基于ARMGNSS的分布式NTP精確授時服務器設計與應用的開題報告

基于ARMGNSS的分布式NTP精確授時服務器設計與應用的開題報告一、選題背景與意義隨著互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，計算機網(wǎng)絡的應用越來越廣泛，各種應用場景中都需要時鐘同步。在計算機網(wǎng)絡中，NTP(NetworkTimeProtocol)協(xié)議是用于時間同步的標準協(xié)議之一，常用于監(jiān)控、數(shù)據(jù)采集、網(wǎng)絡安全等領(lǐng)域。在網(wǎng)絡時鐘同步系統(tǒng)中，精確授時服務器是核心設備，提供高精度、穩(wěn)定的時鐘參考源。目前，主流的精確授時服務器一般采用GPS、北斗衛(wèi)星等衛(wèi)星導航系統(tǒng)作為時鐘參考源，其精度和穩(wěn)定性在大部分情況下能夠滿足需求。但是，在某些特殊的場景下，如遠離衛(wèi)星信號的深地、隧道、城市高層建筑等，GPS等衛(wèi)星信號受阻的情況下，精度和穩(wěn)定性會受到嚴重影響，導致時鐘同步的不可靠。針對上述問題，可以采用基于ARMGNSS的分布式NTP精確授時服務器。ARMGNSS是一種專為高精度定位和導航而設計的GNSS芯片，采用多星導航系統(tǒng)定位，可以有效解決信號受阻的問題。在分布式架構(gòu)的授時服務器中，多個ARMGNSS芯片可以互相糾錯，提供更高精度、更穩(wěn)定的時鐘參考源。二、研究內(nèi)容和方法1.分布式授時系統(tǒng)架構(gòu)設計本研究將設計一種分布式授時系統(tǒng)架構(gòu)，包括多個ARMGNSS芯片節(jié)點和一個授時服務器節(jié)點。ARMGNSS節(jié)點將在不同位置安裝，同時互聯(lián)網(wǎng)連接至授時服務器節(jié)點，授時服務器將通過NTP協(xié)議與節(jié)點進行時間同步。2.硬件設計本研究將設計并制作ARMGNSS-STM32F103芯片板。該板將通過串口收集ARMGNSS芯片的數(shù)據(jù)，然后通過SPI接口將數(shù)據(jù)傳輸?shù)絊TM32F103芯片上，最后由STM32F103芯片進行數(shù)據(jù)處理，提供時鐘參考源。3.軟件設計本研究將根據(jù)分布式授時系統(tǒng)架構(gòu)設計相應的軟件系統(tǒng)。軟件系統(tǒng)將使用C++語言編寫，包括ARMGNSS芯片數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)處理模塊以及NTP時間同步模塊等。4.系統(tǒng)實現(xiàn)和測試本研究將在實驗室環(huán)境下完成系統(tǒng)的實現(xiàn)和測試。在測試中，將通過開發(fā)板并連接測試儀器，對系統(tǒng)的精度和穩(wěn)定性進行評估。三、預期成果1.分布式授時服務器架構(gòu)設計2.ARMGNSS-STM32F103硬件設計方案3.系統(tǒng)軟件設計4.系統(tǒng)實現(xiàn)和測試5.實驗數(shù)據(jù)分析和成果總結(jié)四、進度計劃本研究的進度計劃如下：1.第一周：完成選題和文獻調(diào)研，撰寫開題報告。2.第二周：設計分布式授時系統(tǒng)架構(gòu)。3.第三周：設計ARMGNSS-STM32F103硬件。4.第四周：實現(xiàn)ARMGNSS-STM32F103硬件調(diào)試。5.第五周：設計系統(tǒng)軟件。6.第六周：實現(xiàn)系統(tǒng)軟件。7.第七周：系統(tǒng)集成測試。8.第八周：實驗數(shù)據(jù)分析和成果總結(jié)。五、參考文獻[1]Thueler,M.,&Hugentobler,U.(2013).PrecisetimingwithARMGNSS:thefutureofGNSSapplications.JournalofGlobalPositioningSystems,12(1),10-18.[2]欒國平,申長青,劉虎.基于北斗衛(wèi)星的分布式NTP授時系統(tǒng)設計[J].通信技術(shù),2015,48(1):84-88.[3]章凌,李文韜,趙守華.基于IPv6的NTP精確授時系統(tǒng)設計[J].電子與信息學報,2014,36(4):910-916.[4]Guo,T.,&Wu,J.(2019).DesignofGPS/GNSS-basednetworktimesynchronizationsystem