醫(yī)院衛(wèi)星時(shí)鐘
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醫(yī)院衛(wèi)星時(shí)鐘同步系統(tǒng)在現(xiàn)代數(shù)字化醫(yī)院信息系統(tǒng)中起十分重要的作用，它可以給醫(yī)院的各個(gè)系統(tǒng)提供標(biāo)準(zhǔn)的、精確的時(shí)間源。包含醫(yī)院的內(nèi)/外網(wǎng)系統(tǒng)、弱電系統(tǒng)，醫(yī)院的呼叫系統(tǒng)、辦公自動(dòng)化，護(hù)士分診，手術(shù)，麻醉等重要...
一、概述
醫(yī)院衛(wèi)星時(shí)鐘同步系統(tǒng)在現(xiàn)代數(shù)字化醫(yī)院信息系統(tǒng)中起十分重要的作用，它可以給醫(yī)院的各個(gè)系統(tǒng)提供標(biāo)準(zhǔn)的、精確的時(shí)間源。包含醫(yī)院的內(nèi)/外網(wǎng)系統(tǒng)、弱電系統(tǒng)，醫(yī)院的呼叫系統(tǒng)、辦公自動(dòng)化，護(hù)士分診，手術(shù)，麻醉等重要場(chǎng)所，醫(yī)院的監(jiān)控，消防聯(lián)動(dòng)、樓宇控制等系統(tǒng)及在門診、急診、護(hù)士站等重要場(chǎng)所給醫(yī)務(wù)人員及患者家屬提供準(zhǔn)確的時(shí)間參考。
衛(wèi)星同步時(shí)鐘系統(tǒng)可以提供統(tǒng)一精確的時(shí)間，并且可以與醫(yī)院的診療設(shè)備連接，如CT、磁共振等，從而防止一些醫(yī)療差錯(cuò)。比如患者已經(jīng)出院了，但是收費(fèi)系統(tǒng)還在計(jì)時(shí)，可以避免醫(yī)療糾紛的發(fā)生。
正在發(fā)展中的物聯(lián)網(wǎng)同步時(shí)鐘系統(tǒng)也越來(lái)越會(huì)成為不可或缺的重要部分，無(wú)所不在物聯(lián)網(wǎng)對(duì)同步時(shí)鐘的要求明顯高于傳統(tǒng)的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，它與實(shí)際的物理環(huán)境聯(lián)系密切，所以，必須采用物理同步時(shí)鐘，否則時(shí)鐘的不同步性將會(huì)給物聯(lián)網(wǎng)的實(shí)現(xiàn)帶來(lái)巨大障礙。
近幾年，由我公司自主研發(fā)的衛(wèi)星同步時(shí)鐘系統(tǒng)已經(jīng)越來(lái)越多的應(yīng)用于醫(yī)院的各個(gè)系統(tǒng)當(dāng)中，未來(lái)在“大數(shù)據(jù)”，“物聯(lián)網(wǎng)”等關(guān)鍵詞的大時(shí)代背景下，衛(wèi)星同步時(shí)鐘系統(tǒng)都會(huì)被廣泛的應(yīng)用。
二、GPS/BD2000衛(wèi)星時(shí)間同步系統(tǒng)組成
1、GPS/BD2000衛(wèi)星時(shí)鐘系統(tǒng)由北斗衛(wèi)星時(shí)鐘系統(tǒng)、GPS衛(wèi)星時(shí)鐘系統(tǒng)、本地時(shí)鐘系統(tǒng)以及由這3種時(shí)鐘系統(tǒng)組合信號(hào)變換的輔助光電子系統(tǒng)組成。
2、系統(tǒng)組件主要為：
A、衛(wèi)星時(shí)鐘主機(jī)
衛(wèi)星時(shí)鐘主機(jī)的衛(wèi)星系統(tǒng)為GPS/北斗雙模式接收，該衛(wèi)星雙模接收系統(tǒng)既能夠同時(shí)接收北斗/GPS雙星系統(tǒng)，也能夠單獨(dú)分別接收GPS或者北斗衛(wèi)星系統(tǒng)。基于最可靠方式，本時(shí)鐘系統(tǒng)采用了雙星模式。雙模式同時(shí)接收國(guó)產(chǎn)北斗衛(wèi)星系統(tǒng)和美國(guó)GPS全球定位系統(tǒng)衛(wèi)星，使得參與同步定位的衛(wèi)星數(shù)量大幅增加，并且搜星速度快，同步定位精度比單獨(dú)GPS方式更高，時(shí)鐘精度更精準(zhǔn)。
衛(wèi)星時(shí)鐘主機(jī)內(nèi)具有高精度本地時(shí)鐘守時(shí)系統(tǒng)。本地守時(shí)系統(tǒng)精度為10-8，最高為10-9。在GPS、北斗衛(wèi)星系統(tǒng)正常的情況下，本地時(shí)鐘系統(tǒng)被衛(wèi)星所同步。當(dāng)衛(wèi)星系統(tǒng)連接故障時(shí)，時(shí)鐘主機(jī)自動(dòng)切換到本地時(shí)鐘，仍舊能夠提供高精度時(shí)鐘輸出。
系統(tǒng)包括2臺(tái)時(shí)鐘主機(jī)，實(shí)現(xiàn)雙主機(jī)熱備用。一臺(tái)時(shí)鐘主機(jī)故障時(shí)，不影響系統(tǒng)運(yùn)行。
B、時(shí)鐘分機(jī)
分機(jī)包括本地守時(shí)時(shí)鐘系統(tǒng)和能夠接受2臺(tái)上位主時(shí)鐘的光同步時(shí)鐘信號(hào)。當(dāng)1臺(tái)主時(shí)鐘故障時(shí)，分機(jī)會(huì)自動(dòng)切換到備用主時(shí)鐘。當(dāng)2臺(tái)主時(shí)鐘均未連接時(shí)，分機(jī)保持高精度自身時(shí)鐘運(yùn)行。
C、信號(hào)擴(kuò)展箱
信號(hào)擴(kuò)展箱為信號(hào)數(shù)量擴(kuò)展裝置。采用模塊化插卡方式，能夠方便的通過(guò)功能卡的配置實(shí)現(xiàn)所需的對(duì)時(shí)功能。
三、系統(tǒng)功能
☉顯示統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間信息。
☉向其它需要統(tǒng)一時(shí)間的系統(tǒng)提供標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間信息。
3.1 一級(jí)母鐘
一級(jí)母鐘設(shè)置在主控機(jī)房?jī)?nèi)，主要功能是作為基礎(chǔ)主時(shí)鐘系統(tǒng)，自動(dòng)接收GPS的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間信號(hào)，將自身的精度校準(zhǔn)，并將校準(zhǔn)后的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間信息通過(guò)接口分配給各二級(jí)母鐘、子鐘以及其他需要標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間的系統(tǒng)，并且通過(guò)監(jiān)控計(jì)算機(jī)對(duì)時(shí)鐘系統(tǒng)的主要設(shè)備進(jìn)行及主要模塊進(jìn)行點(diǎn)對(duì)點(diǎn)監(jiān)控。
標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間信號(hào)接收裝置
標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間信號(hào)接收裝置是為了向時(shí)間系統(tǒng)提供高精度的時(shí)間基準(zhǔn)而設(shè)置，以實(shí)現(xiàn)時(shí)間系統(tǒng)的無(wú)累積誤差運(yùn)行。在正常情況下，標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間信號(hào)接收機(jī)能夠接收來(lái)自GPS的衛(wèi)星時(shí)標(biāo)信號(hào)，經(jīng)解碼、比對(duì)后，經(jīng)由RS422接口發(fā)送給一級(jí)母鐘，以實(shí)現(xiàn)對(duì)一級(jí)母鐘精度的校準(zhǔn)。正常情況下GPS接收機(jī)至少可同時(shí)接收6顆衛(wèi)星的信號(hào)。標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間信號(hào)接收機(jī)采用液晶屏，能夠顯示年、月、日、星期、時(shí)、分、秒全時(shí)標(biāo)時(shí)間信息和標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間信號(hào)源的信息，并可通過(guò)設(shè)置在前面板上的鍵盤實(shí)現(xiàn)對(duì)時(shí)間的統(tǒng)一調(diào)整。
一級(jí)母鐘
一級(jí)母鐘采用3.5寸TFT液晶觸摸屏顯示，能夠顯示年、月、日、星期、時(shí)、分、秒全時(shí)標(biāo)時(shí)間信息及農(nóng)歷、節(jié)氣等信息，并能顯示一級(jí)母鐘各板卡及所有子鐘的狀態(tài)信息。一級(jí)母鐘具有統(tǒng)一調(diào)整、變更時(shí)鐘快慢的功能，可通過(guò)設(shè)置在前面板上的鍵盤實(shí)現(xiàn)對(duì)時(shí)間的統(tǒng)一調(diào)整。一級(jí)母鐘接收標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間信號(hào)接收機(jī)發(fā)送的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間信號(hào)。當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間信號(hào)接收機(jī)正常工作時(shí)，該信號(hào)將作為一級(jí)母鐘的時(shí)間基準(zhǔn)，當(dāng)外部時(shí)鐘源信號(hào)出現(xiàn)故障時(shí)，一級(jí)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)，驅(qū)動(dòng)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。一級(jí)母鐘能與外部標(biāo)準(zhǔn)時(shí)鐘源自動(dòng)校時(shí)，保持同步。向二級(jí)母鐘和子鐘發(fā)送標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間信號(hào)并收集狀態(tài)數(shù)據(jù)。一級(jí)母鐘配置NTP板卡及子鐘板卡，向其他子系統(tǒng)及子鐘發(fā)送標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間信號(hào)，以實(shí)現(xiàn)各子系統(tǒng)時(shí)間的統(tǒng)一。一級(jí)母鐘由主、備母鐘組成，具有熱備份功能，主母鐘出現(xiàn)故障立即自動(dòng)切換到備母鐘，備母鐘全面代替主母鐘工作。主母鐘恢復(fù)正常后，備母鐘立即切換回主母鐘，切換時(shí)間小于2秒。主母鐘與備母鐘可以互相監(jiān)控對(duì)方的工作狀態(tài)，如果發(fā)現(xiàn)一方出現(xiàn)異常，可立即進(jìn)行維修或更換。一級(jí)母鐘設(shè)備采用電源雙備份，支持熱插拔。一級(jí)母鐘設(shè)備設(shè)有2路NTP接口，向其他系統(tǒng)提供標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間信號(hào)，實(shí)現(xiàn)各系統(tǒng)時(shí)間的統(tǒng)一，另外一級(jí)母鐘設(shè)備配備2路NTP接口給二級(jí)母鐘及子鐘，向子鐘發(fā)送標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間信號(hào)。
3.2 系統(tǒng)監(jiān)控管理計(jì)算機(jī)
本套時(shí)鐘系統(tǒng)具備微機(jī)網(wǎng)絡(luò)集中管理功能。在機(jī)房?jī)?nèi)設(shè)置時(shí)鐘系統(tǒng)的維護(hù)管理終端（即監(jiān)控管理計(jì)算機(jī)），監(jiān)控界面采用全中文顯示、下拉菜單模式，具有良好的人機(jī)對(duì)話界面，其優(yōu)良的開(kāi)放性和可擴(kuò)充性便于顯示的各個(gè)子鐘數(shù)量的更改，它通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的RS232接口與一級(jí)母鐘相連，具有集中維護(hù)功能和自診斷功能，可進(jìn)行故障管理、一般性能管理、配置管理及安全管理，
一般性管理功能
通過(guò)監(jiān)控管理計(jì)算機(jī)終端能夠真實(shí)顯示系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，實(shí)時(shí)反映其物理連接狀態(tài)及各點(diǎn)設(shè)備運(yùn)行條件和狀態(tài)。在時(shí)鐘系統(tǒng)監(jiān)控管理計(jì)算機(jī)上能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)全部時(shí)鐘進(jìn)行點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的監(jiān)控，其主要監(jiān)控及顯示的內(nèi)容包括：母鐘、子鐘及傳輸通道的工作狀態(tài)。
故障管理功能
系統(tǒng)具有自診斷功能，并對(duì)故障進(jìn)行管理，能檢測(cè)到包括中心設(shè)備、分級(jí)設(shè)備及信號(hào)傳輸通道的運(yùn)行狀態(tài)；對(duì)時(shí)鐘系統(tǒng)的工作狀態(tài)、故障狀態(tài)進(jìn)行顯示；并能夠?qū)θ到y(tǒng)時(shí)鐘進(jìn)行點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的控制，在監(jiān)控終端上可以查看本系統(tǒng)任何一個(gè)子設(shè)備的運(yùn)行狀況。當(dāng)時(shí)鐘系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，監(jiān)控管理計(jì)算機(jī)能夠發(fā)出聲光報(bào)警，指示故障部位，并在監(jiān)控終端主界面上顯示主要故障內(nèi)容及設(shè)備位置。告警信號(hào)能夠引至相應(yīng)值班室，提供給值班的工作人員，以便于系統(tǒng)的集中管理。聲音報(bào)警信號(hào)能通過(guò)手動(dòng)操作切除，光標(biāo)報(bào)警可保持到故障排除。
安全管理功能
系統(tǒng)操作軟件具有多級(jí)密碼設(shè)定和權(quán)限限定功能。能設(shè)置不少于三種管理權(quán)限，設(shè)置了管理員級(jí)、操作員級(jí)和用戶級(jí)，對(duì)不同級(jí)別的操作人員，可分別賦予不同的操作控制功能，分級(jí)別對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行管理，各控制級(jí)別不能越級(jí)操作，保證了系統(tǒng)的安全和工作可靠。能夠保留操作日志。
配置管理功能
通過(guò)維護(hù)管理終端能對(duì)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行配置和數(shù)據(jù)設(shè)定，可進(jìn)行板卡配置管理，子鐘配置。管理系統(tǒng)具有遠(yuǎn)程控制功能，可以通過(guò)網(wǎng)管可以對(duì)系統(tǒng)內(nèi)子鐘的時(shí)區(qū)等進(jìn)行設(shè)置，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)時(shí)鐘系統(tǒng)的遠(yuǎn)程控制。
3.3子鐘
☉子鐘通過(guò)NTP接口經(jīng)交換機(jī)接收母鐘所發(fā)出的時(shí)間信號(hào)，進(jìn)行時(shí)間信息顯示。子鐘脫離母鐘時(shí)能夠單獨(dú)運(yùn)行。接收母鐘發(fā)送的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間信號(hào)，對(duì)自身的精度進(jìn)行校準(zhǔn)。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)給母鐘。
☉所有子鐘均具有獨(dú)立的計(jì)時(shí)功能，平時(shí)跟蹤母鐘工作。當(dāng)子鐘接收不到來(lái)自母鐘發(fā)送的時(shí)間信號(hào)時(shí)，仍能依靠自身的晶振獨(dú)立運(yùn)行并向時(shí)鐘系統(tǒng)監(jiān)控管理計(jì)算機(jī)發(fā)出告警。此時(shí)時(shí)鐘時(shí)間的調(diào)整靠鍵盤來(lái)進(jìn)行。調(diào)整鍵盤配有復(fù)位按鈕，每個(gè)子鐘都配有單獨(dú)的電源開(kāi)關(guān)。
☉本系統(tǒng)采用的子鐘為雙面數(shù)字式子鐘、單面手術(shù)室數(shù)字子鐘、單面日歷數(shù)字子鐘和單面指針式子鐘。
☉數(shù)字式子鐘具備12/24小時(shí)兩種顯示方式轉(zhuǎn)換功能。數(shù)字式子鐘收到母鐘發(fā)送來(lái)的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間信號(hào)時(shí)，自動(dòng)刷新，與母鐘保持一致。
☉數(shù)字式子鐘具有記憶功能，內(nèi)置實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片，停電后可保持?jǐn)?shù)據(jù)十年，來(lái)電后自動(dòng)顯示正確時(shí)間。
☉數(shù)字式子鐘采用發(fā)光二極管顯示單元（LED）顯示由數(shù)字組成的時(shí)間信號(hào)，亮度可調(diào)節(jié)，優(yōu)選顏色為紅字，并且顏色可根據(jù)本工程的裝修風(fēng)格來(lái)選擇。其指示方式為：年、月、日、星期、時(shí)、分、秒。
☉指針式子鐘具有自動(dòng)追時(shí)功能。當(dāng)接收到標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間信號(hào)時(shí)，能夠以最短距離方式快速調(diào)整指針的位置到標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間。
☉指針式子鐘自身有獨(dú)立的石英晶體振蕩器，平時(shí)跟蹤母鐘工作。當(dāng)子鐘接收不到來(lái)自母鐘發(fā)送的時(shí)間信號(hào)時(shí)，仍能依靠自身的晶振獨(dú)立運(yùn)行并向時(shí)鐘系統(tǒng)管理中心發(fā)出告警。此時(shí)時(shí)鐘時(shí)間的調(diào)整靠鍵盤來(lái)進(jìn)行。調(diào)整鍵盤配有復(fù)位按鈕，每個(gè)子鐘都配有單獨(dú)的電源開(kāi)關(guān)。
雙面數(shù)字子鐘圖：
單面數(shù)字手術(shù)室子鐘圖
單面日歷數(shù)字子鐘圖
單面指針式子鐘圖
四、系統(tǒng)特點(diǎn)
4.1精確性高
本系統(tǒng)能夠接收來(lái)自GPS的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間信號(hào)，經(jīng)一級(jí)母鐘處理后發(fā)送至系統(tǒng)的各個(gè)部分，實(shí)現(xiàn)無(wú)累積誤差運(yùn)行。系統(tǒng)一級(jí)母鐘均采用高穩(wěn)恒溫晶振，使一級(jí)母鐘的精度大大提高。系統(tǒng)具有降級(jí)使用功能，當(dāng)上級(jí)設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)，本級(jí)設(shè)備仍能以當(dāng)前時(shí)間為起點(diǎn)自主獨(dú)立運(yùn)行，運(yùn)行精度高于每天0.001秒。
4.2可靠性高（系統(tǒng)冗余）
本系統(tǒng)對(duì)一級(jí)母鐘的關(guān)鍵設(shè)備都采用雙重?zé)醾浞荩?dāng)主單元發(fā)生故障時(shí)，能夠自動(dòng)切換到備用單元，實(shí)現(xiàn)主備之間的自動(dòng)轉(zhuǎn)換。電源停電時(shí)，一級(jí)母鐘在備用電源支持下仍可正常工作24小時(shí)。一級(jí)母鐘能與GPS進(jìn)行同步校時(shí)。停電96小時(shí)以內(nèi)，供電恢復(fù)時(shí)能自動(dòng)追蹤，與標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間同步。同時(shí)提供“功能后退”運(yùn)行方式，具有降級(jí)使用功能，當(dāng)前級(jí)設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)，本級(jí)設(shè)備仍能正常工作，我們采用故障隔離、軟硬件冗余等技術(shù)措施，使系統(tǒng)具有極高的可靠性。
4.3兼容性好
系統(tǒng)采用分布式結(jié)構(gòu)，由標(biāo)準(zhǔn)化的軟件及硬件組成,用戶可按照需要靈活配置和擴(kuò)容。
4.4 靈活性
本系統(tǒng)具有靈活的系統(tǒng)集成接口能力、設(shè)備控制管理能力；同時(shí)由于系統(tǒng)采用開(kāi)放結(jié)構(gòu)，能靈活地增加、減少、移動(dòng)子時(shí)鐘顯示設(shè)備，而無(wú)需修改應(yīng)用軟件；本系統(tǒng)與其它系統(tǒng)之間的接口，也建立在開(kāi)放標(biāo)準(zhǔn)之上，能靈活的進(jìn)行修改；子時(shí)鐘顯示設(shè)備的配置、顯示格式、狀態(tài)都能通過(guò)應(yīng)用進(jìn)行靈活配置、修改和監(jiān)控；系統(tǒng)應(yīng)用軟件具有足夠靈活性，滿足用戶的業(yè)務(wù)需求。
4.5 開(kāi)放性
本系統(tǒng)軟硬件的選取遵循開(kāi)放系統(tǒng)規(guī)范，支持多種國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，包括采用具有開(kāi)放的操作系統(tǒng)、通訊協(xié)議、開(kāi)發(fā)工具等；系統(tǒng)采用先進(jìn)的技術(shù)、方法和設(shè)備，為第三方應(yīng)用提供開(kāi)放的標(biāo)準(zhǔn)接口，支持第三方依據(jù)該接口來(lái)連接本系統(tǒng)。
4.6 操作簡(jiǎn)單
控制管理計(jì)算機(jī)提供友好的中文界面，采用規(guī)范的行業(yè)術(shù)語(yǔ)，易于管理和維護(hù)。系統(tǒng)采用了人性化的設(shè)計(jì)，使界面友好、整潔、清晰、直觀，支持鍵盤和鼠標(biāo)操作，簡(jiǎn)單、方便，容錯(cuò)性強(qiáng)，有在線用戶幫助功能。
4.7 維護(hù)方便
本系統(tǒng)所有主控板、信號(hào)板、接口板均采用了目前國(guó)際上流行的模塊化設(shè)計(jì)，使相同規(guī)格的設(shè)備和接口板具有可互換性；一級(jí)母鐘的接口板可以熱插拔，在帶電狀態(tài)下可以進(jìn)行更換而不影響整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行，維護(hù)極為方便。積木式結(jié)構(gòu)還為業(yè)主未來(lái)系統(tǒng)的增容和擴(kuò)展提供極大的便利。
4.8 具有自動(dòng)報(bào)警功能
當(dāng)時(shí)鐘系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，監(jiān)控計(jì)算機(jī)能夠發(fā)出聲光報(bào)警，指示故障部位，并在監(jiān)控終端主界面上顯示主要故障內(nèi)容及設(shè)備位置。告警信號(hào)能夠引至相應(yīng)值班室，提供給值班的工作人員，以便于系統(tǒng)的集中管理。
4.9 電磁兼容性好
為保證系統(tǒng)正常可靠地運(yùn)行，在系統(tǒng)的電磁兼容方面，做了大量的試驗(yàn)與改進(jìn)工作，提供的設(shè)備在許多工程中經(jīng)歷了長(zhǎng)期嚴(yán)格的考驗(yàn)。
