摘 要随着现代信息系统的发展，网络系统日益广泛的应用于各行各业，时间同步在网络系统中也扮演着更加重要的角色。传统的时间校准采用的是将已知精准的时钟信息来对设备的物理时钟进行时间同步，由于考虑的物理因素较多，所以有时候不能很好的解决时钟同步问题。并且由于时间授时的方便简单，而且嵌入式又是一种逐渐被人们所认可的技术，因此在局域网的内部通过相关的时间协议来进行时间的同步。本文利用嵌入式系统与NTP时间协议进行网络授时，通过ARM单片机成功的解决了基于嵌入式的时间同步问题，并且设计的授时服务器的应用情况良好，实现了对于时间同步的功能。
目 录
第一章 绪论 1
1.1 研究背景 1
1.2国内外发展现状 1
第二章 系统总体设计 3
2.1单片机时间同步与网络时间同步 3
2.2嵌入式系统的选择 3
2.3程序语言 4
2.4 NTP运行流程 4
第三章 硬件电路设计 6
3.1数据处理及控制部分 6
3.1.1 DS3231时钟源 6
3.1.2 DRAM控制器 7
3.1.3 晶振电路设计 7
3.1.4 电源电路设计 8
3.1.5 复位电路设计 8
3.2 WIFI无线模块 9
3.3 LED显示模块 11
第四章 软件组成与设计 12
4.2 NTP协议的移植 12
4.3 ESP8266 FLASH地址配置 15
4.4 烧录下载 15
第五章 系统的测试与分析 17
5.1 程序授时调整 17
5.2 NTP授时服务器测试 18
5.3 实物效果展示 19
第六章 总结与展望 21
6.1总结 21
6.2 展望 21
致谢 22
参考文献 23
附录A 系统相关程序 24
第一章 绪论
1.1 研究背景
由于现代大部分的计算机及相关处理器没有一个参考的物理校 *51今日免费论文网|www.jxszl.com +Q: ^351916072# 
准时钟，所以才会提出通过授时的方式来对计算机设备时钟进行同步的要求。通常我们所见过的大部分电子设备，一般都是通过石英晶体谐振器产生系统所需要的时钟信号来获取时间。但是在实验中容易受到电磁干扰、温度变化及生产调试等因素影响，标准频率与时钟振荡频率之间会产生一些误差。在现实社会中这些偏差看似是小事，但是在生产生活中就会被无限放大，特别是在金融、通信、民航、航天和军事等重要领域内，若不积极采取有效的解决措施，哪怕是再小的时间偏差，也将会产生不可估计的后果，甚至是危及到人民群众的生命财产安全乃至国家安全。因而各行业对内部信息系统时间同步的应用越来越多，对于时间的精确度也要求越来越高。
由于受到各类因素的影响导致，在一些特殊的行业中传统的时间校准方式已经不能够满足他们的要求，特别是在下列行业领域内：
地质勘察：受到地形因素的复杂程度及地质勘察站点分散影响，导致网络接收情况复杂，网络校时难度系数大。
电力系统监测：在电力系统网络传输中：调配、调整、调控、处理、分析等过程，都非常需要统一的时间精准度。
气象信息会综合分析:天气的变化是无法立马知晓的，只能通过精确时间系统的气象云图信息，来进行提前预测，精确的时间同步有利于更好地进行数据处理，天气预测的准确性得到提升。
冶金行业设备仪器加工：仪器的精确控制与时钟频率的精准度密切相关，从而整体产量的提升。
诸如此类的行业都急需使用时间同步设备，能够保证在复杂的环境条件下，达到减少时间系统的误差、提高系统运行效率的目的。
1.2国内外发展现状
现阶段系统时间同步的方式主要有两种：首先是通过传统的方式采用外部标准的精准时钟源，通过编写的代码程序指令来调校时钟寄存器来保持时间的一致性，将精确时间进行转化，以使系统中各计算机的时钟同步于外接设备精准的时钟源，这样就可以达到与时间同步的效果。二是通过各类网络时间协议（如NTP网络时间服务协议等）向各计算机提供授时或网络时间同步的服务。前一种目前主要是依赖于本身指定的统一精确性，对计算机自身时钟物理的校准特别高，耗资昂贵，校准的精准度也很难得到保证，比较适用于小型范围内的局域网络使用。第二种由于基于网络的支持，投资费用比较小，精准度也是根据网络服务范围的大小来决定的，只要方波时钟脉冲信号的到解决，就可作为一种高效率的精准授时方式，适用于网络系统的时间同步中。
NTP（Network Time Protocol）网络时间协议主要采用世界协调时UTC（Universal Time Coordinated）来作为时间同步的统一标准，在设计时采用层次式时间分布模型的方式来解决互联网时间同步复杂性的问题，提供专业、高效、实用的机制，能够在各种复杂的网络环境下灵活运行。NTP网络时间协议不仅能校准现行时间，更是能够根据自身的要求随意进行调整，即使网络发生故障也能够保证时间在后台继续运行，保证时间精准性的稳定。
伴随着无线通信技术的快速发展,数据采集系统的广泛使用。传统的有线数据采集系统逐渐退出科技舞台,而基于ZigBee网络的无线数据采集系统传输距离短、功耗大,都很难满足于远距离、大面积的数据采集应用的要求。因此以嵌入式统和ESP8266EX芯片为核心的数据采集系统的实现方案。通过构筑数据采集系统的整体架构,利用WiFi模块对信号的接收与发送，设计出不同结构的数据采集模块,实现在各种网络在物理布局上的数据采集功能,验证了全局路由表在各个拓扑结构中的完整性、节点远程控制和维护的可行性及协议运行的精准性。
近年来，以实际应用为中心的嵌入式系统及相关技术发展迅速，由于处理器功能的强大、自动化程度高、响应速度快、环境适应性好等特点，使其在信息及网络技术中的应用日益广泛，更是起到了举足轻重的作用。在授时同步技术领域中，通过嵌入式系统平台上外接无线通信模块（接收机），来读取精准的时间信息，由嵌入式系统经过相关处理，利用NTP网络时间协议提供授时和同步服务，为工作在复杂环境中，且对时间精度有很高要求的网络提供了一种能高效解决时

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