УСТРОЙСТВО СИНХРОНИЗАЦИИ ВРЕМЕНИ

Полезная модель относится к средствам синхронизации времени и может быть использована в системах обеспечения единого времени, системах и комплексах регистрации времени событий, синхронизации или коррекции шкал времени промышленных контроллеров, компьютеров, контрольно-измерительной аппаратуры.
Известно устройство обеспечения единого времени в автоматизированной информационно-измерительной системе представленное в описании к патенту на полезную модель №93557, кл. G06F 17/40, опубл. 27.04.2010, состоящее из блока управления и хранения параметров управления, блока приема сигналов спутниковых систем ГЛОНАСС и GPS, блока часов реального времени, выполненного с возможностью синхронизации по сигналам спутниковых систем ГЛОНАСС и GPS, блока многоключевой криптографической защиты информации и хранения ключей защиты, соединенного с блоком управления и хранения параметров управления посредством, по меньшей мере, одного логического соединении, каждому из которых сопоставлен ключ защиты, хранимый в блоке многоключевой криптографической защиты информации и хранения ключей защиты, телекоммуникационного блока, выполненного с возможностью взаимодействия с телекоммуникационными сетями, соединенного с блоком многоключевой криптографической защиты информации и хранения ключей защиты, в котором каждое из упомянутых логических соединений снабжено двумя счетчиками, выполненными с возможностью привязки количества байт данных, принятых и переданных посредством логического соединения, к времени, дате и упомянутому ключу защиты.
Признаки аналога, совпадающие с существенными признаками заявляемой полезной модели, следующие: приемный модуль сигналов спутниковых навигационных систем ГЛОНАСС и GPS, кварцевый генератор, микроконтроллер, преобразователь напряжения, узел интерфейсный.
Описанное устройство имеет следующие недостатки: во-первых, разделение функциональных узлов устройства на блоки усложняет конструкцию и увеличивает стоимость устройства; во-вторых, в устройстве отсутствует приемная антенна, что обусловливает необходимость подключения внешней антенны при помощи радиочастотного кабеля, ограничивая тем самым спектр применений данного устройства в силу того, что затухание полезного сигнала в радиочастотном кабеле делает необходимым размещение устройства в непосредственной близости от приемной антенны; в-третьих, в устройстве отсутствует внутренний обогрев, что делает невозможным применение устройства при температуре ниже рабочей температуры составляющих устройство радиоэлементов.
Известно низковольтное комплектное устройство (НКУ) МЕТРОНИКА МС-225 шкаф УССВ (устройство синхронизации системного времени) (см. сайт http://www.izmerenie.ru «НКУ МЕТРОНИКА МС-225 шкаф УССВ»), предназначенное для использования в случаях, когда из-за невозможности обеспечить уверенный прием сигналов спутника рядом с синхронизируемым устройством, например, сервером АСКУЭ, GPS-приемник необходимо установить на значительном от него расстоянии. Низковольтное комплектное устройство (НКУ) содержит GPS-приемник, антенну, преобразователь интерфейсов ADAM 4520 RS-232/485, термостат, нагреватель, источник питания. GPS-приемник и антенна выполнены в виде отдельного устройства, подключенного к остальным устройствам шкафа УССВ при помощи кабеля по интерфейсу RS-232.
Признаки аналога, совпадающие с существенными признаками заявляемой полезной модели, следующие: приемная антенна, приемный модуль сигналов СНС GPS, преобразователь напряжения, узел интерфейсный, узел внутреннего обогрева.
Описанное устройство имеет следующие недостатки: во-первых, конструктивное разделение приемной антенны с приемным модулем и устройств шкафа УССВ не позволяет обеспечить их обогрев при помощи узла внутреннего обогрева, что не позволяет использовать НКУ МЕТРОНИКА МС-225 при температуре ниже рабочей температуры входящих в состав устройства радиоэлементов, во-вторых, конструкция устройства в виде шкафа затрудняет его размещение на мачте в виде трубы, что ограничивает спектр применений данного устройства, в-третьих, в устройстве отсутствует микроконтроллер обрабатывающий поступающие от приемного модуля данные, в-четвертых, выполнение терморегулятора в виде отдельного устройства усложняет НКУ.
Известен также опорный синхронизирующий приемник ОСП-2, созданный в ОАО "Российский институт радионавигации и времени" (см. сайт http://www.rirt.ru), содержащий приемный модуль сигналов СНС ГЛОНАСС и GPS, кварцевый генератор, микроконтроллер, преобразователь напряжения, узел интерфейсный, блок синхронизации, усилитель магистральный, блок антенный. Антенна устройства выполнена во влагозащищенном корпусе в виде отдельной конструкции подключаемой к блоку синхронизации при помощи кабеля и магистрального усилителя.
Недостатками описанного устройства являются конструктивное разделение приемной антенны и электронного модуля, что ограничивает спектр применений данного устройства по причинам, указанным выше, отсутствие внутреннего обогрева не позволяет использовать устройство при температуре ниже рабочей температуры составляющих устройство радиоэлементов.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является «Синхронизирующий приемник-антенна СПА», разработанный ОАО «Российский институт радионавигации и времени» (см. сайт http://www.rirt.ru). Устройство содержит в едином корпусе приемную антенну и электронный модуль, в состав которого входят приемный модуль сигналов СНС ГЛОНАСС и GPS, кварцевый генератор, микроконтроллер, преобразователь напряжения, узел интерфейсный.
Признаки аналога, совпадающие с существенными признаками заявляемой полезной модели, следующие: приемная антенна, приемный модуль сигналов СНС ГЛОНАСС и GPS, кварцевый генератор, микроконтроллер, преобразователь напряжения, узел интерфейсный.
Недостатками описанного устройства являются следующие: во-первых, невозможность использования данного устройства в непрерывном режиме работы на открытом воздухе или необходимость применения специальных средств защиты от атмосферных осадков, что обусловлено размещением электронного модуля в негерметичном корпусе, во-вторых, отсутствие внутреннего обогрева, что не позволяет использовать устройство при температурах ниже рабочей температуры составляющих его радиоэлементов.
При разработке заявляемой полезной модели решалась задача создания недорогого устройства синхронизации времени, работающего в непрерывном режиме на открытом воздухе вдали от объекта синхронизации, работоспособного при температуре окружающей среды ниже рабочей температуры составляющих устройство радиоэлементов.
Данная задача решается за счет того, что устройство синхронизации времени, выполненное в виде электронного модуля, содержащего приемную антенну, принимающую и усиливающую радиосигнал спутниковых навигационных систем (СНС) ГЛОНАСС и GPS, приемный модуль сигналов СНС ГЛОНАСС и/или GPS, осуществляющий обработку принимаемых данных, выдающий информацию о местоположении и времени, формирующий импульс PPS, синхронизированный с всемирным координированным временем UTC, микроконтроллер, обрабатывающий данные, поступающие от приемного модуля, и формирующий последовательный временной код, стартовый бит начала которого синхронизирован с всемирным координированным временем UTC, кварцевый генератор, осуществляющий тактирование микроконтроллера, преобразователь напряжения, осуществляющий преобразование напряжения внешнего питания в напряжение питания функциональных узлов устройства, гальванически изолированный узел интерфейсный, осуществляющий передачу импульса PPS или последовательного временного кода, помещено в герметичный корпус и содержит дополнительно датчик температуры и узел внутреннего обогрева, осуществляющий регулируемый нагрев электронного модуля при снижении температуры, измеренной датчиком температуры, ниже предела рабочей температуры радиоэлементов, составляющих устройство.
Таким образом, с помощью предлагаемой полезной модели достигается технический результат, заключающийся в обеспечении работоспособности устройства при снижении внешней температуры ниже рабочей температуры составляющих устройство радиоэлементов.
Сущность полезной модели поясняется чертежом, на котором представлена функциональная схема устройства синхронизации времени.
Устройство синхронизации времени выполнено в герметичном корпусе и содержит электронный модуль 1, состоящий из приемной антенны 2, приемного модуля 3, кварцевого генератора 4, микроконтроллера 5, преобразователя напряжения 6, узла интерфейсного 7, узла внутреннего обогрева 8, датчика температуры 9.
Устройство синхронизации времени работает следующим образом.
Радиосигнал со спутников СНС ГЛОНАСС и/или GPS принимается и усиливается приемной антенной 2 и передается в приемный модуль 3. Приемный модуль 3 по информации, содержащейся в принимаемом сигнале, определяет местоположение радиочасов, время UTC, формирует импульс PPS, передний фронт которого синхронизирован со временем UTC.
Микроконтроллер 5 осуществляет обработку данных, выдаваемых приемным модулем 3, измеряет время, прошедшее с момента формирования приемным модулем 3 переднего фронта импульса PPS, и по достижении определенного значения выдает последовательный временной код через гальванически изолированный узел интерфейсный 7. В зависимости от записанной в микроконтроллер 5 конфигурации, вместо последовательного временного кода через узел интерфейсный 7 передается формируемый приемным модулем 3 импульс PPS. После передачи последовательного временного кода или импульса PPS микроконтроллер 5 переключает узел интерфейсный 7 на прием данных.
Тактирование микроконтроллера осуществляется от кварцевого генератора 4.
Преобразователь напряжения 6 преобразует напряжение внешнего питания в напряжение питания функциональных узлов устройства.
Узел внутреннего обогрева 8 осуществляет регулируемый нагрев электронного модуля 1 при снижении внешней температуры ниже рабочей температуры составляющих устройство радиоэлементов. Управление узлом внутреннего обогрева 8 осуществляется микроконтроллером 5 по значению температуры, измеренной датчиком температуры 9.