時服務，通過第三同步接口(9)提供RS232時間同步服務，通過第四同步接口(10) 提供RS485時間同步服務，通過第五同步接口(11)提供秒脈沖同步服務；高精度原子時鐘(4)與主處理器(1)連接，并在第一GPS接口 O)、第二 GPS接口(3)故障時，作為時鐘源提 供高精度的對時功能；第一電源模塊接口(5)、第二電源模塊接口(6)與主處理器(1)連接 并形成冗余電源。
2.根據(jù)權利要求1所述的冗余UTC時間同步服務器，其特征在于所述第一GPS接口 O)、第二 GPS接口(3)形成冗余接口通道。
3.根據(jù)權利要求1所述的冗余UTC時間同步服務器，其特征在于所述第一同步接口(5)與第二同步接口(6)具有冗余功能。
4.根據(jù)權利要求1所述的冗余UTC時間同步服務器，其特征在于所述第一電源模塊 接口(5)與第二電源模塊接口(6)具有冗余功能。
5.根據(jù)權利要求1所述的冗余UTC時間同步服務器，其特征在于主處理器(1)時間 通過第一 GPS接口(2)與第二 GPS接口(3)進行UTC時間同步，并進行實時校正。
6.根據(jù)權利要求1所述的冗余UTC時間同步服務器，其特征在于在GPS信號故障時， 能使用備用的高精度原子時鐘(4)持續(xù)提供服務。
7.根據(jù)權利要求1所述的冗余UTC時間同步服務器，其特征在于第一電源模塊接口 (5)與第二電源模塊接口(6)具有冗余功能。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種冗余UTC時間同步服務器，包括主處理器、高精度時鐘、兩個GPS接口、五個同步接口及兩路電源模塊接口。GPS接口接受GPS時間信號，主處理器對時間信號進行校驗、處理、時間校正操作，并在GPS接口故障時使用高精度時鐘，通過5路同步接口提供時間同步服務。本發(fā)明從GPS獲取基于原子鐘的高精度時間信息，提供5個時間同步接口，并且各個接口都具備冗余功能，持續(xù)、穩(wěn)定的提供時間對時服務，從根本上保證了系統(tǒng)中各計算機系統(tǒng)、上位機、下位機時間精度。
文檔編號G04G7/02GK102063055SQ20101058233
公開日2011年5月18日 申請日期2010年12月10日 優(yōu)先權日2010年12月10日
發(fā)明者施海慶, 祖利輝 申請人:南京科遠自動化集團股份有限公司