CN205028055U - 交通管理系统的时间同步控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种交通管理系统的时间同步控制系统。该系统采用分布式布局策略，其包括一个主时钟模块和多个从时钟模块，主时钟模块负责接收时间信息存储后并转发，从时钟模块则接收信息并校时。主时钟模块包括时钟接收模块、控制模块、发送模块、供电模块以及存储模块；时钟接收模块接收解调卫星授时时间信息，控制模块对授时时间信息进行同步解析，发送模块发送时间数据；时钟接收模块和发送模块均与控制模块相连。能够提高现有技术的时间同步控制装置的时间精密度，提高运行的可靠性，降低装置的运行成本。

Description

交通管理系统的时间同步控制系统

技术领域

本实用新型属于电子技术领域，尤其涉及一种交通管理系统的时间同步控制系统。

背景技术

随着城市汽车保有量的日趋饱和，全社会交通基础设施建设日益加快，现代化智能交通管理系统也得到大力发展，而高效能的智能交通管理系统显得异常重要，其中整个系统的时间准确性成为关键因素，无论系统是以子系统独立工作的形式存在，还是以组网整体的形式存在，必须确保有一个精密时间，其误差小于毫秒级，从而保证系统内各子系统的时间同步。通常，一个路口需运行四个独立的交通信号控制系统，要实现四个方向交通信号灯准确控制时间的同步工作，就需要使用这样的时间控制系统。在其他交通自动化控制领域，如何提高各个分散的智能交通管理系统离网光伏发电控制时间的一致性，利用精密的时间控制系统对分散离网光伏发电系统实现智能化运行管理，是提高智能交通管理系统的科学化管理和控制的重要手段。目前现有的智能交通管理系统主要有以下几种方法来利用时段控制工作：

1、采用晶体震荡以及时钟控制电路方式获取的时间信号灯，由于其时间信号来自于电路本身的存储或者记忆信息，导致该系统不能够及时修正时间误差，累计时间误差达到较大的情况下会造成系统不能很好同步工作。

2、采用GPS接收器来接收卫星的授时信号来作为精密时间的控制系统，这种方法的缺点是每台设备必须装一套GPS控制接收电路，如果设备上方有物体遮挡将会影响GPS信号的接收。

3、采用无线网络传输方式来控制系统的工作，这种方法会产生一定的网络服务费，成本较高。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种交通管理系统的时间同步控制系统，有效地解决了现有技术的时间同步控制系统精密性差、可靠性低、运行成本高的缺点。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种交通管理系统的时间同步控制系统，其采用分布式布局策略，包括：主时钟模块，主时钟模块包括时钟接收模块、第一控制模块和发送模块；时钟接收模块用于接收解调卫星授时时间的信息，控制模块对授时时间信息进行同步解析，发送模块用于发送经解析后的时间数据；时钟接收模块和发送模块均与第一控制模块相连；交通管理系统的时间同步控制系统还包括从时钟模块，从时钟模块通过通信网接收来自主时钟模块的时间数据并校对时间。

进一步地，时钟接收模块是TD3017模块，发送模块是Zigbee模块，控制模块是STC15F2K60S2模块。

进一步地，时钟接收模块通过其第16引脚和第19引脚外接BD2B1/GPSL1天线接收导航信号，时钟接收模块对接收到的高频信号进行放大、变频后得到中频模拟信号，再解译中频模拟信号，得到时间数据。

进一步地，经由时钟接收模块得到的时间数据，再由第一控制模块对时间数据分别进行过滤、转化处理，将经转化处理后的时间数据发送发送模块，发送模块通过通信网广播时间数据。

进一步地，时间数据通过时钟接收模块的第3引脚、第4引脚进入时钟接收模块，并以组帧的形式串口输出至第一控制模块的第27引脚和第28引脚，再由第一控制模块对时间数据进行过滤、转化处理，同时将时间数据经由第一控制模块的第21引脚、第22引脚发送至发送模块，发送模块通过其第16引脚、第17引脚接收来自第一控制模块的时间数据，并通过短距离无线通信网广播时间数据。

进一步地，转化处理包括将时间数据转换为自定义时间格式，并将时间数据写入时钟接收模块的第一存储模块中并校对。

进一步地，从时钟模块包括接收模块，第二控制模块，第二存储模块，接收模块通过通信网接收时间数据，并将时间数据写入第二存储模块并进行校对。根据权利要求7的交通管理系统的时间同步控制系统，，接收模块为Zigbee接收模块，接收模块接收时间数据并将时间数据写入第二存储模块并校对时间。

进一步地，发送模块为Zigbee模块CC2530。

进一步地，主时钟模块还包括供电模块，供电模块与第一控制模块电连接。

进一步地，供电模块包括稳压芯片。

本实用新型通过采用上述结构的交通管理系统的时间同步控制系统，能够提高原有时间同步控制装置的时间精密度，降低装置的运行成本。

附图说明

图1是根据本实用新型的交通管理系统的时间同步控制装置的结构示意图；

图2是根据本实用新型的主时钟模块的组成结构示意图；

图3是根据本实用新型的卫星授时接收模块的电路图；

图4是根据本实用新型的控制器的电路图；

图5是根据本实用新型的Zigbee模块收发时间数据的电路图；

图6根据本实用新型的供电模块的电路图。

具体实施方式

下面将参考附图，对本实用新型进行进一步地说明。

系统由一个主时钟模块和多个从时钟模块组成，系统组成如图1所示，主时钟模块负责接收BD/GPS时间信息存储后并转发，从时钟模块则接收信息并校时。

主时钟模块主要包括：接收模块、Zigbee数据收发模块、存储模块和电源模块，如图2所示。从时钟模块通过与主时钟通信获得时间信息，因此其结构不再包括卫星授时接收模块。

卫星授时接收模块主要由TD3017芯片完成时间数据接收功能，TD3017是一款支持BD2B1/GPSL1频点的双模授时定位模组。内部整合了BD2/GPS双模基带芯片和高性能可配置的双模双通道射频芯片，可为导航、授时等提供高精度、高灵敏度、低功耗、低成本的BD2/GPS双模方案。

控制模块为STC15F2K60S2单片机，是单时钟机器周期（1T）的单片机，具有高速、高可靠、低功耗、超强抗干扰。利用其内部集成晶振和复位电路实现最小系统，它的一路串口连接TD3017接收授时信息，另一路串口连接CC2530完成时间数据的转发。

图1为本实用新型交通管理系统的时间同步控制装置实施方式的结构框图示意图，包括一个主时钟模块和多个从时钟模块，主时钟接收卫星授时信息，并将解析后的时间数据通过短距离无线通信网广播，从时钟模块通过短距离无线通信网接收时间数据。系统集成度高，运行方便，没有任何运行费用，授时精度为微秒量级，有效提高了原有时间控制装置的时间精密度，降低了装置的运行成本。

图2为本实用新型交通管理系统的时间同步控制装置实施方式的主时钟模块的结构示意图，包括接收解调卫星授时时间信息的时钟接收模块TD3017、对授时时间信息进行同步解析的控制模块STC15F2K60S2、发送时间数据的发送模块Zigbee模块CC2530，供电模块和存储模块。

图3为本实用新型交通管理系统的时间同步控制装置实施方式的主时钟模块中的卫星授时接收电路接线图，TD3017通过16脚和19脚外接BD2B1/GPSL1有源天线，接收北斗B1频段（即1561.098±2.046MHz）及GPS的L1频段（即1575.42±1.023MHz）内的卫星导航信号。有源天线接收到高频信号后，经过TD3017内射频芯片完成对信号的放大、变频得到中频模拟信号；再经滤波、解调、A/D转换等操作，实现微弱射频信号到数字中频信号的转换；再通过基带芯片进行捕获和跟踪、定位结算等一系列算法处理后，解译出北斗以及GPS的导航电文；模块上电完成初始自检后，自动接收来自天线的射频信号，解析出授时电文，最后经第3脚、第4脚串口输出NMEA-0831（1PPS授时信号）数据至主控制器STC15F2K60S2的串口1（第27脚、第28脚），由其对接收数据进行过滤筛选，转换为自定义时间格式，将其写入时间存储器且校对时间，同时将时间数据组帧经串口2（第21脚、第22脚）发送至Zigbee模块（第16脚、第17脚），将时间数据组帧广播。

多个从时钟模块通过Zigbee模块接收到时间信息，经解析帧，得到时间数据写入时间存储器且校对时间。

图4为本实用新型交通管理系统的时间同步控制装置实施方式中时间解析的主控制器电路图，STC15F2K60S2为增强型8051，单时钟、机器周期，速度比普通8051快8-12倍，内嵌大容量程序存储器，其最主要的特点是内嵌晶振电路和复位电路，具有双串口电路，其串口1（第27脚和28脚）连接时间接收模块TD3017的第3脚和第4脚，用于接收卫星授时信息，串口2（第21脚和22脚）连接Zigbee模块CC2530的第16脚和第17脚，用来转发解析、过滤后的时间数据。

图5为本实用新型交通管理系统的时间同步控制装置实施方式中Zigbee模块CC2530的电路图，其16、17脚连接控制器的串口2，用来接收控制器发来的时间数据，并通过天线广播出去。

图6为本实用新型交通管理系统的时间同步控制装置实施方式中电源供电电路图，采用稳压芯片AS117-3.3，配合少量的外围元件，系统运行提供可靠稳定的电源。

最后应说明的是，以上实施方式仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其进行限制，尽管参照较佳实施方式对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解的是其依然可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而这些修改或者等同替换亦不能使修改后的技术方案脱离本实用新型技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种交通管理系统的时间同步控制系统，其特征在于，包括：

主时钟模块，所述主时钟模块包括时钟接收模块、第一控制模块和发送模块；所述时钟接收模块用于接收解调卫星授时时间的信息，所述控制模块对所述授时时间信息进行同步解析，所述发送模块用于发送经解析后的时间数据；所述时钟接收模块和所述发送模块均与所述第一控制模块相连；

所述交通管理系统的时间同步控制系统还包括从时钟模块，所述从时钟模块通过通信网接收来自所述主时钟模块的所述时间数据并校对时间。

2.根据权利要求1所述的交通管理系统的时间同步控制系统，其特征在于，所述时钟接收模块是TD3017模块，所述发送模块是Zigbee模块，所述控制模块是STC15F2K60S2模块。

3.根据权利要求1或2所述的交通管理系统的时间同步控制系统，其特征在于，所述时钟接收模块通过其第16引脚和第19引脚外接BD2B1/GPSL1天线接收导航信号，所述时钟接收模块对接收到的高频信号进行放大、变频后得到中频模拟信号，再解译所述中频模拟信号，得到时间数据。

4.根据权利要求3所述的交通管理系统的时间同步控制系统，其特征在于，经由所述时钟接收模块得到的所述时间数据，再由所述第一控制模块对所述时间数据分别进行过滤、转化处理，将经转化处理后的所述时间数据发送所述发送模块，所述发送模块通过所述通信网广播所述时间数据。

5.根据权利要求4所述的交通管理系统的时间同步控制系统，其特征在于，所述时间数据通过所述时钟接收模块的第3引脚、第4引脚进入所述时钟接收模块，并以组帧的形式串口输出至所述第一控制模块的第27引脚和第28引脚，再由所述第一控制模块对所述时间数据进行过滤、转化处理，同时将所述时间数据经由所述第一控制模块的第21引脚、第22引脚发送至所述发送模块，所述发送模块通过其第16引脚、第17引脚接收来自所述第一控制模块的所述时间数据，并通过短距离无线通信网广播所述时间数据。

6.根据权利要求4或5所述的交通管理系统的时间同步控制系统，其特征在于，所述转化处理包括将所述时间数据转换为自定义时间格式，并将所述时间数据写入所述时钟接收模块的第一存储模块中并校对。

7.根据权利要求1所述的交通管理系统的时间同步控制系统，其特征在于，所述从时钟模块包括接收模块，第二控制模块，第二存储模块，所述接收模块通过所述通信网接收所述时间数据，并将所述时间数据写入所述第二存储模块并进行校对。

8.根据权利要求7所述的交通管理系统的时间同步控制系统，其特征在于，所述接收模块为Zigbee接收模块，所述接收模块接收所述时间数据并将所述时间数据写入所述第二存储模块并校对时间。

9.根据权利要求1或2所述的交通管理系统的时间同步控制系统，其特征在于，所述发送模块为Zigbee模块CC2530。

10.根据权利要求1所述的交通管理系统的时间同步控制系统，其特征在于，所述主时钟模块还包括供电模块，所述供电模块与所述第一控制模块电连接，所述供电模块包括稳压芯片。