探讨一种在高考考场应用的数字时钟设置方案

张跃进 井然

摘 要 本文介绍了一种以网络时钟作为高考考场计时的新方案，网络时钟以数字的形式呈现，更加直观，精度更高，可以做到各考场时间同步;同时有管理平台进行控制一旦发生网络中断、电源中断系统会发出报警信号，提醒工作人员及时处理。

关键词 网络时钟;高考;信号

时钟是考场布置的重头戏。为了保证时间准确，有的省份每个考场要有两个时钟，一个悬挂在黑板上方，每间考场还将增加一个小钟，放在讲台桌上，和挂钟互相校正;有的省份采用电波钟，由国家授时中心在河南商丘授时中心从08年起正式开始BPC码的试发播，力图使时间与北京时间一致。

以上方法还是不能从根本上消除特发故障，随着网络技术的发展，采用网络时钟可以良好地解决上述問题。和原本的电波钟不同，网络时钟以数字的形式呈现，更加直观，精度更高，可以做到各考场时间同步。中控计算机定时对各网络终端时钟进行扫描，一旦发现无返回时间信号或返回时间信号与标准时间不一致系统会发出报警信号，提醒工作人员及时处理。如图1所示。

1标准时钟数据接收方法

将天线白色蘑菇头放在室外，天线馈线末端BNC头连接至GPS时钟同步产品背板天线接口处，开机，进入菜单，显示收星颗数，当显示大于0的数值时，就表明天线可以收到星。在服务器串口软件工具界面中接收到GPS/BDS双模导航定位模块发送过来的卫星定位数据（数据格式符合国际通用的NMEA0183数据格式） 观察定位数据中是否包含了以关键字进行区分的GPS和BDS卫星的定位数据[1]。用wireshark 软件在服务器端抓取时钟和服务器端的网络数据包，wireshark会直接解析出网络数据包的协议类型;观察同步时钟和服务器之间传递的数据包是否含NTP协议的数据包。特殊情况下也可以使用互联网上其他网络时间提供者的数据。

2用网络配置工具对各网络时钟进行配置

①同步时钟产品通过RJ45网口接入专用网络。②在服务器上打开局域网和互联网专用网络配置工具。③通过网络配置工具对时钟端的IP和端口以及其他设备端的IP和端口进行修改设置，通过该工具的数据流窗口来观察设置是否生效。④通过观察被设置网络时钟人为修改的错误的时刻是否更正来得到验证。

3网络时钟的计量性能测试

3.1 数据传送的时间间隔测试

目的是保证高考考场在使用时一直在联网同步。普通网络时钟一般每天授时一次即可到达使用要求，但由于高考考场的特殊性，时间同步的数据传送时间设置为不大于5秒。具体测试方法如下：时钟联网状态下，在服务器端通过wireshark软件，能观察到服务器发送给时钟的标准NTP数据包以及发送时间，连续记录11个服务器发送NTP数据包的时间，通过计算前后两个数据包的时间差进而得到10个数据传送的时间间隔。

3.2 离线计时准确度测试

离线计时准确度保证时钟即使没有收到校时控制信号也能保证较高的计时准确度。方法如下：①服务器和时钟处于同步状态时，断开网线。②按JJG 237-2010 《秒表检定规程》，用时间检定仪进行校准。分别测试10s、10min、1h和1d的时间间隔误差，均不得大于0.5秒。③也可使用频率准确度高于网络时钟晶振一个量级的频率源进行校准。

3.3 断电记忆计时准确度测试

在非考试状态时，网络时钟一般不供电。当外部电源停止供给时，虽然钟面不再显示时间，但内部时钟仍然会继续计时，然后当外部电源恢复供电时，钟面继续显示内部计时的时间。备用电池的电量能保证在外接电源停止供应时内部时钟至少能保持24小时的计时以便下一场考试使用。测试方法如下：①服务器和时钟处于同步状态时，按JJG 237-2010 《秒表检定规程》，将时间检定仪与被检时钟同步。②断开电源和网线;③等待24小时再恢复外部电源，观察时钟显示的时间与标准时间检定仪差值，应不得大于0.5秒。④非考试时间应经常通电检查网络时钟，发现时间偏差较大应及时更换电池。

4网络管理功能测试

该功能确保已联网的时钟均在管理中，发现问题能及时纠正。平台能够在线管理接入系统的设备，具体功能包括查看机构列表中设备的数量，并会将各设备的运行情况通过TCP/IP协议传输到网络集中监控平台实时监控，以确保稳定可靠运行，实现与服务器的时间同步。通过管理平台能够在线查看和统计同步时钟是否离线;当同步时钟出现离线故障时，监管系统会将故障主动上报，及时报警。

测试方法如下：①打开网络集中监控平台，在已建立好的组织结构中能够找到已联网的全部时钟。②先观察平台中显示的时钟状态，然后断开某一时钟的网络连接，然后再观察平台中显示的时钟状态，并且观察是否收到网络断开的消息提示及报警信息。③更改被测时钟，重复上述操作，确保每一时钟都得到准确验证。

说明：题图网络时钟由南京理工大学泰州科技学院、泰州市计量测试院研制。南京理工大学泰州科技学院与泰州市质监局共同建立了检验检测专业。

参考文献

[1] 卢敬叁. 时间计量与历法[J].中国计量，2014，4（4）：60.