CN112363374B - 一种基于物联网的手表上弦系统以及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于物联网的手表上弦系统及方法，系统包括上弦盒、移动端和可供上弦盒以及移动端读取的数据库，上弦盒内设有若干个手表盘、可驱动手表盘转动的电机以及主控电路板，主控电路板集成有控制模块和无线模块，数据库保存有匹配各型号手表上弦所需TPD（Turns per Day，每天转动圈数），移动端和上弦盒通过无线模块建立连接。本发明的方法为在物联网的基础上，将上弦盒接入网络，实现移动端、数据库和上弦盒之间的通信，用户通过网络可在移动端选择对应的手表型号并发送指令至上弦盒，上弦盒根据用户所调用的指令驱动电机转动对应的圈数，从而最大限度地保护了手表的机芯，避免了过量上弦或上弦不足，同时也提高了电机和手表盘的使用寿命。

Description

一种基于物联网的手表上弦系统以及方法

技术领域

本发明涉及上弦盒技术领域，尤其涉及一种基于物联网的手表上弦系统及方法。

背景技术

自动机械手表的上弦方式有两种，一种通过转动表冠对发条进行上弦，另一种是通过晃动手表实现上弦，第二种方式的原理为自动机械表的底部均设置有摆陀，摆陀通过齿轮传动对发条进行上弦。发条释放势能而带动时间指针的走动。当手表不是戴在手上时，常常通过把手表放置在上弦盒内上。现有的上弦盒结构为通过与主控电路板连接的旋转开关选择不同的转动圈数与转动方向，传送给主控电路板，从而控制电机进行转动。目前市场上大部分上弦产品依然采用这种模式设置合适的转动程序，包括TPD(手表盘的每天转动圈数)与转动方向而令手表转动，带动手表背面的摆陀转动，把发条拧紧，从而达到给手表上弦的目的。但是，不同品牌、型号的手表，由于配备了不同的机芯，需要不同的转动圈数与转动方向，令手表刚好保持满弦状态而准确走时。手表的使用说明书通常会强调：手动旋转表冠给手表上弦时，旋转一定圈数后，感觉比较紧时，停止继续旋转。当转动过多，会减少上弦盒的寿命，同时对手表的发条也有一定的损伤；转动过少，会导致手表越走越慢，甚至停下来，需要重新调校时间与上弦，费时费力。

发明内容

为解决上述的问题，本发明的目的在于提供一种基于物联网的手表上弦系统。

本发明的目的采用如下技术方案实现：

一种基于物联网的手表上弦系统，包括上弦盒、安装有对应app的移动端和可供用户读取的数据库，所述上弦盒内设有若干个手表盘、可驱动所述手表盘转动的电机以及主控电路板，所述主控电路板集成有控制模块和无线模块；所述数据库保存有匹配各型号手表上弦所需转动的标准圈数，所述控制模块电连接于所述电机，所述移动端和所述上弦盒通过所述无线模块建立连接并根据用户的指令调用所述数据库内的转数至所述控制模块。

进一步地，所述数据库设于所述移动端的本地服务器或云端服务器。

本发明还公开了一种基于物联网的手表上弦方法，包括以下步骤：

S1:建立手表数据库，所述手表数据库包括手表型号、所述手表型号对应的机芯型号信息以及所述机芯型号所需转动的标准圈数及转动方向；

S2:移动端、手表数据库与上弦盒建立无线连接，用户在移动端的app选取待上弦的手表型号，移动端将用户的选取指令发送至手表数据库，所述手表数据库根据用户的选取指令调取对应的手表上弦所需转动的圈数及转动方向；

S3:上弦盒接收步骤S2所发出的手表上弦所需转动的标准圈数并将其储存至上弦盒的主控电路板，待用户激活上弦盒内的电机时，主控电路板驱动电机将手表盘转动相应的圈数。

进一步地，步骤S1由以下步骤组成：

S10:通过官方渠道采集各个型号手表的动力存储时间并整理成初始数据；

S11:选取若干个手表作为测试样本，将测试样本置于上弦盒的手表盘中进行上弦，当手表显示的动力存储时间达到官方所公开的数值时，记录手表盘转动的圈数，从而获得动力存储时间和手表盘的转动圈数关系：

其中，Cov(X,Y)为X与Y的协方差，Var[X]为X的方差，Var[Y]为Y的方差，设置动力储存时间为X,手表盘的转动圈数为Y；

步骤S12:对步骤S11测算的结果进行冗余校正，校正公式为：TPD＝Y×120％，其中，根据动力存储时间和手表盘的转动圈数关系所测得的手表盘的转动圈数为Y，TPD为Y经校正后的手表盘每天需转动的圈数；

步骤S13:利用步骤S11的关系式测算步骤S10所获取的每款手表型号所需求的转动圈数，并利用步骤S12的校正公式对结果进行校正，将所有结果汇总生成手表数据库，所述手表数据库囊括通过官方渠道采集到的所有手表型号以及该型号所要求的转动方向和对应的TPD；

步骤S14:编写可供移动端安装的app，所述app包括可供用户选择手表型号的图形界面以及连接上弦盒和所述手表数据库的网络连接功能。

相比现有技术，本发明的有益效果在于：

客户可通过移动端选取手表的型号，上弦盒根据用户选取型号转动恰当的圈数，最大限度地保护了手表的机芯，避免了过量上弦或上弦不足，同时也提高了电机和手表盘的使用寿命。

附图说明

图1是本发明的基于物联网的手表上弦系统的示意图；

图2是本发明的动力存储时间和手表盘的转动圈数关系折线图；

图3是图2经冗余校正后的折线图。

图中：10、数据库；20、移动端；30、上弦盒；31、手表盘。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。

如图1所示，本发明公开了一种基于物联网的手表上弦系统，包括上弦盒30、移动端20和可供用户读取的数据库10。上弦盒30内设有若干个手表盘31、可驱动手表盘31转动的电机以及主控电路板，主控电路板集成有控制模块和无线模块。无线模块为WiFi模块或蜂窝数据模块(主要为4G/5G/NB)，WiFi模块或蜂窝数据模块将上弦盒30实现互联网接入，令上弦盒30、移动端20和数据库10可通过互联网进行信息交互和通信，提高了市场应用范围。其中，控制模块连接于电机，数据库10保存有匹配各型号手表上弦所需转动的标准圈数(TPD)，用户在移动端安装对应的app，数据库10与无线模块之间采用的是MOTT或HTTP通信协议。在传输层，app(用户端)与数据库10之间，以及数据库10与无线模块之间采用的都是TCP通信协议。app的界面展示有多款不同型号的手表，用户通过可通过筛选功能选出其手表的品牌与型号，确认点击后，数据库10中返回这款手表对应的转动圈数与转动方向至移动端20，同时通过互联网把这些数据传送给无线模块及主控模块，主控模块控制电机转动而实现放置在手表盘31的手表转动并且电机控制手表盘31转动的圈数达到数据库10所反馈的数值后，电机停止转动。数据库10设于本地服务器或云端服务器中，开发商可随时更新数据库10所存储的手表数据，供用户通过移动端的app进行下载。

本发明中，为了便于在编程时实现对手表盘31转动圈数的控制，本发明采用步进电机作为对手表盘31的驱动电机，步进电机是所有电机中的最优选，其它种类的电机也可以作为本发明的驱动电机。

本发明的还公开了一种基于物联网的手表上弦方法，该方法应用于上述手表上弦系统。该方法包括以下步骤：

S1:建立手表数据库10，所述手表数据库10包括手表型号信息、该手表型号所对应的机芯型号、该机芯型号转动的标准圈数。

步骤S1还包括：

S10:通过官方渠道采集各个型号手表的动力存储时间并整理成初始数据。本实施例中，使用软件对官网所公开的手表型号以及参数进行采集，并建立表格，采集的手表参数类型以及具体数值如表1所示。

表1.

S11:由于动力储存时间越长，发条的长度也会越长，所需要上满弦的转动圈数就必然越多。因此，两者之间必然存在相关性。根据动力储存时间从少到多选取一定的手表作为样本，测量出每块手表的机芯所需的转动圈数，再将转动圈数与品牌官方公布的动力储存时间进行比对，从而得出量化的相关性。本实施例中，选取10个型号不同的手表作为测试样本，且该型号均具备动力存储时间显示功能，便于观察动力存储的变化以进行记录，同时上弦盒30内的主控电路板对手表盘31的旋转方向调整为对应型号所要求的方向以开始厕时。将测试样本置于手表盘31中进行上弦，当手表显示的动力存储时间达到官方所公开的数值时，通过主控电路板记录手表盘31转动的圈数，测试结果如图2和表格2所示。

表2.

	动力储存时间(小时)	手表盘的转动圈数
			机芯1	40	350
机芯2	43	350
			机芯3	45	400
机芯4	48	350
			机芯5	50	400
机芯6	53	400
			机芯7	55	450
机芯8	60	500
			机芯9	65	450
机芯10	70	500

因此，按照相关性系数计算公式获得动力存储时间和手表盘31的转动圈数关系：

其中，Cov(X,Y)为X与Y的协方差，Var[X]为X的方差，Var[Y]为Y的方差，设置动力储存时间为X,手表盘31的转动圈数为Y。计算出r＝0.9966，说明两者之间存在较为明显的线性相关性。

根据步骤S11可得知动力储存时间和手表盘31的转动圈数具有相关性，该相关性的验证方式为：

由于手动转动表冠与摆陀转动的作用结果是一样的，就是把发条拧紧，因此，根据表1所获取的官方建议的表冠转动次数对表冠进行转动，记录动力存储时间，然后通过上弦盒30将摆陀旋转一定圈数，可得知旋转表冠的次数与手表上弦盒30转动圈数具有相关性。例如，按照上面的方法测试出摆陀旋转350-550圈，对发条盒的作用与旋转表冠20-40圈是相当的。这个结果验证了我们测试的TPD结果以及推算其它机芯的TPD的结果是符合逻辑的。

步骤S12:为了校正步骤S11相关性推算方法而导致的微小误差，并确保正常上弦而又不至于转动过多，本实施例采用了冗余校正的办法。具体为将所有经相关性系数公式所计算出的转动圈数增加20％，校正公式为：TPD＝Y×120％，其中，根据动力存储时间和手表盘31的转动圈数关系所测得的手表盘31的转动圈数为Y，TPD(Turns per Day)为Y经校正后的手表盘31每天需转动的圈数，校正结果如图3所示。

步骤S13:利用步骤S11的关系式测算步骤S10所获取的每款手表型号所需求的转动圈数，并利用步骤S12的校正公式对结果进行校正。校正结果补入至表1内，补入校正结果后的参数如表3所示。

表3.

由于上弦盒30的主控电路板那是通过单片机进行控制并且采用步进电机作为驱动电机，对单片机进行编程控制脉冲的释放，以此实现控制驱动电机转动圈数的目的。将表3的数据整理形成数据库10，其中上弦盒30转动圈数转化为对应的脉冲代码，脉冲代码可以为控制脉冲数、脉冲频率以及利用定时器进行控制等代码。对主控电路板的单片机进行编程，单片机以无线模块所接收的脉冲代码作为输入，输出端输出脉冲控制步进电机的转动圈数，在减速箱的作用下达到手表盘31的转动圈数和数据库10所记载的圈数一致，并且，该数据库10囊括通过官方渠道采集到的所有手表型号以及该型号对应的TPD。

步骤S14:编写可供移动端安装的app，该app包括可供用户选择手表型号的图形界面以及连接上弦盒30和数据库10的网络连接功能。

S2:用户将移动端20和上弦盒30建立无线连接，移动端20同时通过互联网连接至云端服务器。移动端20的app下载数据库10的手表型号信息并以图文的形式向用户进行展示，用户在移动端20选取待上弦的手表型号，移动端20将用户的选取指令发送至云端数据库10，数据库10反馈根据对应型号所需求的TPD调取脉冲代码至移动端20，移动端20通过网络将脉冲代码发送至上弦盒30。

S3:上弦盒30接收步骤S2所发出的脉冲代码并将其储存至上弦盒30的主控电路板，待用户激活上弦盒30内的电机时，主控电路板驱动电机将手表盘31转动相应的圈数；另外，上弦盒30设有多个手表盘31，为了区分每个手表盘31，上弦盒30上的无线模块生成一个唯一的ID码，这个ID码可以是一组具有唯一性的数字，也可以是一个二维码。每个电机设置一个唯一ID码，用户通过app绑定后，在app的界面选择想要放置手表的手表盘31，用户激活电机后，单片机的输出端驱动对应ID码的电机进行转动。

本方法为实现上述基于物联网的手表上弦系统的基础，创建了精准的自动机械手表转动参数数据库10，并通过基于WiFi或移动网络等物联网技术实现远程控制，取代手动按钮(选择开关)、手动按键或遥控器的模式，而步骤S1所建立的手表数据库10是实现这种模式的基础。

上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。

Claims (4)

1.一种基于物联网的手表上弦系统，其特征在于：包括上弦盒、安装有对应app的移动端和可供用户读取的数据库，所述上弦盒内设有若干个手表盘、可驱动所述手表盘转动的电机以及主控电路板，所述主控电路板集成有控制模块和无线模块；所述数据库保存有匹配各型号手表上弦所需转动的标准圈数，所述控制模块电连接于所述电机，所述移动端和所述上弦盒通过所述无线模块建立连接并根据用户的指令调用所述数据库内的转数至所述控制模块。

2.如权利要求1所述的基于物联网的手表上弦系统，其特征在于：所述数据库设于所述移动端的本地服务器或云端服务器。

3.一种基于物联网的手表上弦方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1:建立手表数据库，所述手表数据库包括手表型号、所述手表型号对应的机芯型号信息以及所述机芯型号所需转动的标准圈数及转动方向；

S2:移动端、手表数据库与上弦盒建立无线连接，用户在移动端的app选取待上弦的手表型号，移动端将用户的选取指令发送至手表数据库，所述手表数据库根据用户的选取指令调取对应的手表上弦所需转动的圈数及转动方向；

S3:上弦盒接收步骤S2所发出的手表上弦所需转动的标准圈数并将其储存至上弦盒的主控电路板，待用户激活上弦盒内的电机时，主控电路板驱动电机将手表盘转动相应的圈数。

4.如权利要求3所述的基于物联网的手表上弦方法，其特征在于，步骤S1由以下步骤组成：

S10:通过官方渠道采集各个型号手表的动力存储时间并整理成初始数据；

S11:选取若干个手表作为测试样本，将测试样本置于上弦盒的手表盘中进行上弦，当手表显示的动力存储时间达到官方所公开的数值时，记录手表盘转动的圈数，从而获得动力存储时间和手表盘的转动圈数关系：

其中，Cov(X,Y)为X与Y的协方差，Var[X]为X的方差，Var[Y]为Y的方差，设置动力储存时间为X,手表盘的转动圈数为Y；

步骤S12:对步骤S11测算的结果进行冗余校正，校正公式为：TPD＝Y×120％，其中，根据动力存储时间和手表盘的转动圈数关系所测得的手表盘的转动圈数为Y，TPD为Y经校正后的手表盘每天需转动的圈数；

步骤S13:利用步骤S11的关系式测算步骤S10所获取的每款手表型号所需求的转动圈数，并利用步骤S12的校正公式对结果进行校正，将所有结果汇总生成手表数据库，所述手表数据库囊括通过官方渠道采集到的所有手表型号以及该型号所要求的转动方向和对应的TPD；

步骤S14:编写可供移动端安装的app，所述app包括可供用户选择手表型号的图形界面以及连接上弦盒和所述手表数据库的网络连接功能。

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