DE4402658C2 - Häusliche elektronische Wetterstation - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Empfang und zur Anzeige von Wetterdaten nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Hiermit soll eine häusliche elektronische Wetterstation ausgestattet werden, die anstelle der bekannten einfachen Stationen aus Barometer, Thermometer und Hygrometer wesentlich genauere und umfangreichere Wetterdaten zur Anzeige bringt.

Es ist bekannt, daß es Wetterfax-Empfänger gibt, mit denen man eine große Vielfalt an überörtlichen Wetterinformationen wie z. B. Verteilungen von Temperatur, Wind, Wolken, Luftdruck usw. empfangen und z. B. auf dem Bildschirm eines PC darstellen kann, siehe z. B. P 42 19 417.2-31. Es ist auch bekannt, die örtlichen Wetterinformationen wie Luftdruck, Temperatur und Feuchtigkeit in einer elektronischen Wetterstation zu messen und eventuell zusammen mit einer Quarzuhrzeit auf einem Display zur Anzeige zu bringen. Es ist ebenfalls bekannt, besonders genaue Zeitinformationen mit Hilfe eines Funkuhrempfängers zu empfangen und digital oder analog zur Anzeige zu bringen, siehe z. B. die Bücher über Funkuhren von W. Hilberg: Funkuhren 1983, Funkuhrtechnik 1988, Funkuhren Zeitsignale Normalfrequenzen 1993.

Bei batteriebetriebenen Funkuhren kann man in bekannter Weise (DE 27 15 096) auch eine autonome Uhr vorsehen, die in regelmäßigen Abständen den Empfänger kurzzeitig einschaltet, um eine korrekte gesetzliche Zeit zu emp­ fangen, welche die autonome Uhr korrigiert, d. h. ihre Zeit wieder in Über­ einstimmung mit der gesetzlichen Zeit bringt.

Es ist schließlich auch bekannt, aus der gesetzlichen Zeit des DCF77 interes­ sierende Gestirnzeiten zu berechnen (P 30 19 279.1) oder abgespeicherte Gestirnzeiten abzurufen und zur richtigen Zeit zur Anzeige zu bringen (P 41 28 877.7-31).

Nach dem bisherigen Stand der Technik müssen die Empfangszeiten der Wetterfax-Bilder aus Sendeplänen entnommen und danach die Empfänger eingeschaltet und wieder ausgeschaltet werden. Es ist auch relativ zeitrau­ bend, da die typische Empfangszeit für ein Wetterbild in der Größenordnung von 15 bis 20 Minuten liegt. Ein dauernd laufendes und anzeigendes System ohne Speicher ist praktisch wertlos, weil ein typisches Wetterbild nur einmal am Tag gesendet wird und man bei zufälligem Vorbeikommen an dem Bild­ schirm fast immer ein unvollständiges und nicht näher beschriebenes Bild er­ hält. Schreibt man dagegen kontinuierlich alle empfangenen Bilder auf Spei­ cher, benötigt man praktisch unbegrenzte und deshalb entsprechend teure elektronische Bildspeicher.

Es sind weiterhin Anordnungen bekannt, die nur einzelne Merkmale des beanspruchten Patentes (im Hauptanspruch) aufweisen. Hier kann man eine ganze Reihe von Veröffentlichungen nennen. So findet man z. B. in P. Pernsteiner: "Bildübertragung mit Komfort" in Funkschau 23, 1988, Seite 68-69 und in den Prospekten (SUPRA PC SYNOP, SUPRA PC SEAPRO, SUPRA DCS 1, LOWE HF 150, Preisliste 11/93: DE-Prospekte der Firma SupraTEC, Klinggraben 28, D84163 Marklkofen/Warth 11/93) Anordnungen zum Empfang und zur Anzeige von Wetterfax-Daten beschrieben. Aus dem Patent DE 42 13 883 A1 ist wiederum ein autonomes Uhrwerk bekannt, das übliche Zeitdaten generiert, welche in geeigneten Zeitabständen automatisch korrigiert werden. Weiterhin ist bekannt, z. B. in (Mit Central Point Scheduler arbeiten: IBM PC DOS 6.1 Benutzerhandbuch, Kapitel 13, IBM Deutschland Informationssysteme GmbH, 1993, Seite 259-266), daß es Programme für Computer gibt, die beliebige Programme zu einem vorgegebenen Zeitpunkt starten können. Es ist auch die automatische Korrektur von Datum und Uhrzeit einer autonomen Uhr mit Hilfe von gesendeten Videosignalen, in denen ein Zeitsignal eingeblendet ist, z. B. aus DE 38 27 837 A1, bekannt. Es ist ferner bekannt, örtliche Wetterdaten elektronisch zu ermitteln und zur Anzeige zu bringen, siehe z. B. (Professionelle Wetterstation für PC-Anbindung: DE-Prospekt der Firma REINHARDT System- und Meßelektronik GmbH, Bergstr. 33, D86911 Diessen, Postfach 107, 1993). Man beachte jedoch, daß die Kombination aller angegebenen Merkmale bisher noch unbekannt ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Daten des Wetterfax-Senders nur zu gewünschten Zeiten zu empfangen, wozu eine Zeitbasis gehört, deren ausreichende Korrektheit sichergestellt werden muß.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Praktisch kann dies, wie in einem weiteren Patentanspruch erläutert wird, dadurch geschehen, daß Zeitdaten aus dem Wetterfax-Programm verwendet werden oder Zeitdaten von einem speziellen Zeitzeichensender. Der Emp­ fang der beiden Signale (Wetter und Zeit) ist dann in einer solchen Weise zu koordinieren, daß der Wetterfax-Empfänger zu den gewünschten Zeiten für die gewünschten Wetterfax-Bilder auf Empfang geht, wobei diese Daten je nach Bedarf gespeichert werden können. Als vorteilhafter Nebeneffekt ist zu sehen, daß die häusliche Wetterstation auch die normale gesetzliche Zeit an­ zeigen kann.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß mit der empfangenen Zeit zusammen mit gespeicherten Daten des Wetterfax-Sen­ deprogramms Beginn und Ende des Wetter-Empfangs festgelegt werden.

Außerdem wird vorgeschlagen, nur spezielle Datensätze zum Empfang auszuwählen, diese verschiedenen Datensätze zu speichern oder mittels einer Schnittstelle an andere Geräte zu übertragen. Die zeitliche Ablaufsteuerung soll hierbei an eine Quarzzeit gebunden werden, die wiederholt durch FU- Empfang gestellt wird.

Weiterhin wird vorgeschlagen, daß die örtlichen Wetterdaten gemessen und zur Anzeige gebracht werden, wobei Messung und Empfang zeitlich nicht überlappen sollten.

Auch besondere Stromsparkonzepte (Solarbetrieb) werden vorgesehen. We­ gen geringer Hardware-Komplexität stromsparende und dennoch leistungs­ fähige Empfängerprinzipien wie die Hilbert-Abtastempfänger sind dazu tauglich.

Da in einer häuslichen Wetterstation auch typische Gestirnzeiten wie z. B. Sonnenaufgang und Sonnenuntergang interessieren, wird noch vor­ geschlagen, solche Daten im Zusammenhang mit der Funkuhrzeit nach be­ kannten Verfahren bereitzustellen und sie ebenfalls zur Anzeige zu bringen.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß die häusliche Wetterstation automatisch die gewünschten Sendeteile ohne übermäßigen Speicherbedarf auswählt, dadurch sehr komfortabel ist, viele aktuelle Informationen bietet, keine Zeitskala besitzt, die gegenüber der ge­ setzlichen Zeitskala allzuweit weglaufen kann, auch zu den gesetzlichen Sommer- und Winterzeiten richtig funktioniert und die aktuellsten gespeicherten Daten jederzeit nach Wunsch abrufen kann.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnungen Fig. 1 bis Fig. 7 noch näher erläutert.

In Fig. 1 ist das Detailbild des Empfängers bei Verwendung eines universel­ len Demodulators gezeigt. Der Demodulator stellt sich entsprechend dem eingestellten Empfangsplan selbständig auf die verschiedenen Wetter-FAX- Frequenzen oder das Funkuhr-Signal ein und führt die FM- bzw. AM-De­ modulation durch. Der Mikro-Controller (MC) sammelt die demodulierten Werte und gibt den gewünschten Datensatz an das Displaymodul weiter. Weiterhin führt der MC selbständig in gewissen Zeitabschnitten (Watchdog) Messungen der örtlichen Wetterdaten durch, speichert diese für einen Abruf oder gibt sie an den Speicher und/oder direkt an das Display weiter. Demodulator und MC können auch mit nur einem Baustein, wie z. B. Signalprozessor oder FPGA, realisiert sein, so daß die Blöcke "Demodulator" und "MC" als verschiedene Algorithmen in Software realisiert sind.

Fig. 2 zeigt eine kostengünstige Lösung unter Verwendung bereits verfügba­ rer Demodulator-ICs für AM (FU) und FM (WeFAX). Der MC wählt dann lediglich zwischen den verschiedenen Datenquellen (FU, WeFAX, örtl. Wet­ terdaten) aus. Angenommen sind mehrere WeFax-Sender. Die aufwendige Dokumentation der vielen Daten kann über die vorgesehene Schnittstelle durch ein zweites Gerät erfolgen. In Fig. 2 ist hier beispielhaft ein Drucker dargestellt.

Fig. 3 und Fig. 4 beschreiben die vielfältigen Möglichkeiten einer erfindungs­ gemäßen Ausführung für das Display- und das Bedienmodul. Für eine preis­ werte Lösung könnte entsprechend Fig. 3 nur das aktuelle WeFAX-Bild, die Uhrzeit und evtl. die örtlichen Wetterdaten angezeigt werden. Für eine kom­ fortable Ausstattung wäre zusätzlich ein Tastenfeld vorzusehen, so daß der gewünschte Datensatz ausgewählt werden kann.

Fig. 5, Fig. 6 und Fig. 7 zeigen typische empfangene Wetterbilder für Wolken, Temperatur bzw. Windkarten. Neben der Ortszeit können bei einer Komfortstation auch Gestirnzeiten und die örtlichen Wetterdaten miteingeblendet werden. Fig. 4 zeigt eine mögliche Ausführung für Display, Bedienmodul und eine Solarfläche für den netzunabhängigen Betrieb für eine komfortable "häusliche elektronische Wetterstation".

Bildunterschriften

Fig. 1 Blockschaltbild der Wetterstation mit Universaldemodulator.

Fig. 2 Blockschaltbild der Wetterstation mit spezifischen Demodu­ latoren.

Fig. 3 Display-Modul für preiswerte Wetterstation.

Fig. 4 Display-Modul für komfortable Wetterstation.

Fig. 5 Typische Karte für Temperatur/Windverteilung.

Fig. 6 Typische Karte für Druckverteilung.

Fig. 7 Typische Karte für Windverteilung.

Claims (21)

1. Anordnung zum Empfang und zur Anzeige von Wetterfaxdaten (Langwellensender), in einer häuslichen Wetterstation, zusätzlich mit einer autonomen synchronisierbaren elektronischen Schaltuhr, bei der die Synchronisierung laufend bzw. zu fest vorgegebenen Tageszeitpunkten durch drahtlos empfangene Zeitzeichen erfolgt (z. B. DCF77) und bei der deren Einschaltzeitpunkte und Ausschaltzeitpunkte jederzeit eingebbar und dauerhaft abgespeichert sind, so daß durch die vorgegebenen abgespeicherten Ein- und Ausschaltzeitpunkte die Schaltuhr die Anordnung zum Empfang der Wetterkarte einschaltet bzw. nach deren Empfang wieder ausschaltet, wobei die empfangene oder die empfangenen Wetterkarten in einem digitalen Speicher dieser Anordnung zwischengespeichert werden, so daß die einzelnen Wetterkarten jederzeit nach deren Empfang durch die Anordnung zur Anzeige gebracht werden können.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die automatische Korrektur der autonomen Uhrzeit mit Hilfe von Zeitdaten aus dem Wetterfax- Sendeprogramm vorgenommen wird.

3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die automatische Korrektur der autonomen Uhrzeit mit Hilfe von DCF77-Zeitzeichen vorgenommen wird.

4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß für den Empfang von Wetter und Zeit ein einziger, hinsichtlich der Frequenz umschaltbarer Empfänger verwendet wird.

5. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwei getrennte Empfänger für den Empfang von Wetter und Zeit verwendet werden.

6. Anordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Zeitempfang in den Lücken des Wetterfax-Sendeprogramms vorgenommen wird.

7. Anordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Einschalten des Wetterfax-Empfängers zuerst die Einstellung der autonomen Uhr sichergestellt wird, und daß erst danach auf den Empfang der Wetterdaten übergegangen wird.

8. Anordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß bei Benutzung einer Batterie als Energiequelle für den Empfänger nach dem Abschalten des Wetter- und Zeitempfangs die autonome Uhr im "Stand-by"-Mode weiter läuft.

9. Anordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Empfang der beiden verschiedenen Daten über Wetter und Zeit koordiniert wird, dergestalt, daß Intervalle für den Zeit-Empfang und den Wetter- Empfang vorgesehen sind, die sich gegenseitig nicht überlagern und sich vorzugsweise abwechseln.

10. Anordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 3 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß mit der empfangenen Zeit zusammen mit gespeicherten Daten des Wetterfax-Sendeprogrammes Beginn und Ende des Wetter-Empfanges festgelegt werden.

11. Anordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß nur bestimmte Teile des Wetterfax-Sendeprogrammes ausgewählt werden, und der Wetterfax-Empfänger nur in diesen Zeiten eingeschaltet wird.

12. Anordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeich­ net, daß eine Schnittstelle zu anderen Geräten, z. B. Druckern, Personal Computern, Modems zur Übertragung oder Speicherung, usw. vorgesehen ist.

13. Anordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeich­ net, daß ein universeller Empfänger (Patentanmeldung Nr. 42 19 417.2-31) verwendet wird.

14. Anordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeich­ net, daß verschiedene Wetterfax-Datensätze abgespeichert werden (z. B. Temperatur­ verteilungen, Luftdruckverteilungen, Wind und Regenverteilungen, usw.), und daß der Benutzer durch eine vorzugsweise manuelle Eingabe die Anzeige eines gewünschten Datensatzes veranlassen kann.

15. Anordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeich­ net, daß auch die örtlichen Wetterdaten elektronisch ermittelt und zur Anzeige gebracht werden.

16. Anordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeich­ net, daß auch die örtlichen Wetterdaten gespeichert und zusammenfassend zur An­ zeige gebracht werden (z. B. Fallen und Steigen des Luftdruckes über einen Wochen­ zeitraum).

17. Anordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeich­ net, daß die örtlichen Wetterdaten in der Anzeige der empfangenen überörtlichen Wetterdaten eingeblendet sind.

18. Anordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeich­ net, daß die örtlichen Wetterdaten zu einer Zeit angezeigt werden, in der sie nicht mit der Darstellung der Zeitdaten und der Wetterfaxdaten kollidieren.

19. Anordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeich­ net, daß eine Energieversorgung vermittels einer Silizium-Solarfläche oder einem äqui­ valenten selbsttätigen Energiesammelmechanismus vorgesehen ist.

20. Anordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeich­ net, daß statt der gesetzlichen Funkuhrzeit oder auch zusätzlich zu dieser Zeit die Gestirnzeiten zur Anzeige gebracht werden (z. B. Sternzeit, Mondphase, Mondauf­ gänge, Monduntergänge, Sonnenaufgänge, Sonnenuntergänge, usw.), die aus der drahtlos empfangenen Funkuhrzeit abgeleitet sind oder sich darauf beziehen (Speicherabruf).

21. Anordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß zur Ermittlung der geographischen Koordinaten auch GPS-Signale empfangen, ausgewertet und auf dem Allgemeinen Display zur Anzeige gebracht werden.