一种指针式多功能智能时钟制造技术

本发明专利技术一种指针式多功能智能时钟属于石英钟设计技术领域，尤其是设计一种基于双模蓝牙的指针式多功能智能时钟的设计方法。一种指针式多功能智能时钟，包括钟面、指针、机芯，其还包括机芯齿轮箱和机芯驱动电路，机芯驱动电路通过4.2V充电电池供电，备用时钟模块连接到机芯驱动电路上，同时机芯驱动电路还连接有温湿度传感器模块、可燃和有毒气体检测模块、PM2.5颗粒检测模块和低功耗双模蓝牙接口模块，低功耗双模蓝牙接口模块上还连接有音频解码与功放模块和TF存储卡模块。本发明专利技术实现了时钟向着智能化、人性化和网络家居化发展，这是当前高速网路信息化社会的一个必然趋势。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术一种指针式多功能智能时钟属于石英钟设计
，尤其是设计一种指针式多功能智能时钟。
技术介绍
目前市场上出现的指针式的能够自动控制校准时间的石英钟，主要有三种: 第一种，通过220V交流电源供电，通过局域以太网或485网络或互联网获得网络中的中心母钟或NTP服务器获取标准时间，然后为指针式石英钟终端自动授时。这种产品最大缺点: (I)不能电池供电；(2)需要通过有线的网络获取授时，一般需要在用户入住建筑物的前期装修期间就铺设通信网络接口和电源电缆，大多应用于办公楼、医院、铁路、广场等公共场合，不适合民用，且功耗大、价格昂贵，需要实时在线供电。第二种，指针钟本身不用有线网络，直接接收GPS信号授时，但要架设较长的室外天线，因为在居家及办公建筑室内一般接收不到GPS信息，不利于安装和施工，且需要220V电源在线供电，不适合室内独立应用场合。第三种，电波指针钟: 通过接收中国国家授时中心电波塔(河南商丘)发射的北京标准时间无线电信号BPC (频率68.5KHz)，利用时钟内置微处理器转换，控制时钟的走动，使时钟显示时间与北京标准时间保持准确一致。其靠普通电池供电，内置天线接收长波授时电台信号，在建筑物内对长波电台授时信号解码从而得到标准时间信息。这种产品最大缺点:(I)虽然解决了室外天线问题，但局限性很大，无线长波授时电台覆盖的范围很不健全，即便是能覆盖的地区，其落在建筑物内的信号十分微弱，对所处的地址位置有严格要求，在室内安装时，要考虑建筑物对电波的屏蔽性，需要人工手持石英钟在室内移动踩点后安装，而且解码电路复杂，解码时间很长，效率低下。(2)不同国家的电波频率不一样，解码电路不一样，覆盖范围不一样，导致设计成本高昂。(3)电波钟信号微弱，解码电路复杂，一般内嵌在机芯中，使得机芯的结构非常复杂。前述的三种具有以下共同缺点: (I)应用局限性很大，对安装的地理位置有特殊要求。(2)功能单一，只能授时，没有其他功能。(3)不能随意显示世界各大时区的时间，相对来讲，电波钟在经济性、民用化、家庭化等方面做的最好，但也只是针对某一国家或地区的授时，在某一时区或地区工作的电波钟，不能够指示另一个时区的时间。(4)不能与当前应用最普及的智能手机和移动互联网连接并交换信息。(5)不能在智能家居中应用，不具有环境监测和有毒及可燃气体报警等常用辅助功能。(6)不能方便地设置和管理闹钟和提醒功能，不能灵活地配置灯光和音乐等提醒方式。(7)铃声提醒音乐等文件不能任意下载。(8)不能对家庭或使用场所的重要成员的场景出现行为进行识别和记录。
技术实现思路
本专利技术为解决现有技术中的不足，提供一种应用于家庭的石英钟提供一种新的设计方案，具体的设计方案为:一种指针式多功能智能时钟，包括钟面、指针、机芯，其特征在于还包括机芯齿轮箱和机芯驱动电路，机芯驱动电路通过4.2V充电电池供电，备用时钟模块连接到机芯驱动电路上，同时机芯驱动电路还连接有温湿度传感器模块、可燃和有毒气体检测模块、PM2.5颗粒检测模块和低功耗双模蓝牙接口模块，低功耗双模蓝牙接口模块上还连接有音频解码与功放模块和TF存储卡模块。为了更好的实现本专利技术的技术方案，可以进一步的将上述技术方案改进为: 所述的机芯驱动电路是以单片机为主处理器，控制驱动齿轮机芯的时分马达、秒马达。所述的音频解码与功放模块，采用音频解码芯片和功放芯片播放MP3格式或WMA格式音乐铃声，该部分电路由蓝牙接口模块的主处理器控制。所述的温湿度传感器模块，采用DHTll传感器，单片机通过1 口模拟传感器的单总线时序读取传感器数据。所述的可燃和有毒气体检测模块采用MQ-2烟雾气敏传感器模块，有毒气体检测采用半导体式VOC气体传感器，由机芯驱动模块处理器控制。所述的PM2.5颗粒检测模块，采用灰尘传感器，由机芯驱动模块处理器控制。所述的机芯齿轮箱由机芯驱动模块处理器控制，齿轮箱有2个马达，分别通过传动齿轮连接来驱动秒针和时分针。所述的低功耗双模蓝牙接口模块，接口采用的蓝牙控制器是TI的CC2564双模蓝牙芯片，集成了 BR/EDR/LE并与蓝牙兼容。本专利技术的基于双模蓝牙的指针式多功能智能时钟主要功能如下: (I)主要针对家庭使用，利用广泛使用的手机蓝牙实现自动校时，不存在因为信号弱而需要事先安装踩点的问题，非常适合居家民用、办公等各类场合。(2)手机通过蓝牙与时钟终端交换数据，每天在用户设定的时间根据用户设定的模式与时钟终端进行时间校准，并通过蓝牙获取时钟终端的各种环境监测信息，对环境数据进行分析、存储和报警等处理，同时向智能时钟终端下达各种命令或文件管理等信息。(3)智能时钟终端利用充电电池供电，可以环境监测、手机对时、闹钟、家庭事件提醒、音乐和电池管理等功能。(4)智能时钟终端具有蓝牙4.0接口，能够通过低功耗LE模式和传统BR/EDR模式两种方式与蓝牙手机通信，既能适应高速传送音乐铃声等场合，也更适合低功耗传送数据量不大的时间校准和传感数据采集等应用，能最大程度的节约电池电能。(5)时钟终端利用无线蓝牙接口可以接收和指示手机提供的世界各大时区时间，使之面向的应用场合更加广泛。(6)利用蓝牙技术，时钟终端可实现对持有手机用户的活动场景等进行记录，即:可以记录每天手机真正的自动对时的时间和次数，也可记录和统计用户到现场的时间，这对某些特殊用户可能具有某种证明、保障或保护证据之类的意义。手机APP还可以把这个信息通过互联网络不定期发送到智能钟企业的中心服务器，用来统计分析客户的喜好以便改进智能钟的设计或分析客户群的市场分布等其他应用。( 7 )特殊的机芯齿轮箱设计 大多数局域网络指针石英钟的机芯都是金属机芯，价格昂贵，且精度不高，常年运行耗电和机械磨损很大，不能电池供电。电波钟机芯虽然采用塑封制作，但其内置电波天线和电路，结构非常复杂，容易出机械或电路故障。为此本产品设计了价格低廉的塑料专用扫秒和跳秒齿轮箱，齿轮箱仅具有分马达和秒马达及归零反馈传感器等基本功能，电路实用简单，成本低廉，整体结构简洁，完全靠灵活的机芯外驱动电路板模块驱动机芯马达运行，便于检修、升级和调试。 (8)低功耗的外部机芯驱动模块设计 该模块采用MSP430F4152超低功耗单片机为核心，利用4.2V可充电锂电池和专用的静态电流仅有0.1微安的绑定驱动电路，实现低功耗的驱动工作电压在1.5V左右的机芯分针马达和秒针马达，整机的功耗极低。( 9 )低功耗蓝牙4.0接口模块设计 采用MSP430F5438低功耗单片机为蓝牙主机主处理器，控制器采用TI公司功能强大的CC2564双模蓝牙芯片，支持高速和低功耗两种应用，可最大程度的节约电能。(10)智能钟上位手机APP软件设计，通过手机蓝牙接口，可多模式的设定与智能钟的各种校时和通信方案。(10)整机系统为了降低成本，利用非常便宜的普通晶振，采用软件补偿算法和硬件电容微调等技术确保指针指示时间准确，在没有蓝牙校时的情况下，一天中的石英钟自运行累计误差小于100毫秒。(11)智能钟时间源通过手机APP可以获取手机自身时间或这通过手机上网获得各种授时网站提供的时间，也可以通过智能钟备用时钟电路获取最后的备用时间，时间源的选择更加多样化。【附图说明】图1为本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种指针式多功能智能时钟，包括钟面、指针、机芯，其特征在于机芯包括机芯齿轮箱和机芯驱动电路，机芯驱动电路通过4.2V充电电池供电，备用时钟模块连接到机芯驱动电路上，同时机芯驱动电路还连接有温湿度传感器模块、可燃和有毒气体检测模块、PM2.5颗粒检测模块和低功耗双模蓝牙接口模块，低功耗双模蓝牙接口模块上还连接有音频解码与功放模块和TF存储卡模块。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘常强，常新华，谭坚军，于成波，姬永刚，
申请(专利权)人：烟台北极星石英钟有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37