醫(yī)院時(shí)鐘系統(tǒng)系統(tǒng)使用簡(jiǎn)介

前言

醫(yī)療機(jī)構(gòu)隨著時(shí)代的飛快發(fā)展，已經(jīng)逐漸斤入數(shù)字化，智能化時(shí)代。醫(yī)院信息管理系統(tǒng)中，有許多部門要求時(shí)間統(tǒng)一，醫(yī)院時(shí)鐘系統(tǒng)主要為全醫(yī)院提供統(tǒng)一的準(zhǔn)確時(shí)間，其主要作用是為整個(gè)醫(yī)院的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)以及其他系統(tǒng)，當(dāng)麻醉室，手術(shù)室、供養(yǎng)呼吸系統(tǒng)等有了智能型子母鐘系統(tǒng)以后就不再需要人工看表計(jì)時(shí)了，在醫(yī)院的人防工程中設(shè)置子母鐘系統(tǒng)也可以保證戰(zhàn)時(shí)醫(yī)院各部門協(xié)調(diào)統(tǒng)一運(yùn)作。

根據(jù)某醫(yī)院對(duì)時(shí)間統(tǒng)一需求特制定出本授時(shí)系統(tǒng)方案。該醫(yī)院為實(shí)現(xiàn)時(shí)間統(tǒng)一及顯示時(shí)間，特選用我公司自主研發(fā)的醫(yī)院子母鐘系統(tǒng)。醫(yī)院要求，子母鐘所有設(shè)備連接方式為網(wǎng)線，母鐘接收GPS衛(wèi)星信號(hào)，只要求掛在樓道，要求顯示時(shí)分秒時(shí)間，特作出以下系統(tǒng)方案說明：

本套時(shí)鐘系統(tǒng)是由一套SYN4505標(biāo)準(zhǔn)同步時(shí)鐘（母鐘）及若干個(gè)子鐘(配置1.5－12英寸LED時(shí)間顯示屏)組成。系統(tǒng)還可擴(kuò)展接口，作為計(jì)算機(jī)/服務(wù)器或局域網(wǎng)的時(shí)間源。其主要作用是為了保證所有系統(tǒng)設(shè)備時(shí)間統(tǒng)一和對(duì)外顯示時(shí)間完全一致。

母鐘接收來自GPS的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間信號(hào)，通過傳輸通道將標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間信號(hào)直接傳給各個(gè)顯示子鐘，為工作人員提供統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間。子鐘通過網(wǎng)口（RJ45）接收GPS母鐘發(fā)送來的時(shí)間信息（信息內(nèi)容：年、月、日、星期、時(shí)、分、秒），顯示標(biāo)準(zhǔn)北京時(shí)間。

系統(tǒng)構(gòu)成

時(shí)鐘系統(tǒng)主要由時(shí)鐘子系統(tǒng)由GPS天線、母鐘、交換機(jī)及子鐘組成。

1、1母鐘 接收GPS衛(wèi)星信號(hào)，從GPS地球同步衛(wèi)星上獲取標(biāo)準(zhǔn)時(shí)鐘信號(hào)信息，將這些信息通過TCP/IP（RI45口）網(wǎng)絡(luò)傳輸，為子鐘及授時(shí)終端提供精確、標(biāo)準(zhǔn)、安全、可靠和多功能的時(shí)間服務(wù)。

1、2每臺(tái)子鐘均具有獨(dú)立的IP地址。母鐘與子鐘可直接鏈接通信，或通過交換機(jī)鏈接通信。母鐘的網(wǎng)口輸出與交換機(jī)相連或者與子鐘直接鏈接均可。

子鐘與母鐘直連，指定IP即可對(duì)時(shí)。如果子鐘與母鐘直連，母鐘有幾路網(wǎng)口輸出，可連接幾套子鐘。

子鐘與交換機(jī)連接，指定IP 在同一網(wǎng)段即可對(duì)時(shí)，子鐘與交換機(jī)相連，可連接上百至上千套子鐘。

子鐘在接收到標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間信號(hào)后，回送自身的工作狀態(tài)給系統(tǒng)母鐘。

子鐘的安裝為壁掛式。

醫(yī)院子母鐘系統(tǒng)主要由時(shí)鐘子系統(tǒng)由GPS天線、母鐘、交換機(jī)及子鐘組成。

系統(tǒng)圖如圖所示。 

時(shí)鐘系統(tǒng)功能

根據(jù)本工程對(duì)時(shí)鐘系統(tǒng)的要求，醫(yī)院子母鐘系統(tǒng)由GPS天線、母鐘、子鐘及交換機(jī)構(gòu)成。其主要功能為：顯示統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間信息；向其他系統(tǒng)提供標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間信號(hào)。

1、母鐘

母鐘能夠顯示年、月、日、時(shí)、分、秒等時(shí)間信息。

母鐘具有統(tǒng)一調(diào)整起始時(shí)間、變更時(shí)鐘快慢的功能。母鐘能正確顯示當(dāng)前的時(shí)間和指示GPS衛(wèi)星信號(hào)正常接收。

母鐘接收標(biāo)準(zhǔn)的GPS的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間信號(hào)，當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間信號(hào)接收單元出現(xiàn)故障時(shí)，母鐘將采用自身的高穩(wěn)定恒溫晶振產(chǎn)生的時(shí)間信號(hào)作為時(shí)間基準(zhǔn)，仍可驅(qū)動(dòng)自帶子鐘正常工作并向時(shí)鐘系統(tǒng)網(wǎng)管設(shè)備發(fā)出告警。

母鐘采用標(biāo)準(zhǔn)的RJ45接口形式，通過交換機(jī)鏈接通信，使其按統(tǒng)一的時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)行。

2、子鐘

每臺(tái)子鐘均具有獨(dú)立的IP地址。母鐘與子鐘可直接鏈接通信，或通過交換機(jī)鏈接通信。母鐘的網(wǎng)口輸出與交換機(jī)相連或者與子鐘直接鏈接均可。

1、子鐘與母鐘直連，指定IP即可對(duì)時(shí)。如果子鐘與母鐘直連，母鐘有幾路網(wǎng)口輸出，可連接幾套子鐘。

2、子鐘與交換機(jī)連接，指定IP 在同一網(wǎng)段即可對(duì)時(shí)，子鐘與交換機(jī)相連，可連接上百至上千套子鐘。

3、子鐘在接收到標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間信號(hào)后，回送自身的工作狀態(tài)給系統(tǒng)母鐘。

子鐘的安裝為壁掛式。

四、 系統(tǒng)設(shè)備主要技術(shù)指標(biāo)

1、母鐘

輸入信號(hào)：多模接收機(jī)：衛(wèi)      星：GPS、北斗、GLONASS

定時(shí)  精度：優(yōu)于100ns

跟蹤靈敏度：-160dBm

多 模 天線：形      狀：蘑菇頭

        線      長(zhǎng)：30米

        物理  接口：BNC

        支      架：蘑菇頭安裝支架

輸出接口：標(biāo)準(zhǔn)RJ45網(wǎng)絡(luò)接口

供電電源：交流 220V±10%， 50Hz±5%，功率小于30W

環(huán)境特性：工作濕度：0℃～＋50℃

          相對(duì)濕度：≤90%（40℃）

          存儲(chǔ)溫度：-30℃～＋70℃

2、子鐘

接口方式：RJ45

支持協(xié)議：NTP/SNTP V10,V20,V30,V40,UDP,Telnet,IP,TCP

LED顯示單元發(fā)光強(qiáng)度：≥200cd/㎡

對(duì)比度：≥10：1

LED顯示屏可視視角：≥±65o

LED顯示屏MTBF：≥30000小時(shí)

獨(dú)立計(jì)時(shí)精度：≤±0.2秒/天

環(huán)境溫度：0℃～＋50℃

相對(duì)濕度：20%～85%（不結(jié)露）

存儲(chǔ)溫度：-30℃～＋70℃

工作電壓：交流 220V±10%， 50Hz±5%

典型子鐘顯示屏外觀圖。

母鐘時(shí)間源介紹

GPS（Global Positioning System）全球定位系統(tǒng)是利用美國(guó)的24顆GPS地址衛(wèi)星所發(fā)射的信號(hào)而建立的導(dǎo)航、定位、授時(shí)的系統(tǒng)。美國(guó)政府已承諾，在今后相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi)，GPS系統(tǒng)將向全世界免費(fèi)開放。目前，GPS系統(tǒng)廣泛地應(yīng)用在導(dǎo)航、大地測(cè)量、精確授時(shí)、車輛定位及防盜等領(lǐng)域。因此，開展對(duì)GPS系統(tǒng)的研究和應(yīng)用，將極大地提高生產(chǎn)力，并產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益。本文旨在通過利用GPS所提供的精確授時(shí)的功能，采用單片機(jī)技術(shù)，設(shè)計(jì)適合于需要精確授時(shí)的高精度時(shí)鐘系統(tǒng)。

通訊協(xié)議簡(jiǎn)介

NTP是網(wǎng)絡(luò)時(shí)間協(xié)議(Network Time Protocol)，它是用來同步網(wǎng)絡(luò)中各個(gè)計(jì)算機(jī)的時(shí)間的協(xié)議。

NTP要提供準(zhǔn)確的時(shí)間，就必須有準(zhǔn)確的時(shí)間來源，那可以用格林尼治時(shí)間嗎？答案是否定的。因?yàn)楦窳帜嶂螘r(shí)間是以地球自轉(zhuǎn)為基礎(chǔ)的時(shí)間計(jì)量系統(tǒng)，但是地球每天的自轉(zhuǎn)是有些不規(guī)則的，而且正在緩慢加速，因此，格林尼治時(shí)間已經(jīng)不再被作為標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間使用。

新的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間，是由原子鐘報(bào)時(shí)的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間UTC（Universal Time Coordinated，世界協(xié)調(diào)時(shí)）。所以NTP獲得UTC的時(shí)間來源可以是原子鐘、天文臺(tái)、衛(wèi)星，也可以從Internet上獲取。

NTP（Network Time Protocol，網(wǎng)絡(luò)時(shí)間協(xié)議）是用來使網(wǎng)絡(luò)中的各個(gè)計(jì)算機(jī)時(shí)間同步的一種協(xié)議。它的用途是把計(jì)算機(jī)的時(shí)鐘同步到世界協(xié)調(diào)時(shí)UTC，其精度在局域網(wǎng)內(nèi)可達(dá)0.1ms，在互聯(lián)網(wǎng)上絕大多數(shù)的地方其精度可以達(dá)到1-50ms。

為了防止對(duì)時(shí)鐘服務(wù)器的惡意破壞，NTP使用了識(shí)別機(jī)制，檢查發(fā)送來的信息是否是真正來自所宣稱的時(shí)鐘服務(wù)器并檢查信息的返回路徑，以提供對(duì)抗干擾的保護(hù)機(jī)制。

NTP時(shí)間同步報(bào)文中包含的時(shí)間是格林威治時(shí)間，是從1900年開始計(jì)算的秒數(shù)

使用單位

會(huì)澤縣人民醫(yī)院、曲靖市人民醫(yī)院、西安交通大學(xué)口腔醫(yī)院、廣東祈福醫(yī)院長(zhǎng)安醫(yī)院、石城縣人民醫(yī)院、重慶大坪醫(yī)院、上海大學(xué)、江西九江學(xué)院、哈工大、西交大、天津大學(xué)、北京大學(xué)、西工大、……都對(duì)這套醫(yī)院子母鐘系統(tǒng)作出相當(dāng)不錯(cuò)的評(píng)價(jià)。

結(jié)束語(yǔ)

時(shí)間信號(hào)的準(zhǔn)確與否，直接關(guān)系到人們的日常生活、工業(yè)生產(chǎn)和社會(huì)發(fā)展。由于計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、通信技術(shù)、GPS授時(shí)技術(shù)等相關(guān)技術(shù)的發(fā)展，已經(jīng)具備了為各個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域提供高精度授時(shí)的可能性。

時(shí)鐘系統(tǒng)應(yīng)用于城市重要公共建筑，如車站、高校、交通路口、標(biāo)志建筑等場(chǎng)所和電信行業(yè)的移動(dòng)及固定電話報(bào)時(shí)等方面。它是供了準(zhǔn)確的公眾時(shí)間，為人們的日常生活提供便利，避免了因時(shí)鐘不準(zhǔn)確而帶來的不便。同時(shí)，也為GPS授時(shí)系統(tǒng)的應(yīng)用開拓了一個(gè)較好的用途，具有廣泛的現(xiàn)實(shí)意義。