[实用新型]一种紫外光通信网络时钟同步装置

说明书

技术领域

本实用新型属于无线自组通信局域网络时钟同步技术领域，尤其涉及一种紫外光通信网络时钟同步装置。

背景技术

紫外光通信数据传输保密性高，抗干扰能力强，可用于非视距隐蔽地形复杂环境的通信。由于日盲波段的紫外光单级通信距离半径有限，要达到一定距离范围内的通信目的，就必须自组建具有中继功能的局域网络紫外光通信系统。该系统便于单兵携带，适合于军事、安全、救灾、消防等领域小分队通信。紫外光通信倍受国内外极大关注，已成为通信领域研究开发的热门之一，随着紫外光通信技术的不断完善，应用普及指日可待。由于无线自组网络应用环境的多样性，温度变化、电磁干扰、振荡器老化和生产调试等原因，本地时钟与基准时钟存在误差，且不同的应用环境具有不同的时钟同步要求，没有一种时钟同步协议可以适应各种环境，在分析了紫外光通信网络应用环境的特殊性基础上，结合不同的ad hoc网络应用探讨了军事应用态势感知信息和指挥控制信息是战术互联网的特殊性，节点间存在着比较大的时钟偏差，将会导致对战场态势以及战场命令的理解错误，严重的会影响战争结果，由此可见时钟同步是adhoc网络技术研究的重要问题，一种紫外光通信网络时钟同步装置从设计、配置到具体应用的各个阶段，都是在详细分析网络时钟同步问题的基础上依靠一定的时钟同步策略来解决的。

综上所述，现有技术存在的问题是：由于无线自组网络应用环境的多样性，温度变化、电磁干扰、振荡器老化和生产调试等原因，本地时钟与基准时钟存在误差。

实用新型内容

针对现有技术存在的问题，本实用新型提供了一种紫外光通信网络时钟同步装置。

本实用新型是这样实现的，一种紫外光通信网络时钟同步装置，所述紫外光通信网络时钟同步装置包括：用于主动通信的主机；

用于从动或中继通信的若干个副机；

所述主机与副机内部均集成有控制管理组件、发射组件、接收组件和电源管理组件；控制管理组件通过总线分别与发射组件、接收组件相连；电源管理组件分别通过导线分别连接控制管理组件、发射组件、接收组件。

进一步，所述副机包括目的副机和中间副机；所述目的副机和中间副机均无线连接主机；

所述控制管理组件由ARM主处理器、FPGA从处理器、CPU控制器、对外接口组成；ARM主处理器通过导线分别与FPGA从处理器、CPU控制器、对外接口连接；

CPU控制器内部集成有计算组件、定量预测法组件、时钟同步组件、RTC时钟；所述定量预测法组件、时钟同步组件、RTC时钟均通过导线连接计算组件。

进一步，所述接收组件由光学集光器、自制紫外光探测器、可变增益放大器、带通滤波器、模数转换组件组成；所述光学集光器、自制紫外光探测器、可变增益放大器、带通滤波器、模数转换组件依次通过导线连接。

进一步，所述发射组件由光电耦合器、高速开关、阵列紫外LED光源组件组成；高速开关通过导线连接光电耦合器；所述光电耦合器通过导线连接阵列紫外LED光源组件。

进一步，所述电源管理组件由高能量锂离子电池、直流调压器、充电接口组成；高能量锂离子电池通过充电接口连接外电源，所述高能量锂离子电池经过直流调压器分别连接控制管理组件、发射组件、接收组件。

本实用新型主机与副机都具有通信路由的建立和信息接收、发射的功能。

ARM主处理器分别与FPGA从处理器连接负责协调、处理、控制各组件，与CPU控制器连接负责时钟同步，通过对外接口实现人机交互。

ARM，用于负责网络层信息处理、MAC层信息处理，实现信息转发接收、路由建立、时间记录、信息整理等；

FPGA，用于负责物理层信息处理，实现ARM与接收、发射组件的信息交互，具有信息缓存、分时提取、解调、信道编码、报文调制、控制接收组件、发射组件收发数字报文信息；

CPU根据网络NTP时钟同步协议及定量预测法对收发信息时间进行逻辑运算,执行本地RTC时钟频率调节，克服晶振漂移与主机基准时钟源同步；

自制紫外光探测器是接收组件的核心器件，载有信息的紫外光通过光学集光器收集、再通过自制紫外光探测器光电转换、可变增益放大器信号放大、带通滤波器滤波、最后通过模数转换组件进行模数信号转换。

可变增益放大器，用于使电信号增益放大；

带通滤波器，用于去除杂散光；