一種時間傳感系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種時間傳感系統(tǒng)，特別是一種參考日晷的并通過光學(xué)元件修正來進 行時間傳感分析的時間傳感系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 一般我們?nèi)粘Ｉ钏褂煤蛥⒄盏臅r間是標準時間，也就是每個國家地區(qū)以一個 特定時區(qū)的區(qū)時作為統(tǒng)一的標準時間，統(tǒng)一的標準時間不僅方便同一國家或地區(qū)的人們的 日常生活也保證了一個國家或地區(qū)的人民生活的同步和協(xié)調(diào)。
[0003] 但是一些國家或地區(qū)幅員遼闊，例如我們中國，從西到東橫跨五個時區(qū)，以首都北 京所在的東八時區(qū)作為標準時間，一個時區(qū)的經(jīng)度15度，相差一個時區(qū)就相差一個小時。 因此對于與標準時間的時區(qū)經(jīng)度相差比較大的地區(qū)來說，標準時間對于當(dāng)?shù)厝说纳畹膮?照作用和效果都是不理想的，在西藏往往早上八九點鐘太陽還沒升起，正常的早班時間持 續(xù)到下午兩點半，其他地區(qū)的正常作息時間對于這些遠離標準時間所在時區(qū)的地區(qū)的人們 來說是無法參照的，這些地區(qū)人民的時間概念與其他地區(qū)的人們是有區(qū)別的，在生活中造 成了相當(dāng)程度的不便。
[0004] 日晷是一種古老的很好的測量當(dāng)?shù)貢r間的工具，但是不同經(jīng)度煒度的地區(qū)傳統(tǒng)日 晷的設(shè)置具有不同的要求，同時體積一般較大，無法很好的批量生產(chǎn)和運用。對于如今的人 們來說日晷的時間較難進行讀數(shù)，同時時間的詳細度和精準度不夠，無法精確到秒，難以滿 足人們?nèi)粘Ｉ畹男枰?br>
【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 以下
【發(fā)明內(nèi)容】
呈現(xiàn)簡化概述，以提供對文本中描述的某些方面的基本理解。本發(fā) 明的目的在于：為了改善所述問題，提出一種參考日晷的并通過光學(xué)元件修正來進行時間 傳感分析的時間傳感系統(tǒng)。
[0006] 本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是： 一種時間傳感系統(tǒng)，包括圖像傳遞模塊、光電轉(zhuǎn)換模塊、信息處理模塊、記憶模塊、輸出 模塊和電源模塊；所述的圖像傳遞模塊包括光源輸入單元、濾波單元、光源成型單元和成像 單元。
[0007] 所述的濾波單元、光源成型單元、成型單元中的光學(xué)元件和光電轉(zhuǎn)換模塊的各平 面之間保持平行，以準確接收到來自光源輸入單元的光，并保證系統(tǒng)能夠正確還原當(dāng)下時 間。
[0008] 所述的光源輸入單元輸出的平行光束為太陽光，光源輸入單元對太陽光進行接收 和加強，強化后的太陽光輸出到濾波單元，增強太陽光的亮度便于光電轉(zhuǎn)換模塊進行接收。
[0009] 所述的濾波單元包含有濾波片，用于過濾多余的色光并形成相應(yīng)的單色光，所述 單色光顏色可以是赤、橙、黃、綠、青、藍、紫中的任意一種，便于光電轉(zhuǎn)換模塊進行接收。
[0010] 所述的光源成型單元上設(shè)有一定形狀的縫隙或孔狀鏤空截面，使光源通過截面能 夠形成與光電轉(zhuǎn)換模塊水平方向呈一定角度的光束，單色光束形成的角度為0°至180°。 [0011] 所述的成像單元中設(shè)有光學(xué)元件，光學(xué)元件的作用是調(diào)整光束穿過鏤空截面產(chǎn)生 的衍射或偏移，通過光學(xué)元件的作用修正其偏移距離和方向來還原光源信息，以及增強光 線亮度來保證光電轉(zhuǎn)換模塊接收光圖像的效果；所述的光學(xué)元件為凸透鏡、凹透鏡、光柵或 柱面鏡。所述的成像單元下相對光源成型單元的截面的中心設(shè)有區(qū)別于濾波單元光束顏色 的作為中心參照點的單色光源，所述的單色光源向下垂直于光電轉(zhuǎn)換模塊照射，形成作為 中心參照點的光點。
[0012] 所述的光電轉(zhuǎn)換模塊可以是CXD探測器、光電傳感器、光敏二極管或光敏三極管， 表面有用于接收光源的平面，通過圖像傳遞模塊的圖像位置信息，作為中心參照點的單色 光源和光源經(jīng)過光源成型單元的截面后形成的具有相應(yīng)截面形狀的單色光束經(jīng)過成像單 元的光學(xué)元件修正后在光電轉(zhuǎn)換模塊上成像，光電轉(zhuǎn)換模塊將接收到的光圖像的光信號轉(zhuǎn) 化為電子信號并輸出至信息處理模塊。
[0013] 所述的信息處理模塊包括邏輯組件和處理器； 所述邏輯組件用于識別信號的來源，并且判斷數(shù)據(jù)調(diào)動方向和處理方式。邏輯組件包 括兩個輸入端和一個輸出端；邏輯組件的輸出端連接處理器；光電轉(zhuǎn)換模塊的輸出端與邏 輯組件的第一輸入端相連，記憶模塊的輸出端與邏輯組件的第二輸入端相連，邏輯組件的 輸出端與處理器的輸入端相連；第一輸入端有信號接入時，邏輯組件將信號通過輸出端轉(zhuǎn) 出進行下一步處理；第一輸入端沒有信號接入時，選擇從第二輸入端調(diào)用記憶模塊的信號， 信號經(jīng)記憶模塊的輸出端輸出由邏輯組件的第二輸入端輸入，再通過輸出端轉(zhuǎn)出進行下一 步處理； 也即： 當(dāng)光電轉(zhuǎn)換模塊信號辛〇時，所述的邏輯組件識別到有來自光電轉(zhuǎn)換模塊的電子信 號，選擇直接采用光電轉(zhuǎn)換模塊輸出的電子信號進行計算； 當(dāng)光電轉(zhuǎn)換模塊信號=0時，所述的邏輯組件沒有識別到來自光電轉(zhuǎn)換模塊的電子信 號，邏輯組件選擇調(diào)用記憶模塊中從信息處理模塊接收到的最后的處理信息進行計算。
[0014] 所述處理器可以為軟件、計算機等，將接收到的作為中心參照點的光點和具有相 應(yīng)截面形狀的單色光束經(jīng)過修正后在光電轉(zhuǎn)換模塊上成像形成的光圖像的相對位置、方 向、距離等的電子信息經(jīng)過數(shù)據(jù)計算處理后轉(zhuǎn)化為時間信息，計算內(nèi)容包括定位時間傳感 系統(tǒng)的所在地獲取所在地經(jīng)煒度、測算地平傾斜度，進行地方時計算和對比上一晝夜時間 進行二次核準；也即包括： 處理器將信息處理模塊從光電轉(zhuǎn)換模塊接收到的包含圖像位置信息的電子信號轉(zhuǎn)換 為包含時間信息的電子信號； 處理器將從記憶模塊中調(diào)用的來自信息處理模塊接收到的包含最后的時間信息的電 子信號進行重新計算。
[0015] 計算根據(jù)放置時間傳感系統(tǒng)的地面的地平傾斜度、所在經(jīng)度和煒度、地球公轉(zhuǎn)角 度而形成的不同的太陽光光圖像，對所得相對位置、方向、距離的電子信息進行數(shù)據(jù)處理， 采用天文算法來計算對應(yīng)時刻； f-oyj A 計算公式如下：toT = ^ 其中，T為該時間與正午的差值，A為光線與中心參照點和光斑連線的夾角， 結(jié)合光圖像信息，根據(jù)地平傾斜度、所在經(jīng)度和煒度按天文學(xué)計算當(dāng)下時間； 對比上一晝夜正午時與這一晝夜正午時的時間信息對時間進行微調(diào)或修正；以一個地 方一天中太陽高度角最大的時間為正午時間，將連續(xù)兩個正午時間之間等分為24個小時， 處理器對比前一天正午時間與當(dāng)天正午時間，對時間進行核準，修正誤差； 根據(jù)隨著時間推移太陽正午時分的光影變化，也即太陽高度角的變化來計算季節(jié)變化 和時節(jié)；正午太陽高度角計算公式如下：h = 90°- |φ - δ| 其中，h為太陽高度角φ為地理煒度，δ為太陽赤煒。
[0016] 計算當(dāng)?shù)卣鐣r間可以標準時間時區(qū)的正午時間做對比，經(jīng)度每增加一度，就要 推后4分鐘，每減少一度，就提前4分鐘； 根據(jù)太陽正午時分光影變化，也即太陽高度角的變化來計算季節(jié)變化和時節(jié)；太陽直 射點隨著地球公轉(zhuǎn)在移來時漸增，移去時漸減； 用高度角顯示季節(jié)變化：對于北回歸線以上的地區(qū)，太陽高度角在夏至?xí)r唯一一次達 到最大，冬至?xí)r唯一一次最小，高度角從冬至到夏至不斷增大，從夏至到冬至不斷變小；對 與南北回歸線之間的地區(qū)，太陽高度角兩次在直射當(dāng)?shù)貢r最大，冬至?xí)r