CN102063055B - 一种冗余utc时间同步服务器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种冗余UTC时间同步服务器，包括主处理器、高精度时钟、两个GPS接口、五个同步接口及两路电源模块接口。GPS接口接受GPS时间信号，主处理器对时间信号进行校验、处理、时间校正操作，并在GPS接口故障时使用高精度时钟，通过5路同步接口提供时间同步服务。本发明从GPS获取基于原子钟的高精度时间信息，提供5个时间同步接口，并且各个接口都具备冗余功能，持续、稳定的提供时间对时服务，从根本上保证了系统中各计算机系统、上位机、下位机时间精度。

Description

一种冗余UTC时间同步服务器
技术领域
本发明涉及一种时间同步服务器，具体地说是一种冗余UTC时间同步服务器。
背景技术
随着现在科学技术的发展和计算机技术的广泛应用，工业控制中的各种仪表、控制系统也越来越先进，许多领域如时间、顺序记录、继电保护、故障测距、电能计算、实时信息、采集等都需要有一个统一的、高精度的时间基准。传统的时间同步系统一般采用内部晶振，其时间精度并不高，在长期运行过程中会产生各计算机系统之间、上位机与下位机之间、各下位机之间的时间误差，对安全生产产生不良影响，尤其是发生连续故障时无法依据故障时间分析故障起点、对于上述缺陷，通常是采用外接高精度晶振。但是，由于高精度晶振长时间运行同样会产生漂移，加之无法对系统内的多个晶振进行脉冲同步，不能满足精度校时和时间统一的要求。
发明内容
为了克服传统的时间同步系统存在的问题，本发明的目的是提供一种冗余UTC时间同步服务器，该UTC时间同步服务器从GPS获取基于原子钟的高精度时间信息，提供5个时间同步接口，并且各个接口都具备冗余功能，持续、稳定的提供时间对时服务，从根本上保证了系统中各计算机系统、上位机、下位机时间精度。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
一种冗余UTC时间同步服务器，其特征在于：该时间同步服务器包括主处理器、第一GPS接口、第二GPS接口、高精度原子时钟、第一电源模块接口、第二电源模块接口、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时间信号，并将UTC时间信号传送给主处理器；主处理器对GPS的UTC时间信号进行接受、校验、选择、处理、时间校正操作，并通过第一同步接口、第二同步接口提供网络NTP/SNTP对时服务，通过第三同步接口提供RS232时间同步服务，通过第四同步接口提供RS485时间同步服务，通过第五同步接口提供秒脉冲同步服务；高精度原子时钟与主处理器连接，并在第一GPS接口、第二GPS接口故障时，作为时钟源提供高精度的对时功能；第一电源模块接口、第二电源模块接口与主处理器连接并形成冗余电源。
本发明在第一GPS接口、第二GPS接口故障时，可以使用备用的高精度原子时钟作为时钟源，提供高精度的对时功能。主处理器使用2路冗余的电源，当其中1路故障时还能保证正常工作。
本发明中，所述第一同步接口、第二同步接口具有冗余功能，电源具备冗余功能、GPS接口具有冗余功能。
本发明中，主处理器时间通过GPS接口与GPS接收器进行UTC时间同步，并进行实时校正。
本发明冗余UTC时间同步服务器具有如下优点：
(1)采用GPS卫星对时，确保时间源的高精度。
(2)内部进行时间校验、校正，对时间的延时误差进行补偿。
(3)冗余通道的时间同步接口和电源模块，可用于冗余的工业控制系统。
(4)使用备用高精度原子时钟，具备持续的对时服务。
本发明采用GPS卫星对时，确保时间源的高精度，时间同步服务器对接受到的GPS时间进行校验、校正，对时间的延时误差进行补偿，确保进行时间对时的精度。冗余电源方式，实现电源冗余，确保装置的供电高可靠性；使用备用高精度原子时钟，具备持续的对时服务。本发明用于DCS控制网络中，满足了精度校时和时间统一的要求。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明的使用状态连接图。
具体实施方式
一种本发明所述的UTC时间同步服务器，见图1，该时间同步服务器包括主处理器1、第一GPS接口2、第二GPS接口3、高精度原子时钟4、第一电源模块接口5、第二电源模块接口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时间信号，形成冗余接口通道。主处理器1对GPS的UTC时间信号进行接受、校验、选择、处理、时间校正操作，通过第一同步接口7、第二同步接口8提供网络NTP/SNTP对时服务；通过第三同步接口9提供RS232时间同步服务；通过第四同步接口10提供RS485时间同步服务；通过第五同步接口11提供秒脉冲同步服务。在第一GPS接口2、第二GPS接口3故障时，使用备用的高精度原子时钟4作为时钟源，提供高精度的对时功能。使用第一电源模块接口5、第二电源模块接口62路冗余的电源，当其中1路故障时还能保证服务器的正常工作。
图2是本发明的使用状态连接图，具体说明如下：
1、采用GPS卫星对时，确保时间源的高精度。
UTC时间同步服务器作为整个系统的同步源，本身的时间需要严格精确，本装置采用了GPS卫星对时，通过GPS接口采用串行口接受软件解码对时方式，接受卫星时钟发送的串行时间信息，按照相同的对时规约，经过解码后对时。
2、内部进行时间校验、校正，对时间的延时误差进行补偿。
UTC时间同步服务器内部对GPS时间进行校验，判断时间信息是否有效，同时根据自身的高精度晶振对短时间内由于通信失败等原因造成的时间误差进行补偿，使时间信息保持长期有效，对同步接口的事件源提供延时误差补偿，提高整个系统的时间精度。
3、冗余通道的时间同步接口和电源模块，可用于冗余的工业控制系统。
冗余UTC时间同步服务器的电源支持冗余功能，当输入的一路电源供电故障时，可利用另一路电源进行供电，确保时间同步服务器稳定的工作。另外时间同步服务器的第一同步接口和第二同步接口为冗余的网络同步接口，支持NTP和SNTP协议，用户可分别使用第一同步接口和第二同步接口进行同步对时，也可配置为冗余功能，在其中一路同步接口故障时，使用另外一路接口进行时间同步。
4、使用备用高精度原子时钟，具备持续的对时服务。
UTC时间同步服务器产品具有持续稳定的对时服务功能，正常情况下通过2路GPS接口提供精确的UTC时间源，当其中1路GPS故障时，可以切换到另外1路接口这个词工作，当2路GPS都发生故障时，可以使用备用的高精度原子时钟作为高精度时钟源，用来确保服务器能持续稳定的提供对时服务。
本发明满足了精度校时和时间统一的要求。

Claims (5)

1.一种冗余UTC时间同步服务器，其特征在于：该时间同步服务器包括主处理器(1)、第一GPS接口(2)、第二GPS接口(3)、高精度原子时钟(4)、第一电源模块接口(5)、第二电源模块接口(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时间信号，并将UTC时间信号传送给主处理器(1)；主处理器(1)对GPS的UTC时间信号进行接受、校验、选择、处理、时间校正操作，并通过第一同步接口(7)、第二同步接口(8)提供网络NTP/SNTP对时服务，通过第三同步接口(9)提供RS232时间同步服务，通过第四同步接口(10)提供RS485时间同步服务，通过第五同步接口(11)提供秒脉冲同步服务；高精度原子时钟(4)与主处理器(1)连接，并在第一GPS接口(2)、第二GPS接口(3)故障时，作为时钟源提供高精度的对时功能；第一电源模块接口(5)、第二电源模块接口(6)与主处理器(1)连接并形成冗余电源。
2.根据权利要求1所述的冗余UTC时间同步服务器，其特征在于：所述第一GPS接口(2)、第二GPS接口(3)形成冗余接口通道。
3.根据权利要求1所述的冗余UTC时间同步服务器，其特征在于：所述第一同步接口(5)与第二同步接口(6)具有冗余功能。
4.根据权利要求1所述的冗余UTC时间同步服务器，其特征在于：主处理器(1)时间通过第一GPS接口(2)与第二GPS接口(3)进行UTC时间同步，并进行实时校正。
5.根据权利要求1所述的冗余UTC时间同步服务器，其特征在于：在GPS信号故障时，能使用备用的高精度原子时钟(4)持续提供服务。
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