NTP时钟系统（NTP时间源）助医院系统信息化建设

NTP时钟系统（NTP时间源）助医院系统信息化建设

NTP时钟系统（NTP时间源）助医院系统信息化建设

医院时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，如麻醉室、手术室、输液室、供氧呼吸系统等；有了数字型网络子母钟系统以后就不再需要人工看表来计时了，网络子母钟系统自带的正计时和倒计时、温度湿度显示功能能提供精确的数据参考，考虑的大型医院的战备应用，在医院的人防工程中设置网络子母钟系统也可以保证战时医院的各部门协调统一运作。

采用NTP网络时间协议的网络母钟还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和患者提供准确的时间信息；也可以为其它系统（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时间，保证整个医院大楼弱电运行的实时准确。
系统构成:
采用GPS北斗网络母钟、子钟、集中管理软件和网络交换机构成，通过局域网络给医院的各个重要地方提供时间信息。给手术室提供倒计时正计时温度湿度标准时间等。
因此,在医院内重要区域提供一套可靠、经济和有效，能够提供一个统一的、标准的全院时间的子母钟系统对医院的数字化管理和医院各部门的统一协调意义重大。
2.2 设计指导思想
本系统选用公司的时钟系统，并保证在设计中：
1)认真贯彻执行国家已颁布实施的有关“规范”、“标准”，使设计不偏离规范化和标准化的轨道，从而保证设计的水平和质量。
2)系统设计应本着“可靠、实用、先进、经济”的原则进行。
3)在满足功能需求的前提下努力降低工程造价和维护费用。
4)系统操作简便、可靠，便于扩展和维护，软件具有提升能力。
5)系统满足现场条件和环境，有较强的抗高温、高湿、台风、电磁干扰能力和防雷、防雨、防尘能力。
3 设计依据
时钟系统的实施必须遵循国家有关技术标准，并结合应用场所的特殊功能要求来进行，我司提出的系统设计方案正是遵循了上述原则，经深入调研而形成的，其具体设计依据如下：
时钟系统的设计生产符合ISO9000标准。
设备及配件符合各行业相关标准和有关国家标准。
符合业主需要及领导的相关要求。
4 设计区域
重要地区应包括以下地方，但不仅限于以下地方：
4.1楼道
4.2大厅
4.3候诊区
4.4值班室、控制室、手术室。
4.5人防区域
4.6会议室
4.7护士站
4.8其他人员流动并需用统一时间的空间
5.优化建议
5.1 卫星网络母钟与数字网络子钟通过交换机采用局域网络传输，网线相对于其它总线方式有如下优点：
●通讯速度快，也是使用最普遍的形式。
●通讯质量稳定，不容易受到外界干扰。
●如果用户已经有局域网等网络可以不用重新铺设网络，利用现有网络组网
5.2 控制计算机可以通过卫星网络母钟的网口授时，也可以直接通过控制计算机与接口扩展单元的RS232/485接口直接获取标准时间信息。
5.3建议采用主备母钟内置接收机的方式接收GPS和我国北斗卫星二合一时间信号互为备份，不建议采取单GPS系统和传统的GPS接收机+母钟的接收方式。
下表列出了传统RS-485总线与以太网络的性能比较。
特性RS-485 总线以太网络
拓朴结构总线拓朴分布式拓扑
传输介质双绞线屏蔽双绞线
硬件成本很低每个节点成本增加大约 30 元
总线利用率低高
网络特性单主结构多点结构
数据传输率最最高可达10M/100M/1000Mbps
通讯失败率很高极低
节点错误的影响故障节点有可能导致整个网络瘫痪故障节点对整个网络无影响
通讯距离<1.2Km通过中继器可超过1.5km
网络调试容易简单的计算机操作技术即可
开发难度容易需要一定的网络时间技术基础
后期维护成本较高很低
综合上表得出传统RS485总线的弊端：
1）升级扩容难。每增加一个新的节点需要同时增加线路，及对应母钟的端口，导致系统扩容升级困难；
2）难于管理。基于RS485的模拟子母钟系统，工程实施复杂，叠加的设备太多，导致出现故障率增大。且很难实现优有效管理；
3）标准化差。RS485模拟子母钟系统大量采用私有技术，不可靠，标准化差，与其他系统及厂商设备融合困难。

故而网络化方案才是最终的首选：
根据以上分析、比较，数字网络方案比较合理，具有较多的优势；另外，考虑系统将来的升级扩展能力、维护、管理方式，局域网络的优势更加明显，可以优先考虑。
6.时钟系统总体结构描述
本时钟系统具有以下特点：
6.1 主备母钟智能倒换。
2台钟对外接口直接相连，通过专用主备连接通信电缆随时交换信息，在主设备（输出时码设备）出现故障的情况下，自动倒换到备用设备。倒换时间小于50ms。
6.2 数字网络子钟采用恒流驱动。
国内独家把LED恒流驱动电源技术引用到时钟系统的厂家,大大延长LED发光管的寿命.
6.3 时钟控制管理软件可实现对子钟的精确到码段故障的监控和亮度调节。
时钟控制管理软件对子钟每一个显示码段的状态监控,并可实现对子钟的亮度调节.
6.5 接口兼容性强，包含当前所有主流授时接口。
不需要任何时码分配设备就可以提供国内外所有授时接口，如：NTP/SNTP、1588PTP、PPS、PPM、PPH、B码、串口RS232/485/422等所有接口的要求。
6.6 精确计时显示
手术室和其它需要精确计时的地方可以通过网络与卫星网络时钟相连，时钟显示屏幕可精确计量正计、倒计的时长。
7.时钟系统总体方案描述
医院网络子母钟系统采用集中控制与调整，同步传输分散显示的集散式控制方式，由GPS天线及馈线、主备高稳网络母钟、接口扩展单元、时钟网管监控系统、数字式子钟、网络传输通道、接口设备和电源组成。
时钟系统中的中心母钟为双主机时钟装置，其中一个作为系统时间信号的主要来源，另一个作为整个时钟系统的热备份，以备紧急故障时自动启用。母钟显示板上可显示年、月、日、时、分、秒时间信息和当前的卫星颗数。时钟系统由2台高稳网络母钟、GPS接收天线、接口扩展单元、网络管理软件等构成；两台高稳网络母钟构成主备用方式，主备工作钟能自动调整时间。
卫星母钟的网络接口一方面驱动本地数字网络子钟，另一方面同时向BA系统系统、手术控制系统、吸氧计费系统、楼宇自控系统、火灾报警系统、安防系统、停车场收费管理系统、呼叫信息显示系统、公共广播系统、内部调度通讯系统、计算机网络等其他子系统的服务器提供标准时钟信号。
数字网络子钟设于楼道、大厅、候诊区、值班室、控制室、手术室、人防区域、会议室、护士站、其他人员流动并需用统一时间的空间等有关地点。
时钟系统结构如图所示：
图中系统结构
时钟系统的参考信息由主备网络母钟提供，母钟输出标准的时间信息到通信网络核心交换机上，接口扩展单元（接口扩展单元可提供5路RS485/422信号、5路网络时间信号）通过网络时间信号同步数字子钟，并且每条链路上都具有不少于100个子钟的驱动能力，方便整个系统扩容。剩余RS485/422接口可根据业主实际需求为新增的子钟或者其它系统提供时码信号扩展。控制计算机可以完全控制和检测所有时钟的运行状态。如果院内的ＢＡ系统、手术室控制系统、和呼叫系统等不能通过局域网接收标准时间信号，也可以通过通讯控制器的扩展接口（可扩展RS232/485/422等接口，其它特殊接口可以定做）来实现对上述系统的校时，也可以在最大程度上满足不同系统，不同接口方式的授时需求。
8弱电中心母钟系统描述
弱电中心母钟系统设备主要包括：GPS天线、主备稳定网络母钟、子钟、时钟系统接口扩展单元、系统网管、机架线缆等。
卫星网络母钟内置恒温晶振守时单元，同时接收外部GPS和北斗二合一卫星时间信号和秒脉冲信号作为主参考信号，母钟输出也可接接口扩展单元。
对于网管系统与母钟相联的结构，这种系统结构的好处是系统结构清晰，母钟通信负荷小，内部处理器专注时码信息处理，以获得更好的时间稳定度；时钟网管系统不依赖于母钟，母钟出现故障网管系统仍然可以正常工作。