基于ARMGNSS的分布式NTP精確授時服務(wù)器設(shè)計(jì)與應(yīng)用的開題報(bào)告

基于ARMGNSS的分布式NTP精確授時服務(wù)器設(shè)計(jì)與應(yīng)用的開題報(bào)告一、選題背景與意義隨著互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用越來越廣泛，各種應(yīng)用場景中都需要時鐘同步。在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中，NTP(NetworkTimeProtocol)協(xié)議是用于時間同步的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議之一，常用于監(jiān)控、數(shù)據(jù)采集、網(wǎng)絡(luò)安全等領(lǐng)域。在網(wǎng)絡(luò)時鐘同步系統(tǒng)中，精確授時服務(wù)器是核心設(shè)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(wù)器一般采用GPS、北斗衛(wèi)星等衛(wèi)星導(dǎo)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(yuǎn)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(yán)重影響，導(dǎo)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(wù)器。ARMGNSS是一種專為高精度定位和導(dǎo)航而設(shè)計(jì)的GNSS芯片，采用多星導(dǎo)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(wù)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(shè)計(jì)本研究將設(shè)計(jì)一種分布式授時系統(tǒng)架構(gòu)，包括多個ARMGNSS芯片節(jié)點(diǎn)和一個授時服務(wù)器節(jié)點(diǎn)。ARMGNSS節(jié)點(diǎn)將在不同位置安裝，同時互聯(lián)網(wǎng)連接至授時服務(wù)器節(jié)點(diǎn)，授時服務(wù)器將通過NTP協(xié)議與節(jié)點(diǎn)進(jìn)行時間同步。2.硬件設(shè)計(jì)本研究將設(shè)計(jì)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(jìn)行數(shù)據(jù)處理，提供時鐘參考源。3.軟件設(shè)計(jì)本研究將根據(jù)分布式授時系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)相應(yīng)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(shí)現(xiàn)和測試本研究將在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下完成系統(tǒng)的實(shí)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(jìn)行評估。三、預(yù)期成果1.分布式授時服務(wù)器架構(gòu)設(shè)計(jì)2.ARMGNSS-STM32F103硬件設(shè)計(jì)方案3.系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)4.系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)和測試5.實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析和成果總結(jié)四、進(jìn)度計(jì)劃本研究的進(jìn)度計(jì)劃如下：1.第一周：完成選題和文獻(xiàn)調(diào)研，撰寫開題報(bào)告。2.第二周：設(shè)計(jì)分布式授時系統(tǒng)架構(gòu)。3.第三周：設(shè)計(jì)ARMGNSS-STM32F103硬件。4.第四周：實(shí)現(xiàn)ARMGNSS-STM32F103硬件調(diào)試。5.第五周：設(shè)計(jì)系統(tǒng)軟件。6.第六周：實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)軟件。7.第七周：系統(tǒng)集成測試。8.第八周：實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析和成果總結(jié)。五、參考文獻(xiàn)[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(shè)計(jì)[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(shè)計(jì)[J].電子與信息學(xué)報(bào),2014,36(4):910-916.[4]Guo,T.,&Wu,J.(2019).DesignofGPS/GNSS-basednetworktimesynchronizationsystem