JP4255277B2 - 無線式親子時計システム及び子時計 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、無線式親子時計システム及びそれに用いられる子時計に関し、特に同一周波数の電波を使用する複数の無線式親子時計システムの共存を可能とすべく、各無線式親子時計システムの送信電波のタイミングを適正化するものに関する。
【0002】
【従来の技術】
親時計から、長波標準電波等の外部の標準時刻情報源から受信して得られた高精度の時刻情報を小電力電波等で子時計に発信し、これを受信した子時計が、基準時刻情報に基づいて自己の時刻を修正して親時計の時刻に一致させる無線式の親子時計システムが知られている。この無線式親子時計システムは、時刻情報の伝達に有線を必要としないから、複数の子時計を比較的に自由に敷地内又は構内に配置することができる。
【0003】
例えば、無線式親子時計システムにおいて、親時計と複数の子時計からシステムを構築し、さらに、複数の子時計をランク付けして階層的に管理し、親時計からの基準時刻情報を上位ランクの子時計から下位ランクの子時計に順次送信する構成とし、複数の子時計を広範囲に配置可能としたものがあり、このようなものとしては、特許文献1に開示されるものがある。
【0004】
これに用いられる子時計は図11に示すように構成され、アンテナX1、受信器X2によって時刻情報を重畳された電波を受信し、デコーダX3によって時刻情報及びこれに添えられたランクを取得し、時刻修正手段X4により取得した時刻情報に計時手段X5の計時する時刻を一致させ、表示手段X6にてその時刻を表示するものである。さらに、この子時計は、ランク制御手段X7によって受信した時刻情報に添えられたランクに基づき自己のランクを1つ下のランク(ランク0を最上位とし、数が増加するに従い下位側となるものとする)とするように管理してあり、エンコーダX8により、ランク制御手段X7からのランクと、個体識別番号制御手段X9からの個体識別番号とを、計時手段X5からの時刻に添え、これらをエンコードし、送信器X10、アンテナX1により送信する。電源制御手段X11は、時刻情報の受信、送信時にのみそれぞれ受信器X2、送信器X10に電源を供給するものである。子時計は、ランクを「分位」、個体識別番号を「秒位」に対応させてあり、例えば、ランク0のものは2時0分台に、ランク1のものは2時1分台に時刻情報の送信動作が許可されてあり、さらに、それぞれのランクに対応した分位において、例えば、個体識別番号0のものは、2時0分0秒台に、個体識別番号1のものは、2時0分1秒台に送信動作を許可されている。これにより、同一の周波数の電波を使用して60台の時計が最適な通信路で結ばれる。例えば、図12の親時計Y1をランク0、個体識別番号0とし、子時計Y2、Y3を、共にランク1、それぞれ個体識別番号1、2とし、子時計Y4、Y5、Y6を、共にランク2、それぞれ個体識別番号3、4、5とし、子時計Y7、Y8、Y9、Y10を、共にランク3、それぞれ個体識別番号6、7、8、9とすれば、親時計Y1、子時計Y2乃至Y10の順に送信動作を行い、それぞれ自己より高いランクの時刻情報を取得し、時刻情報の修正を行う。
【0005】
【特許文献1】
特開2002−148371号公報
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の無線式親子時計システムでは、同一の周波数の電波を使用する限り、時計の台数は60台に制限される。また、他の同様のシステムが近傍に存在すると、無線通信に混信を招くという問題があった。
【0007】
そこで、本発明は、同一周波数の電波を使用する複数の無線式親子時計システムを共存可能とし、結果的に管理可能な時計の台数を増加させることを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明の無線式親子時計システムは、無線で時刻情報を受信して時刻修正を行なう複数の子時計を含み、親時計及び複数の前記子時計はランク情報により階層化され、前記時刻情報を、前記親時計から当該親時計より1つ下位のランクの前記子時計へ、前記親時計より1つ下位のランクの当該子時計から前記親時計より2つ下位のランクの前記子時計へと、順次下位のランクの前記子時計へとリレー式に伝達する無線式親子時計システムであって、前記子時計は、時刻情報を受信する受信手段と、前記受信された時刻情報に基づいて自己の時刻を修正する修正手段と、修正された自己の時刻に基づいて他の子時計の時刻を修正するための時刻情報を無線で送信する送信手段と、前記受信された時刻情報と区別するとともに、自己のランクを示すランク情報を前記送信される時刻情報に付して送信するため前記ランク情報を前記送信手段に与えるランク制御手段と、ランクオフセット情報に基づいて前記ランク情報にシステム内で共通のオフセットを与えるランクオフセット制御手段とを有し、前記送信手段は、前記ランク情報、前記ランクオフセット情報に従い予め定められた時間に前記時刻情報を送信することを特徴とする。
【0009】
前記子時計は、自己を識別する個体識別情報を前記送信される時刻情報に付して送信するための前記個体識別情報を前記送信手段に与える個体識別情報制御手段を備え、前記送信手段は、前記ランク情報、前記ランクオフセット情報及び前記個体識別情報制御手段からの前記個体識別情報に従い、他の子時計と重複しないように予め定められた時間に前記時刻情報を送信することが好ましい。
【0010】
また、前記送信手段は、前記受信器の時刻情報の受信の可否、受信した前記時刻情報に付随するランク情報、及び受信した前記時刻情報の送信元の前記個体識別情報を含む受信状態情報を送信することが好ましく、前記親時計は、前記受信状態情報からシステム内の時刻情報の伝送状態を評価し、当該伝送状態が良好でないときに前記ランクオフセット情報を変更する手段を備えることが好ましい。
【0011】
また、前記親時計は、前記送信手段を備え、前記ランク情報、前記ランクオフセット情報に従い予め定められた時間に前記時刻情報を送信するものであり、さらに、他の無線式親子時計システムの送信動作を監視する送信動作監視手段を備え、初期状態では前記送信動作を行わず、所定の期間前記送信動作監視手段によって他の無線式親子時計システムの送信動作の有無を監視し、他の無線式親子時計システムがあれば、前記ランクオフセット情報を変更することが好ましい。
【0012】
また、前記送信手段は、前記受信器の時刻情報の受信の可否、受信した前記時刻情報に付随するランク情報、及び受信した前記時刻情報の送信元の前記個体識別情報を含む受信状態情報を送信することが好ましく、前記無線式親子時計システムでは、前記子時計の複数が前記ランク情報にて階層化されてあり、前記親時計からの前記時刻情報を上位のランクの前記子時計から下位のランクの前記子時計へと順次伝送するダウンリンク動作と、前記受信状態情報を下位のランクの前記子時計から上位のランクの前記子時計へと伝送して最終的に前記親時計に伝送するアップリンク動作とを行うものであり、前記ダウンリンク動作と前記アップリンク動作のサイクルを制御するサイクル制御手段を備えることが好ましい。
【0013】
ここで、前記ダウンリンク動作と前記アップリンク動作とを組み合わせて1つのサイクルの動作とし、当該サイクル動作期間の倍数の間隔を空けて当該サイクル動作を行うことが好ましく、また、前記ダウンリンク動作の間隔より前記アップリンク動作の間隔が大きいことも好ましい。
【0014】
また、本発明の子時計は、親時計から無線で時刻情報を受信して時刻修正を行なう複数の子時計を含む親子時計システムで使用される子時計あって、時刻情報を受信する受信手段と、前記受信された時刻情報に基づいて自己の時刻を修正する修正手段と、修正された自己の時刻に基づいて他の子時計の時刻を修正するための時刻情報を無線で送信する送信手段と、前記受信された時刻情報と区別するランク情報を前記送信される時刻情報に付して送信するため前記ランク情報を前記送信手段に与えるランク制御手段と、ランクオフセット情報に基づいて前記ランク情報にオフセットを与えるランクオフセット制御手段とを有し、前記送信手段は、前記ランク情報、前記ランクオフセット情報に従い予め定められた時間に前記時刻情報を送信することが好ましい。
【0015】
ここで、前記子時計は、自己を識別する個体識別情報を前記送信される時刻情報に付して送信するための前記個体識別情報を前記送信手段に与える個体識別情報制御手段を備え、前記送信手段は、前記ランク情報、前記ランクオフセット情報及び前記個体識別情報制御手段からの前記個体識別情報に従い、他の子時計と重複しないように予め定められた時間に前記時刻情報を送信することが好ましい。
【0016】
また、前記親子時計システムは、前記子時計の複数が前記ランク情報にて階層化されてあり、前記親時計からの前記時刻情報を上位のランクの前記子時計から下位のランクの前記子時計へと順次伝送するダウンリンク動作と、前記受信状態情報を下位のランクの前記子時計から上位のランクの前記子時計へと伝送して最終的に前記親時計に伝送するアップリンク動作とを行うものであり、前記子時計の前記送信手段は、前記アップリンク動作の際に前記受信器の時刻情報の受信の可否、受信した前記時刻情報に付随するランク情報、及び受信した前記時刻情報の送信元の前記個体識別情報を含む前記受信状態情報を送信するものであり、前記子時計は、さらに、前記ダウンリンク動作と前記アップリンク動作のサイクルを制御するサイクル制御手段を備えることが好ましい。
【0017】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明を実施の形態について詳細に説明する。
上述したように従来の無線式親子時計システムでは、ランク0を最上位とし、数が増加するに従い下位側となるものとし、ランクは「分位」に対応させてあり、個体識別番号は「秒位」に対応させてあった。本発明は、このようなシステムで扱うランクの数は最大60であるが、実際にはこれに近づくことはまずないことに着目し、特定の無線式親子時計システムのランクを一律に所定数増加させる(以下、ランクオフセットと言う)こと、すなわち、送信時間帯を所定時間ずらすことにより、同一周波数の電波を使用する無線式親子時計システム間での混信を避けるようにしてある。図1は、本発明の実施例による無線式親子時計システム概略を示す。本例では、第1の無線式親子時計システム1と、第2無線式親子時計システム2とを共存させるため、第2の無線式親子時計システム2に対してランクオフセットを与えてあり、ここでは、ランクを30だけ増加させてある。第1の無線式親子時計システム1において、親時計101はランク0であり、子時計102及び103はランク1であり、子時計104乃至106はランク2であり、子時計107乃至110はランク3である。第2の無線式親子時計システム2において、親時計201はランク30であり、子時計202及び203はランク31であり、子時計204乃至206はランク32であり、子時計207乃至210はランク33である。これにより、例えば、2時0分台にランク0の親時計101が時刻情報の送信動作を行い、2時1分台にランク1の子時計102、103が順次時刻情報の送信動作を行い、2時2分台にランク2の子時計104乃至106が順次時刻情報の送信動作を行い、2時3分台にランク3の子時計107乃至110が順次時刻情報の送信動作を行い、2時30分台にランク30の親時計201が時刻情報の送信動作を行い、2時31分台にランク31の子時計202、203が順次時刻情報の送信動作を行い、2時32分台にランク32の子時計204乃至206が順次時刻情報の送信動作を行い、2時33分台にランク33の子時計207乃至210が順次時刻情報の送信動作を行う。これにより、第1の無線式親子時計システム1においてランク0乃至29を使用し、第2の無線式親子時計システム2においてランク30乃至59を使用すれば、第1、第2の無線式親子時計システム1、2を電波の混信なく共存させることが可能となる。
【0018】
次に第1、第2の無線式親子時計システム1、2に用いられる親時計101、201の構成の詳細について図2のブロック図を参照しながら述べる。アンテナ21、受信器22は、子時計との通信に加え、外部の標準時刻情報の電波(放送の時報、長波標準電波または全地球測位システム(GPS)の時刻情報等)を受信するものである。標準時刻情報については、これに限らず、テレホンJJYまたは専用回線等の有線にて標準時刻情報を受信する構成を設けて使用しても良い。
【0019】
デコーダ23は、受信情報をデコードして標準時刻情報を取得するためのものである。また、デコーダ23は、後述するアップリンク動作の際には、受信情報をデコードして各子時計からリレー式で送られたそれぞれの個体識別番号、時刻情報の受信の可否、受信した時刻情報のランクを含む受信状態情報を取得するためのものでもある。
【0020】
時刻修正手段24は、デコーダ23より取得した標準時刻情報に計時手段25の計時する時刻を一致させるものである。計時手段25の計時する時刻は表示手段26にて表示される。
【0021】
ランク制御手段27は、時刻情報のランクを示すとともに、後述するダウンリンク動作及びアップリンク動作のタイミングを制御するランク情報を記憶しており、所定の時刻の0分台に送信、受信動作を行うことを規定するランクを記憶している。ランク制御手段27は、親時計であることを示すランク0を記憶してある。
【0022】
エンコーダ28は、計時手段25からの時刻をエンコードして時刻情報とするとともに、これにランク制御手段27からのランクと、個体識別番号制御手段29からの個体識別番号と、後述するランクオフセット制御手段からのランクオフセットとをエンコードして添え、送信器2A、アンテナ21より送信するためのものである。送信器2Aの送信する電波は、法的規制を受けず免許を必要としない小電力の電波とする。個体識別番号制御手段29は個体識別番号するものであり、ここでは、個体識別番号0を記憶する。個体識別番号は後述するように送信動作のタイミングの制御に用いられる。
【0023】
電源制御手段2Bは、計時手段25からの現在時刻、ランク制御手段27からのランク、個体識別番号制御手段29からの個体識別番号、ランクオフセット制御手段2Cからのランクオフセットを受けており、これらに応じて受信、送信動作のなされる所定の時刻に、受信、送信動作に関わる受信器22、デコーダ22、エンコーダ28、送信器2A等に電源を供給するためのものである。
【0024】
ランクオフセット制御手段2Cは図示しない入力手段を介して入力されるランクオフセットを記憶してある。ランクオフセットは、ランク制御手段27に記憶されたランクと加算すると実質的なランクを示すこととなる。例えば、上述の第1の無線式親子時計システム1の親時計101では、ランクオフセット0とし、第2の第1の無線式親子時計システム1の親時計201では、ランクオフセット30としてあり、親時計101は実質的にランク0、親時計201は実質的にランク30となる。
【0025】
以上の様に構成される親時計の動作概要は次の通りである。親時計は、所定の時刻に受信器22に電源を供給し、外部の標準時刻情報を受信し、例えば、1時0分に外部の標準時刻を受信する。また、親時計は、ランク、個体識別番号及びランクオフセットにて指定される時刻情報を送信する時刻には送信器2A、エンコーダ28等に電源を供給し、時刻情報を送信する。例えば、ランク0、個体識別番号0の親時計101では、2時0分0秒に時刻情報の送信を行い、ランク30、個体識別番号0の親時計201では、2時30分0秒に時刻情報の送信を行う。さらに、親時計は、ランク及びランクオフセットにて定まる自己のシステムの子時計のアップリンク動作時間帯に受信器22に電源を供給し、自己のシステムの子時計の情報を取得する。すなわち、親時計は、ランク及びランクオフセットにて定まる自己の実質的なランクより1つ下位のランクの送信時間帯に合わせて受信動作を行う。また、予め送信元の子時計の個体識別番号を個体識別番号制御手段29に取り込み、これに応じて受信動作のタイミング制御を行うようにしても良い。例えば、送信元の子時計の1秒間の送信時間帯に合わせ、その前後に余裕を持った受信時間帯にて受信動作をさせれば、省電力化が進む。これは、後述の子時計についても同様に適用できる。
【0026】
次に第1、第2の無線式親子時計システム1、2に用いられる子時計102乃至101、子時計202乃至210の構成の詳細について、図3のブロック図を参照しながら述べる。これら子時計の構成は共通のものである。アンテナ31、受信器32は、親時計または上位ランクの子時計からの時刻情報の電波を受信するものであり、また、下位ランクの子時計から受信状態情報を受信するものである。
【0027】
デコーダ33は、受信情報をデコードして時刻情報、個体識別番号、ランク及びランクオフセットを取得するためのものである。また、デコーダ33は、後述するアップリンク動作の際には、受信情報をデコードして自己の下位の各子時計からリレー式で送られたそれぞれの個体識別番号、時刻修正のための時刻情報の受信の可否、受信した時刻情報のランク及びランクオフセット等の受信状態情報を取得するためのものでもある。各子時計は、取得した他の子時計の受信状態情報を図示しない履歴記憶手段に格納し、これを自己のアップリンク動作の際に自己の受信状態情報と共に送信する。
【0028】
時刻修正手段34は、親時計または自己のランクより上位ランクの子時計からの時刻情報を、デコーダ33を介して受け、この時刻情報に計時手段35の計時する時刻を一致させるように時刻修正を行うものである。表示手段36は、計時手段35の時刻を表示するためのものである。
【0029】
ランク制御手段37は、自己のランクを記憶してあり、当該ランクによって後述するダウンリンク動作及びアップリンク動作のタイミングを制御する。ランクは初期設定の際に図示しない入力手段から入力操作して与えるものとする。これに限らず、初回動作では、無線式親子時計システムの総ての時計の送信時間帯に亘って受信状態として受信した時刻情報に基づいて時刻修正を行いながら、ランク制御手段37が、受信した時刻情報に添えられたランクに1を加えて自己のランクとして一旦記憶し、新たに受信したランクと先に記憶したランクとを比較し、新たに受信したランクが自己のランクより上位のものであれば、受信したランクに1を加えて自己のランクとするようにして、自己のランクの設定をするように構成しても良い。
【0030】
エンコーダ38は、計時手段35からの時刻をエンコードして時刻情報とするとともに、これにランク制御手段37からのランクと、個体識別番号制御手段39からの個体識別番号と、後述するランクオフセット制御手段からのランクオフセットとをエンコードして添え、送信器3A、アンテナ31より送信するためのものである。送信器3Aの送信する電波は、法的規制を受けず免許を必要としない小電力の電波とする。個体識別番号制御手段39は個体識別番号を記憶するものである。
【0031】
電源制御手段3Bは、計時手段35からの現在時刻、ランク制御手段37からのランク、個体識別番号制御手段39からの個体識別番号、ランクオフセット制御手段3Cからのランクオフセットを受けており、これらに応じて受信、送信動作のなされる所定の時刻に受信、送信動作に関わる受信器32、送信器3A等に電源を供給するためのものである。
【0032】
ランクオフセット制御手段3Cは時刻情報に添えられたランクオフセットを記憶するものである。ランクオフセットは、ランク制御手段37に記憶されたランクと加算すると実質的なランクを示す。初期状態では、ランクオフセット制御手段3Cはランクオフセット0を記憶してあり、必要に応じて図示しない入力手段から自己のシステムのランクオフセットを入力され、これを記憶するものとする。
以上の様に構成される子時計の動作は次の通りである。先ず、ダウンリンク動作について図1、図3及び図4を参照しながら説明する。図4は動作説明のためのタイムチャートであり、同図に示すように、2時0分台の1分間がランク0の時刻情報の送信時間帯であり、2時1分台の1分間がランク1の時刻情報の送信時間帯であり、これら1分の時間帯はさらに1秒間隔で60の時間帯に細分化され、各時計の個体識別番号に対応して割当てられた時間帯の1秒間に時刻情報の送信が行われる。
【0033】
例えば、2時0分となると、ランク0乃至ランク30の範囲を使用する第1の無線式親子時計システム1のダウンリンク動作が開始される。各子時計は、自己のランク及びランクオフセットにて指定される受信動作時間帯に受信器32に電源を供給し、親時計または上位の子時計からの時刻情報を受信する。2時0分1秒となると親時計101から時刻情報が送信される。ランク1の子時計102及び103では、ランク制御手段1の記憶するランクと、ランクオフセット制御手段3Cの記憶するランクオフセットとは電源制御手段3Bに送られ、ランク及びランクオフセットに基づき、ランク0の親時計101の送信時間帯に合わせて受信器32に電源を供給し、時刻情報の受信動作をする。ここでは、子時計102及び103において、デコーダ33で時刻情報が取得され、時刻修正手段34によって計時手段35の時刻を修正し、受信動作を終了する。
【0034】
個体識別番号制御手段の記憶する個体識別番号と、ランク制御手段1の記憶するランクと、ランクオフセット制御手段3Cの記憶するランクオフセットとは電源制御手段3Bに送られ、送信動作のタイミングの制御に用いられており、2時1分台には、ランク1の子時計102及び103の送信動作が行われる。これに合わせてランク2の子時計104乃至106では、受信器32に電源を供給し、時刻情報の受信動作をしている。例えば、個体識別番号を1番とした子時計102は、2時1分1秒に時刻情報を送信する。ここでは、エンコーダ38により、計時手段35の計時する時刻をエンコードし、ランク1、ランクオフセット0、個体識別番号1を添えたものが時刻情報として送信される。子時計104がこれを受信して時刻修正を行う。次に個体識別番号を2番とした子時計103は、2時1分2秒に時刻情報を送信する。子時計105及び106がこれを受信して時刻修正を行い、受信動作を終了する。
【0035】
次に2時2分台には、ランク2の子時計104乃至106の送信動作が行われ、これに合わせてランク3の子時計107乃至110では、受信器32に電源を供給し、時刻情報の受信動作をする。以下、同様にして第1の無線式親子時計システム1のさらに下位ランクの子時計まで、時刻修正が行われる。
【0036】
次に2時30分になると、実質的にランク30乃至ランク59の範囲にある第2の無線式親子時計システム2のダウンリンク動作が開始される。ランク1の子時計202及び203では、実質的にランク30の親時計201の送信時間帯2時30分台に合わせて受信器32に電源を供給し、時刻情報の受信動作をする。子時計202及び203において、デコーダ33で時刻情報が取得され、時刻修正手段34によって計時手段35の時刻が修正される。ランク1、ランクオフセット30は電源制御手段3Bに送られ、送信動作の制御に用いられる。これにより、2時31分台には、ランク31の子時計202及び203の送信動作が行われ、これに合わせてランク32の子時計204乃至206では、受信器32に電源を供給し、時刻情報の受信動作をする。例えば、個体識別番号を1番とした子時計202は、2時31分1秒に時刻情報を送信する。子時計204がこれを受信して時刻修正を行い、受信動作を終了する。次に個体識別番号を2番とした子時計203は、2時31分2秒に時刻情報を送信する。子時計205及び206がこれを受信して時刻修正を行い、受信動作を終了する。
【0037】
次に2時32分台には、ランク32の子時計204乃至206の送信動作が行われ、これに合わせてランク33の子時計207乃至210では、受信器32等に電源を供給し、時刻情報の受信動作をする。以下、同様にして第2の無線式親子時計システム1のさらに下位ランクの子時計まで、時刻修正が行われる。
【0038】
次にアップリンク動作について図1、図3及び図5を参照しながら説明する。アップリンク動作では、図5に示すように各時計はダウンリンク動作に対して逆の順序で送信動作を行う、すなわち、下位ランクの時計から送信動作を行うように送信時間の割当てをしており、3時0分台の1分間がランク59の時刻情報の送信時間帯であり、3時1分台の1分間がランク58の時刻情報の送信時間帯であり、これら1分の時間帯はさらに1秒間隔で60の時間帯に細分化され、各時計の個体識別番号に対応して割当てられた時間帯の1秒間に時刻情報の送信が行われる。アップリンク動作では、個体識別番号、時刻情報の受信の可否、受信した時刻情報のランクを含む受信状態情報を下位ランクの子時計から順次送信し、各子時計が下位ランクの子時計からの受信状態情報に自己の受信状態情報を追加して新たな受信情報として送信するリレー式でそれぞれのシステム内の子時計の受信状態情報を収集し、最終的に親時計101、201にそれぞれのシステム内の子時計の受信状態情報の履歴を格納する。
【0039】
3時0分台となると、第2の無線式親子時計システム2のアップリンク動作が開始され、図示しないランク59の子時計が、個体識別番号の大きいものから、受信状態情報を送信する。これに合わせてランク58の子時計が受信動作を行い、受信状態情報を取得する。例えば、3時0分0秒にランク59、個体識別番号59の子時計から受信状態情報が送信され、ランク58、個体識別番号58の子時計がこれを受信すれば、個体識別番号58の子時計は自己の受信状態情報を追加して新たな受信状態情報とする。次に3時1分台となると、ランク58の子時計が、個体識別番号の大きいものから、受信状態情報を送信する。例えば、ランク58、個体識別番号58の子時計が3時1分1秒に受信状態情報を送信する。この受信状態情報は、個体識別番号59及び58の子時計の受信状態情報を含むものとなっている。同様にしてランク58以上のランクの子時計は順次他の子時計からの受信状態情報を収集して新たな受信状態信号とし、これを送信して行く。3時28分台では、ランク31の子時計202に子時計204、207及び208のものを含む受信状態情報が収集され、ランク31の子時計203に子時計205、206、209及び210のものを含む受信状態情報が収集された状態になる。3時28分57秒に個体識別番号2の子時計203から受信状態情報が送信され、親時計201がこれを受信する。3時28分58秒に個体識別番号1の子時計202から受信状態情報が送信され、親時計201がこれを受信し、これにより、第2の無線式親子時計システム2の総ての子時計の受信状態情報が親時計201に格納され、当該システムのアップリンク動作が終了する。
【0040】
次に3時30分台になると、第1の無線式親子時計システム1の最下位のランク29の子時計の送信時間帯となり、第1の無線式親子時計システム1のアップリンク動作が開始され、以降、第2の無線式親子時計システム2のアップリンク動作と同様に行われ、3時58分台にはランク1の子時計102、103にこれらより下位のランクの子時計の受信状態情報が収集されており、これら子時計102、103から親時計101に送信されてアップリンク動作が終了する。
【0041】
以上のように本例では、親時計、子時計にランクオフセット制御手段2C、3Cを設けてシステム内の送信時間帯を割当てるランクの数を一律にオフセット可能としたので、1つの無線式親子時計システムで使用する可能性の低い下位のランクに割り当てられた時間帯を、近傍の他の無線式親子時計システムに割当てることが可能となり、複数の無線式親子時計システムが混信無く共存することが可能になる。
【0042】
上述の説明では、便宜上第1の無線式親子時計システム1で用いるランクの数の上限を、ランクオフセットの30と等しくしてランクが重なる場合を考慮する必要ないシステムとして述べた。しかしながら、本発明の無線式親子時計システムは、これに限るものではない。仮にランクオフセットが少なくて、図1における第1、第2の無線式親子時計システム1、2の2つのシステムが、ランクオフセットをしたにもかかわらず、使用するランクが重なることも想定できる。上記第1の実施例の第1、第2の無線式親子時計システム1、2を使用する場合、高層の建造物の各階毎に1つの無線式親子時計システムを設置することとなり、近隣の階の無線式親子時計システム同士でランクの重なりによる不具合が生じるように想像されるかもしれない。しかしながら、実際には、親時計は各階のほぼ同じ位置に設置する形態が多く、ランクの数が増加して下位のランクになるに従って親時計から距離的に遠ざかることとなり、自己の無線式親子時計システムの下位のランクの子時計と、ランクオフセットが少ない場合にランクの重なり始める他の無線式親子時計システムの親時計周辺とは、距離的に遠くなって電波が届かなくなり、これによって電波の衝突が回避できる。従って、このような設置形態の場合、ランクオフセットが少ない、言い換えれば、ランクオフセットをしない側の無線式親子時計システムにランクの上限がない場合でも不具合はない。
【0043】
次に第2の実施例の無線式親子時計システムについて述べる。本例の無線式親子時計システムは、親時計の構成に特徴があり、図6に示すように上記第1の実施例の親時計の構成に履歴評価手段2Dを設け、履歴評価手段2Dにより、履歴記憶手段2Eに格納された上述のアップリンク動作によって得られた各子時計の受信状態情報を読み出し、これらを評価し、良好な受信状態が得られない場合については、ランクの重なりによって混信が生じているとしてオフセット制御手段2Cのランクオフセットを行うものであり、例えば、所定数だけランクオフセットを増加させる。すなわち、アップリンク動作の結果によりシステム内のネットワーク、すなわち、時刻情報の伝送経路がよくないと親時計が判断した場合、自動的にランクオフセットを行い、ダウンリンク動作を行ってシステム内のネットワークを再構築することが可能となる。
【0044】
次に第3の無線式親子時計システムについて述べる。本例の無線式親子時計システムは、親時計の構成に特徴があり、図7に示すように上記第1の実施例の親時計の構成に送信動作監視手段2Fを設け、初期状態のランク0で規定された送信時間帯で、まずは送信をせずに連続受信動作をして、近傍に同種の無線式親子時計システムが存在するかどうか、送信動作を監視し、存在した場合には、オフセット制御手段2Cのランクオフセットを行うものであり、例えば、所定数だけランクオフセットを増加させる。これにより、親時計の設置時に自動的に混信を防止することができる。
【0045】
次に第4の無線式親子時計システムについて述べる。本例の無線式親子時計システムは、親時計及び子時計の構成に特徴があり、親時計には図8に示すように上記第1の実施例の親時計の構成にサイクル制御手段2Gを設け、各子時計には図9に示すように同様のサイクル制御手段3Gを設けたものである。上記第1の実施例では、ダウンリンクおよびアップリンクは各々1時間を要して行われ、通常はその1サイクル2時間のシステム内の通信ルーチンとしている。そこで、本例では情報によってダウンリンクおよびアップリンクの1サイクルの間隔を規定し、例えば、1サイクルを2時間おき、4時間おき等、2の倍数で間隔を空け、複数の無線式親子時計システムのサイクルが互いに重複しないように実行可能に構成したものである。例えば、間隔をTK時間、ここで、K=1、2、3、・・・の整数、Tを1サイクルの所要時間(例えば、2時間)とすれば、(K+1)個のシステムを順に実行させれば良い。サイクル制御情報は、サイクル間隔TK時間と、所定の時刻を起点としてシステム毎の通信ルーチンの開始時間を規定するオフセット時間T(S−1)とからなり、ここで、Sはシステムの識別番号であり、S=1、2、・・・K+1)らなる。例えば、本例の動作説明のためのタイムチャートを示す図10の(A)に示すように、4つの無線式親子時計システム10A乃至10Dにそれぞれ1サイクルの通信ルーチンを6時間おきにさせる場合は、サイクル間隔6時間、各無線式親子時計システムのオフセット時間はそれぞれ0時間、2時間、4時間、6時間であり、これらがそれぞれのサイクル制御手段2G、3Gに設定される。各無線式親子時計システムでは、サイクル制御手段2G、3Gが、所定の時刻、例えば、2時を起点としてそれぞれのオフセット時間0時間、2時間、4時間、6時間の後にサイクル間隔4時間おきの通信ルーチンを開始させる。これにより、上述のランクオフセットの効果に加えて、さらに多くの無線式親子時計システムの共存が可能となる。
【0046】
なお、本例は、1つのダウンリンク及びアップリンクを1つのサイクルと捉えることに限らず、複数のダウンリンク及びアップリンクの組み合わせを1つのサイクルとして捉えても良い。例えば、図10(B)のように、2つのダウンリンクと1つのアップリンクを1つのサイクルとしても良く、ここでは5つの無線式親子時計システム10E乃至10Iがそれぞれのダウンリンク及びアップリンクの組み合わせパターンにより動作する状態を示している。このように、無線式親子時計システムの時刻同期に関与しないアップリンクの間隔をダウンリンクの間隔よりも大きくすれば、通信時間帯の開放の度合いを大きくすることができ、さらに多くの無線式親子時計システムの共存が可能となる。この場合、サイクル制御情報は、ダウンリンク及びアップリンクの組み合わせパターンを定める情報となり、各無線式親子時計システム毎に設定され、所定の時刻、例えば、2時を起点としたダウンリンク、アップリンクの開始タイミングの組み合わせとなる。
【0047】
また、1つの無線式親子時計システムでパターンの異なる複数のサイクルを組み合わせて用いるようにしても良い。例えば、図10(B)の2時から10時までを第1のサイクルとし、10時から15時までを第2のサイクルとして、15時以降、第2のサイクルを繰り返し行い、必要に応じて第1のサイクルを行うようにしても良い。また、通常はダウンリンクのみを繰り返すこととすれば、通信時間帯の開放の度合いを大きくすることができ、さらに多くの無線式親子時計システムの共存が可能となる。
【0048】
上記各実施例においてランクオフセット制御手段にランクオフセットの情報を保持することについて単に記憶と述べたが、これは、ディップスイッチ等のスイッチ類でも、不揮発性メモリ等の電子デバイスでも良い。
【0049】
また、ランク及びランクオフセットの設定手段は、親時計により臨時に設定される場合は、ダウンリンクによりその情報が伝えられ、次回以降の通信に適用されるものとすれば良い。すなわち、ランク及びランクオフセットの変更を行っても、一度は直前のランク及びランクオフセットの送信時間帯に送信動作を行えば、直前のランク及びランクオフセットにより規定される送信時間帯にて待ち受けする子時計に情報を伝送できる。上述の第2、3の実施例の無線式親子時計システムにて述べたランクオフセットの自動設定、ネットワークの再構築等についてもこれにより実現される。また、第4の実施例の無線式親子時計システムの子時計において、サイクル制御情報をランク及びランクオフセットと同様に時刻情報に添えて送信するようにし、子時計については、破線に示すように、デコーダ33を介してサイクル制御手段3Gに送るようにすれば、ランク及びランクオフセットと同様にサイクル制御情報についても同様に親時計側から自動設定可能となる。
【0050】
【発明の効果】
本発明によれば、無線式親子時計システムにおいて、近接して同一の周波数の搬送波及び通信手順による複数のシステムが共存できるようになる。これまでの無線を使用した同一システムの混信を避ける方法は、搬送波の周波数を変えることにより行われてきたが、本発明は搬送波周波数を変えずにすみ、無線装置も共通のものが使用でき、かつ、チャンネル設定や周波数設定が不要である。従って、経済性、操作性に優れた無線式親子時計システムを提供することが可能となる。
【0051】
また、混信が起きた場合、親時計がそれを検知し、自動的にランクオフセットの機能を働かせるので、問題の発生からその対策までを装置が自動的にかつ早期に行え、異常状態がシステムに与える影響が少なくてすみ、信頼性が高い無線式親子時計システムを提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の第1の実施例の無線式親子時計システムの概要を示すブロック図。
【図2】 本発明の第1の実施例の無線式親子時計システムの親時計の構成を示すブロック図。
【図3】 本発明の第1の実施例の無線式親子時計システムの子時計の構成を示すブロック図。
【図4】 本発明の第1の実施例の無線式親子時計システムのダウンリンク動作を説明するタイムチャート。
【図5】 本発明の第1の実施例の無線式親子時計システムのアップリンク動作を説明するタイムチャート。
【図6】 本発明の第2の実施例の無線式親子時計システムの親時計の構成を示すブロック図。
【図7】 本発明の第3の実施例の無線式親子時計システムの親時計の構成を示すブロック図。
【図8】 本発明の第4の実施例の無線式親子時計システムの親時計の構成を示すブロック図。
【図9】 本発明の第4の実施例の無線式親子時計システムの子時計の構成を示すブロック図。
【図10】 本発明の第4の実施例の無線式親子時計システムの動作説明を説明するタイムチャート。
【図11】 従来の無線式親子時計システムの子時計の構成を示すブロック図。
【図12】 従来の無線式親子時計システムの概要を示すブロック図。
【符号の説明】
1、2 無線式親子時計システム
101、201 親時計
102乃至110 子時計
202乃至210 子時計
22、32 受信手段
2A、3A 送信手段
27、37 ランク制御手段
2C、3C ランクオフセット手段
2D 履歴評価手段
2E 履歴記憶手段
2F 送信動作監視手段
2G、3G サイクル制御手段
Claims (10)
- 無線で時刻情報を受信して時刻修正を行なう複数の子時計を含み、親時計及び複数の前記子時計はランク情報により階層化され、前記時刻情報を、前記親時計から当該親時計より1つ下位のランクの前記子時計へ、前記親時計より1つ下位のランクの当該子時計から前記親時計より2つ下位のランクの前記子時計へと、順次下位のランクの前記子時計へとリレー式に伝達する無線式親子時計システムであって、
前記子時計は、時刻情報を受信する受信手段と、前記受信された時刻情報に基づいて自己の時刻を修正する修正手段と、修正された自己の時刻に基づいて他の子時計の時刻を修正するための時刻情報を無線で送信する送信手段と、前記受信された時刻情報と区別するとともに、自己のランクを示すランク情報を前記送信される時刻情報に付して送信するため前記ランク情報を前記送信手段に与えるランク制御手段と、ランクオフセット情報に基づいて前記ランク情報にシステム内で共通のオフセットを与えるランクオフセット制御手段とを有し、
前記送信手段は、前記ランク情報、前記ランクオフセット情報に従い予め定められた時間に前記時刻情報を送信する
ことを特徴とする無線式親子時計システム。 - 前記子時計は、自己を識別する個体識別情報を前記送信される時刻情報に付して送信するための前記個体識別情報を前記送信手段に与える個体識別情報制御手段を備え、前記送信手段は、前記ランク情報、前記ランクオフセット情報及び前記個体識別情報制御手段からの前記個体識別情報に従い、他の子時計と重複しないように予め定められた時間に前記時刻情報を送信することを特徴とする請求項1に記載の無線式親子時計システム。
- 前記送信手段は、前記受信器の時刻情報の受信の可否、受信した前記時刻情報に付随するランク情報、及び受信した前記時刻情報の送信元の前記個体識別情報を含む受信状態情報を送信するものであり、前記親時計は、前記受信状態情報からシステム内の時刻情報の伝送状態を評価し、当該伝送状態が良好でないときに前記ランクオフセット情報を変更する手段を備えることを特徴とする請求項1または2に記載の無線式親子時計システム。
- 前記親時計は、前記送信手段を備え、前記ランク情報、前記ランクオフセット情報に従い予め定められた時間に前記時刻情報を送信するものであり、さらに、他の無線式親子時計システムの送信動作を監視する送信動作監視手段を備え、初期状態では前記送信動作を行わず、所定の期間前記送信動作監視手段によって他の無線式親子時計システムの送信動作の有無を監視し、他の無線式親子時計システムがあれば、前記ランクオフセット情報を変更することを特徴とする請求項1乃至3の何れかに記載の無線式親子時計システム。
- 前記送信手段は、前記受信器の時刻情報の受信の可否、受信した前記時刻情報に付随するランク情報、及び受信した前記時刻情報の送信元の前記個体識別情報を含む受信状態情報を送信するものであり、前記子時計の複数が前記ランク情報にて階層化されてあり、前記親時計からの前記時刻情報を上位のランクの前記子時計から下位のランクの前記子時計へと順次伝送するダウンリンク動作と、前記受信状態情報を下位のランクの前記子時計から上位のランクの前記子時計へと伝送して最終的に前記親時計に伝送するアップリンク動作とを行うものであり、前記ダウンリンク動作と前記アップリンク動作のサイクルを制御するサイクル制御手段を備えたことを特徴とする請求項1乃至4の何れかに記載の無線式親子時計システム。
- 前記送信手段は、前記受信器の時刻情報の受信の可否、受信した前記時刻情報に付随するランク情報、及び受信した前記時刻情報の送信元の前記個体識別情報を含む受信状態情報を送信するものであり、前記子時計の複数が前記ランク情報にて階層化されてあり、前記親時計からの前記時刻情報を上位のランクの前記子時計から下位のランクの前記子時計へと順次伝送するダウンリンク動作と、前記受信状態情報を下位のランクの前記子時計から上位のランクの前記子時計へと伝送して最終的に前記親時計に伝送するアップリンク動作とを行うものであり、前記ダウンリンク動作と前記アップリンク動作のサイクルを制御するサイクル制御手段を備え、前記ダウンリンク動作と前記アップリンク動作とを組み合わせて1つのサイクルの動作とし、当該サイクル動作期間の倍数の間隔を空けて当該サイクル動作を行うことを特徴とする請求項1乃至5の何れかに記載の無線式親子時計システム。
- 前記送信手段は、前記受信器の時刻情報の受信の可否、受信した前記時刻情報に付随するランク情報、及び受信した前記時刻情報の送信元の前記個体識別情報を含む受信状態情報を送信するものであり、前記子時計の複数が前記ランク情報にて階層化されてあり、前記親時計からの前記時刻情報を上位のランクの前記子時計から下位のランクの前記子時計へと順次伝送するダウンリンク動作と、前記受信状態情報を下位のランクの前記子時計から上位のランクの前記子時計へと伝送して最終的に前記親時計に伝送するアップリンク動作とを行うものであり、前記ダウンリンク動作と前記アップリンク動作のサイクルを制御するサイクル制御手段を備え、前記ダウンリンク動作の間隔より前記アップリンク動作の間隔が大きいことを特徴とする請求項1乃至5の何れかに記載の無線式親子時計システム。
- 無線で時刻情報を受信して時刻修正を行なう複数の子時計を含み、親時計及び複数の前記子時計はランク情報により階層化され、前記時刻情報を、前記親時計から当該親時計より1つ下位のランクの前記子時計へ、前記親時計より1つ下位のランクの当該子時計から前記親時計より2つ下位のランクの前記子時計へと、順次下位のランクの前記子時計へとリレー式に伝達する無線式親子時計システムで使用される子時計あって、
時刻情報を受信する受信手段と、前記受信された時刻情報に基づいて自己の時刻を修正する修正手段と、修正された自己の時刻に基づいて他の子時計の時刻を修正するための時刻情報を無線で送信する送信手段と、前記受信された時刻情報と区別するとともに、自己のランクを示すランク情報を前記送信される時刻情報に付して送信するため前記ランク情報を前記送信手段に与えるランク制御手段と、ランクオフセット情報に基づいて前記ランク情報にオフセットを与えるランクオフセット制御手段とを有し、前記送信手段は、前記ランク情報、前記ランクオフセット情報に従い予め定められた時間に前記時刻情報を送信する
ことを特徴とする子時計。 - 前記子時計は、自己を識別する個体識別情報を前記送信される時刻情報に付して送信するための前記個体識別情報を前記送信手段に与える個体識別情報制御手段を備え、前記送信手段は、前記ランク情報、前記ランクオフセット情報及び前記個体識別情報制御手段からの前記個体識別情報に従い、他の子時計と重複しないように予め定められた時間に前記時刻情報を送信することを特徴とする請求項8に記載の子時計。
- 前記親子時計システムは、前記子時計の複数が前記ランク情報にて階層化されてあり、前記親時計からの前記時刻情報を上位のランクの前記子時計から下位のランクの前記子時計へと順次伝送するダウンリンク動作と、受信状態情報を下位のランクの前記子時計から上位のランクの前記子時計へと伝送して最終的に前記親時計に伝送するアップリンク動作とを行うものであり、前記送信手段は、前記アップリンク動作の際に前記受信器の時刻情報の受信の可否、受信した前記時刻情報に付随するランク情報、及び受信した前記時刻情報の送信元の前記個体識別情報を含む前記受信状態情報を送信するものであり、さらに、前記ダウンリンク動作と前記アップリンク動作のサイクルを制御するサイクル制御手段を備えたことを特徴とする請求項9または8に記載の子時計。
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