CN107195290A - 打铃装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种打铃装置，涉及计时仪器技术领域。其中，所述装置包括：外壳、单片机、时间同步单元、输入单元以及打铃单元，其中，所述单片机以及时间同步单元设置于所述外壳内，所述时间同步单元、输入单元以及打铃单元分别与所述单片机电性连接，所述输入单元用于接收用户设置的打铃时间并发送给所述单片机，所述时间同步单元用于接收外部时间源信号，并将对所述外部时间源信号处理后获得的时间信号发送给所述单片机，所述单片机用于根据所述时间信号以及所述打铃时间控制所述打铃单元进行打铃。本方案中，单片机根据与世界标准世界一致的时间信号以及打铃时间即可控制打铃单元进行打铃，使打铃时间准确。

Description

打铃装置

技术领域

本发明涉计时仪器技术领域，具体而言，涉及一种打铃装置。

背景技术

目前广泛使用的打铃装置是采用时间继电器控制，在时间继电器上设定打铃时间，时间继电器具有计时功能，当到了指定时间，时间继电器闭合，电铃工作。由于时间继电器是一个独立的计时装置，内部用于计时的振荡器具有一定的频率偏差，导致计时不准。特别是计时误差是累计的，运行时间越长，误差越大，导致打铃时间不准。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种打铃装置，根据外部时间源信号处理后的时间信号控制打铃单元打铃，解决上述问题。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种打铃装置，所述装置包括：外壳、单片机、时间同步单元、输入单元以及打铃单元，其中，所述单片机以及时间同步单元设置于所述外壳内，所述时间同步单元、输入单元以及打铃单元分别与所述单片机电性连接，所述输入单元用于接收用户设置的打铃时间并发送给所述单片机，所述时间同步单元用于接收外部时间源信号，并将对所述外部时间源信号处理后获得的时间信号发送给所述单片机，所述单片机用于根据所述时间信号以及所述打铃时间控制所述打铃单元进行打铃。

优选的，上述装置中，当所述时间信号对应的时间与所述打铃时间一致，所述单片机控制所述打铃单元进行打铃。

优选的，上述装置中，所述单片机用于根据所述时间信号以及所述打铃时间控制所述打铃单元进行打铃，包括：所述单片机用于根据所述时间信号对单片机的内部时钟进行校时，当所述内部时钟的计时时间与所述打铃时间一致，所述单片机用于控制所述打铃单元进行打铃。

优选的，上述装置中，所述时间同步单元包括依次连接的天线、滤波放大器、模数转换器、信号捕获跟踪器、译码器、数据处理器，其中，所述天线将空间传输的作为电磁波外部时间源信号转换为传输线上的导行波后发送到滤波放大器，所述滤波放大器对所述天线接收的信号进行滤波，将远离设定频点的成分滤除，并进行幅度放大；所述模数转换器用于将滤波放大器滤波放大后的模拟信号转换为数字信号；所述信号捕获跟踪器用于对模数转换器转换后的信号进行频率跟踪和相关捕获，得到相关数据；所述译码器对所述相关数据进行译码，得到原始数据；所述数据处理器用于通过对原始数据进行判读，得到时间信号，并将所述时间信号发送到单片机。

优选的，上述装置中，所述输入单元包括相互连接的按键以及按键扫描电路；或者是相互电性连接的计算机以及USB接口或串口。

优选的，上述装置中，所述打铃单元包括电铃驱动单元以及电铃，所述电铃驱动单元用于根据所述单片机的控制产生驱动信号，所述电铃根据所述驱动信号进行打铃。

优选的，上述装置中，所述电铃驱动单元包括依次电性连接的控制单元、放大电路以及继电器，所述控制单元与所述单片机电性连接，所述单片机用于根据所述时间信号以及所述打铃时间发送控制所述电铃发声的串口信号至所述控制单元，所述控制单元将所述串口信号输出至所述放大电路，所述放大电路将所述串口信号放大后输出至所述继电器，所述继电器在所述串口信号的控制下触点闭合，以控制所述电铃发声。

优选的，上述装置中，所述单片机用于将所述输入单元发送的打铃时间存储于非易失性存储器，并且，所述单片机每次接收到输入单元发送的打铃时间，利用接收到的打铃时间对存储的打铃时间进行更新。

优选的，上述装置中，所述装置还包括无线通信模块，所述单片机用于通过所述无线通信模块接收用户通过用户终端发送的打铃时间。

优选的，上述装置中，所述打铃装置设置于房间墙体表面，所述天线靠近所述外壳远离所述墙体的表面，所述外壳对应所述天线的位置设置有通孔，所述通孔的边长大于所述天线，其中，所述天线为方形模块，所述通孔为方形，所述通孔的边长比所述天线的对应边长大六分之一倍。

本发明实施例提供的打铃装置，时间同步单元、输入单元以及打铃单元分别与所述单片机电性连接，输入单元接收用户设置的打铃时间，时间同步单元接收表示世界标准时间的外部时间源信号，并处理为单片机可用的时间信号发送到单片机，单片机根据时间信号以及打铃时间即可控制打铃单元进行打铃，使打铃时间准确。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1示出了本发明实施例提供的打铃装置的方框示意图；

图2示出了本发明实施例提供的输入单元的结构框图；

图3示出了本发明实施例提供的时间同步单元的结构框图；

图4示出了本发明实施例提供的打铃单元的结构框图；

图5示出了本发明实施例提供的打铃装置的一种打铃流程图；

图6示出了本发明实施例提供的打铃装置与用户终端的网络连接示意图；

图7示出了本发明实施例提供的打铃装置的一种安装示意图；

图8示出了本发明实施例提供的打铃装置的另一种安装示意图；

图9示出了本发明实施例提供的打铃装置的一种视角的部分结构示意图；

图10示出了本发明实施例提供的打铃装置的另一种视角的部分结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

本实施例提供了一种打铃装置，可以应用于学校、医院、部队营区等需要定时提醒的场合。该打铃装置100包括外壳110、单片机120、时间同步单元130、输入单元140以及打铃单元150。其中，单片机120的型号并不作为本实施例中的限制，可以根据需求选定，如可以是51单片机、stm32单片机等。

在本实施例中，所述单片机120、时间同步单元130、输入单元140以及打铃单元150可以设置于所述外壳110内，所述时间同步单元130、输入单元140以及打铃单元150分别与所述单片机120电性连接，如图1所示。当然，在本实施例中，时间同步单元130、输入单元140以及打铃单元150中的任意一个也可以全部或部分地设置于外壳110外，具体设置位置可以根据具体设置需求确定。

具体的，所述输入单元140用于接收用户设置的打铃时间并发送给所述单片机120，该打铃时间是需要打铃单元150进行打铃的时间。具体的，如图2所示，输入单元140可以包括相互连接的按键141以及按键扫描电路142，按键141可以设置于该打铃装置100的外壳110外或者镶嵌于外壳110，按键扫描电路142可以设置于外壳110内。其中，按键扫描电路142与单片机120电性连接，也就是说，用户可以通过按键141输入想要设置的打铃时间，按键扫描电路142可以根据用户的按键141输入确定用户输入的值，从而使单片机120通过该输入单元140获得用户设置的打铃时间。

另外，输入单元140也可以是计算机以及USB接口，USB接口与单片机120电性连接。当计算机与USB接口电性连接，用户可以从计算机输入设置的打铃时间，通过USB接口发送到单片机120。其中，可以在计算机运行时间设置软件，用户在该时间设置软件的界面上设置打铃时间后，通过串口发送到单片机120。

在本实施例中，所述单片机120可以用于将所述输入单元140发送的打铃时间存储于非易失性存储器，并且，单片机120可以实时监测输入单元140中是否输入打铃时间，若是，所述单片机120每次接收到输入单元140发送的打铃时间，利用接收到的打铃时间对存储的打铃时间进行更新，使存储器中存储的为最新设置的打铃时间。

当然，在本实施例中，也可以在非易失性存储器中存储多组打铃时间，以根据存储的不同组的打铃时间进行不同时间的打铃。当从输入单元140输入打铃时间时，可以对应不同组输入。当接收到输入单元140输入的打铃时间为已经存在的某一组的打铃时间，将该组打铃时间更新为新输入的打铃时间。若输入单元140输入的是新的一组打铃时间，则在非易失性存储器中新存储一组打铃时间。

另外，所述时间同步单元130用于接收外部时间源信号，并将对所述外部时间源信号处理后获得的时间信号发送给所述单片机120。其中，时间同步单元130接收的外部时间源的信号，可以是北斗GPS卫星导航系统、移动通信信号、wifi信号、电波信号等，获得世界标准时间(UTC)。时间同步单元130可以是有线或无线，如是无线则包含天线和信号接收电路；有线则包含信号转换电路和信号接收电路。

具体的，如图3所示，时间同步单元130可以包括依次电性连接的天线131、滤波放大器132、模数转换器133(AD转换器)、信号捕获跟踪器134、译码器135以及数据处理器136，数据处理器136和单片机120电性连接。天线131可以设置于打铃装置100的外壳110外或外壳110内，或者镶嵌于外壳110，滤波放大器132、模数转换器133(AD转换器)、信号捕获跟踪器134、译码器135以及数据处理器136可以设置于外壳110内其中，所述天线131将空间传输的作为的电磁波外部时间源信号转换为传输线上的导行波后发送到滤波放大器132，即天线131将空间传输的电磁波边长传输线上的导行波，发送到滤波放大器132。所述滤波放大器132对所述天线131接收的信号进行滤波，将远离设定频点的成分滤除，并进行幅度放大。滤波放大器132滤波放大后的信号发送到模数转换器133，该发送到模数转换器133的信号为模拟信号，模数转换器133用于将滤波放大器132滤波放大后的模拟信号转换为数字信号以便于单片机120识别。进一步的，模数转换器133转换后获得的数字信号发送到信号捕获跟踪器134进行信号捕获跟踪，具体的，所述信号捕获跟踪器134用于对模数转换器133转换后的信号进行频率跟踪和相关捕获，得到相关数据，该相关数据即为信号捕获跟踪获得的数据。信号捕获跟踪器134将相关数据发送到译码器135，所述译码器135对所述相关数据进行译码，得到原始数据；所述数据处理器136用于通过对原始数据进行判读，得到单片机120可识别的时间信号，并将所述时间信号发送到单片机120，从而使单片机120获得世界标准时间。并且，单片机120通过时间同步单元130获取表示时间标准时间的时间信号可以是实时的，也可以是按一定频率执行的，具体单片机120通过时间同步单元130获得时间标准时间的频率在本实施例中并不限定。

单片机120获得时间同步单元130的时间信号后，可以用于根据所述时间信号以及所述打铃时间控制所述打铃单元150进行打铃。

在一种具体的实施方式中，当所述时间信号对应的时间与所述打铃时间一致，所述单片机120控制所述打铃单元150进行打铃。也就是说，单片机120可以直接将时间同步单元130中时间信号对应的时间与打铃时间进行比对，当两者时间一致，则进行打铃。

在另一种具体的实施方式中，所述单片机120用于根据所述时间信号对单片机120的内部时钟进行校时，当所述内部时钟的计时时间与所述打铃时间一致，所述单片机120用于控制所述打铃单元150进行打铃。也就是说，单片机120接收到的时间信号用于校准单片机120的内部时钟，使内部时钟的时间更准确，具体校准频率可以根据内部时钟的实际误差情况进行设置。单片机120对打铃单元150的控制根据内部时钟的计时与设置的打铃时间进行。

在本实施例中，如图4所示，打铃单元150可以包括电铃驱动单元151以及电铃152，其中，电铃152可以设置于外壳110外，当然，也可以设置于外壳110内。电铃驱动单元151可以设置于外壳110内，电铃驱动单元151与单片机120电性连接，所述电铃驱动单元151用于根据所述单片机120的控制产生驱动信号，所述电铃152根据所述驱动信号进行打铃。也就是说，当单片机120向电铃驱动单元151发送控制打铃单元150进行打铃的信号时，电铃驱动单元151在该信号的控制下驱动电铃152发出铃声，进行打铃。

具体的，如图4所示，所述电铃驱动单元151可以包括依次电性连接的控制单元1511、放大电路1512以及继电器1513。其中，继电器1513与电铃152电性连接，请参见图4，可以是继电器1513、电铃152以及电源依次串联。另外，控制单元1511与所述单片机120电性电性连接，所述单片机120根据时间信号以及所述打铃时间控制打铃单元150进行打铃时，向控制单元1511发送的控制电铃152发声的可以是串口信号，当该串口信号发送述控制单元1511，控制单元1511将所述串口信号输出至所述放大电路1512，放大电路1512将所述串口信号放大后输出至所述继电器1513。继电器1513可以包括控制线圈和触点，电铃152可以是一种上电可发出声音的装置，可以是机械碰撞发出声音，也可以是读取数据控制喇叭发出声音。当放大电路1512将放大后的控制电铃152打铃的信号输出至控制线圈，控制触点的闭合。当触点闭合时，电铃152得电，发出声音。

进一步的，在本实施例中，还可以包括对打铃持续时间的设置。该打铃持续时间为每次打铃的铃声持续时间，可以是默认值，也可以由输入单元140输入。单片机120控制打铃单元150进行打铃后，计时打铃时长，当打铃时长等于打铃持续时间，再发送控制打铃单元150停止打铃的控制型号。当打铃单元包括电铃驱动单元151以及电铃152，其中电铃驱动单元151如图4所示包括继电器1513时，当单片机120发送控制打铃停止的控制信号时，该控制信号可以是控制继电器1513的触点端口，使电铃152断电，停止打铃。

本实施例中进行打铃控制的整个过程可以是如图5所示，单片机120上电后读取存储的打铃时间，显示当前设置的打铃时间。实时判断输入单元140是否输入打铃时间，如输入单元140输入数据，则读取输入单元输入的新的设置的打铃时间，进行打铃时间数据更新，并读取时间同步单元130的输入，若输入单元140未输入有数据，存储的打铃时间不变，读取时间同步单元130的输入。再判断时间同步单元130的输入时间是否等于打铃时间，如等于打铃时间，则驱动打铃单元150进行打铃。

进一步的，在本实施例中，该打铃装置100还可以包括无线通信模块，使打铃装置100可以如图6所示和用户终端实现无线连接。其中，单片机120可以通过无线通信模块接收用户通过用户终端发送的打铃时间，单片机120对该通过无线通信模块接收到的打铃时间可以采取和输入单元140输入的打铃时间一致的处理方式，即对其进行存储或者用于更新已经存储的打铃时间，以实现用户终端对打铃装置100的远程控制。其中，该用户终端可以是电脑、手机或者其他智能设备。

在本实施例中，打铃装置100的设置位置可以是如图7及图8所示，特别是当采用北斗或GPS卫星信号实现打铃装置100的时间校准时，该打铃装置100用于安装在具有窗子的房间内，设置于房间墙体表面，可以理解的，图7及图8中仅示出了房间的部分。

其中，打铃装置100的天线131可以设置于靠近外壳110远离墙体的表面，外壳110对应所述天线131的位置设置有通孔。优选的，通孔的大小比天线131略大，可以表现为通孔的边长大于天线131，当然，通孔与天线131之间的边长大小关系并不作为本实施例的限制。

具体的，如图9所示，天线131可以为方形模块，焊在电路板上，所述通孔161也可以为方形，其中，图9仅示出了该打铃装置的部分。其中，通孔161的每一条边都可以比天线131对应的边长。具体的，所述通孔的边长比所述天线131的对应边长大六分之一倍，例如，天线131的边长为L，则通孔每边比L长L/6。进一步的，在天线131侧面对应的外壳110也相应开通孔，即在外壳110的与墙体相邻的至少一面设置通孔，且优选为通孔每边超过天线131对应边长的六分之一倍。

在本实施例中，打铃装置100的外壳110可以是塑料的，也可以是金属的。优选以外壳110为金属外壳110时，在外壳110设置对应天线131的通孔，外壳110表面贴覆塑料薄膜，塑料薄膜、外壳110以及天线131的位置可以是如图10所示；当外壳110是塑料时，可以将天线131设置在外壳110远离墙体的一面的表面，如图10所示，图10示出了该打铃装置的部分，图10中的电路板可以是单片机、时间同步单元、输入单元、打铃单元等形成的电路板，具体哪些组件共同形成电路板可以根据实际情况确定。

在本发明各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种打铃装置，其特征在于，所述装置包括：外壳、单片机、时间同步单元、输入单元以及打铃单元，其中，所述单片机以及时间同步单元设置于所述外壳内，所述时间同步单元、输入单元以及打铃单元分别与所述单片机电性连接，所述输入单元用于接收用户设置的打铃时间并发送给所述单片机，所述时间同步单元用于接收外部时间源信号，并将对所述外部时间源信号处理后获得的时间信号发送给所述单片机，所述单片机用于根据所述时间信号以及所述打铃时间控制所述打铃单元进行打铃。

2.根据权利要求1所述的打铃装置，其特征在于，当所述时间信号对应的时间与所述打铃时间一致，所述单片机控制所述打铃单元进行打铃。

3.根据权利要求1所述的打铃装置，其特征在于，所述单片机用于根据所述时间信号以及所述打铃时间控制所述打铃单元进行打铃，包括：所述单片机用于根据所述时间信号对单片机的内部时钟进行校时，当所述内部时钟的计时时间与所述打铃时间一致，所述单片机用于控制所述打铃单元进行打铃。

4.根据权利要求1所述的打铃装置，其特征在于，所述时间同步单元包括依次连接的天线、滤波放大器、模数转换器、信号捕获跟踪器、译码器、数据处理器，其中，所述天线将空间传输的作为电磁波的外部时间源信号转换为传输线上的导行波后发送到滤波放大器，所述滤波放大器对所述天线接收的信号进行滤波，将远离设定频点的成分滤除，并进行幅度放大；所述模数转换器用于将滤波放大器滤波放大后的模拟信号转换为数字信号；所述信号捕获跟踪器用于对模数转换器转换后的信号进行频率跟踪和相关捕获，得到相关数据；所述译码器对所述相关数据进行译码，得到原始数据；所述数据处理器用于通过对原始数据进行判读，得到时间信号，并将所述时间信号发送到单片机。

5.根据权利要求1所述的打铃装置，其特征在于，所述输入单元包括相互连接的按键以及按键扫描电路；或者是

计算机以及USB接口或串口。

6.根据权利要求1所述的打铃装置，其特征在于，所述打铃单元包括电铃驱动单元以及电铃，所述电铃驱动单元用于根据所述单片机的控制产生驱动信号，所述电铃根据所述驱动信号进行打铃。

7.根据权利要求6所述的打铃装置，其特征在于，所述电铃驱动单元包括依次电性连接的控制单元、放大电路以及继电器，所述控制单元与所述单片机电性连接，所述单片机用于根据所述时间信号以及所述打铃时间发送控制所述电铃发声的串口信号至所述控制单元，所述控制单元将所述串口信号输出至所述放大电路，所述放大电路将所述串口信号放大后输出至所述继电器，所述继电器在所述串口信号的控制下触点闭合，以控制所述电铃发声。

8.根据权利要求1所述的打铃装置，其特征在于，所述单片机用于将所述输入单元发送的打铃时间存储于非易失性存储器，并且，所述单片机每次接收到输入单元发送的打铃时间，利用接收到的打铃时间对存储的打铃时间进行更新。

9.根据权利要求1所述的打铃装置，其特征在于，所述装置还包括无线通信模块，所述单片机用于通过所述无线通信模块接收用户通过用户终端发送的打铃时间。

10.根据权利要求1所述的打铃装置，其特征在于，所述打铃装置设置于房间墙体表面，所述天线靠近所述外壳远离所述墙体的表面，所述外壳对应所述天线的位置设置有通孔，所述通孔的边长大于所述天线，其中，所述天线为方形模块，所述通孔为方形，所述通孔的边长比所述天线的对应边长大六分之一倍。