三甲医院智能化子母钟系统设计方案

三甲医院智能化子母钟系统设计方案系统概述随着各种设备的全面数字化、网络化、信息化、自动化，时钟系统需要更高精度、更高稳定性、更高性价比的时钟同步系统。在医院建立子母钟系统主要为全医院提供提供统一的准确时间，其主要作用是为整个医院的计算机系统及呼叫系统、BA系统、手术室控制系统以及其它弱电子系统提供标准的时间源；精确统一的时间标准可以给护士站的工作人员对特护病人，重症观察患者提供及时、精确的护理时间参考。NTP时间服务器可以给全院所有局域网内计算机提供统一的时间参考，考勤、财务中心、库房等关键部门都可以获得精确、统一的时间源，为医院的数字化管理提供精确时间保证。各办公室内及其它通道内的时钟可以为工作人员提供准确的时间信息；向其它系统（监控、消防等）提供的时钟信息为整个医院大楼弱电运行提供了标准的时间，保证了整个医院大楼弱电运行的准时、安全。系统方案设计针对以上要求，我们在某三甲医院设计了一套NTP子母钟系统，相对于传统的RS485、RS422等组网方式有以下优势：提高系统可靠性。由于以太网采用星型连接方式，非RS485、RS422的总线方式，因此一旦某条线路出现故障，受影响的仅仅是这一个终端。维护方便。一旦系统出现问题，排查故障方便，快捷。以太网的结构对于排查故障非常有利。可以分段查找、排查故障。充分利用现有的网络资源，减小布线的工作量可充分利用某些区域的POE交换机，采用POE方式为子钟供电。系统点位设计在进行系统设计时，我们对系统子钟数量进行了深化设计，具体数量以甲方要求为准，设计点位如下：层数指针式子钟万年历数显钟双面数字钟单面手术数显钟小计B111F114513234F21715234F314418F4549F5549F6448F7448F8448总计685524129时钟同步系统方案时钟系统由GPS/北斗时间接收单元、NTP中心母钟、级联扩展箱、以太网交换机（或POE太网交换机）、各种子钟和需时间同步的各种网及监控网管终端、数据传输通道等构成。其时钟同步系统构成框图如下：时钟系统的框图时钟同步系统原理具体工作原理如下：时钟同步系统为二重时间源（GPS/北斗时间信号）并行无扰冗余模式。正常情况下，接收来自GPS/北斗卫星的时间码信号，同时对接收到的二路时间源信号经过PPS校验、时序滤波、PPS推后补偿等处理，得出准确的时间信息，并转化为NTP中心母钟系统内部总线的数据格式，通过内部总线将标准时间信息及PPS信息送至NTP中心母钟系统守时单元，同时将输出接口模块的状态信息反馈给人机界面单元。高稳晶振守时单元对接收到的二路时间源信号进行分析对比判断，去除偏差较大的一路信号，优选取1路作为标准时间信号，并转化为NTP中心母钟系统内部总线的数据格式，通过内部总线将标准时间信息及PPS信息送至NTP中心母钟系统，同时将输出接口模块的状态信息反馈给人机界面单元。当GPS/北斗时间源其一或其二出现故障时，高稳晶振守时单元可自动选择准确无故障的时间信号作为时间源，向NTP中心母钟系统其他单元发送时间信号。NTP接口单元等对接收到的两路守时单元时间信号，进行分析判断，选取较高精度的时间信号作为自身时间源信号，同时为子钟、、计算机网络、等设备提供准确的时间信号。系统设备结构系统布置图如下图所示：NTP中心母钟NTP中心母钟是整个中心时钟同步系统的核心部分，因此对关键部件采取并行无扰、多重冗余工作模式。当某一部件故障时，系统仍能工作正常，保证了系统的可靠性。NTP中心母钟具有长期独立工作能力，在GPS/北斗等外部时间源信号失效的情况下，整个时钟同步系统仍能稳定运行，且能保证运行的精度。中心母钟机箱的正面图片NTP中心母钟机箱的背面图片NTP中心母钟配置NTP中心母钟采用插板式总线结构，可灵活配置输出接口的种类与数量。NTP中心母钟机箱配置两块电源卡，实现主、备电源热备份。配置一块GPS/北斗双模时间源接收卡。实现GPS/北斗时间源的接收，并且此卡配置守时用恒温晶振。并可实现扩展级联输出功能。配置两块NTP卡。可实现4路物理隔离的以太网NTP输出口。可用于连接子钟或实现对外输出NTP功能。功能简介时间源采用多个时间源并行无扰、多重冗余的设计思想，正常情况下，多重时间源并行无扰工作，在某一或某些时间源出现故障时，无需切换装置，由当前设备对接收到的时间源信号进行比对，滤除故障信号，自动选择无故障、精度高、质量好的时间信号作为标准的时间信号。可接收标准GPS/北斗锁定，并能够消除卫星失步和抖动造成的时间误差。GPS/北斗的并行无扰、冗余工作方式。扩展性良好，其类型和数量可根据工程需求自由配置。NTP中心母钟系统NTP中心母钟对接收到的多重时间源进行判断、对比和优选，产生精确时间信号，经由NTP中心母钟和扩展平台输出多路NTP时间信号供其他系统使用；通过以太网向子钟传送同步时间数据，统一校准子钟，并通过NTP接口，能够给各相关系统提供时间同步信号；带有内部高稳晶振，具有高精度守时功能；守时源的扩展性良好，可根据工程需求即时自由配置两者的类型和数量；支持热插拔操作，便于维修；接口扩展性良好，可即时自由配置；输出接口具有数据传输状态指示功能；采用双电源冗余设计；NTP接口卡NTP网络时间服务器接收中心母钟或GPS发出的时间信号，再通过计算机网络系统，使用NTP网络时间协议，同步网络内的服务器、PC工作站以及相关系统的时间。NTP网络时间服务器为独立的工业级设备，采用双机热备方式工作，切换时间在3分钟内，时间同步时无需另外配置工作站或服务器。NTP网络时间服务器支持的网络（或管理）特性有：TCP/IP，基于web的HTML，NTPv2(RFC1119)&NTPv3(RFC1305)，以及SNTP等。NTP子钟接收标准NTP等时间码输入锁定；子钟具有可监控功能，可反馈自身状态信息给NTP中心母钟；可对输入的标准时间信号进行判断处理，消除误码，进行传输延迟补偿，以保证走时精度；具有独立晶振，脱离NTP中心母钟能够保持时间精度，正常运行；子钟具有断电记忆功能，自身能反映与NTP中心母钟通信的失步指示；子钟的地址码可任意设置；子钟具有高性能复位电路，抗死机；指针式子钟可根据当前时间自动判断正向反向追时；指针式子钟可采用低功耗背光照明，可根据环境自由设置亮度等级；数显式子钟均采用全静态显示、无闪烁，显示清晰醒目，色泽均匀，视觉柔和，显示字符边缘清晰，字体饱满，钟面为抗老化防眩光板；子钟采用高精度、超低功耗器件，符合绿色环保的要求；子钟可提供多种外观形式以供选择，可按照外观的统一规范、安装现场装修风格的要求以及用户实际需求，定制子钟外形外观；监控终端监控终端接收NTP中心母钟发来的系统设备运行状态信息；监控终端可对NTP中心母钟系统发出操作指令，实施对全系统的控制管理；监控终端可设置运行状态信息及告警信息的输出接口，接口类型为标准的IEEE802.3以太网接口，与通信集中告警系统连接，并按照通信集中告警系统提供的协议，完成数据集中告警采集；监控终端可实现对时钟设备进行实时点对点监控，包括设备运行状态以及子钟的地址名称、校时间隔等，发现故障可自动发出声光报警；监控可显示故障部件的位置、内容、时间，可显示并打印历史故障记录，极大方便系统维护人员维护和修理；时钟网管软件为全中文简体版本，具有图形化的人机界面，包含实时监控、配置管理、安全管理、故障管理、存储打印等功能。系统设备技术指标GPS/北斗天线阻抗50欧姆；NF<2dB；增益35dB(包括电缆损失)；天线检测电路有效（检测短路或开路）；天线电缆/连接器(已焊接到接收板)BNC(标准)，可提供SMA，SMB，MCX，GT–5；天线：防水、防腐、避雷工作环境相对湿度：0~100%，不结露；存储环境温度：－25℃~+60℃；大气压力：960~1060mbar。NTP中心母钟独立计时精度：≤±0.001秒/日；计时精度：≤±1秒/年；子母钟同步误差：≤5ms；驱动子钟能力：≥256面；环境要求：工作温度：0～＋50℃；电源电压：220V±20％；输入频率：50Hz±5%。平均无故障时间（MTBF）：≥4万小时平均故障修复时间：≤8小时采用3U19英寸标准机架式安装方式GPS/北斗接收单元跟踪卫星数：≥6颗卫星同时跟踪；重捕获时间：最小重捕获时间2.5s(卫星丢失时间少于15秒)，最大重捕获时间5s(卫星丢失时间大于60秒);对标准时的同步误差：2μs；接口方式：标准RS-422接口天线馈线长度：≥20米环境要求：工作温度：-15℃～45℃。湿度：30%～85%（不结露）；电源电压：220V±20％v；高稳晶振守时单元频率稳定度：1×10-8准确度： 5×10-8脱开同步时的日波动：5×10-8同步计时精度： ±1μS最大功耗：20WMTBF： 8万小时NTP指针式子钟独立计时精度：±0.05秒/天；同步误差：≤5ms环境要求：工作温度：0～＋50℃；电源电压：220V±20％；电源频率：50Hz±5%。图2：指针式子钟5英寸双面NTP数字子钟1）重量：5KG2）长/宽/厚度：670/198/140毫米3）工作电压:AC220V±15%，50Hz±10%4）自身计时精度：≤±180毫秒/天(长时间守时精度)5）精度：和母钟一致(通过通信线路和母钟同步)6）通信接口：标准以太网接口7）功率：小于