探討一種在高考考場(chǎng)應(yīng)用的數(shù)字時(shí)鐘設(shè)置方案

張躍進(jìn) 井然

摘 要 本文介紹了一種以網(wǎng)絡(luò)時(shí)鐘作為高考考場(chǎng)計(jì)時(shí)的新方案，網(wǎng)絡(luò)時(shí)鐘以數(shù)字的形式呈現(xiàn)，更加直觀，精度更高，可以做到各考場(chǎng)時(shí)間同步;同時(shí)有管理平臺(tái)進(jìn)行控制一旦發(fā)生網(wǎng)絡(luò)中斷、電源中斷系統(tǒng)會(huì)發(fā)出報(bào)警信號(hào)，提醒工作人員及時(shí)處理。

關(guān)鍵詞 網(wǎng)絡(luò)時(shí)鐘;高考;信號(hào)

時(shí)鐘是考場(chǎng)布置的重頭戲。為了保證時(shí)間準(zhǔn)確，有的省份每個(gè)考場(chǎng)要有兩個(gè)時(shí)鐘，一個(gè)懸掛在黑板上方，每間考場(chǎng)還將增加一個(gè)小鐘，放在講臺(tái)桌上，和掛鐘互相校正;有的省份采用電波鐘，由國(guó)家授時(shí)中心在河南商丘授時(shí)中心從08年起正式開始BPC碼的試發(fā)播，力圖使時(shí)間與北京時(shí)間一致。

以上方法還是不能從根本上消除特發(fā)故障，隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，采用網(wǎng)絡(luò)時(shí)鐘可以良好地解決上述問(wèn)題。和原本的電波鐘不同，網(wǎng)絡(luò)時(shí)鐘以數(shù)字的形式呈現(xiàn)，更加直觀，精度更高，可以做到各考場(chǎng)時(shí)間同步。中控計(jì)算機(jī)定時(shí)對(duì)各網(wǎng)絡(luò)終端時(shí)鐘進(jìn)行掃描，一旦發(fā)現(xiàn)無(wú)返回時(shí)間信號(hào)或返回時(shí)間信號(hào)與標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間不一致系統(tǒng)會(huì)發(fā)出報(bào)警信號(hào)，提醒工作人員及時(shí)處理。如圖1所示。

1標(biāo)準(zhǔn)時(shí)鐘數(shù)據(jù)接收方法

將天線白色蘑菇頭放在室外，天線饋線末端BNC頭連接至GPS時(shí)鐘同步產(chǎn)品背板天線接口處，開機(jī)，進(jìn)入菜單，顯示收星顆數(shù)，當(dāng)顯示大于0的數(shù)值時(shí)，就表明天線可以收到星。在服務(wù)器串口軟件工具界面中接收到GPS/BDS雙模導(dǎo)航定位模塊發(fā)送過(guò)來(lái)的衛(wèi)星定位數(shù)據(jù)（數(shù)據(jù)格式符合國(guó)際通用的NMEA0183數(shù)據(jù)格式） 觀察定位數(shù)據(jù)中是否包含了以關(guān)鍵字進(jìn)行區(qū)分的GPS和BDS衛(wèi)星的定位數(shù)據(jù)[1]。用wireshark 軟件在服務(wù)器端抓取時(shí)鐘和服務(wù)器端的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包，wireshark會(huì)直接解析出網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包的協(xié)議類型;觀察同步時(shí)鐘和服務(wù)器之間傳遞的數(shù)據(jù)包是否含NTP協(xié)議的數(shù)據(jù)包。特殊情況下也可以使用互聯(lián)網(wǎng)上其他網(wǎng)絡(luò)時(shí)間提供者的數(shù)據(jù)。

2用網(wǎng)絡(luò)配置工具對(duì)各網(wǎng)絡(luò)時(shí)鐘進(jìn)行配置

①同步時(shí)鐘產(chǎn)品通過(guò)RJ45網(wǎng)口接入專用網(wǎng)絡(luò)。②在服務(wù)器上打開局域網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)專用網(wǎng)絡(luò)配置工具。③通過(guò)網(wǎng)絡(luò)配置工具對(duì)時(shí)鐘端的IP和端口以及其他設(shè)備端的IP和端口進(jìn)行修改設(shè)置，通過(guò)該工具的數(shù)據(jù)流窗口來(lái)觀察設(shè)置是否生效。④通過(guò)觀察被設(shè)置網(wǎng)絡(luò)時(shí)鐘人為修改的錯(cuò)誤的時(shí)刻是否更正來(lái)得到驗(yàn)證。

3網(wǎng)絡(luò)時(shí)鐘的計(jì)量性能測(cè)試

3.1 數(shù)據(jù)傳送的時(shí)間間隔測(cè)試

目的是保證高考考場(chǎng)在使用時(shí)一直在聯(lián)網(wǎng)同步。普通網(wǎng)絡(luò)時(shí)鐘一般每天授時(shí)一次即可到達(dá)使用要求，但由于高考考場(chǎng)的特殊性，時(shí)間同步的數(shù)據(jù)傳送時(shí)間設(shè)置為不大于5秒。具體測(cè)試方法如下：時(shí)鐘聯(lián)網(wǎng)狀態(tài)下，在服務(wù)器端通過(guò)wireshark軟件，能觀察到服務(wù)器發(fā)送給時(shí)鐘的標(biāo)準(zhǔn)NTP數(shù)據(jù)包以及發(fā)送時(shí)間，連續(xù)記錄11個(gè)服務(wù)器發(fā)送NTP數(shù)據(jù)包的時(shí)間，通過(guò)計(jì)算前后兩個(gè)數(shù)據(jù)包的時(shí)間差進(jìn)而得到10個(gè)數(shù)據(jù)傳送的時(shí)間間隔。

3.2 離線計(jì)時(shí)準(zhǔn)確度測(cè)試

離線計(jì)時(shí)準(zhǔn)確度保證時(shí)鐘即使沒有收到校時(shí)控制信號(hào)也能保證較高的計(jì)時(shí)準(zhǔn)確度。方法如下：①服務(wù)器和時(shí)鐘處于同步狀態(tài)時(shí)，斷開網(wǎng)線。②按JJG 237-2010 《秒表檢定規(guī)程》，用時(shí)間檢定儀進(jìn)行校準(zhǔn)。分別測(cè)試10s、10min、1h和1d的時(shí)間間隔誤差，均不得大于0.5秒。③也可使用頻率準(zhǔn)確度高于網(wǎng)絡(luò)時(shí)鐘晶振一個(gè)量級(jí)的頻率源進(jìn)行校準(zhǔn)。

3.3 斷電記憶計(jì)時(shí)準(zhǔn)確度測(cè)試

在非考試狀態(tài)時(shí)，網(wǎng)絡(luò)時(shí)鐘一般不供電。當(dāng)外部電源停止供給時(shí)，雖然鐘面不再顯示時(shí)間，但內(nèi)部時(shí)鐘仍然會(huì)繼續(xù)計(jì)時(shí)，然后當(dāng)外部電源恢復(fù)供電時(shí)，鐘面繼續(xù)顯示內(nèi)部計(jì)時(shí)的時(shí)間。備用電池的電量能保證在外接電源停止供應(yīng)時(shí)內(nèi)部時(shí)鐘至少能保持24小時(shí)的計(jì)時(shí)以便下一場(chǎng)考試使用。測(cè)試方法如下：①服務(wù)器和時(shí)鐘處于同步狀態(tài)時(shí)，按JJG 237-2010 《秒表檢定規(guī)程》，將時(shí)間檢定儀與被檢時(shí)鐘同步。②斷開電源和網(wǎng)線;③等待24小時(shí)再恢復(fù)外部電源，觀察時(shí)鐘顯示的時(shí)間與標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間檢定儀差值，應(yīng)不得大于0.5秒。④非考試時(shí)間應(yīng)經(jīng)常通電檢查網(wǎng)絡(luò)時(shí)鐘，發(fā)現(xiàn)時(shí)間偏差較大應(yīng)及時(shí)更換電池。

4網(wǎng)絡(luò)管理功能測(cè)試

該功能確保已聯(lián)網(wǎng)的時(shí)鐘均在管理中，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題能及時(shí)糾正。平臺(tái)能夠在線管理接入系統(tǒng)的設(shè)備，具體功能包括查看機(jī)構(gòu)列表中設(shè)備的數(shù)量，并會(huì)將各設(shè)備的運(yùn)行情況通過(guò)TCP/IP協(xié)議傳輸?shù)骄W(wǎng)絡(luò)集中監(jiān)控平臺(tái)實(shí)時(shí)監(jiān)控，以確保穩(wěn)定可靠運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)與服務(wù)器的時(shí)間同步。通過(guò)管理平臺(tái)能夠在線查看和統(tǒng)計(jì)同步時(shí)鐘是否離線;當(dāng)同步時(shí)鐘出現(xiàn)離線故障時(shí)，監(jiān)管系統(tǒng)會(huì)將故障主動(dòng)上報(bào)，及時(shí)報(bào)警。

測(cè)試方法如下：①打開網(wǎng)絡(luò)集中監(jiān)控平臺(tái)，在已建立好的組織結(jié)構(gòu)中能夠找到已聯(lián)網(wǎng)的全部時(shí)鐘。②先觀察平臺(tái)中顯示的時(shí)鐘狀態(tài)，然后斷開某一時(shí)鐘的網(wǎng)絡(luò)連接，然后再觀察平臺(tái)中顯示的時(shí)鐘狀態(tài)，并且觀察是否收到網(wǎng)絡(luò)斷開的消息提示及報(bào)警信息。③更改被測(cè)時(shí)鐘，重復(fù)上述操作，確保每一時(shí)鐘都得到準(zhǔn)確驗(yàn)證。

說(shuō)明：題圖網(wǎng)絡(luò)時(shí)鐘由南京理工大學(xué)泰州科技學(xué)院、泰州市計(jì)量測(cè)試院研制。南京理工大學(xué)泰州科技學(xué)院與泰州市質(zhì)監(jiān)局共同建立了檢驗(yàn)檢測(cè)專業(yè)。

參考文獻(xiàn)

[1] 盧敬叁. 時(shí)間計(jì)量與歷法[J].中國(guó)計(jì)量，2014，4（4）：60.