CN103365201A

CN103365201A - 基于gnss导航卫星的自维护时钟发布系统

Info

Publication number: CN103365201A
Application number: CN2012100856291A
Authority: CN
Inventors: 徐文超; 周贺仟; 杨艳琴
Original assignee: SHANGHAI WINSKY COMMUNICATION TECHNOLOGY Co Ltd; East China Normal University
Current assignee: SHANGHAI WINSKY COMMUNICATION TECHNOLOGY Co Ltd; East China Normal University
Priority date: 2012-03-28
Filing date: 2012-03-28
Publication date: 2013-10-23

Abstract

本发明公开一种基于GNSS导航卫星的自维护时钟发布系统，包含至少一个GNSS信号接收处理模块和至少一个能源自治模块；GNSS信号接收处理模块用于接收卫星信号，获得位置信息，及获取格林尼治标准时间，并依据所述位置信息确定当地时间与格林尼治标准时间的关系，对标准时间进行自动校准；能源自治模块与GNSS信号接收处理模块连接，用于实现所述系统的电源供应。本发明实现了基于GNSS导航卫星的自维护且自同步信息发布屏时钟，且系统结构简单，制造、维护成本低，适合规模化推广。

Description

基于GNSS导航卫星的自维护时钟发布系统

技术领域

本发明涉及一种基于GNSS导航卫星的自维护时钟发布系统。

背景技术

由于传统的电子信息发布屏上显示的时间只能以电脑或其它电子计时器提供的时间为基准，这类计时单元一般采用各类型石英晶振器件时间计数振荡发生电路元器件。当电脑或其它电子计时器由于某种原因导致时间错误时，就会导致信息发布屏上的时间错误，因此这种传统的时钟发布方式较脆弱，需要人工进行维护和保障，此外，受晶振元器件精确度及工作环境影响，传统电子计时器精度有限，发布时间具有误差积累缺点。同时还无法实现广域范围内多个电子信息发布屏时钟的同步，在某些需要同步应用的场合产生不利影响。

因此，现有技术存在，例如，时钟精度难以保证、稳定性差、需要人工维护，无法同步显示等缺点。

发明内容

本发明克服现有技术的上述缺陷，提出了一种新的基于GNSS导航卫星的自维护时钟发布系统，利用全球导航卫星系统的精确授时和定位等功能来实时更新校准电子信息发布屏上的时间，能轻松实现多个电子信息发布屏上时间的完全同步，实现基于GNSS导航卫星的自维护且自同步信息发布屏时钟的方法，具有精度高、生存能力强、功能强、稳定性好、无积累误差、操作简单、免维护等特点，适合无人值守。

本发明基于GNSS导航卫星的自维护时钟发布系统，包含至少一个GNSS信号接收处理模块和至少一个能源自治模块；所述GNSS信号接收处理模块用于接收卫星信号，获得位置信息，及获取格林尼治标准时间，并依据所述位置信息确定当地时间与格林尼治标准时间的关系，并以此对标准时间进行自动校准；所述能源自治模块与所述GNSS信号接收处理模块连接，用于实现所述系统的电源供应。

其中，所述GNSS信号接收处理模块包括GNSS信号接收器和单片机。

其中，利用所述GNSS信号接收器接收卫星信号，经信号处理而获得位置信息，同时获取格林尼治标准时间。

其中，所述单片机接收所述GNSS信号接收器获得的所述位置信息及所述格林尼治标准时间，根据所述位置信息，确定当地时间与格林尼治标准时间的关系，并以此对标准时间自动进行校准。

其中，所述能源自治模块包括：

太阳能电池板，用来接收太阳光；

可充电电池；及

控制电路，用来选择由所述太阳能电池板或可充电电池供电。控制电路根据太阳能电池的供电能力选择系统的供电方案。

其中，控制电路包括：可断开连通所述太阳能电池板和所述可充电电池之间的通路；可断开连通所述太阳能电池板和所述系统之间的通路；和可断开连通所述可充电电池和所述系统之间的通路。

其中，所述系统进一步包括与所述能源自治模块和所述GNSS信号接收处理模块连接的显示模块。

其中，所述显示模块为LED信息发布屏。所述显示模块通过USB接口与所述GNSS信号接收处理模块连接。

本发明还提供一种基于GNSS导航卫星的自维护时钟发布系统的自动更新校准时钟的方法，当系统因电源耗尽无法工作时，无需人工维护，通过获得太阳能后将自动恢复工作。

本发明中，所述GNSS信号接收处理模块的工作过程包括，首先，GNSS信号接收器接收全球导航卫星系统的信号，并输出特定格式的数据，其中包含格林尼治时间和位置信息。GNSS信号接收器通过UART接口与单片机相连。单片机对前级获得的位置数据解析，得到电子信息发布屏所在地采用的时间与格林尼治时间的关系，并对从前级获得的时间数据进行修正，得到电子信息发布屏所需要的时间，转换成与电子信息发布屏匹配的硬件接口及数据格式，最终实现时间显示。

本发明的基于GNSS导航卫星的自维护时钟发布系统，利用全球导航卫星系统的精确授时和定位等功能来实时更新校准电子信息发布屏上的时间，能轻松实现多个电子信息发布屏上时间的完全同步，实现基于GNSS导航卫星的自维护且自同步信息发布屏时钟的方法。具有时钟精度高、生存能力强、功能强、稳定性好、时钟显示无积累误差、校准操作简单、免维护等特点，适合用于无人值守的电子信息发布屏。本发明基于GNSS导航卫星的自维护时钟发布系统，适用于小区楼院、政府机关、交通车站、学校医院等部门的LED信息发布屏上的标准时间发布。整个系统具有结构简单，制造或维护成本低的特点，适合规模化推广。

附图说明

图1是根据本发明自维护时钟发布系统的能源自治模块结构示意图。

图2是根据本发明自维护时钟发布系统的GNSS信号接收处理模块结构示意图。

图3是根据本发明自维护时钟发布系统的整体系统结构及模块连接示意图。

具体实施方式

结合以下具体实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的保护内容不局限于以下实施例。在不背离发明构思的精神和范围下，本领域技术人员能够想到的变化和优点都被包括在本发明中，并且以所附的权利要求书为保护范围。实施本发明的过程、条件、实验方法等，除以下专门提及的内容之外，均为本领域的普遍知识和公知常识，本发明没有特别限制内容。

本发明基于GNSS导航卫星的自维护时钟发布系统300，如图3所示，包括能源自治模块100，由能源自治模块100供电的GNSS信号接收处理模块200，以及由能源自治模块100供电的并且与GNSS信号接收处理模块200连接的显示模块301。

如图1所示，能源自治模块100包括太阳能电池板101，可充电电池102，以及控制电路103。其中，太阳能电池板101用于在晴天时将太阳能转换成电能；可充电电池102用于在太阳能电池无法提供足够的电能时充当系统的电源；控制电路103可自动为本发明系统选择合适的电源，控制电路103由太阳能电池板供电。

控制电路103包括以下几条通路：（1）可断开连通太阳能电池板101和可充电电池102之间的通路；（2）可断开连通太阳能电池板101和系统其他模块之间的通路；（3）可断开连通可充电电池102和系统其他模块之间的通路。

当太阳能电池板101有少量供电能力时，先供给控制电路103，控制电路103工作，检查太阳能电池板101的剩余供电能力。若剩余供电能力足够大，则太阳能电池板101一边为系统供电，一边为可充电电池102充电；若剩余供电能力只够给系统供电，则太阳能电池板101只负责系统供电；若剩余供电能力很小，不足以给系统供电，则由可充电电池102为系统供电。当太阳能电池板101无供电能力时（如在晚上），控制电路不工作，可充电电池102直接给系统供电。

能源自治模块100实现本系统的电源供应。当太阳能电池板由于长期的阴雨天而无法工作，导致可充电电池电量用尽时，本系统也将停止工作。但是一旦太阳能电池板恢复供电能力，本系统又将重新工作，且给出的时间信息依然正确，无须人工校准，可完全实现无人值守，无积累误差。

GNSS信号接收处理模块200包括GNSS信号接收器201，单片机202。

如图2所示，GNSS信号接收处理模块200包括：GNSS信号接收器201，用于接收全球导航卫星系统空间段信号，得出本发明系统所在地的位置信息和格林尼治标准时间，用UART串口送至后级单片机202；单片机202通过对位置信息的解析，得出本系统所在地所用标准时间和格林尼治时间的关系，从而对时间信息进行修正，以UART或SPI等标准串口方式送至下级模块，即信息发布屏。

利用GNSS信号可以进行广域范围内多个电子信息发布屏时钟的同步，不会受晶振元器件精确度和环境因素的影响而产生偏差。GNSS信号接收处理模块200的结构简单，易于制造，适合规模化推广。

显示模块301为可选的，可以为LED信息发布屏。本系统的显示模块301可通过USB接口与GNSS信号接收处理模块200连接。接口也可以是其他类型的硬件接口。

当可充电电池由于长期供电电量耗尽时（如遇上连续的阴雨天），系统将停止工作。但此时不需要人工维护，当重新有太阳能时，系统将自动恢复工作，重新校准时间，因此发布的时钟无任何偏差。

如图1－3所示，本系统的工作流程为：能源自治模块100根据太阳能电池板的供电能力为系统选择供电方案；系统上电工作后，首先通过GNSS信号接收器201接收卫星信号，得出本发明系统所在地的位置信息和格林尼治时间，以串行数据流的形式输入单片机202，单片机根据位置信息得出本发明系统所在地采用的标准时间和格林尼治时间的关系，并对格林尼治时间进行修正；修正后的标准时间可以串行数据流的形式送至连接显示模块301的硬件接口。

一种利用本系统的自动更新和校准时钟的方法, 当系统因长期的阴雨天等原因导致电源耗尽无法工作时，无需人工维护，当系统重新获得太阳能后将自动恢复工作，而且发布的时钟无累积误差，系统生存能力强，适合无人值守。单片机202输出的串行数据流也可直接发送至显示模块。

上述实施例是提供给熟悉本领域内的人员来实现或使用本发明的。熟悉本领域的人员可在不脱离本发明的发明思想的情况下，对上述实施例作出种种修改或变化，因而本发明的保护范围并不被上述实施例所限，而应该是符合权利要求书提到的技术特征的最大范围。

Claims

1.一种基于GNSS导航卫星的自维护时钟发布系统，其特征在于，所述系统包含至少一个GNSS信号接收处理模块（200）和至少一个能源自治模块（100）；

所述GNSS信号接收处理模块（200）用于接收卫星信号，获得位置信息，及获取格林尼治标准时间，并依据所述位置信息确定当地时间与格林尼治标准时间的关系，对标准时间进行自动校准；

所述能源自治模块（100）与所述GNSS信号接收处理模块（200）连接，用于实现所述系统的电源供应。

2.如权利要求1所述的基于GNSS导航卫星的自维护时钟发布系统，其特征在于，所述GNSS信号接收处理模块包括GNSS信号接收器（201）和单片机（202）。

3.如权利要求2所述的基于GNSS导航卫星的自维护时钟发布系统，其特征在于，利用所述GNSS信号接收器（201）接收卫星信号，经信号处理而获得位置信息，同时获取格林尼治标准时间。

4.如权利要求2所述的基于GNSS导航卫星的自维护时钟发布系统，其特征在于，所述单片机（202）接收所述GNSS信号接收器（201）获得的所述位置信息及所述格林尼治标准时间，根据所述位置信息，确定当地时间与格林尼治标准时间的关系，并对标准时间自动进行校准。

5.如权利要求1所述的基于GNSS导航卫星的自维护时钟发布系统，其特征在于，所述能源自治模块（100）包括：

太阳能电池板（101），用来接收太阳光；

可充电电池（102）；及

控制电路（103），用来选择由所述太阳能电池板（101）或可充电电池（102）供电。

6.如权利要求5所述的基于GNSS导航卫星的自维护时钟发布系统，其特征在于，控制电路（103）包括：可断开连通所述太阳能电池板（101）和所述可充电电池（102）之间的通路；可断开连通所述太阳能电池板（101）和所述系统之间的通路；和可断开连通所述可充电电池（102）和所述系统之间的通路。

7.如权利要求1所述的基于GNSS导航卫星的自维护时钟发布系统，其特征在于，所述系统进一步包括与所述能源自治模块（100）和所述GNSS信号接收处理模块（200）连接的显示模块（301）。

8.如权利要求7所述的基于GNSS导航卫星的自维护时钟发布系统，其特征在于，所述显示模块（301）为LED信息发布屏。

9.如权利要求7所述的基于GNSS导航卫星的自维护时钟发布系统，其特征在于，所述显示模块（301）通过USB接口与所述GNSS信号接收处理模块（200）连接。

10.一种利用权利要求1所述自维护时钟发布系统的自动更新校准时钟的方法，其特征在于，当系统因电源耗尽无法工作时，无需人工维护，通过获得太阳能后自动恢复工作。