CN103995461B - 蓝牙无线电波校零、授时系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种蓝牙无线校零、授时系统及方法，包括显示部分，MCU电路，电动马达，BLE通讯模块，其中显示部分为LCD显示屏或时间指示指针及LCD显示屏，BLE通讯模块为蓝牙或低功耗蓝牙BLE模块，控制电路为MCU电路，省去了大部分的传统电波表的校时结构，使得成本降低的同时更可以使钟表更加耐用，可以自动实现长时间的定期进行授时和校准，修正日差，使钟表内部芯片建立精准的纠偏机制，极大的减轻了用工成本和人工的劳动强度，使低成本的钟表也可以达到高成本钟表所达到的同样的时间精度，还可以完全解决电波表在无电波信号状态下走时不准确的问题，同时也轻松实现在使用者到达各个国家时，进行不同时区的调整。
Description
技术领域
本发明涉及智能手表校准技术领域，特别涉及一种蓝牙无线电波校零、授时系统及方法。
背景技术
随着社会经济的发展，智能手机和智能手表成为新兴发展的产业。
现有技术:普通石英钟表,无法授时纠正走时偏差,完全靠手动；而电波钟表虽然解决了定时授时问题,但成本高昂,并且在更换电池时,系统掉电失去了对当前指针位置的记忆,需要人工干预,手工调整指针校零(例如:指针指向12点整位置)，费时费力。另外电波钟表授时存在地域性问题：
1.存在盲区，盲区无法实施授时
2.只能授予本国时间，无法指示其他时区时间
但是目前的现有技术中，电波钟,电波表包括显示部分(LCD或行针或LCD+行针)，按键操作部分，电路PCB部分，天线部分,电源部分，壳体部分,当钟表更换电池，造成钟表的指示时间和标准时间不一致时，这就需要通过手动的方式将钟表的时间调整到与标准时间接近或一致，以达到准确表达时间的目的。
现有技术中，传统电波钟、电波表在断电更换电池后，内部CPU(即MCU电路板)无法得知指针实际指示位置，例如:MCU电路默认内部此时是12点整。这样就会出现指针指示位置和MCU电路实际运行的时间出现偏差。从而导致授时时指针指向不正确的位置，这样必然造成用户读取时间的困扰。
而传统做法的调整时间方法为：手动按键将指针调到12点整附近位置，按键使指针停下，微调至三个指针都指向12点后，再按键退出归零模式，这样就可以做到指针和内部MCU电路板时间表达一致。此时接收电波授时后指针追时到当前时间。
建立这种对应关系的第一步便需要将行针校准到零点，MCU计数值清零，这时再设置具体的时间，钟表芯片便可计算获得将行针指示到具体时间位置所需的驱动次数。如，当重新置换电池时，而钟表芯片又无法获得行针的位置信息，那就只能通过行针校零，将行针驱动到确定位置与马达计数建立起关联。这就造成了不仅操作烦琐，而且由于人工的问题而会导致校时效率极低。
发明内容
针对现有技术中现有电波表存在盲区和调时校零操作烦琐以及不能授予世界时间的上述不足，本发明实施例的目的是提供一种更好的相比电波授时系统更经济的蓝牙无线电波校零、授时系统及方法，使得相比电波钟表成本更低的同时更可以使钟表达到高精度电波表的走时精度，能自动实现精确对准的同时，极大的减轻了人工的劳动强度。
为了达到上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：
一种蓝牙无线电波校零、授时系统，包括显示部分，MCU电路，电动马达，蓝牙通讯模块，其中显示部分为LCD显示屏或时间指示指针及LCD显示屏，其特征在于，
蓝牙通讯模块为传统蓝牙或低功耗蓝牙BLE模块，控制电路为MCU电路，MCU电路与BLE通讯模块之间通过电路连接，MCU电路与电动马达之间通过驱动模块连接，时间指示指针与电动马达通过万用转向轴连接，MCU电路用于解析蓝牙信号的指令，转化为对指令操作，以用于控制电动马达的转动，时间指示指针通过由电动马达控制、进行旋转来调整指针的位置。
本发明提供一种蓝牙无线电波校零的方法,其特征在于，包含以下步骤：
A1：智能手机的蓝牙模块或低功耗蓝牙BLE模块与钟表的蓝牙模块或低功耗蓝牙BLE模块建立蓝牙连接；
A2：当钟表需要更换电池后，或通过钟表按键进入校准零点模式，或在手机APP上选择校准零点位功能，在此状态下指针停止不动；
A3：在智能手机APP中手动录入当前钟表上的时间指针数据；
A4:在手机APP上选择校零按钮，将录入的指针的数据以指令信号的形式传送给钟表的蓝牙模块或低功耗蓝牙BLE模块，MCU电路板解析信号后进行与指针指示位置关联，以做到内部MCU电路板和指针时间表达一致。
本发明还提供一种蓝牙无线电波授时方法,其特征在于，包含以下步骤：
Q1：智能手机开机，完成注册运营商网络，获取到标准时间；
Q2：智能手机的蓝牙模块或低功耗蓝牙BLE模块与钟表的蓝牙模块或低功耗蓝牙BLE模块建立蓝牙连接；
Q3：在智能手机APP上，点击授时/同步时间相关按钮，APP将手机网络时间透过蓝牙模块或低功耗蓝牙BLE模块，以指令信号的形式传送给钟表的蓝牙模块或低功耗蓝牙BLE模块；
Q4：由钟表的MCU电路解析蓝牙的指令信号后，与现有钟表上的现有时间进行对比，若当前钟表时间数据与手机网络时间数据不同步时，则控制电动马达转动，进行自动旋转时间指示指针，同步时间达到当前的正确时间；若当前钟表时间数据与手机网络时间数据同步时，则不进行授时。
作为上述技术方案的优选，所述一种蓝牙无线电波授时系统的方法,还包括如下步骤：
Q5：智能手机APP上设定进行定时定期的授时操作,使得MCU控制电路不断得到来自手机APP的蓝牙模块或低功耗蓝牙BLE模块的反馈参数修正值,建立起长期精确走时的误差修正参数表,从而使得一个普通精度的钟表可以做到以年为单位下一秒不差.并且误差随时或定时被修正。
作为上述技术方案的优选，所述一种蓝牙无线电波授时系统的方法,还包括如下步骤：
Q6：通过智能手机APP的蓝牙模块及时将当地天气、温度、湿度信息推送给钟表的蓝牙模块,由MCU电路解析蓝牙的指令信号后，将结果显示在LCD显示屏上。
作为上述技术方案的优选，所述一种蓝牙无线电波授时系统的方法,还应用于在使用者选择不同国家、地区的时区间的快速调整与授时。
本发明实施例提供的蓝牙无线电波校零、授时系统及方法,与传统的技术相比，通过当前时钟指示的时间数据输入智能手机APP，利用蓝牙将手表行针的位置信息告知手表芯片，不需再经过校零环节即可进行校准对时，比传统电波表的操作更简单，成本更低，通过与智能手机APP的多次授时，可以实现长时间的定期进行授时和校准，修正日差，使钟表内部芯片建立精准的纠偏机制，达到智能修正的目的，能实现精确对准的同时，极大的减轻了用工成本和人工的劳动强度，使低成本的电控表机芯也可以达到高成本电波表钟表所达到的同样的时间精度，而且可以完全解决电波表在无电波信号状态下无法授时的问题，同时也可以轻松实现在使用者到达或未到各个国家时，进行不同时区的授时。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例的蓝牙无线电波校零、授时系统及方法的授时示意图。
图2为本发明实施例的蓝牙无线电波校零、授时系统及方法的指针校准示意图。
图3为本发明实施例的蓝牙无线电波校零、授时系统及方法的软件步骤流程示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明的附图，对本发明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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。
运营商基站的时钟源是非常精准，本身就可以使用GPS或北斗卫星系统提供的铯/铷原子钟的时间。可以为通信网络提供非常精准的时间源。例如，北斗的授时精度可以达到：100纳秒(0.0000001秒)这就为运营商网络中注册的手机设备提供了很好的精准时间源，即：手机只要成功注册运营商网络即可以获取到精准的时间。
因此，手机实际上只要注册入网络就成为最接近使用者的标准时间源，而且无需再开启GPS来获取时间。
本专利申请的实施例就是将手机获取到的标准时间再透过蓝牙无线传输授时给钟表。使钟表获得比电波钟更便捷的授时方式。使用者可以透过智能手机提供的APP非常容易地对钟表进行授时，或设置由APP定期给钟表授时。
在实际使用中，通过智能手机APP的使用，极大优化了校零的步骤，如下操作简单易行：先按键或直接在智能手机APP中操作控制钟表进入归零模式，指针停下不动，人眼读取当前指针指示的时间是几点几分几秒，手工录入到APP界面，接下来在智能手机APP界面操作归零相关按键，这时APP将手表指针表达的时间通过蓝牙送给钟表的MCU中，当MCU得到目前指针指示的实际时间后就可以修正内部MCU时间与指针一致，做到时间同步了。接下来再授时，时间指示就完全一致了。
如图1-3所示，一种蓝牙无线电波校零、授时系统，包括显示部分，MCU电路，电动马达，蓝牙或低功耗蓝牙通讯模块，其中显示部分为LCD显示屏或时间指示指针及LCD显示屏，蓝牙或低功耗蓝牙通讯模块，控制电路为MCU电路，MCU电路与蓝牙或低功耗蓝牙通讯模块之间通过电路连接，MCU电路与电动马达之间通过驱动模块连接，时间指示指针与电动马达通过万用转向轴连接，MCU电路用于解析蓝牙信号的指令，转化为对指令操作，以用于控制电动马达的转动，时间指示指针通过由电动马达控制、进行旋转来调整指针的位置，这样的结构比传统电波表的成本降低的同时更可以使钟表更加耐用。
跟传统的电波授时技术相比，本专利申请方法精度更高更便捷更具可操作性，由于电波授时工作频率在几十KHz，而蓝牙工作在2.4GHz频率(无线电频率越高，天线尺寸越小，传输距离越短，因此蓝牙天线尺寸小于电波接收天线)节省了电路空间和成本，同时用户无需等待授时基站广播即可操作。并且通过跟智能手机配合，授时不存在电波授时的盲区问题；并且加上了误码检错机制避免了电波授时可能会出现的授时误码问题。
跟GPS、北斗等卫星系统授时相比，此方法在精度相当的情况下可以在卫星无法覆盖的室内用手机对钟表进行授时，并且节省了钟表上的GPS接收机电路和GPS天线，成本更优，更省电，并且简便易操作，无需等待卫星信号同步时间，人工操作在1～2秒即可完成授时。
跟传统钟表做法相比，本专利申请的实施例方法还可以方便地授予钟表世界各地的时间，例如：让钟表在美国指示中国的标准时间，只要在手机APP中点选相应的世界时间的授时功能即可轻松完成。
通过本专利申请实施例的方法，省去了冗长的将指针都手工操作至指向12点位置所花费的时间，旧方法最长需要7分钟左右才能使三针归于12点整。另外操作的人需要盯住指针旋转，一旦到12点整就要按键停止指针转动，再微调修正到刚好。操作非常繁琐，执行效率极低。而采用我们的新方法，只要让钟表时间停下来，录入指针指示时间进APP界面，点相应界面图标将时间透过蓝牙送给钟表即完成了指针和内部时间同步的动作了。整个操作时间也就20秒中左右。
在下表中，给出了现有技术中的GPS钟表，传统电波钟、表结构与校时方法的各项指标，与本专利申请实施例给出的各项指标的比较，可明显的看到，本专利申请给出的技术方案具有明显的多项优势。
在下表中，给出了现有技术中的传统电波钟、表的校零耗时方法与本专利申请给出的校零耗时方法的对比测试数据，可明显的看到，本专利申请给出的技术方案具有明显的多项优势。
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 (7)
1.一种蓝牙无线校零的方法,其特征在于，包含以下步骤：
A1：智能手机的蓝牙模块或低功耗蓝牙BLE模块与钟表的蓝牙模块或低功耗蓝牙BLE模块建立蓝牙连接；
A2：当钟表需要更换电池后，或通过钟表按键进入校准零点模式，或在手机APP上选择校准零点位功能，在此状态下指针停止不动；
A3：在智能手机APP中手动录入当前钟表上的时间指针数据；
A4：在手机APP上选择校零按钮，将录入的指针的数据以指令信号的形式传送给钟表的蓝牙模块或低功耗蓝牙BLE模块，MCU电路板解析信号后进行与指针的关联，以做到内部MCU电路板和指针时间表达一致。
2.根据权利要求1所述的一种蓝牙无线校零方法,其特征在于，在步骤A4后，还包括如下步骤：
Q1：智能手机开机，完成注册运营商网络，获取到标准时间；
Q2：智能手机的蓝牙模块或低功耗蓝牙BLE模块与钟表的蓝牙模块或低功耗蓝牙BLE模块建立蓝牙连接；
Q3：在智能手机APP上，点击授时/同步时间相关按钮，APP将手机网络时间透过蓝牙模块或低功耗蓝牙BLE模块，以指令信号的形式传送给钟表的蓝牙模块或低功耗蓝牙BLE模块；
Q4：由钟表的MCU电路解析蓝牙的指令信号后，与现有钟表上的现有时间进行对比，若当前钟表时间数据与手机网络时间数据不同步时，则控制电动马达转动，进行自动旋转时间指示指针，同步时间达到当前的正确时间；若当前钟表时间数据与手机网络时间数据同步时，则不进行授时。
3.一种蓝牙无线授时方法,其特征在于，包含以下步骤：
Q1：智能手机开机，完成注册运营商网络，获取到标准时间；
Q2：智能手机的蓝牙模块或低功耗蓝牙BLE模块与钟表的蓝牙模块或低功耗蓝牙BLE模块建立蓝牙连接；
Q3：在智能手机APP上，点击授时/同步时间相关按钮，APP将手机网络时间透过蓝牙模块或低功耗蓝牙BLE模块，以指令信号的形式传送给钟表的蓝牙模块或低功耗蓝牙BLE模块；
Q4：由钟表的MCU电路解析蓝牙的指令信号后，与现有钟表上的现有时间进行对比，若当前钟表时间数据与手机网络时间数据不同步时，则控制电动马达转动，进行自动旋转时间指示指针，同步时间达到当前的正确时间；若当前钟表时间数据与手机网络时间数据同步时，则不进行授时。
4.根据权利要求3所述的一种蓝牙无线授时方法,其特征在于，所述一种蓝牙无线授时系统的方法,还包括如下步骤：
Q5：智能手机APP上设定进行定时定期的授时操作,使得MCU控制电路不断得到来自手机APP的蓝牙模块或低功耗蓝牙BLE模块的反馈参数修正值,建立起长期精确走时的误差修正参数表,从而使得一个普通精度的钟表可以做到以年为单位下一秒不差,并且误差随时或定时被修正。
5.根据权利要求3所述的一种蓝牙无线授时方法,其特征在于，所述一种蓝牙无线授时系统的方法,还包括如下步骤：
Q6：通过智能手机APP的蓝牙模块及时将当地天气、温度、湿度信息推送给钟表的蓝牙模块,由MCU电路解析蓝牙的指令信号后，将结果显示在LCD显示屏上。
6.根据权利要求3所述的一种蓝牙无线授时方法,其特征在于，所述一种蓝牙无线授时系统的方法,还应用于在使用者选择不同国家、地区的时区间的快速调整与授时。
7.一种应用权利要求1或3所述的蓝牙无线校零、授时方法的系统，包括显示部分，MCU电路，电动马达，BLE通讯模块，其中显示部分为LCD显示屏或时间指示指针及LCD显示屏，其特征在于，
还包括与运营商基站网络连接的智能手机APP，BLE通讯模块为蓝牙或低功耗蓝牙BLE模块，控制电路为MCU电路，智能手机APP、MCU电路以及BLE通讯模块之间通过电路连接，MCU电路与电动马达之间通过驱动模块连接，时间指示指针与电动马达通过万用转向轴连接，MCU电路用于解析蓝牙信号的指令，转化为对指令操作，以用于控制电动马达的转动，时间指示指针通过由电动马达控制、进行旋转来调整指针的位置。
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