一种基于GPS和BD卫星授时的高精度时间显示系统的制作方法

本实用新型属于应用电子产品技术领域，涉及多种功能电路组合使用，可用于需要高精度时间显示且长时间自动同步校准的应用场合，例如医院、学校、银行、车站、电子商务等。

背景技术：

目前针对授时主要有三种方法：传统授时、通信通道授时、卫星授时。传统授时利用打更报时，随着现代化科技的发展，现在几乎不用。

通信通道授时主要是运用互联网时间同步的网络时间协议（ntp），该方法严重依赖互联网，该方法在网络信号覆盖不完全或者网络信号不稳定的区域无法保证时间的准确性。卫星授时方法，主要是接收gps卫星发射的信号从而实现全球范围内的精确授时。

前两种方法应用范围有很多局限性，在精度需求高的场合已很少使用。卫星授时方法只能接收美国的gps卫星组网信号，对我国新兴的bd（北斗）卫星组网兼容性不好。

技术实现要素：

本实用新型解决了bd（北斗）卫星兼容性的问题，提供了一种能同时兼容gps和bd（北斗）卫星的高精度时间显示系统，并具备显示温度湿度、掉电保护以及本地自守时功能。

为解决上述问题，本实用新型公开了如下的技术内容：

一种基于gps和bd卫星授时的高精度时间显示系统，其特征在于它包括卫星信号接收电路、电源电路、温湿度采集电路、掉电保护电路、自守时电路、串口调试电路、led显示电路、stm32处理器，所述的stm32处理器基于stm32f103rct6芯片；其中

所述的卫星信号接收电路为双模导航定位模块，模块中功能芯片的rx引脚和tx引脚与处理器stm32f103rct6直接连接；

所述的电源电路采用稳压电路，与处理器stm32f103rct6模块直接连接；

所述的温湿度采集电路分别使用温度传感器和湿度传感器，传感器引出的数据线（sda）和控制线（scl）端口与处理器stm32f103rct6模块直接连接；

所述的掉电保护电路采用功能芯片组成的eeprom电路，芯片引出的数据线（sda）和控制线（scl）端口与处理器stm32f103rct6模块直接连接；

所述的自守时电路采用功能芯片与rc振荡回路组成，芯片的数据线（sda）和控制线（scl）端口与处理器stm32f103rct6模块直接连接;

所述的串口调试电路采用功能芯片与一个专用usb-mini座构成，该芯片组成电路的复位端口与启动端口与处理器stm32f103rct6模块直接连接；

led显示电路采用逻辑控制芯片组成的驱动数码管动态显示电路，与处理器stm32f103rct6模块直接连接。

本实用新型公开的基于gps和bd卫星授时的高精度时间显示系统与现有技术相比具有以下几个优点：

(1)能同时兼容gps和bd(北斗)两种卫星组网，且对于两种卫星的信号采集非常稳定，数据能够保证绝对精确。

(2)微控制器模块能够兼容windows系列所有系统，不受系统版本局限。

(3)预留了足够的空闲端口，便于随时增设其他外设功能。

(4)该实用新型拥有本地自守时电路，确保在卫星数据包丢失的情况下也能够保证系统正常工作。

附图说明

图1是本实用新型的系统电路结构连接框图。

具体实施方式

以下参照附图对本实用新型进行详细的说明。该基于gps和bd卫星授时的高精度时间显示系统中所用到的stm32软件控制程序都是常用的软件程序，不是本实用新型要求保护的内容。另外，以下的实施方案仅是本实用新型的最佳实施方式，而不能理解为对本实用新型的限制。

实施例1

一种基于gps和bd卫星授时的高精度时间显示系统，它包括卫星信号接收电路、电源电路、温湿度采集电路、掉电保护电路、自守时电路、串口调试电路、led显示电路、stm32处理器，所述的stm32处理器基于stm32f103rct6芯片；其中

所述的卫星信号接收电路为双模导航定位模块，模块中功能芯片的rx引脚和tx引脚与处理器stm32f103rct6直接连接；所述的电源电路采用稳压电路，与处理器stm32f103rct6模块直接连接；所述的温湿度采集电路分别使用温度传感器和湿度传感器，传感器引出的数据线（sda）和控制线（scl）端口与处理器stm32f103rct6模块直接连接；所述的掉电保护电路采用功能芯片组成的eeprom电路，芯片引出的数据线（sda）和控制线（scl）端口与处理器stm32f103rct6模块直接连接；所述的自守时电路采用功能芯片与rc振荡回路组成，芯片的数据线（sda）和控制线（scl）端口与处理器stm32f103rct6模块直接连接;所述的串口调试电路采用功能芯片与一个专用usb-mini座构成，该芯片组成电路的复位端口与启动端口与处理器stm32f103rct6模块直接连接；所述的led显示电路采用逻辑控制芯片组成的驱动数码管动态显示电路，与处理器stm32f103rct6模块直接连接。

实施例2

所述的卫星信号接收电路用于将接收到的卫星信号转换成当前时区的时间发送给处理器。

所述的电源电路需用dc12v电压供电,因为电路中大部分芯片的工作电压为3.3v或5v，因此需要该电路将12v电压稳压至3.3v和5v来驱动各芯片电路的正常工作，否则芯片将不能正常工作。

所述的温湿度采集电路用于将温度和湿度对应参数发送给处理器，转换成数字信号，生成对应的温度和湿度数值。

所述的掉电保护电路用于存储在系统关机再开机后能够继续先前关机前的工作状态，使处理器不会因为上电复位后丢失原有数据。

所述的自守时电路主要用于在卫星数据丢失的情况下依然能够正确推算时间，使系统正常工作。

所述的串口调试电路用于把驱动处理器的程序快速写入芯片，用于处理器与计算机间的通讯。

led显示电路主要用于将处理器发送过来的时间信息、温度信息和湿度信息显示给用户。

实施例3

医院和学校等需要变电站的地方都需要高精度的时间同步来做到分时供电，一旦在时间同步上出现问题，将不能正常工作；在轨道交通（地铁、高铁）综合监控系统中，该类时间同步设备为通信、调度、交通信号、防灾报警等系统提供统一的定时信号。

技术特征：

1.一种基于gps和bd卫星授时的高精度时间显示系统，其特征在于它包括卫星信号接收电路、电源电路、温湿度采集电路、掉电保护电路、自守时电路、串口调试电路、led显示电路、stm32处理器，所述的stm32处理器基于stm32f103rct6芯片；其中

所述的卫星信号接收电路为双模导航定位模块，模块中功能芯片的rx引脚和tx引脚与处理器stm32f103rct6直接连接；

所述的电源电路采用稳压电路，与处理器stm32f103rct6模块直接连接；

所述的温湿度采集电路分别使用温度传感器和湿度传感器，传感器引出的数据线（sda）和控制线（scl）端口与处理器stm32f103rct6模块直接连接；

所述的掉电保护电路采用功能芯片组成eeprom电路，芯片引出的数据线（sda）和控制线（scl）端口与处理器stm32f103rct6模块直接连接；

所述的自守时电路采用功能芯片与rc振荡回路组成，芯片的数据线（sda）和控制线（scl）端口与处理器stm32f103rct6模块直接连接；

所述的串口调试电路采用功能芯片与一个专用usb-mini座构成，该芯片组成电路的复位端口与启动端口与处理器stm32f103rct6模块直接连接；

led显示电路采用逻辑控制芯片组成的驱动数码管动态显示电路，与处理器stm32f103rct6直接连接。

技术总结
本实用新型公开了一种基于GPS和BD卫星授时的高精度时间显示系统，它包括卫星信号接收电路、电源电路、温湿度采集电路、掉电保护电路、自守时电路、串口调试电路、LED显示电路、STM32处理器。该系统采用高精度信号采集芯片对卫星发送的信号进行采集，利用此信号中的时间信息，转换成当前时区时间，并利用大尺寸LED数码管进行显示，达到显示高精度时间的目的。本系统设计了系统时间自守时电路，确保在卫星数据丢失的条件下，时间显示依然能够保证精度。本实用新型的目的是解决时间同步的问题同时解决只能基于GPS卫星授时的问题。

技术研发人员：谢家祖;吴筝;张鸣凤;付玉;郭辉;邓帅;时瑞瑞
受保护的技术使用者：天津师范大学
技术研发日：2020.07.06
技术公布日：2020.12.18