CN104345635A - 多媒体仿真电子钟表 - Google Patents

Abstract

本发明实现一种具有组网、广告发布和多媒体信息发布功能的多媒体仿真电子钟表，其特征在于：采用嵌入式计算机作机芯，平板显示屏作电子钟表盘；使用图像处理技术模拟仿真钟表盘和指针，钟表盘和指针款式可按需切换和更新；采用仿真钟表盘、仿真指针与三维实体钟表盘外壳相结合的结构，保持了传统钟表的外观造型；突破电子钟表的原有界限，可在服务器模式或客户端模式下工作，应用网络技术组建钟表网络系统；WIFI、以太网、全球定位系统等多途径并存的授时信号获取与时钟同步模式；仿真钟表盘可切换成广告及多媒体信息发布界面，本机播放或网络在线播放多媒体文件；环境监测数据超限、突发应急事件，系统自动发布提示性或警示性信息。

Description

多媒体仿真电子钟表

技术领域

本发明是一种涉及电子技术的多媒体仿真电子钟表和广告发布载体

背景技术

电子钟表所涉及的主要技术包括：机芯、时间及辅助信息显示和授时校准等三个方面。

1.主要的机芯技术

目前电子钟表的机芯技术主要有石英晶体机芯、电波机芯和全电子数字机芯三种。

(1)石英晶体机芯由机械传动和电子电路两大部分构成。石英晶体振荡器振取代机械钟传统的的摆轮游丝，使电路产生稳定频率的振荡信号，获得了比机械钟高得多的走时精度。采用步进电机将电能转换为机械能，驱动指针转动。

(2)电波机芯通过内置微型无线电接收系统接受低频(20KHz～80KHz)无线电时码信号，由专用集成芯片进行时码信号解调，再由计时装置内设的控制机构自动调节钟表的计时。通过步进电机将电能转换为机械能，驱动指针转动。

(3)全电子数字机芯采用大规模集成电路，完全脱离了传统的机械结构的全电子钟表。

2.时间及辅助信息显示技术。

(1)对于石英晶电子钟表和电波电子钟表均带有传统的机械指针机构，以电能为能源代替发条，通过机械指针指示时分秒，机械数码盘显示辅助信息。外形与传统机械手表相同。

(2)全电子钟表采用数码显示时间和辅助信息。

3.授时校准技术

(1)石英电子钟表和全数字电子钟表没有标准授时，时间校准依靠手工操作。

(2)电波电子钟表可以通过中国国家授时中心NTSC(德国、英国、美国、日本等国也设有授时发射台)获取标准授时，时间将自动与授时信号同步。

(3)工业时钟系统采用母钟、次母钟和子钟结构，高层与低层之间采用有线方式连接。母钟获取授时信号，通过连接线路传输给次母钟层的每个次母钟，次母钟在通过连接线路传输给子钟层的每个子钟，实现整个时钟系统的时钟同步。

现有电子钟表存在的缺点：

1.机电结合的指针式电子钟表，存在走时误差较大、故障率高的缺点。

2.全电子化的数码显示钟表，缺点是完全不符合人们对钟表外观的审美习惯。

3.在授时校准方面存在着明显的缺陷。

(1)一类是完全没有标准授时的电子钟表，需要手动校时。

(2)电波钟表采用的授时方式易受接收环境、气象等情况影响。在有屏障的情况下，也有可能接收不到授时信号同步。例如，手机、笔记本电脑、强电源线、荧光灯等，发出干扰电波信号影响授时信号的接收。电车、飞机场或钢筋水泥建筑物密集的区域不容易收到授时信号。在高速运动的飞机、火车上接收的授时信号会产生错误。

(3)室内使用的挂钟、座钟无法接收全球定位系统的授时信号。

(4)母钟、次母钟和子钟结构工业时钟系统，由于采用专用有线方式，使其在安装使用、维护管理、系统成本和系统规模等方面受到制约和限制。

(5)机电式机芯采用追时方式进行时钟同步，过程缓慢、耗时。

4.没有网络技术的基础和条件，不能联网组建钟表网络系统。

5.没有多媒体信息发布和通过网络互动的功能。

发明内容

本发明正是为解决上述缺点或缺陷的至少一部分而做出的，并通过多媒体仿真电子钟表的应用例或实施方式来实现。

1.本发明的应用例不包含任何机械装置，采用嵌入式计算机作为多媒体仿真电子钟表的机芯，取代一般钟表所使用的机械机芯、步进电机机芯、单片机或逻辑电路机芯。

2.本发明的应用例使用平板显示屏显示模拟仿真钟表盘和指针，以取代传统的机械钟表盘和机械指针或数码显示器。采用显示屏显示仿真钟表盘、仿真指针与三维实体钟表盘外壳相结合的结构，保持传统钟表的外观造型，符合人们对机械钟表外观造型的审美习惯。

3.本发明的应用例在同一台电子钟表上可模拟仿真多种款式的钟表盘和指针，用户按钟表广告投放的需求或者审美喜好来设置规则，本电子钟表将按照用户所设置的规则自动切换或更新仿真钟表盘和指针的款式。

4.由于使用嵌入式计算机作为机芯，为采用多种授时和校准方式奠定了技术基础。本发明的应用例通过WIFI和以太网接入Internet网授时服务器或以获取授时同步信号，可通过北斗全球定位系统、GPS系统获取授时同步信号。实现多途径并存的授时信号获取与时钟同步模式。

5.本发明的应用例使用网络技术，每台多媒体仿真电子钟表可以设置为服务器工作模式或客户端工作模式，通过WIFI和以太网接入建立专用网络系统。例如，钟表网络系统。

6.本发明的应用例的平板显示屏也是多媒体信息发布的显示界面。

7.本发明的应用例可直接制作成广告发布载体。

8.本发明的应用例充分利用嵌入式计算机在多媒体信息处理和发布方面的优势，模拟钟表盘可自动、远程控制切换成多媒体信息发布界面。播放本机或通过以太网、WIFI或蓝牙适配器在线播放多媒体文件。

9.本发明的应用例一般都在公共的区域，可实时发布温度、湿度、天气、空气质量等信息。若传感器监测数据超限、有突发应急情况时，自动触发发布提示性或警示性信息。

本发明的有益效果：本发明的多媒体仿真电子钟表不同传统的机械钟表和一般的电子钟表，模拟仿真的机械钟表盘和指针符合人们对钟表的审美习惯，一个钟表可随意切换多种款式。由于钟表盘和指针本身发光，即使在环境光照不足或者夜晚同样靓丽醒目。多模式授时同步几乎涵盖了所有应用场合的自动授时同步的需求。网络技术的应用，突破了电子钟表原有的界限，通过WIFI、以太网和蓝牙等通信接入方式，可以组建专用的“钟表网络系统”。管理者通过该网络系统的管理服务中心，对系统中的每个多媒体仿真电子钟表进行多地统一管理、调试、运行状态自动监测。例如，授权用户可以使用移动通信终端设备，通过二维码、图像识别等技术对终端进行授权，不受地方限制的对多媒体仿真电子钟表实施管理。对于非授权用户可以应用移动通信终端参与钟表网络的互动活动。多媒体信息的发布可以通过网络远程、自动的控制操作。本发明的多媒体仿真电子钟表尤其适合在机场、车站、机关、学校、商场、剧场、影院、办事大厅、会议室等场合的大尺寸挂式和座式钟表的应用。多媒体仿真电子钟表本身也可以定制成广告载体和广告发布载体，用于投放多媒体商业广告。钟表款式切换功能可以有效提高钟表商家的广告投放效益。也可作为多媒体信息、紧急事件信息发布的平台。

附图说明

图1多媒体仿真电子钟表组成框图

图2嵌入式计算机硬件组成框图

图3三维立体实体钟表盘外壳的主视图

图4三维立体实体钟表盘外壳的左、右视图

图5三维立体实体钟表盘外壳的剖面图

图6多媒体仿真电子钟表横式机箱主视图

图7多媒体仿真电子钟表机立式箱主视图

图8准备就绪后，钟表盘外壳、显示屏、嵌入式计算机与机箱的位置关系图

图9装配完成后，钟表盘外壳、显示屏、嵌入式计算机与机箱的位置关系图

图10多途径并存授时信号获取与时钟同步工作模式流程图

图11多款式仿真钟表盘、仿真指针更新、切换流程图

图12多媒体信息发布流程图

具体实施方式

以下所述的实施方式是本发明的适合的具体例子(以下简称应用例)，一次技术上附加了一些优选的限制。但是，在以下的说明中，只要没有特别限定本发明的记载，则本发明的实施不限于这些方式。

本发明是通过图1所示的多媒体仿真电子钟表来具体实施的。多媒体仿真电子钟表包含嵌入式计算机1、多媒体仿真电子钟表软件、显示屏2、WIFI无线网卡3、以太网模块4、GPS模块5、蓝牙模块6、温度传感器7、海拔计8、其它传感器9、扬声器10，电源11，以及钟表盘外壳12和钟表机箱14等部分。

本发明用嵌入式计算机1取代原有电子钟表的机芯，嵌入式计算机1系统由软件和硬件相结合组成。

软件部分由操作系统和应用软件组成，操作系统使用Win CE、Linux或Windows，在系统上运行本发明的多媒体仿真电子钟表应用软件。该应用软件承担图像处理、显示控制、授时信号处理、仿真钟表盘12切换、多媒体信息发布、温湿度传感器7、海拔8及其它传感器9数据处理和通信控制等工作，以完成本发明的全部功能。

1.发明内容的硬件实施方式

(1)图2所示的是本发明的应用例的嵌入式计算机1的硬件组成，包括CPU核、存储器(包括随机静态存储器SRAM、动态存储器DRAM、闪存Flash和只读存储器ROM)、振荡电路、复位电路、JTAG接口，以及扩展接口等组成。多媒体仿真电子钟表的核心是嵌入式计算机1，使用通用型x86系列的嵌入式计算机1，也可使用其他系列的嵌入式计算机1。通过嵌入式计算机1的扩展接口连接显示器2、以太网卡4、符合802.11b/g/n规范的WIFI模块3、北斗及GPS模块6，以及其它传感器9。通过USB接口连接蓝牙适配器和其它USB接口设备，如U盘、键盘、鼠标等。

本发明的应用例采用X86系列嵌入式计算机1，型号NANO-2018，主要性能指标如表1所示。

表1嵌入式计算机1主要参数指标

嵌入式计算机1不限定采用X86系列，也可采用其它系列。

(2)本发明应用例的具体实施，显示屏2是指LCD液晶显示屏2，或PDP等离子显示屏2，或OLED有机致电发光二极管显示屏2，及其他类型的显示屏2等。显示屏是仿真钟表盘19、仿真指针20的显示装置，也是多媒体广告的显示装置，通过显示屏2还可发布文字、图形、图像和视频等多媒体信息。

本发明应用例的具体实施，采用的显示屏2，型号LG IPS22EA63V，主要参数指标：IPS面板，分辨率1920x1080，LED背光。

(3)本发明应用例的具体实施，扬声器10配合电子钟的仿真指针20转动模拟发出机械钟表的声音，也可选择背景音乐模式和静音模式。当进行多媒体信息发布时，与画面同步发出对应的声音，以及语音播报。

本发明应用例的具体实施，采用的扬声器10系统是具有音频功放的漫步者R10U有源电脑音箱。

(4)本发明应用例的具体实施，采用的以太网卡4是前述嵌入式计算机1自带的板载以太网卡4Intel82574L。采用型号AR5B95的WIFI模块3，符合802.11b/g/n规范、Mini-PCIe接口。采用型号ORICO BTA-402的蓝牙适配器6，USB接口的。

本发明通过蓝牙适配器6、以太网卡4、WIFI模块3等接口接入，实现嵌入式计算机1与外设之间的通信、多媒体数据传输，以及远程控制。

WIFI无线网卡3、以太网卡4实现局域网与Internet网的接入，获取Internet网的授时信号，以实现本发明的多媒体仿真电子钟表与Internet网时钟同步。

(5)本发明应用例的具体实施，使用型号UM220-T的北斗BD2/GPS双模全球定位系统授时同步模块5，授时精度：20ns。也可采用单模北斗或GPS全球定位系统授时同步模块5，北斗及GPS模块5分别接收北斗系统及GPS系统的授时信号，以实现多媒体仿真电子钟表与上述全球定位系统的授时信号同步。

(6)本发明应用例的具体实施，传感器根据用户的实际需要配置，以监测本多媒体仿真电子钟表所处区域的环境参数，如温度、湿度和海拔高度，以及烟雾、有害气体监测等。采用的型号AM2302的数字温湿度传感器7，型号的MS5611的海拔高度传感器8，12C/SPI总线接口

(7)图3、图4、图5表示的钟表盘外壳12是反映钟表外观的三维立体实体造型，由壳体和防尘玻璃13组成。图6、图7表示的钟表机箱14，是安装前述多媒体电子钟表的所有部件模块的载体，其关键是钟表盘外壳12安装于钟表机箱14钟表盘窗口的外表面，显示屏2安装于机箱14钟表盘窗口的内表面，构成多媒体仿真电子钟表的整体外观造型，符合人们对钟表外观造型的审美习惯。

本发明的应用例中，图8表示在安装准备就绪后，钟表盘外壳12、显示屏2、嵌入式计算机1与钟表机箱14的位置关系。钟表机箱14前面板按照钟表盘外壳12、仿真钟表盘19的形状和尺寸开有钟表盘窗口15，在窗口边沿水平方向和垂直两个方向对称开有四个安装钟表盘外壳的螺钉孔16。在钟表机箱14前面板的背面，钟表盘窗口15下沿下方设有一固定的显示屏安装卡槽16，钟表盘窗口15上沿上方设有一可上下滑动的显示屏安装卡槽18。将钟表盘外壳12置于钟表机箱14前面板外侧，显示屏2、嵌入式计算机1至于钟表机箱14前面板内侧，准备就绪。

图9表示在安装完成后，钟表盘外壳12、显示屏2、嵌入式计算机1与钟表机箱14的位置关系。通过安装孔16用螺钉将钟表盘外壳12安装于钟表盘窗口15的外侧，显示屏2插入固定安装卡槽17，再从显示屏2上方用活动安装卡槽18压实固定。嵌入式计算机1安装于显示屏2的背面，安装完成。

2.发明内容的软件实施方式

本发明应用例的主要发明内容通过多途径并存授时信号获取与时钟同步模式子函数软件、钟表盘和指针更新与切换子函数软件和多媒体信息发布子函数软件来具体实施。

(1)授时同步技术即利用外部授时源信息，通过标准或者定制的接口和协议，为目标设备或系统各部分提供一致的时间信息，以实现设备或系统各部分同步工作的目的。多途径并存授时信号获取与时钟同步模式通过图10所示的流程实现。

在实际的应用场合，会有不同的授时环境，大部分场合会有WIFI、或以太网接口，很容易自动获得授时信号，实现本多媒体仿真电子钟表的时钟同步。在没有上述信号的场合，则可以使用全球定位系统的接收模块5来获取授时信号，完成本多媒体仿真电子钟表的高精度时钟同步。具体实施方式：系统依次判断接入的时钟信号源，实现授时同步与校准。首先判断WIFI信号可用与否，可用，即选择通过WIFI获得的Internet授时信号作时钟同步。若WIFI信号不可用，则判断以太网信号可用与否，可用，即选择通过以太网获得的Internet授时信号作时钟同步。若以太网信号不可用，则判断北斗或GPS信号可用与否，可用，即选择全球定位系统的授时信号作时钟同步。若北斗或GPS信号不可用，使用本嵌入式计算机1的时钟信号。

(2)本发明的应用例具体实施，是在同一台电子钟表上模拟仿真多种款式的仿真钟表盘19和仿真指针20。用户可按不同的需求，对仿真钟表盘19和仿真指针20的款式进行切换或更新。

具体的实施方式：使用便携式移动设备，如笔记本电脑、iPAD、手机等，通过蓝牙适配器6或网络通信来设置切换、更新的规则。本发明的多媒体仿真电子钟表将按照上述所设置的规则自动切换或更新仿真钟表盘19和仿真指针20的款式。

仿真钟表盘19和仿真指针20更新与切换通过图11所示的流程实现：首先设定切换规则，判定有无更新文件，有则更新。然后，分别依次判定仿真钟表盘19、仿真时针20、仿真分针20和仿真秒针20文件是否符合更新切换规则，符合规则，则切换，不符合，则进行下一个文件的判定，直至仿真秒针20文件判定切换完成，返回时钟运行模式。

(3)本发明的多媒体信息的发布模式，是在该运行模式下发布多媒体商业广告、播放文化娱乐视频，以及其它多媒体信息等。当有应急情况时，系统自动发布提示性或警示性信息。多媒体信息发布通过图12所示的流程实现。

多媒体信息的发布具体实施方式一：本发明的多媒体仿真电子钟表，接受用户通过WIFI、以太网、蓝牙适配器6等设备发出的远程控制申请，当确认远程控制可信任后，接受用户发出的远程控制申请，转入远程控制模式，并自动从钟表运行模式进入多媒体信息发布运行模式，切换至多媒体信息发布界面；用户选择在线播放或本地多媒体文件播放模式；选择本地播放模式，设定多媒体文件播放规则并确认，则按照所设规则自动播放；选择在线播放模式，用户通过WIFI、以太网、蓝牙适配器6等方式传送多媒体文件，边接收、边缓存，并自动判定多媒体文件的格式，根据视频、音频、文本、图像等集体格式自动进行在线播放。

多媒体信息的发布具体实施方式二：按照多媒体信息的发布具体实施方式一的技术和功能特征，本发明的多媒体仿真电子钟表，适合直接作为广告载体和广告发布载体。

多媒体信息的发布具体实施方式三：可设置触发中断功能的工作状态，若设置为激活状态，一旦环境传感器9监测到有火灾发生、有毒有害气体等应急情况监测数据超限，或有来自于网络的突发事件触发信号，则自动中断多媒体仿真电子钟表的原有工作状态，自动转入发布提示性或警示性信息发布运行模式，并按照既定的规则播放既定的多媒体文件。

上述多媒体信息发布运行模式下，用户可远程终止，返回至钟表运行模式。

Claims (8)

1.一种多媒体仿真电子钟表，其特征在于：包括嵌入式计算机、显示屏、无线网卡、以太网模块、北斗/GPS全球定位系统时钟模块、蓝牙模块和环境监测传感器等部分组成。以嵌入式计算机作为多媒体仿真电子钟表的机芯，取代一般钟表所使用的机械机芯、步进电机机芯、单片机或逻辑电路机芯。 

2.根据权利要求1所述的多媒体仿真电子钟表，其特征在于：为符合人们对钟表造型的审美习惯，采用显示屏显示模拟仿真的钟表盘和指针，并在显示面一侧配上三维实体钟表盘外壳的结构。 

3.根据权利要求1、2所述多媒体仿真电子钟表，其特征在于：采用同一台电子钟表模拟仿真多款钟表盘和指针，使用者通过设置规则来实现自动切换或更新仿真钟表盘和指针款式的方法。 

4.根据权利要求1所述的多媒体仿真电子钟表，其特征在于：多媒体仿真电子钟表通过WIFI和以太网接入建立专用网络系统，每个电子钟表单体均可设置为服务器工作模式或客户端工作模式。 

5.根据权利要求1、4所述的多媒体仿真电子钟表，其特征在于：WIFI、以太网、北斗和GPS全球定位系统并存的多途径授时信号获取与时钟同步模式。 

6.根据权利要求1、2、4所述多媒体仿真电子钟表，其特征在于：通过以太网、WIFI或蓝牙适配器实施控制，将显示屏仿真钟表盘切换成多媒体信息发布界面，在线播放或本机播放多媒体信息。 

7.根据权利根据权利要求1、2、3、4、5、6所述的多媒体仿真电子钟表，其特征在于：可直接制作成广告载体和广告发布的载体，用于发布广告。 

8.根据权利要求1、4所述的多媒体仿真电子钟表，其特征在于：环境监测传感器激活状态下，实时监测火情、有毒有害气体，当监测数据超限时，发生突发事件，系统自动发布提示性或警示性信息。