KR20220013038A - Time receiver using long wave wireless - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a long wave radio wave time receiver, which comprises: an antenna for receiving long wave standard waves including 65KHz time information transmitted from a radio tower; a long wave radio wave receiving device including a receiving unit which receives time information and additional information on weather and disaster by automatically selecting a demodulation method through a detection result obtained through a peak detector (ASK) or a phase detector (BPSK) from a signal received from the antenna, and a microprocessor (MCU) which sets an initial radio wave reception time in a real time clock (RTC) in order to prevent excessive power consumption waste of the receiving unit, and compares the RTC with a received radio wave time, wherein the MCU performs no radio wave time reception when an error is within an allowable range, and receives radio waves to minimize a time error and power consumption when the error is out of the allowable range; and a display unit for displaying time information on a movement clock or a digit clock through an interface unit of the long wave radio wave receiving device. According to the present invention, the power consumption can be minimized through effective power operation when receiving a radio wave time.

Description

장파 무선전파 시각 수신기{Time receiver using long wave wireless}Time receiver using long wave wireless

본 발명은 장파 무선전파 시각 수신기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 시각오류와 소비전력을 최소화하며 표준시각정보 복호화의 유휴비트를 활용하여 부가 정보를 표시하는 장파 무선전파 시각 수신기에 관한 것이다. The present invention relates to a longwave radio time receiver, and more particularly, to a long wave radio time receiver that minimizes time errors and power consumption and displays additional information by using the idle bit of decoding standard time information.

지정된 전파탑에서 송신되는 시각정보를 바탕으로 시각을 맞추는 시계, 각 시보전파탑, 즉 표준주파수국의 시각정보는 원자시계를 바탕으로 하고 있기 때문에 그 정확성이 매우 높다. 전파시계(Radio clock) 또는 Radio-controlled clock이라고 부르기도 한다. The clock that sets the time based on the time information transmitted from the designated radio tower, the time information of each time signal tower, that is, the standard frequency station, is based on an atomic clock, so its accuracy is very high. It is also called a radio clock or radio-controlled clock.

단파를 사용하는 표준시보국도 있지만 대부분은 100kHz 이하의 장파를 사용한다. 장파를 주로 사용하는 이유는 지구가 둥글어도 회절로 지평선 너머까지 방송국 하나로 1000km 이상 먼거리 까지 지표파가 잘 전달되고 건물이나 벽 등 장애물로 인한 감쇠가 적어 콘크리트 건물안이나 얕은 지하나 터널에서도 잘 수신이 되기 때문이다. 다만 방송국 안테나가 거대해지는 것만 단점이다.There are standard time signal stations that use short waves, but most use long waves of 100 kHz or less. The main reason for using long waves is that even when the earth is round, surface waves are transmitted well over 1000 km with a single broadcasting station through diffraction, even when the earth is round. because it becomes The only downside is that the broadcasting station's antenna becomes huge.

전파시계에는 수신 받은 전파만으로 시각을 갱신하는 타입과, 자체적으로 쿼츠 등 시간 계측기를 탑재한 상태에서 그 오차만을 전파 시보로 교정하는 타입 두 종류가 있다. 전자는 대개 탁상용, 관상용 시계가 많고, 후자는 공공장소에 설치되는 대형 시계나 실용적 손목시계에 주로 쓰인다. There are two types of radio timepieces: a type that updates the time only with received radio waves and a type that corrects only the error with a radio time signal while equipped with a time measuring instrument such as quartz. The former is mostly used for tabletop and ornamental watches, and the latter is mainly used for large watches or practical wrist watches installed in public places.

종래 수신기에 탑재된 시간 계측을 통한 시각 오차 교정형 시각 수신장치는 전파환경의 수신감도편차에 따라 시각정보를 수신하지 못할 경우 시각교정의 오류로 인한 시각정보를 수신하지 못하게 된다. The conventional time measurement-based time-error-correction type time receiver cannot receive time information due to an error in time calibration when it fails to receive time information due to a reception sensitivity deviation of the radio wave environment.

또한, 종래 수신기는 상시 전파 수신 또는 빈번한 전파시각수신으로 인해 과도한 송·수신 시스템 운영 전력의 소비를 초래할 수 있으며, 또한, 종래 표준시각코드(IRIG-H)가 탑재되어 있는 프로토콜은 표준시각정보 복호화에 있어 유휴비트의 존재로 자원의 낭비를 초래하는 문제점이 있었다. In addition, the conventional receiver may cause excessive consumption of transmission/reception system operation power due to regular radio wave reception or frequent radio time reception, and, in addition, the protocol in which the conventional standard time code (IRIG-H) is loaded decodes the standard time information There was a problem in that resources were wasted due to the existence of idle bits.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 시각오류와 소비전력을 최소화하며, 안테나로부터 수신된 신호로부터 피크검출기(ASK) 또는 위상검출기(BPSK)를 통해 얻어지는 검출결과를 통해 복조방식을 자동으로 선택하여 시각정보를 오류 없이 수신하는 장파 무선전파 시각 수신기를 제공하는 데 있다.An object of the present invention to solve the above problems is to minimize visual error and power consumption, and to automatically demodulate the demodulation method through the detection result obtained through the peak detector (ASK) or the phase detector (BPSK) from the signal received from the antenna. It is to provide a long-wave radio wave visual receiver that receives visual information without error by selecting it.

또한, 본 발명의 다른 목적은 표준시각정보 복호화에 있어 유휴비트를 활용하여 부가 정보를 표시하는 장파 무선전파 시각 수신기를 제공하는 데 있다.Another object of the present invention is to provide a long-wave radio time receiver for displaying additional information by utilizing an idle bit in decoding standard time information.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 장파 무선전파 시각 수신기는 전파탑에서 송신되는 65KHz의 시각 정보가 포함된 장파표준전파를 수신하는 안테나; 상기 안테나로부터 수신된 신호로부터 피크검출기(ASK) 또는 위상검출기(BPSK)를 통해 얻어지는 검출결과를 통해 복조방식을 자동으로 선택하여 시각 정보와 기상, 재난의 부가 정보를 수신하는 수신부와, 상기 수신부의 과도한 전력소비 낭비를 방지하기 위해 RTC(Real Time clock)에 초기 전파수신시각 설정한 후 RTC와 수신 전파시각을 비교하여 오차가 허용범위에 존재하면 전파시각수신을 수행하지 않고, 오차가 허용범위를 벗어나게 되면 전파를 수신하여 시각오류와 소비전력을 최소화하는 마이크로프로세서(MCU)로 구성된 장파무선 전파 수신장치; 및 상기 장파무선 전파 수신장치의 인터페이스부를 통해 무브먼트 시계 또는 디지트 시계에 시각 정보를 표시하는 표시부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.The long-wave radio time receiver of the present invention for achieving the above object includes: an antenna for receiving standard long-wave radio waves including time information of 65 KHz transmitted from a radio tower; A receiver that automatically selects a demodulation method through a detection result obtained through a peak detector (ASK) or a phase detector (BPSK) from the signal received from the antenna to receive time information and additional information on weather and disaster; To prevent excessive power consumption waste, after setting the initial radio wave reception time in the RTC (Real Time clock), the RTC and the receiving propagation time are compared. a long wave radio wave receiving device composed of a microprocessor (MCU) that receives radio waves when it deviates to minimize visual errors and power consumption; and a display unit for displaying time information on a movement watch or a digit watch through the interface unit of the long wave radio wave receiver.

상기 장파표준전파는 표준시각코드가 탑재되어 있는 프로토콜로 이루어지며, 상기 표준시각코드는 시각비트 이외에 유휴비트로 구성되며, 상기 유휴비트를 통해 기상, 재난 등의 부가서비스 정보를 수신하여 표시부에 표시하는 것을 특징으로 한다.The long wave standard radio is made of a protocol in which a standard time code is loaded, and the standard time code is composed of idle bits in addition to the time bit, and additional service information such as weather and disaster is received through the idle bit and displayed on the display unit. characterized in that

상기 디지트 시계의 경우 유휴비트를 통해 제공한 기상, 재난 등의 부가서비스 정보를 디스플레이를 통해 문자로 표시하며 동시에 스피커를 통해 음성 메시지로 전달하는 것을 특징으로 한다.In the case of the digit watch, additional service information, such as weather and disaster, provided through idle bits is displayed as text through a display, and at the same time, it is characterized in that it is transmitted as a voice message through a speaker.

상기 장파무선 전파 수신장치는 안테나에 의해서 수신된 장파표준전파 신호로부터 소망하는 주파수 성분만을 추출하는 필터부와, 수정 진동자 등의 기준 발진원을 고주파 발진시키는 발진부와, MCU를 구동하는 크리스탈부와, 전원을 공급하는 전원부와, MCU에 접속되어 시각 신호의 수신을 행하도록 제어하는 스위치부와, 프로그램을 다운로드하는 포트부, 및 SPI 통신을 통해 표시부로 시각 정보와 기상, 재난 등의 부가서비스 정보를 전달하는 인터페이스부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.The long-wave radio wave receiving apparatus includes a filter unit for extracting only a desired frequency component from a long-wave standard radio signal received by an antenna, an oscillation unit for high-frequency oscillation of a reference oscillation source such as a crystal oscillator, and a crystal unit for driving an MCU; A power supply unit for supplying power, a switch unit connected to the MCU and controlling to receive a time signal, a port unit for downloading a program, and a display unit through SPI communication to display time information and additional service information such as weather and disasters It characterized in that it further comprises an interface unit for transmitting.

이상과 같이, 본 발명에 따르면 안정적인 전파시각정보 수신기를 통한 정확한 시각정보와 표준시각정보 복호화 프로토콜의 유휴비트 부가서비스 활용을 통한 기상, 재난 등의 정보를 다각화할 수 있다. As described above, according to the present invention, accurate time information through a stable radio time information receiver and information such as weather and disasters can be diversified through the use of the idle bit additional service of the standard time information decoding protocol.

또한, 본 발명에 따르면 전파시간수신시 효과적인 전력운영을 통한 소비전력 최소화할 수 있다.In addition, according to the present invention, it is possible to minimize power consumption through effective power operation when receiving radio time.

도 1은 본 발명에 따른 장파 무선전파 시각 수신기를 나타낸 개락도이다.
도 2는 본 발명에 따른 장파표준전파의 타임 코드 포맷을 도시하는 도면이다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명에 따른 장파 무선전파 시각수신기의 기판 앞면 및 뒷면을 나타낸 회로 구성도이다
도 4는 본 발명에 따른 장파 무선전파 시각수신기의 회로기판 사진이다. 1 is a schematic diagram showing a long-wave radio wave visual receiver according to the present invention.
2 is a diagram illustrating a time code format of long wave standard radio according to the present invention.
3a and 3b are circuit diagrams showing the front and back sides of the board of the long-wave radio wave visual receiver according to the present invention.
4 is a circuit board photograph of the long-wave radio wave visual receiver according to the present invention.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, embodiments of the present invention will be described in detail so that those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains can easily implement them. However, the present invention may be embodied in several different forms and is not limited to the embodiments described herein.

그러면 본 발명의 일실시예에 따른 장파 무선전파 시각 수신기에 대하여 자세히 설명한다.Then, a detailed description will be given of a long-wave radio time receiver according to an embodiment of the present invention.

도 1은 본 발명에 따른 장파 무선전파 시각 수신기를 나타낸 개락도이고, 도 2는 본 발명에 따른 장파표준전파의 타임 코드 포맷을 도시하는 도면이고, 도 3a 및 도 3b는 본 발명에 따른 장파 무선전파 시각수신기의 기판 앞면 및 뒷면을 나타낸 회로 구성도이며, 도 4는 본 발명에 따른 장파 무선전파 시각수신기의 회로기판 사진이다. 1 is a schematic diagram showing a long wave radio time receiver according to the present invention, FIG. 2 is a view showing a time code format of a long wave standard radio wave according to the present invention, and FIGS. 3A and 3B are long wave radio according to the present invention It is a circuit block diagram showing the front and back sides of the board of the radio wave time receiver, and FIG. 4 is a picture of the circuit board of the long wave radio wave time receiver according to the present invention.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 장파 무선전파 시각 수신기는 안테나(100), 장파무선 전파 수신장치(200), 및 표시부(300)를 포함하여 구성된다.1 to 4 , the long wave visual receiver according to the present invention is configured to include an antenna 100 , a long wave radio wave receiver 200 , and a display unit 300 .

상기 안테나(100)는 바 형태의 안테나로 이루어지며, 전파탑에서 송신되는 65KHz의 장파표준전파를 수신한다. 이때, 상기 안테나(100)는 시각 정보가 포함된 장파표준전파를 수신할 수 있도록 구성되어 있다. The antenna 100 is configured as a bar-shaped antenna, and receives a 65KHz long-wave standard radio wave transmitted from a radio tower. In this case, the antenna 100 is configured to receive a standard longwave radio wave including time information.

여기서, 상기 장파표준전파는 도 2에 나타낸 바와 같이 표준시각코드(IRIG-H)가 탑재되어 있는 프로토콜로 이루어지며, 상기 표준시각코드는 시각비트 이외에 유휴비트로 구성되어 있다. 이때, 본 발명에서는 유휴비트를 통해 기상, 재난 등의 부가서비스 정보를 수신하여 표시부(300)에 표시할 수 있다. Here, as shown in FIG. 2, the long wave standard radio is made of a protocol in which a standard time code (IRIG-H) is mounted, and the standard time code is composed of idle bits in addition to time bits. In this case, in the present invention, additional service information such as weather and disaster may be received through the idle bit and displayed on the display unit 300 .

상기 장파무선 전파 수신장치(200)는 수신부(210)와 마이크로프로세서(MCU)(220)로 구성될 수 있다. 여기서, 상기 장파무선 전파 수신장치(200)의 상세한 회로 구성은 후술하기로 한다.The long wave radio wave receiving apparatus 200 may include a receiving unit 210 and a microprocessor (MCU) 220 . Here, the detailed circuit configuration of the long-wave radio wave receiver 200 will be described later.

상기 수신부(210)는 안테나(100)로부터 수신된 신호로부터 피크검출기(ASK)(211) 또는 위상검출기(BPSK)(212)를 통해 얻어지는 검출결과를 통해 복조방식을 자동으로 선택하여 시각 정보와 기상, 재난 등의 부가서비스 정보를 수신한다. 이와 같이, 본 발명에서는 복조(Demodulation) 방법의 선택적 수신을 통하여 수신오류를 최소화할 수 있다.The receiver 210 automatically selects a demodulation method from a signal received from the antenna 100 through a detection result obtained through a peak detector (ASK) 211 or a phase detector (BPSK) 212 to obtain visual information and weather information. Receive additional service information such as , disaster, etc. As described above, in the present invention, a reception error can be minimized through selective reception of a demodulation method.

상기 마이크로프로세서(MCU)(220)는 수신부(210)의 과도한 전력소비 낭비를 방지하기 위해 RTC(Real Time clock)에 초기 전파수신시각 설정한 후 RTC와 수신 전파시각을 비교하여 오차가 허용범위에 존재하면 전파시각수신을 수행하지 않고, 오차가 허용범위를 벗어나게 되면 전파를 수신하여 시각오류와 소비전력을 최소화한다. 이로 인해, 임계값은 RTC와 수신전파시간의 차를 1초 이내로 할 수 있다. The microprocessor (MCU) 220 sets the initial radio wave reception time in RTC (Real Time Clock) to prevent excessive power consumption waste of the receiver 210, and then compares the RTC and the receive radio time to ensure that the error is within the allowable range. If there is, radio time reception is not performed, and when the error is out of the allowable range, the radio wave is received to minimize time error and power consumption. For this reason, the threshold value can make the difference between the RTC and the reception propagation time less than 1 second.

상기 표시부(300)는 장파무선 전파 수신장치(200)의 인터페이스부(219)를 통해 무브먼트 시계 또는 디지트 시계를 통해 시각을 표시할 수 있다. The display unit 300 may display the time through a movement watch or a digit watch through the interface unit 219 of the long wave radio wave receiver 200 .

여기서, 상기 디지트 시계의 경우 유휴비트를 통해 제공한 기상, 재난 등의 정보를 디스플레이를 통해 문자로 표시하며 동시에 스피커를 통해 음성 메시지로 전달할 수 있다. Here, in the case of the digit watch, information such as weather and disasters provided through idle bits can be displayed as text through a display and transmitted as a voice message through a speaker at the same time.

상기 장파무선 전파 수신장치(200)는 도 3 내지 4에 나타낸 바와 같이, 안테나(100)에 의해서 수신된 장파표준전파 신호로부터 소망하는 주파수 성분만을 추출하는 필터부(213)와, 수정 진동자 등의 기준 발진원을 고주파 발진시키는 발진부(214)와, 상기 안테나(100)로부터 수신된 신호로부터 피크검출기(ASK)(211) 또는 위상검출기(BPSK)(212)를 통해 얻어지는 검출결과를 통해 복조방식을 자동으로 선택하는 수신부(210)와, 상기 수신부(210)에서 표준 전파를 수신했을 때에 수신부(210)에서 수신된 시각 정보가 정확한지 여부를 판단하여 시각 정보를 수정하는 MCU(220)와, 상기 MCU(220)를 구동하는 크리스탈부(215)와, 전원을 공급하는 전원부(216)와, 상기 MCU(22)에 접속되어 시각 신호의 수신을 행하도록 제어하는 스위치부(217)와, 프로그램을 다운로드하는 포트부(218), 및 SPI 통신을 통해 표시부(300)로 시각 정보와 기상, 재난 등의 부가서비스 정보를 전달하는 인터페이스부(219)를 포함하여 구성된다. The long wave radio wave receiving apparatus 200 includes a filter unit 213 that extracts only a desired frequency component from the long wave standard radio signal received by the antenna 100, as shown in FIGS. 3 to 4, and a crystal vibrator. A demodulation method is performed through an oscillation unit 214 for high-frequency oscillation of a reference oscillation source, and a detection result obtained through a peak detector (ASK) 211 or a phase detector (BPSK) 212 from a signal received from the antenna 100. A receiving unit 210 that automatically selects, an MCU 220 that corrects the time information by determining whether the time information received from the receiving unit 210 is accurate when the receiving unit 210 receives a standard radio wave, and the MCU; A crystal unit 215 for driving 220, a power supply unit 216 for supplying power, a switch unit 217 connected to the MCU 22 and controlling to receive a time signal, and downloading a program It is configured to include a port unit 218 and an interface unit 219 that transmits time information and additional service information such as weather and disaster to the display unit 300 through SPI communication.

이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the scope of the present invention is not limited thereto. is within the scope of the right.

100: 안테나 200: 장파무선 전파 수신장치
210: 수신부 211: 피크검출기
212: 위상검출기 213: 필터부
214: 발진부 215: 크리스탈부
216: 전원부 217: 스위치부
218: 포트부 219: 인터페이스부
220: MCU 300: 표시부100: antenna 200: long wave radio wave receiving device
210: receiver 211: peak detector
212: phase detector 213: filter unit
214: oscillation unit 215: crystal unit
216: power unit 217: switch unit
218: port unit 219: interface unit
220: MCU 300: display unit

Claims (4)

전파탑에서 송신되는 65KHz의 시각 정보가 포함된 장파표준전파를 수신하는 안테나;
상기 안테나로부터 수신된 신호로부터 피크검출기(ASK) 또는 위상검출기(BPSK)를 통해 얻어지는 검출결과를 통해 복조방식을 자동으로 선택하여 시각 정보와 기상, 재난의 부가 정보를 수신하는 수신부와, 상기 수신부의 과도한 전력소비 낭비를 방지하기 위해 RTC(Real Time clock)에 초기 전파수신시각 설정한 후 RTC와 수신 전파시각을 비교하여 오차가 허용범위에 존재하면 전파시각수신을 수행하지 않고, 오차가 허용범위를 벗어나게 되면 전파를 수신하여 시각오류와 소비전력을 최소화하는 마이크로프로세서(MCU)로 구성된 장파무선 전파 수신장치; 및
상기 장파무선 전파 수신장치의 인터페이스부를 통해 무브먼트 시계 또는 디지트 시계에 시각 정보를 표시하는 표시부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 장파 무선전파 시각 수신기. An antenna for receiving standard longwave radio waves including time information of 65KHz transmitted from the radio tower;
A receiving unit that automatically selects a demodulation method through a detection result obtained through a peak detector (ASK) or a phase detector (BPSK) from the signal received from the antenna to receive time information and additional information on weather and disaster; To prevent excessive power consumption waste, after setting the initial radio wave reception time in the RTC (Real Time clock), the RTC and the receiving propagation time are compared. a long wave radio wave receiving device composed of a microprocessor (MCU) that receives radio waves when it deviates to minimize visual errors and power consumption; and
and a display unit for displaying time information on a movement watch or a digit watch through the interface unit of the long wave radio wave receiver. 제1항에 있어서,
상기 장파표준전파는 표준시각코드가 탑재되어 있는 프로토콜로 이루어지며,
상기 표준시각코드는 시각비트 이외에 유휴비트로 구성되며,
상기 유휴비트를 통해 기상, 재난 등의 부가서비스 정보를 수신하여 표시부에 표시하는 것을 특징으로 하는 장파 무선전파 시각 수신기.According to claim 1,
The long wave standard radio is made of a protocol in which a standard time code is loaded,
The standard time code consists of idle bits in addition to the time bits,
A long-wave radio time receiver, characterized in that receiving additional service information, such as weather and disaster, through the idle bit and displaying the received information on a display unit. 제1항에 있어서,
상기 디지트 시계의 경우 유휴비트를 통해 제공한 기상, 재난 등의 부가서비스 정보를 디스플레이를 통해 문자로 표시하며 동시에 스피커를 통해 음성 메시지로 전달하는 것을 특징으로 하는 장파 무선전파 시각 수신기.According to claim 1,
In the case of the digit watch, supplementary service information, such as weather and disaster, provided through idle bits is displayed as text through a display and at the same time transmitted as a voice message through a speaker. 제1항에 있어서,
상기 장파무선 전파 수신장치는 안테나에 의해서 수신된 장파표준전파 신호로부터 소망하는 주파수 성분만을 추출하는 필터부와, 수정 진동자 등의 기준 발진원을 고주파 발진시키는 발진부와, MCU를 구동하는 크리스탈부와, 전원을 공급하는 전원부와, MCU에 접속되어 시각 신호의 수신을 행하도록 제어하는 스위치부와, 프로그램을 다운로드하는 포트부, 및 SPI 통신을 통해 표시부로 시각 정보와 기상, 재난 등의 부가서비스 정보를 전달하는 인터페이스부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장파 무선전파 시각 수신기.According to claim 1,
The long wave radio wave receiving apparatus includes a filter unit for extracting only a desired frequency component from a long wave standard radio signal received by an antenna, an oscillation unit for high-frequency oscillation of a reference oscillation source such as a crystal oscillator, and a crystal unit for driving an MCU; A power supply unit for supplying power, a switch unit connected to the MCU to control reception of a time signal, a port unit for downloading a program, and a display unit through SPI communication to display time information and additional service information such as weather and disasters Long wave radio wave visual receiver, characterized in that it further comprises an interface unit for transmitting.
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