KR102392071B1

KR102392071B1 - 장파 무선전파 시각 수신기

Info

Publication number: KR102392071B1
Application number: KR1020200092002A
Authority: KR
Inventors: 최태웅; 방승범; 최윤재
Original assignee: 최태웅; 방승범; 최윤재
Priority date: 2020-07-24
Filing date: 2020-07-24
Publication date: 2022-04-27
Also published as: KR20220013038A

Abstract

본 발명은 장파 무선전파 시각 수신기에 관한 것으로, 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 시각오류를 보정하지 않고, 오차가 허용범위를 벗어나게 되면 시각오류를 보정하는 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.

Description

장파 무선전파 시각 수신기{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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

또한, 본 발명의 다른 목적은 표준시각정보 복호화에 있어 유휴비트를 활용하여 부가 정보를 표시하는 장파 무선전파 시각 수신기를 제공하는 데 있다.

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 시각오류를 보정하지 않고, 오차가 허용범위를 벗어나게 되면 시각오류를 보정하는 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.

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.

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.

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.

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.

또한, 본 발명에 따르면 전파시간수신시 효과적인 전력운영을 통한 소비전력 최소화할 수 있다.

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.

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.

그러면 본 발명의 일실시예에 따른 장파 무선전파 시각 수신기에 대하여 자세히 설명한다.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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 시각오류를 보정하지 않고, 오차가 허용범위를 벗어나게 되면 시각오류를 보정한다. 이로 인해, 임계값은 RTC와 수신전파시간의 차를 1초 이내로 할 수 있다.

상기 표시부(300)는 장파무선 전파 수신장치(200)의 인터페이스부(219)를 통해 무브먼트 시계 또는 디지트 시계를 통해 시각을 표시할 수 있다.

여기서, 상기 디지트 시계의 경우 유휴비트를 통해 제공한 기상, 재난 등의 정보를 디스플레이를 통해 문자로 표시하며 동시에 스피커를 통해 음성 메시지로 전달할 수 있다.

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.

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.

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: 표시부

Claims

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 시각오류를 보정하지 않고, 오차가 허용범위를 벗어나게 되면 시각오류를 보정하는 마이크로프로세서(MCU)로 구성된 장파무선 전파 수신장치; 및
상기 장파무선 전파 수신장치의 인터페이스부를 통해 무브먼트 시계 또는 디지트 시계에 시각 정보를 표시하는 표시부;를 포함하되,
상기 장파표준전파는 장파표준전파는 표준시각코드(IRIG-H)가 탑재되어 있는 프로토콜로 이루어지는 것을 특징으로 하는 장파 무선전파 시각 수신기.
제1항에 있어서,
상기 표준시각코드는 시각비트 이외에 유휴비트로 구성되며,
상기 유휴비트를 통해 기상, 재난의 부가서비스 정보를 수신하여 표시부에 표시하는 것을 특징으로 하는 장파 무선전파 시각 수신기.
제1항에 있어서,
상기 디지트 시계의 경우 유휴비트를 통해 제공한 기상, 재난의 부가서비스 정보를 디스플레이를 통해 문자로 표시하며 동시에 스피커를 통해 음성 메시지로 전달하는 것을 특징으로 하는 장파 무선전파 시각 수신기.
제1항에 있어서,
상기 장파무선 전파 수신장치는,
안테나에 의해서 수신된 장파표준전파 신호로부터 소망하는 주파수 성분만을 추출하는 필터부와,
수정 진동자의 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, 재난의 부가서비스 정보를 전달하는 인터페이스부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장파 무선전파 시각 수신기.