子母鐘時間系統(tǒng)顧名思義就是一套或者多套母鐘，下屬著多套的子鐘，組成的系統(tǒng)稱之為子母鐘時間系統(tǒng)。子母鐘系統(tǒng)具有走時、操控方便、同步運行等特點。子母鐘系統(tǒng)均采用智能模塊化設計，與同類產(chǎn)品相比，更突出了操作簡單，安裝方便，運行可靠，使用壽命長，性價比高的特點。時鐘系統(tǒng)主要由時鐘子系統(tǒng)由 GPS 天線、母鐘、傳輸通道、交換機及子鐘組成。
子母鐘用戶需求分析
學校時鐘系統(tǒng)主要為全學校的計算機系統(tǒng)及時鐘系統(tǒng)以及其它弱電子系統(tǒng)提供標準的時間源，為考場考試、實驗室、計算機系統(tǒng)等關鍵部門都可以獲得、統(tǒng)一標準時間；子母鐘系統(tǒng)為每個教室、多媒體、圖書館，體育館同步顯示時間的功能，為學生、老師及工作人員對時間參考，從而使整個學校提供了標準的時間，保證了整個學校準時、安全正常運行。
終端設備管理軟件可以對時鐘顯示屏進行實時管理，巡查和控制功能。
子母鐘系統(tǒng)構成:
采用終端設備管理軟件、時鐘顯示屏、GPS/北斗NTP時間服務器構成，給學校的各個重要地方提供時間信息。給考試等重要事宜提供標準時間等。
因此,在學校內(nèi)重要區(qū)域提供一套可靠、經(jīng)濟和有效，能夠提供一個統(tǒng)一的、標準的全校時間的子母鐘系統(tǒng)對學校的數(shù)字化管理和學校的各部門的統(tǒng)一協(xié)調(diào)意義重大。
設計指導思想
本時鐘系統(tǒng)選用的時鐘系統(tǒng)，并保證在設計中：
1)認真貫徹執(zhí)行已頒布實施的有關“規(guī)范”、“標準”，使設計不偏離規(guī)范化和標準化的軌道，從而保證設計的水平和質(zhì)量。
2)在滿足功能需求的前提下努力降低工程造價和維護費用。
3)系統(tǒng)設計應本著“可靠、實用 經(jīng)濟”的原則進行。
4)系統(tǒng)操作簡便、可靠，便于擴展和維護，軟件具有提升能力。
5)系統(tǒng)滿足現(xiàn)場條件和環(huán)境，有較強的抗高溫、高濕、臺風、電磁能力和防雷、防雨、防塵能力。
子母鐘組成系統(tǒng)
時鐘系統(tǒng)是由一套（母鐘）及若干個子鐘組成。系統(tǒng)還可擴展接口，作為計算機/服務器或局域網(wǎng)的時間源。其主要作用是為了保證所有系統(tǒng)設備時間統(tǒng)一和對外顯示時間*一致。
母鐘接收來自 GPS 的標準時間信號，通過傳輸通道將標準時間信號直接傳給各個顯示子鐘，為工作人員提供統(tǒng)一的標準時間。子鐘通過網(wǎng)口（RJ45）接收 GPS母鐘發(fā)送來的時間信息（信息內(nèi)容：年、月、日、星期、時、分、秒），顯示標準北京時間。
1、中心機房級
在設備中心房內(nèi)設置母鐘系統(tǒng)，GPS天線安裝在樓頂?shù)乳_闊地帶。
2、子區(qū)域
每臺子鐘均具有獨立的 IP 地址，能夠接收標準的 NTP 時間協(xié)議。一臺母鐘下可帶多臺網(wǎng)絡子鐘，連接方便。顯示的內(nèi)容為：年、月、日、星期、時、分、秒。安裝方式為壁掛式，為了達到堅固、美觀、莊重和顯示醒目、色調(diào)柔和的總體效果，子鐘的外觀結構采用金屬邊框表面噴黑色亞光塑，框內(nèi)鑲嵌淺色有機玻璃。“年、月、日、星期、時、分、秒”字采用紅色發(fā)光板底色，表面貼裝黑色空心藝術字的工藝。星期數(shù)字采用阿拉伯數(shù)字顯示。時、分、秒采用日常習慣的分隔符“ : ”。其余數(shù)字采用 LED 數(shù)碼在相關場所安裝子鐘。
1.子母鐘系統(tǒng)概述
伴隨著各行業(yè)業(yè)務的迅猛發(fā)展，后臺服務器及網(wǎng)絡設備的數(shù)量也與日俱增。大部分服務器都有自己的本地時鐘，但是這些時鐘每天會產(chǎn)生數(shù)秒、甚至數(shù)分鐘的自走時誤差。經(jīng)過長期運行，時間偏差會越來越大，導致服務器之間的時間各不相同，這種偏差在單機中影響不太大，但在網(wǎng)絡環(huán)境下的應用中便會引發(fā)嚴重的問題。從業(yè)務影響角度講，因為時間的不統(tǒng)一，就無法推斷出業(yè)務具體發(fā)生時間。從安全影響角度講，所有設備（如視頻監(jiān)控中的DVR）的日志必須反映準確的時間，因為時間的不統(tǒng)一，安全相關工具就會毫無用處。因此對各行業(yè)而言，時間的和統(tǒng)一的重要性也逐漸體現(xiàn)出來。
為了滿足各行業(yè)網(wǎng)絡時間統(tǒng)一的要求，保證系統(tǒng)正常運行，需建立一套高可靠、高穩(wěn)定的GPS北斗子母鐘系統(tǒng)。該系統(tǒng)建成后能覆蓋各行業(yè)網(wǎng)內(nèi)所有的服務器及DVR等終端設備，提供時間校正服務。同時在各個重要位置部署數(shù)字子鐘。
2. 建設目標
建立GPS北斗時間同步系統(tǒng)后可實現(xiàn)：
2.1網(wǎng)內(nèi)的的終端、服務器、視頻監(jiān)控、子鐘等網(wǎng)絡設備的時間統(tǒng)一。
2.2為考勤、門禁等關統(tǒng)提供準確的時鐘源，可以實現(xiàn)考勤系統(tǒng)與辦公系統(tǒng)的時間*。
2.3可以使各行業(yè)各部門井然有序、協(xié)調(diào)*地進行工作，為各行業(yè)各功能部門之間有機協(xié)調(diào)、密切配合提供標準的和的時間依據(jù)，確保適應各行業(yè)各種相關業(yè)務高速有序運轉(zhuǎn)的需求，確保各行業(yè)內(nèi)各弱電系統(tǒng)之間時序安全和提供準確統(tǒng)一的時間追溯依據(jù)。
3. 系統(tǒng)構成
本時鐘系統(tǒng)由網(wǎng)絡時間服務器（母鐘）、監(jiān)控計算機（包括管理軟件）和子鐘組成。
4. 系統(tǒng)功能
4.1網(wǎng)絡時間服務器（型號：K801）
K801主時鐘采可以為計算機網(wǎng)絡、計算機應用系統(tǒng)、流程控制管理系統(tǒng)、電子商務系統(tǒng)、網(wǎng)上B2B系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫的保存維護以及硬盤錄像機等智能設備提供精密的標準時間信號和時間戳服務。
4.2系統(tǒng)監(jiān)控軟件
監(jiān)控修改系統(tǒng)的狀態(tài)參數(shù)
4.3子鐘
數(shù)顯式子鐘接收發(fā)自母鐘的標準時間同步信號并顯示時間。
數(shù)顯式子鐘運行是靠自身系統(tǒng)進行，通過實時接收上級設備的標準同步信號，刷新自身時間指示與上級母鐘保持*。當與上級設備連接中斷或上級設備發(fā)生故障時，子鐘可以脫離上級設備單獨運行。上級設備同步信號恢復后，子鐘自動與之校準并刷新自身時間。
子鐘根據(jù)顯示內(nèi)容、尺寸、顏色、同步方式等有各種款式供客戶選擇。
5. 主要性能指標
5.1網(wǎng)絡時間服務器
GPS時鐘參考模式，一級網(wǎng)絡時間服務器，同步精度1μs
用戶終端同步授時精度：1-10ms（局域網(wǎng)典型值）
用戶容量：可支持數(shù)萬臺客戶端
NTP請求量：10000次/秒
5.2子鐘
與母鐘的通訊：NTP對時
計時精度：≤1ms
自守時：≤±0.001秒/日
供電電源：AC220V±20% 50Hz
工作溫度：0℃～+50℃
工作濕度：0 ~
功耗：10 W
尺寸：930mm*350mm*45mm
顯示：3寸數(shù)碼管顯示年月日星期，8寸數(shù)碼管顯示時分秒。
子鐘集成有以下特點
1、高亮數(shù)碼管靜態(tài)顯示，高速攝像機下數(shù)碼管顯示不會有跳動； 告別傳統(tǒng)電壓驅(qū)動,大大延長 LED發(fā)光管的壽命，保證系統(tǒng)長時間運行無明顯發(fā)熱、發(fā)燙現(xiàn)象；
2、可靠性高，授時精度高；能力強使用自動跟蹤校驗技術，使誤校時幾乎成為不可能。
3、標準化，模塊化設計，功能模塊限度地采用流 行的標準；
4、上電后自動歸零，在安裝時，子鐘接通電源后，立即自動快速運行至0點后處于等待狀態(tài)；
NTP 網(wǎng)絡時間服務器接收 GPS 衛(wèi)星信號，從 GPS 地球同步衛(wèi)星上獲取標準時鐘信號信息，將這些信息通過 TCP/IP 網(wǎng)絡傳輸，為網(wǎng)絡設備（用戶）提供、標準、安全、可靠和多功能的時間服務，同
時產(chǎn)生 1PPS（秒信號）同步脈沖信號及串口時間信息，前面板顯示年月日時分秒等信息，是一款實現(xiàn)時間同步的實用時鐘設備。
母鐘通訊協(xié)議
NTP 同時同步指的是通過網(wǎng)絡的 NTP 協(xié)議與時間源進行時間校準。前提條件，時間源輸出必須通過網(wǎng)絡接口，數(shù)據(jù)輸出格式必須符合
NTP 協(xié)議。
局域網(wǎng)內(nèi)所有的 PC、服務器和其他設備通過網(wǎng)絡與時間服務器保持同步，NTP 協(xié)議自動判斷網(wǎng)絡延時，并給得到的數(shù)據(jù)進行時間補償。從而使局域網(wǎng)設備時間保持統(tǒng)一。
串口：串口時間服務器接收 GPS 衛(wèi)星信號，從 GPS 地球同步衛(wèi)星上獲取標準時鐘信號信息，產(chǎn)生 1PPS（秒信號）同步脈沖信號及串口時間信息，母鐘輸出的時間信息通過串口發(fā)給子鐘，從而達到時間統(tǒng)一功能。
母鐘的常用時間源有單 GPS 衛(wèi)星、單北斗衛(wèi)星、北斗衛(wèi)星+GPS 衛(wèi)星、單 CDMA 信號、格羅納斯衛(wèi)星這五種信號源。
子母鐘時間系統(tǒng)意義
子母鐘時間系統(tǒng)應用于城市重要公共建筑，如車站、高校、交通路口、標志建筑等場所和電信行業(yè)的移動及固定報時等方面。它是供了準確的公眾時間，為人們的日常生活提供便利，避免了因時鐘不準確而帶來的不便。同時，也為 GPS 授時系統(tǒng)的應用開拓了一個較好的用途，具有廣泛的現(xiàn)實意義。
母鐘特點：
1、母鐘時鐘系統(tǒng)精度高,同步快。
2、高品質(zhì)的工業(yè)級元件，高水準的電氣設計，高密度集成的電路結構，使裝置擁有優(yōu)異的電氣隔離和電磁屏蔽表現(xiàn)，整機無可調(diào)節(jié)器件，極大提高了裝置抗干擾性能與可靠性保障。
3、母鐘時鐘系統(tǒng)提供一路 TTL 脈沖信號供時鐘的準確度指標測試。
4、母鐘時鐘系統(tǒng)提供網(wǎng)口輸出，供電力、電信、金融、廣電、交通、安防行業(yè)校時服務。
5、持單星授時模式，適用于收星效果不佳的情況，有蘑菇頭天線及吸盤式天線可供選擇。
6、前面板有工作狀態(tài)指示，便于運行值班人員的日常巡視。
7、母鐘時鐘系統(tǒng)可通過數(shù)碼管顯示跟蹤到的有效衛(wèi)星個數(shù)，在線顯示裝置的收星狀況及工作狀態(tài)。
8、母鐘時鐘系統(tǒng)采用全模塊化即插即用結構設計，支持板卡熱插拔，配置靈活，維護方便，同時為將來電廠/變電站改造擴建時增加或更改對時信號接口提供了方便。
9、母鐘時鐘系統(tǒng)的機箱為進口鋁板鉻酸鈍化、拉細絲啞銀，經(jīng) 過鈍化處理的鋁板， 鋁板鉻酸鈍化使其表面形成了一層致密的鈍化膜可以達到抗腐蝕的目的，現(xiàn)有黑色機箱和銀白色機箱可供用戶選擇。天線安裝
GPS 衛(wèi)星時鐘裝置天線安裝時，先將天線頭安裝在天線支架上， 再將天線支架用膨脹螺栓固定在建筑物頂端，根據(jù)安裝條件需要時可以使用彎角支架(備選件)。天線頭要安裝在室外，安裝位置應視野開闊，盡可能安裝在屋頂，原則上是順著天線頭往上看能夠看到360° 的天空。然后從上到下布置天線的電纜線。天線電纜鋪設轉(zhuǎn)彎半徑不易過小，穿孔時注意包好接頭。天線電纜長度是根據(jù)天線增益嚴格設計，不得剪斷、延長、縮短或加裝接頭，否則將嚴重影響接收效果甚至收不到信號。
GPS 衛(wèi)星時鐘裝置天線應盡量避開ft坡、樹林、高層建筑物、鐵塔、高壓輸電線等對天線波束的阻擋。天線主波束方向上應有足夠的視界，天線正前方應有盡可能寬的視角。一般要求以天線基點為參考， 對障礙物點所成的夾角小于 10 度。
GPS 衛(wèi)星時鐘裝置天線的架設位置應避開風口，以減小天線的風載。在多雷雨地區(qū)，天線的架設位置應避開雷擊多發(fā)地點，天線頭應放在電廠/變電站避雷針避雷范圍內(nèi)。
一、基本原理
子母鐘是一種機械鐘表，采用了分離式振蕩系統(tǒng)，通過一個大鐘和一個小鐘的互相共振來控制時間。
基本構造：由較大的主鐘和較小的副鐘構成，它們之間通過一個共振系統(tǒng)相互作用。主鐘用于計算時間，副鐘則用于觀察參照。主鐘通常要結合兩個彈簧來完成，一個彈簧控制時針，另一個控制分針。
振蕩系統(tǒng)：采用了分離式振蕩系統(tǒng)，分為主鐘振蕩系統(tǒng)和副鐘振蕩系統(tǒng)。主鐘振蕩系統(tǒng)包括了主發(fā)條、主發(fā)條輪、主彈簧、主發(fā)條動力傳輸裝置、主振梁、主隨鉤、主鈴鳴裝置和主調(diào)速裝置等部件，副鐘振蕩系統(tǒng)則包括了副發(fā)條、副發(fā)條輪、副彈簧、副振梁和副隨鐘連接裝置等部件。
時間調(diào)節(jié)裝置：根據(jù)實際情況，需要進行時間的精度調(diào)整，因此需要采用時間調(diào)節(jié)裝置，可以修改當?shù)氐臉藴蕰r間。
二、歷史發(fā)展
1. 子母鐘是西方文明的發(fā)明，最早見于17世紀的歐洲。它為人們提供了精確的時間標準，對于許多領域的發(fā)展都產(chǎn)生了重要影響。
2. 在很長一段時間內(nèi)，子母鐘是一種鐘表，只在富庶家庭、大型企業(yè)及政府機構中使用。隨著工業(yè)和科技的發(fā)展，子母鐘逐漸走向民用市場。
3. 隨著電子技術的發(fā)展和應用，電子鐘表的準確性逐漸超越了機械鐘表，但子母鐘因其的設計和造型，仍然受到許多人的喜愛，在一些特殊領域的使用率也在逐漸增加。
4. 進入21世紀以來，隨著全球經(jīng)濟的發(fā)展和城市化進程的加速，人們更加注重時間的準確性和精確度，使用范圍和應用繼續(xù)擴大。
三、結構組成
結構組成相對簡單，主要是由主鐘、副鐘、子母鐘共振系統(tǒng)和時間調(diào)節(jié)裝置等四部分組成，下面我們分別介紹：
1. 主鐘
主鐘是核心部件，包括了時針、分針、秒針等時計部件和發(fā)條、彈簧等動力部件、隨鉤、鈴鳴裝置等作用部件，通過這些裝置來完成測算時間和報時的功能。主鐘還包括有動力傳輸輪、發(fā)條輪及調(diào)速輪等部件，這些部件通過鏈條、齒輪等器械相互配合，是驅(qū)動時針、分針等計時部件的主要力源。
2. 副鐘
副鐘是用于觀察時間的部件，一般位于主鐘上方，可能采用單針或多針設計。副鐘的設計風格一般與主鐘相似，但通常比主鐘小很多，是一個附屬品和展示作用之一。
3. 共振系統(tǒng)
共振系統(tǒng)是子母鐘最的設計之一，用于保持主鐘和副鐘之間的穩(wěn)定共振關系。它由振梁系統(tǒng)和振鏈系統(tǒng)兩部分組成。
振梁系統(tǒng)是保持主振鏈和副振鏈之間穩(wěn)定共振的系統(tǒng)。振鏈系統(tǒng)是保持副鐘與主鐘之間穩(wěn)定共振的系統(tǒng)。主振鏈和副振鏈之間共同構成共振系統(tǒng)，只有共振在一定范圍內(nèi)時，時鐘才能保持時間的準確性。
4. 時間調(diào)節(jié)裝置
時鐘準確性非常高，但仍有必要進行調(diào)整，以校準時鐘的誤差。時間調(diào)節(jié)裝置通過一定的機構設計，可以調(diào)整時鐘標準時間和停止時鐘運轉(zhuǎn)等控制任務。時間調(diào)節(jié)裝置通常包括字擺和調(diào)速螺釘?shù)炔考糜诩氄{(diào)時鐘的準確度和精確度。
四、工作原理
1. 主鐘和副鐘開始同步工作：幾個機芯開始共同工作，通過子鐘的振蕩引起主鐘發(fā)出鈴聲。
2. 子鐘的振動過程：子鐘與主鐘之間振蕩的共同點是通過一個振蕩器件實現(xiàn)的，可以是振鏈子系統(tǒng)中的擺動、也可以是石英晶體的振動等。
3. 共振特性：共振是子母鐘工作的基礎之一，只有實現(xiàn)共振狀態(tài)時，鐘表才能運轉(zhuǎn)穩(wěn)定，否則時鐘加速或減速時就會出現(xiàn)問題。
4. 時間調(diào)節(jié)：鐘表中的時間調(diào)節(jié)系統(tǒng)有兩種，一種是通過字擺的調(diào)節(jié)完成的，另一種則是通過調(diào)速螺釘來實現(xiàn)。
五、維護與保養(yǎng)
1. 定期保養(yǎng)：定期保養(yǎng)，以保證它的穩(wěn)定性和使用壽命。建議每年至少保養(yǎng)一次，包括清洗機芯、清理運轉(zhuǎn)軸承、檢查受力零件、調(diào)整調(diào)速系統(tǒng)等工作。
2. 正確使用：遵守正確的使用方法，例如避免長時間曝曬于高溫、濕潤或潮濕的環(huán)境中；避免碰撞或劇烈震動。
3. 定時檢查：時間準確度是使用中最需要注意的問題之一，因此需要定時對表進行檢查和調(diào)整，保證它的精確度。
4. 適時保養(yǎng)：當使用壽命超過了10年時，需要進行一次全面的大修，包括零件更換、磨損部位磨平、油脂更換等。
五、常見故障及維修方法
1. 機芯停止：常常機芯停止是由于機芯異物進入、機芯彈簧斷裂、機芯制動桿卡緊、振蕩系統(tǒng)故障等原因引起的。解決方法：需要將機芯取出，清理機芯內(nèi)部，修復機芯部位故障。
2. 不同步：不同步通常是由于振鏈間接角度變化不到位、振鏈彈簧變形等造成的，解決方法是檢查是否存在阻力，檢查振鏈彈簧是否變形，計算器部位是否清理干凈。
3. 發(fā)條變松：發(fā)條變松通常是由于發(fā)條制動桿卡住或制動器在釋放時存在問題，解決方法是將發(fā)條取出，修復或更換故障部件。
注：以上維修方法需要有一定的專業(yè)性，不建議在未經(jīng)專業(yè)培訓、未掌握相關技術知識的情況下進行維修。
