探討一種在高考考場應用的數字時鐘設置方案

張躍進 井然

摘 要 本文介紹了一種以網絡時鐘作為高考考場計時的新方案，網絡時鐘以數字的形式呈現，更加直觀，精度更高，可以做到各考場時間同步;同時有管理平臺進行控制一旦發生網絡中斷、電源中斷系統會發出報警信號，提醒工作人員及時處理。

關鍵詞 網絡時鐘;高考;信號

時鐘是考場布置的重頭戲。為了保證時間準確，有的省份每個考場要有兩個時鐘，一個懸掛在黑板上方，每間考場還將增加一個小鐘，放在講臺桌上，和掛鐘互相校正;有的省份采用電波鐘，由國家授時中心在河南商丘授時中心從08年起正式開始BPC碼的試發播，力圖使時間與北京時間一致。

以上方法還是不能從根本上消除特發故障，隨著網絡技術的發展，采用網絡時鐘可以良好地解決上述問題。和原本的電波鐘不同，網絡時鐘以數字的形式呈現，更加直觀，精度更高，可以做到各考場時間同步。中控計算機定時對各網絡終端時鐘進行掃描，一旦發現無返回時間信號或返回時間信號與標準時間不一致系統會發出報警信號，提醒工作人員及時處理。如圖1所示。

1標準時鐘數據接收方法

將天線白色蘑菇頭放在室外，天線饋線末端BNC頭連接至GPS時鐘同步產品背板天線接口處，開機，進入菜單，顯示收星顆數，當顯示大于0的數值時，就表明天線可以收到星。在服務器串口軟件工具界面中接收到GPS/BDS雙模導航定位模塊發送過來的衛星定位數據（數據格式符合國際通用的NMEA0183數據格式） 觀察定位數據中是否包含了以關鍵字進行區分的GPS和BDS衛星的定位數據[1]。用wireshark 軟件在服務器端抓取時鐘和服務器端的網絡數據包，wireshark會直接解析出網絡數據包的協議類型;觀察同步時鐘和服務器之間傳遞的數據包是否含NTP協議的數據包。特殊情況下也可以使用互聯網上其他網絡時間提供者的數據。

2用網絡配置工具對各網絡時鐘進行配置

①同步時鐘產品通過RJ45網口接入專用網絡。②在服務器上打開局域網和互聯網專用網絡配置工具。③通過網絡配置工具對時鐘端的IP和端口以及其他設備端的IP和端口進行修改設置，通過該工具的數據流窗口來觀察設置是否生效。④通過觀察被設置網絡時鐘人為修改的錯誤的時刻是否更正來得到驗證。

3網絡時鐘的計量性能測試

3.1 數據傳送的時間間隔測試

目的是保證高考考場在使用時一直在聯網同步。普通網絡時鐘一般每天授時一次即可到達使用要求，但由于高考考場的特殊性，時間同步的數據傳送時間設置為不大于5秒。具體測試方法如下：時鐘聯網狀態下，在服務器端通過wireshark軟件，能觀察到服務器發送給時鐘的標準NTP數據包以及發送時間，連續記錄11個服務器發送NTP數據包的時間，通過計算前后兩個數據包的時間差進而得到10個數據傳送的時間間隔。

3.2 離線計時準確度測試

離線計時準確度保證時鐘即使沒有收到校時控制信號也能保證較高的計時準確度。方法如下：①服務器和時鐘處于同步狀態時，斷開網線。②按JJG 237-2010 《秒表檢定規程》，用時間檢定儀進行校準。分別測試10s、10min、1h和1d的時間間隔誤差，均不得大于0.5秒。③也可使用頻率準確度高于網絡時鐘晶振一個量級的頻率源進行校準。

3.3 斷電記憶計時準確度測試

在非考試狀態時，網絡時鐘一般不供電。當外部電源停止供給時，雖然鐘面不再顯示時間，但內部時鐘仍然會繼續計時，然后當外部電源恢復供電時，鐘面繼續顯示內部計時的時間。備用電池的電量能保證在外接電源停止供應時內部時鐘至少能保持24小時的計時以便下一場考試使用。測試方法如下：①服務器和時鐘處于同步狀態時，按JJG 237-2010 《秒表檢定規程》，將時間檢定儀與被檢時鐘同步。②斷開電源和網線;③等待24小時再恢復外部電源，觀察時鐘顯示的時間與標準時間檢定儀差值，應不得大于0.5秒。④非考試時間應經常通電檢查網絡時鐘，發現時間偏差較大應及時更換電池。

4網絡管理功能測試

該功能確保已聯網的時鐘均在管理中，發現問題能及時糾正。平臺能夠在線管理接入系統的設備，具體功能包括查看機構列表中設備的數量，并會將各設備的運行情況通過TCP/IP協議傳輸到網絡集中監控平臺實時監控，以確保穩定可靠運行，實現與服務器的時間同步。通過管理平臺能夠在線查看和統計同步時鐘是否離線;當同步時鐘出現離線故障時，監管系統會將故障主動上報，及時報警。

測試方法如下：①打開網絡集中監控平臺，在已建立好的組織結構中能夠找到已聯網的全部時鐘。②先觀察平臺中顯示的時鐘狀態，然后斷開某一時鐘的網絡連接，然后再觀察平臺中顯示的時鐘狀態，并且觀察是否收到網絡斷開的消息提示及報警信息。③更改被測時鐘，重復上述操作，確保每一時鐘都得到準確驗證。

說明：題圖網絡時鐘由南京理工大學泰州科技學院、泰州市計量測試院研制。南京理工大學泰州科技學院與泰州市質監局共同建立了檢驗檢測專業。

參考文獻

[1] 盧敬叁. 時間計量與歷法[J].中國計量，2014，4（4）：60.