CN105739298A

CN105739298A - 自动校时石英钟

Info

Publication number: CN105739298A
Application number: CN201610300372.5A
Authority: CN
Inventors: 戴伟明
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2016-05-09
Filing date: 2016-05-09
Publication date: 2016-07-06

Abstract

本发明提供一种自动校时石英钟，包括：WIFI装置，微控制器和齿轮箱；WIFI装置包括，定时器，时间同步设备，射频平衡转换器，射频收发器，模拟信号收发器，模数转换器，调制解调器，通讯接口，且定时器，时间同步设备，射频平衡转换器，射频收发器，模拟信号收发器，模数转换器，调制解调器以及通讯接口顺次连接；WIFI装置电连接于微控制器；WIFI装置通过微控制器电连接于齿轮箱。本发明提供的自动校时石英钟，通过WIFI装置自动从互联网中获取精准时间，以实现自动校时，实用性更高。

Description

自动校时石英钟

技术领域

本发明涉及一种自动校时石英钟。

背景技术

时间对人们生产与生活非常重要，钟表作为人们日常生活中的最基本的计时工具，其走时误差直接影响到人们的生活以及工作。在电子石英钟出现以后，计时的精度被提高到了每天1秒以内。但是一年累计下来，误差也有3～6分钟，所以需要不定时地对钟表进行手动调整，比较麻烦。

目前，具有自动校时的钟表只有电波钟，但是，电波钟能够得以使用的前提是事先建立发射电波的电台，目前全球仅有德、英、日、美、瑞士、中国6个国家共有7座发射电台，此外，每个电台可覆盖的半径，大约只有1000公里，包括中国、美国自身在内的一部分地区及大部分国家与地区都接收不到信号，也就是说，电波钟只能运用到具有电波信号覆盖范围内，实用性不够。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种自动校时石英钟，通过WIFI装置自动从互联网中获取精准时间，以实现自动校时，实用性更高。

为解决上述技术问题，本发明提供一种自动校时石英钟，包括WIFI装置，微控制器和齿轮箱；WIFI装置包括，定时器，时间同步设备，射频平衡转换器，射频收发器，模拟信号收发器，模数转换器，调制解调器，通讯接口，且所述定时器，时间同步设备，射频平衡转换器，射频收发器，模拟信号收发器，模数转换器，调制解调器以及通讯接口顺次连接；WIFI装置通过通讯接口电连接于微控制器；WIFI装置通过微控制器电连接于齿轮箱。

进一步地，微控制器上还包括一个接口。

进一步地，石英钟还包括电池，电池与电池仓可拆卸连接。

进一步地，电池为14500或14430型号的锂电池。

进一步地，石英钟还包括一个可供充电数据线接入的接口。

进一步地，齿轮箱包括，时轮，分轮和秒轮，且时轮、分轮、秒轮都是在齿轮实部上留有三个空白区，分别为第一空白区，第二空白区和第三空白区。

进一步地，第一空白区与第二空白区间隔10度的圆心角，第二空白区与第三空白区间隔12度的圆心角，第三空白区与第一空白区间隔28度的圆心角。

进一步地，时轮与分轮啮合连接。

进一步地，齿轮箱还包括一个光耦。

进一步地，齿轮箱的尺寸为长56mm，宽56mm。

本发明的自动校时石英钟，在现有的WIFI技术基础上，添加时间同步设备以及定时器，使用WIFI装置中的时间同步设备从互联网中获取精准时间，其中，WIFI装置采用定时器的方式，进行主动唤醒，定时器定时一到就进行一次唤醒，从而实现自动到互联网中获取精准时间。此外，WIFI装置将所获取的精准时间信号通过通讯接口传送到微控制器中，微控制器再根据所获取的精准时间信号控制齿轮箱中的指针进行时间校正，以将精准时间进行显示。本发明的自动校时石英钟通过WIFI装置自动从互联网中获取精准时间，以实现自动校时，比及现有技术中的电波钟需要依靠电台发射的电波来进行时间校正，实用性更高。

目前，WIFI信号已经十分普及，只要有WIFI的地方，都可以对本发明的自动校时石英钟进行最大限度地使用，所述最大限度，即为自动调整时间。也就是说，本发明的自动校时石英钟不仅能够自动校时，且实用性高。

需要说明的是，本发明的自动校时石英钟可与手机或电脑等设备进行连接，通过手机(例如，手机中的微信)或电脑进行密码配置，从而自动接入WIFI，进行自动校时。此外，本发明的自动校时石英钟具有WIFI密码记忆功能，在密码没有改动的情况下，能够自动接入，无需重复进行密码配置。此外，本发明所述的齿轮箱为石英钟内部的完整的机械传统结构。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种自动校时石英钟的结构框图；

图2是本发明实施例提供的齿轮箱中部分内部部件的结构正视图；

图3是本发明实施例提供的时序图。

具体实施方式

下面通过具体的实施例进一步说明本发明，但是，应当理解为，这些实施例仅仅是用于更详细具体地说明之用，而不应理解为用于以任何形式限制本发明。

实施例一

结合图1，本发明提供的自动校时石英钟，包括WIFI装置1，微控制器2和齿轮箱3；

WIFI装置1包括，定时器，时间同步设备，射频平衡转换器，射频收发器，模拟信号收发器，模数转换器，调制解调器，通讯接口，且定时器，时间同步设备，射频平衡转换器，射频收发器，模拟信号收发器，模数转换器，调制解调器以及通讯接口顺次连接；

WIFI装置1电连接于微控制器2；

WIFI装置1通过微控制器2电连接于齿轮箱3。

本发明实施例的自动校时石英钟，在现有的WIFI技术基础上，添加时间同步设备以及定时器，使用WIFI装置1中的时间同步设备从互联网中获取精准时间，其中，WIFI装置1采用定时器的方式，进行主动唤醒，定时器定时一到就进行一次唤醒，从而实现自动到互联网中获取精准时间。此外，WIFI装置1将所获取的精准时间信号通过通讯接口传送到微控制器2中，微控制器2再根据所获取的精准时间信号控制齿轮箱3中的指针进行时间校正，以将精准时间进行显示。本发明实施例的自动校时石英钟通过WIFI装置1自动从互联网中获取精准时间，以实现自动校时，比及现有技术中的电波钟需要依靠电台发射的电波来进行时间校正，实用性更高。

目前，WIFI信号已经十分普及，只要有WIFI的地方，都可以对本发明实施例的自动校时石英钟进行最大限度地使用，所述最大限度，即为自动调整时间。也就是说，本发明实施例的自动校时石英钟不仅能够自动校时，且实用性高。

需要说明的是，本发明实施例的自动校时石英钟可与手机或电脑等设备进行连接，通过手机(例如，手机中的微信)或电脑进行密码配置，从而自动接入WIFI，进行自动校时。此外，本发明实施例的自动校时石英钟具有WIFI密码记忆功能，在密码没有改动的情况下，能够自动接入，无需重复进行密码配置。此外，本发明实施例所述的齿轮箱为石英钟内部的完整的机械传统结构。

优选地，微控制器2上还包括一个接口。这个接口用于对微控制器2进行功能扩展，在该接口处设置有一个按键，并通过该按键来唤醒WIFI装置1进行精准时间获取。

此外，需要说明的是，无论是主动唤醒还是被动唤醒，WIFI装置1在一天内的唤醒次数都不超过24次。且WIFI装置1在空闲时间是处于休眠省电状态，如此，可以节省电池的耗电量，减少能量损耗。

优选地，石英钟还包括电池，电池与电池仓可拆卸连接，优选地，电池为14500或14430型号的锂电池。采用14430或14500型号的锂电池对本实施例的自动校时石英钟进行供电，即可以满足WIFI装置1的工作电压需要，又可以保持石英钟齿轮箱3的标准外型尺寸长56mm，宽56mm不变，本实施例的自动校时石英钟与现有技术具有较大兼容性。此外，还可采用外部充电器对锂电池进行充电，对一节14430的锂电池，充一次电可以持续工作6～10个月，也就是说，本实施例的自动校时石英钟的能耗低。

优选地，石英钟还包括一个可供充电数据线接入的接口，可以通过充电数据线对本实施例的石英钟进行充电。

优选，齿轮箱3包括，时轮，分轮和秒轮，且时轮、分轮、秒轮都是在齿轮实部301上留有三个空白区，分别为第一空白区302，第二空白区303和第三空白区304。优选地，时轮与分轮啮合连接，齿轮箱3采用时分传动与秒传动独立运行的方式进行指针校正。其中，时分传动和秒传动各采用一个步进马达进行驱动，通过驱动齿轮的转动来改变指针的位置。优选地，齿轮箱3还包括一个光耦305。优选地，时轮、分轮、秒轮的结构都是在齿轮实部上留有三个空白区，已通过齿轮的转动实现透光，从而使得光耦305能够捕获到光。具体地，如图2所示为齿轮箱3中部分内部部件的结构正视图，此时三片齿轮完全重叠，图2中，阴影部分为齿轮实部301，在每一个齿轮实部301上都有三个空白的圆弧段，分别为第一空白区302、第二空白区303，以及第三空白区304。进一步优选地，时轮、分轮、秒轮，这三个轮中，每个轮上的空白区与空白区之间的间隔都是一样的，从而可以更好地掌握光耦305的感光规律，形成相应的12小时的时序图，以判断指针位置。

进一步优选地，第一空白区302与第二空白区303间隔10度的圆心角，第二空白区303与第三空白区304间隔12度的圆心角，第三空白区304与第一空白区302间隔28度的圆心角。通过马达不断地带动齿轮进行转动的同时，每一个齿轮上的空白区都会与另外两个齿轮上的空白区按照一定的规律呈现出固有的形态，当三个齿轮同时在光耦305感光区域(或光耦305感光通道)内恰好转动到空白区时，光耦305都能够感应到光。

优选地，在对指针进行校正时，先调节秒针，在调节时针与分针。秒针的定位方法为：先使分、时所对应的齿轮上的空白区在光耦305感光区域内，即，时轮和分轮不会对光耦305造成阻碍。当秒针转动时，每走一步查看一次光耦305状态，通过秒针多对应齿轮的实部301与空白区的轮转以及光耦305的感光变化规则，对秒针进行准确定位。时分的定位方法：分轮与时轮是通过齿轮进行联动，在进行时分定位时，秒轮的空白区在光耦305感光区域内，即，此时秒轮不会对光耦305造成阻碍。如图3所示地，在分轮与时轮不断地联动转动中，通过分轮与时轮这两个齿轮上的实部301与空白区的不断交替，导致光耦305呈现出一定规律的变化，通过对规律的准确计算，实现对时针与分针的准确定位。

本实施例的自动校时石英钟，齿轮箱3采用光耦305对指针的位置进行自动判断。本实施例的自动校时石英钟是结合齿轮实部与空白区的交替运转所形成的时序图，对指针位置进行判断。此外，需要说明的是，本实施例的自动校时石英钟，在复位后，可以将秒针与分钟定位在12点的位置，时针可以定位在4点、8点、12点三个位置，与现有技术中的只能将时针、秒针以及分针都定位在12的位置相比，更加灵活。

此外，需要说明的是，齿轮箱3中不一定必须采用指针对时间进行显示，也可以采用LED或LCD对时间进行显示。

实施例二

结合图1，本实施例提供的自动校时石英钟，包括：

WIFI装置1：用于接入互联网中以获取精准时间，并将精准时间进行传输；

微控制器2：用于接收WIFI装置1传输的精准时间，并将精准时间作为石英钟的当前时间；

齿轮箱3：用于根据当前时间对石英钟进行指针校正，调整石英钟所显示的时间。

其中，WIFI装置1采用NTP协议在互联网中获取精准时间。

本发明实施例的自动校时石英钟，在现有的WIFI技术基础上加入网络时间同步功能，并赋予它独立自主的工作能力，可以自动接入网络，并采用NTP协议从服务器上同步时间，然后通过通讯接口(例如，UART)将所同步的精准时间信号传送给石英钟的微控制器2中，其中本发明实施例的微控制器2是在原有的电子石英钟的控制部分的基础上添加了一个与之对应的通讯接口(例如，UART)。当WIFI装置1将精准时间信号传输给石英钟的微控制器2时，石英钟将会在微控制器2的控制作用下自动定位到指定的时间，实现自动校时。目前，WIFI信号已经十分普及，只要有WIFI的地方，都可以对本发明的自动校时石英钟进行最大限度地使用，所述最大限度，即为自动调整时间。也就是说，本发明的自动校时石英钟不仅能够自动校时，且实用性高。

其中，由于本发明实施例所要求传输的信号只有精准时间信号，故所使用的通讯接口只需采用UART、SPI、I2C、GPIO等其中一个即可，不过，需要保证WIFI装置1所使用的通讯接口与微控制器2所使用的通讯接口为一致(例如，WIFI装置1的通讯接口为UART，那么微控制器2的通讯接口也使用UART)，以达成信号的传输。此外，UART、SPI、I2C、GPIO是本领域技术人员所公知的名词缩写。

需要说明的是，本发明实施例的自动校时石英钟可与手机或电脑等设备进行连接，通过手机(例如，手机中的微信)或电脑进行密码配置，从而自动接入WIFI，进行自动校时。此外，本发明实施例的自动校时石英钟具有WIFI密码记忆功能，在密码没有改动的情况下，能够自动接入，无需重复进行密码配置。

优选地，微控制器2上还包括一个接口。这个接口用于对微控制器2进行功能扩展，例如，在该接口处设置一个按键，使得WIFI装置1具有被动唤醒功能，并通过按键来唤醒WIFI装置1进行精准时间获取。此外，该接口还可作为其他用途，可结合实际情况进行功能扩展。

优选地，无论是主动唤醒还是被动唤醒，WIFI装置1每天被唤醒的次数不超过24次。如此，可以节省电池的耗电量，减少能量损耗。具体地，WIFI装置1在每一次完成任务后，将自动断开网络，进入省电模式。此外，WIFI装置1在每一次获取时间之后，也可以直接切断对WIFI装置1的供电，以节省电量，此时只能通过微控制器来唤醒WIFI装置1。

优选地，石英钟的供电方式包括：采用型号为14500或14430的锂电池进行供电，其中，锂电池可拆卸。采用14430或14500型号的锂电池对本实施例的自动校时石英钟进行供电，即可以满足WIFI装置1的工作电压需要，又可以保持石英钟齿轮箱3的标准外型尺寸长56mm，宽56mm不变，本实施例的自动校时石英钟与现有技术具有较大兼容性。此外，还可采用外部充电器对锂电池进行充电，对一节14430的锂电池，充一次电可以持续工作6～10个月，也就是说，本实施例的自动校时石英钟的能耗低。

优选地，石英钟的供电方式还包括：采用充电数据线进行充电。

优选地，WIFI装置1从唤醒到获取时间，耗时小于10秒。与现有技术的电波钟的授时至少需要3～10分钟相比，本实施例的自动校时石英钟的授时速度是相当快的。

优选地，齿轮箱3采用时分传动与秒传动独立运行的方式进行指针校正。其中，时分传动和秒传动各采用一个步进马达进行驱动，通过驱动齿轮的转动来改变指针的位置。优选地，时轮、分轮、秒轮的结构都是在齿轮实部上留有三个空白区，已通过齿轮的转动实现透光，从而使得光耦305能够捕获到光。具体地，如图2所示为齿轮箱3中部分内部部件的结构正视图，此时三片齿轮完全重叠，图2中，阴影部分为齿轮实部301，在每一个齿轮实部301上都有三个空白的圆弧段，分别为第一空白区302、第二空白区303，以及第三空白区304。进一步优选地，时轮、分轮、秒轮，这三个轮中，每个轮上的空白区与空白区之间的间隔都是一样的，从而可以更好地掌握光耦305的感光规律，形成相应的12小时的时序图，以判断指针位置。具体地，在第一空白区302与第二空白区303之间相隔的圆心角为10度；第二空白区303与第三空白区304之间相隔的圆心角为12度；第三空白区304与第一空白区302之间间隔28度。通过马达不断地带动齿轮进行转动的同时，每一个齿轮上的空白区都会与另外两个齿轮上的空白区按照一定的规律呈现出固有的形态，当三个齿轮同时在光耦305感光区域(或光耦305感光通道)内恰好转动到空白区时，光耦305都能够感应到光。

尽管本发明已进行了一定程度的描述，明显地，在不脱离本发明的精神和范围的条件下，可进行各个条件的适当变化。可以理解，本发明不限于所述实施方案，而归于权利要求的范围，其包括所述每个因素的等同替换。

Claims

1.一种自动校时石英钟，其特征在于，包括WIFI装置，微控制器和齿轮箱；

所述WIFI装置包括，定时器，时间同步设备，射频平衡转换器，射频收发器，模拟信号收发器，模数转换器，调制解调器，通讯接口，且所述定时器，所述时间同步设备，所述射频平衡转换器，所述射频收发器，所述模拟信号收发器，所述模数转换器，所述调制解调器以及所述通讯接口顺次连接；

所述WIFI装置电连接于所述微控制器；

所述WIFI装置通过所述微控制器电连接于所述齿轮箱。

2.根据权利要求1所述的自动校时石英钟，其特征在于，所述微控制器上还包括一个接口。

3.根据权利要求2所述的自动校时石英钟，其特征在于，所述石英钟还包括电池，所述电池与电池仓可拆卸连接。

4.根据权利要求3所述的自动校时石英钟，其特征在于，所述电池为14500或14430型号的锂电池。

5.根据权利要求1所述的自动校时石英钟，其特征在于，所述石英钟还包括一个可供充电数据线接入的接口。

6.根据权利要求1所述的自动校时石英钟，其特征在于，所述齿轮箱包括，时轮，分轮和秒轮，且所述时轮、分轮、秒轮都是在齿轮实部上留有三个空白区，分别为第一空白区，第二空白区和第三空白区。

7.根据权利要求6所述的自动校时石英钟，其特征在于，所述第一空白区与第二空白区间隔10度的圆心角，所述第二空白区与所述第三空白区间隔12度的圆心角，所述第三空白区与所述第一空白区间隔28度的圆心角。

8.根据权利要求6所述的自动校时石英钟，其特征在于，所述时轮与所述分轮啮合连接。

9.根据权利要求1所述的自动校时石英钟，其特征在于，所述齿轮箱还包括一个光耦。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的自动校时石英钟，其特征在于，所述齿轮箱的尺寸为长56mm，宽56mm。