(57)【要約】【課題】  本発明は、信頼できる同期を供給しかつ高い導入及び保守費用を回避する無線同期時刻システムを提供する。【解決手段】  無線同期時報システム（１００）は、主マスタ事象装置（１１０）と二次スレーブ装置（１３）とを備えている。
2005526231.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＧＰＳ時報信号を受信するように動作可能である第１の受信機と、前記第１の受信機に接続されかつ前記ＧＰＳ時報を処理するように動作可能である第１のプロセッサと、前記第１のプロセッサに接続されかつ時報素子を含んでいるプログラム・インストラクションを記憶するように動作可能であるメモリと、時報コンポーネントを記憶しかつ前記記憶されたＧＰＳ時報信号に対して増分しその後に第１の内部時報を生成するように前記第１のプロセッサに接続された内部クロックと、前記第１のプロセッサに接続されかつ前記第１の内部時報及び前記プログラム・インストラクションを送信するように動作可能である送信機とを含んでいる主事象装置と、
前記第１の内部時報及び前記プログラム・インストラクションを無線で受信するように動作可能である第２の受信機と、前記第２の受信機に接続されかつ前記プログラム・インストラクションを選択的に記録するように動作可能である第２のプロセッサと、前記時報コンポーネントを記憶しかつ前記記憶された時報コンポーネントに対して増分しその後に第２の内部時報を生成するように前記第２の受信機に接続された内部クロックと、及び前記第２の内部時報が前記時報素子に一致するときに前記記録されたプログラム・インストラクションを実行するように動作可能である事象スイッチとを有している二次事象装置と、を備えている同期事象システム。
【請求項２】
前記プログラム・インストラクションは、時報を表示することを含む請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記プログラム・インストラクションは、所定の一定時刻に作動するように仕組まれた機能を実行することを含む請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記主事象装置は、前記第１のプロセッサに接続されかつ前記第１の内部時報及び前記プログラム・インストラクションを保存するように動作可能であるパワー割込みモジュールを更に含む請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
前記無線二次事象装置は、前記第２のプロセッサに接続されかつ前記第２の内部時報及び前記プログラム・インストラクションを保存するように動作可能であるパワー割込みモジュールを更に含む請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
前記送信機は、概ね７２〜７６ＭＨｚの間の周波数で前記第１の内部時報及び前記プログラム・インストラクションを送信する請求項１に記載のシステム。
【請求項７】
前記プログラム・インストラクションは、プリアンブル、シンク・ビット、パケット識別バイト、時バイト、分バイト、秒バイト、機能バイト、チェックサム・バイト、及びポストアンブルを含んでいるデータ・パケットを更に備えている請求項１に記載のシステム。
【請求項８】
前記主事象装置は、チャネル・スイッチ、タイム・ゾーン・スイッチ、及びサマータイム・バイパス・スイッチを更に備えている請求項１に記載のシステム。
【請求項９】
前記主事象装置は、前記第１のプロセッサに接続されかつ時、日、日付、及び受信状態を表示するように動作可能であるディスプレイを更に備えている請求項１に記載のシステム。
【請求項１０】
前記主事象装置は、前記プロセッサに接続されかつプログラミング情報を受信するように動作可能であるプログラマ入力コネクタを更に備えている請求項１に記載のシステム。
【請求項１１】
前記無線二次事象装置は、クロックを含む請求項１に記載のシステム。
【請求項１２】
主事象装置で事象信号を受信する段階と、
前記事象信号を処理する段階と、
前記処理した事象信号を無線で送信する段階と、
第２の受信機で前記処理した事象信号を無線で受信する段階と、かつ
前記処理した事象信号で事象を実行する段階と
を具備する事象システムを同期する方法。
【請求項１３】
前記事象を実行する段階は、時報を表示する段階を更に具備する請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記主事象装置における電源障害を検出しかつ前記電源障害における前記処理された事象信号を保存する段階を更に具備する請求項１２に記載の方法。
【請求項１５】
前記二次事象装置における電源障害を検出しかつ前記電源障害における前記処理された事象信号を保存する段階を更に具備する請求項１２に記載の方法。
【請求項１６】
前記処理された事象信号は、概ね７２〜７６ＭＨｚの間の周波数で送信される請求項１２に記載の方法。
【請求項１７】
前記処理された事象信号を無線で送信する段階は、プリアンブル、シンク・ビット、パケット識別バイト、時バイト、分バイト、秒バイト、機能バイト、チェックサム・バイト、及びポストアンブルを含んでいるデータ・パケットを送信する段階を更に具備する請求項１２に記載の方法。
【請求項１８】
前記事象信号は、衛星航法システム信号を備えている請求項１２に記載の方法。
【請求項１９】
チャネルを選択する段階と、
タイム・ゾーンを選択する段階と、及び
サマータイム・バイパス・スイッチを選択する段階と
を更に具備する請求項１２に記載の方法。
【請求項２０】
受信表示を表示する段階を更に具備する請求項１２に記載の方法。
【請求項２１】
プログラマ入力を受信する段階を更に具備する請求項１２に記載の方法。
【請求項２２】
主マスター装置でＧＰＳ時報信号を受信する段階と、
メモリから動作データを検索する段階と、
前記ＧＰＳ時報信号及び前記動作データを無線で送信する段階と、
第２の受信機を含んでいる第２の装置で前記ＧＰＳ時報信号及び前記動作データを無線で受信する段階と、
前記第２の受信機に接続された第２のメモリに前記動作データを選択的に記憶する段階と、
前記第２の受信機に接続された前記第２のメモリに前記ＧＰＳ時報信号を記憶する段階と、及び
前記ＧＰＳ時報信号及び前記動作信号により前記第２の受信機に接続された前記第２の装置で事象を実行する段階と
を具備する一定時刻に作動するように仕組まれたシステムを制御する方法。
【請求項２３】
前記事象を実行する段階は、時報を表示する段階を更に具備する請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
電源障害を検出しかつ前記電源障害における前記時報コンポーネント及び前記動作データを保存する段階を更に具備する請求項２２に記載の方法。
【請求項２５】
前記ＧＰＳ時報信号及び前記動作データは、概ね７２〜７６ＭＨｚの間の周波数で前記主マスター装置によって送信される請求項２２に記載の方法。
【請求項２６】
前記主マスター装置によって前記ＧＰＳ時報信号及び前記動作データを無線で送信する段階は、プリアンブル、シンク・ビット、パケット識別バイト、時バイト、分バイト、秒バイト、機能バイト、チェックサム・バイト、及びポストアンブルを含んでいるデータ・パケットを送信する段階を更に具備する請求項２２に記載の方法。
【請求項２７】
チャネルを選択する段階と、
タイム・ゾーンを選択する段階と、及び
サマータイム・バイパス・スイッチを選択する段階と
を更に具備する請求項２２に記載の方法。
【請求項２８】
受信表示を表示する段階を更に具備する請求項２２に記載の方法。
【請求項２９】
プログラマ入力を受信する段階を更に具備する請求項２２に記載の方法。
【請求項３０】
主マスター装置でＧＰＳ時報信号を受信する段階と、
第１の内部クロックに前記ＧＰＳ時報信号を設定する段階と、
前記ＧＰＳ時報信号に対して前記第１の内部クロックを増分する段階と、
メモリから予プログラム時報素子及び予プログラム機能素子を含んでいる動作データを検索する段階と、
前記第１の内部クロックから第１の内部時報を検索する段階と、
前記第１の内部時報及び前記動作データを無線で送信する段階と、
第２の受信機で前記第１の内部時報及び前記動作データを無線で受信する段階と、
第２のメモリに前記動作データを選択的に記録する段階と、
第２の内部クロックを前記内部時報に設定する段階と、
前記第１の内部時報に対して前記第２の内部クロックを増分する段階と、
前記第２の内部クロックから第２の内部時報を検索する段階と、
前記第２の内部時報を表示する段階と、
前記予プログラム機能素子から機能を識別する段階と、及び
前記第２の内部時報が前記予プログラム時報素子に一致する場合に前記機能を実行する段階と
を具備する一定時刻に作動するように仕組まれたシステムを無線で同期する方法。
【請求項３１】
電源障害を検出しかつ前記電源障害における前記第１の内部時報及び前記動作データを保存する段階を更に具備する請求項３０に記載の方法。
【請求項３２】
電源障害を検出しかつ前記電源障害における前記第２の内部クロック及び前記動作データを保存する段階を更に具備する請求項３０に記載の方法。
【請求項３３】
前記ＧＰＳ時報信号及び前記動作データは、概ね７２〜７６ＭＨｚの間の周波数で前記主マスター装置によって送信される請求項３０に記載の方法。
【請求項３４】
前記主マスター装置によって前記内部時報及び前記動作データを無線で送信する段階は、プリアンブル、シンク・ビット、パケット識別バイト、時バイト、分バイト、秒バイト、機能バイト、チェックサム・バイト、及びポストアンブルを含んでいるデータ・パケットを送信する段階を更に具備する請求項３０に記載の方法。
【請求項３５】
チャネルを選択する段階と、
タイム・ゾーンを選択する段階と、及び
サマータイム・バイパス・スイッチを選択する段階と
を更に具備する請求項３０に記載の方法。
【請求項３６】
受信表示を表示する段階を更に具備する請求項３０に記載の方法。
【請求項３７】
プログラマ入力を受信する段階を更に具備する請求項３０に記載の方法。
【請求項３８】
主マスター装置でＧＰＳ時報信号を受信する段階と、
第１の内部クロックに前記ＧＰＳ時報信号を設定する段階と、
前記ＧＰＳ時報信号に対して前記第１の内部クロックを増分する段階と、
前記第１の内部クロックから第１の内部時報を検索する段階と、
前記第１の内部時報を無線で送信する段階と、
第２の受信機で前記第１の内部時報を無線で受信する段階と、
前記第２の受信機に接続された第２の内部クロックを前記第１の内部時報に設定する段階と、
前記第１の内部時報に対して前記第２の内部クロックを増分する段階と、
前記第２の内部クロック時報から第２の内部時報を検索する段階と、及び
前記第２の内部時報を表示する段階と
を具備する一定時刻に作動するように仕組まれたシステムを無線で同期する方法。
【請求項３９】
電源障害を検出しかつ前記電源障害における前記第１の内部時報及び前記動作データを保存する段階を更に具備する請求項３８に記載の方法。
【請求項４０】
電源障害を検出しかつ前記電源障害における前記第２の内部クロック及び前記動作データを保存する段階を更に具備する請求項３８に記載の方法。
【請求項４１】
前記ＧＰＳ時報信号及び前記動作データは、概ね７２〜７６ＭＨｚの間の周波数で前記主マスター装置によって送信される請求項３８に記載の方法。
【請求項４２】
前記主マスター装置によって前記内部時報及び前記動作データを無線で送信する段階は、プリアンブル、シンク・ビット、パケット識別バイト、時バイト、分バイト、秒バイト、機能バイト、チェックサム・バイト、及びポストアンブルを含んでいるデータ・パケットを送信する段階を更に具備する請求項３８に記載の方法。
【請求項４３】
チャネルを選択する段階と、
タイム・ゾーンを選択する段階と、及び
サマータイム・バイパス・スイッチを選択する段階と
を更に具備する請求項３８に記載の方法。
【請求項４４】
受信表示を表示する段階を更に具備する請求項３８に記載の方法。
【請求項４５】
プログラマ入力を受信する段階を更に具備する請求項３８に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、同期時刻システムに関し、そして特に制御“マスタ”装置によって送信された信号によって同期された“スレーブ”装置を有しているシステムに関する。さらに特に、本発明は、マスタ装置が信号をスレーブ装置に無線で送信する同期時刻システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
通常のハードワイヤード同期時刻システム（例えば、クロックまたはベル・システム等）は、学校や工場施設で一般に用いられる。これらのシステムの装置は、同期システムを生成するために一緒にワイヤで接続される。そのようなシステムで要求される大量の配線のために、導入及び保守費用は高い。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
通常の無線同期時刻システムは、ハードワイヤードではなく、その代わりに、システムを同期するために装置間の無線通信に依存する。例えば、一つのそのようなシステムは、クロックのシステムを同期するために、WWVB（米国時報局）ラジオ時刻信号を利用する。この種のラジオ制御型クロック・システムは、WWVBラジオ時刻信号を放送するマスタ・ユニットと、時刻信号を受信する複数のスレーブ・クロック（ユニット）とを一般に含む。適格に同期するために、スレーブ・クロック・ユニットは、それらが放送WWVB信号を適切に受信できる場所に配置されなければならない。電源、コンピュータ・モニタ、及びその他の電子機器によって生成された妨害は、信号の受信を妨げうる。更に、ラジオ制御型スレーブ・クロックのアンテナは、それが、建物の壁に隠れている、コンジット、ワイヤ、ブラケット、及びボルト、等を含んでいる一定の金属物体の近くに配置された場合には、離調することができる。信頼できる同期を供給しかつ高い導入及び保守費用を回避する無線同期時刻システムは、そのようなシステムのユーザによって歓迎されるであろう。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明によれば、無線同期時刻システムは、衛星航法システム（“ＧＰＳ”）時刻信号を受信するように動作可能である第１の受信機と、ＧＰＳ時報信号を処理するように第１の受信機に接続された第１のプロセッサとを含んでいる主事象装置または“マスタ”装置を備えている。また、主事象装置は、第１のプロセッサに接続されかつ予プログラム時報素子(time element)及び予プログラム機能素子を含んでいる、プログラム・インストラクションを記憶するように動作可能であるメモリを含む。また、主事象装置は、時刻コンポーネント（構成要素）を記憶しかつ記憶された時刻コンポーネントに対して増分しその後で第１の内部時刻を生成するように第１のプログラムに接続された内部クロックを含む。主事象装置には送信機も含まれかつ第１の内部時刻及びプログラム・インストラクションを送信するように第１のプログラムに接続されている。
【０００５】
同期事象システムは、主事象装置によって送信される、第１の内部時刻及びプログラム・インストラクションを無線で受信するように第２の受信機を有している二次事象装置または“スレーブ”装置を更に含む。二次事象装置は、プログラム・インストラクションを選択的に記録（登録）するように第２の受信機に接続された第２のプロセッサと、時刻コンポーネントを記憶しかつ記憶された時刻コンポーネントに対して増分しその後で第２の内部時刻を生成するようにプロセッサに接続された第２の内部クロックと、及び第２の内部時刻がプログラム・インストラクションの予プログラム時刻素子に一致する場合に記録（登録）されたプログラム・インストラクションを実行するように動作可能である事象スイッチとを含む。
【０００６】
好適な実施形態では、二次事象装置または“スレーブ”装置は、アナログ・クロック、デジタル・クロック、時刻-制御型スイッチング装置（例えば、ベル、ライト、等）、または、時刻及び機能性を他の装置に同期する必要があるその他の装置を含みうる。これらの装置では、プログラム・インストラクションは、時刻を表示するためのインストラクション（命令）及び/又は所定の一定時刻に作動するように仕組まれた(timed)機能を実行するためのインストラクションを含む。プログラム・インストラクションは、主事象装置または“マスタ”装置によって“スレーブ”ユニット装置に放送される。このようにして、例えば、マスタ装置は、アナログ・スレーブ・クロックのシステムによって表示された時刻を同期し、スレーブ・ベルのシステムを同期させて音を鳴らし、スレーブ・デジタル・クロックのシステムによって表示された時刻を同期し、または時刻及び/または機能性が同期されることが望ましい装置のその他のシステムを同期する。
【０００７】
好適な実施形態では、これらのシステムは、電源障害の場合に内部時刻及びプログラム・インストラクションを保存するようにプロセッサに接続された電源中断モジュールを更に含む。“マスタ”主事象装置及び“スレーブ”二次事象装置の両方は、電源障害を検出しかつ現在の時刻情報を別のメモリ・モジュールに記憶することができる。
【０００８】
システムは、マスタ装置でＧＰＳ時刻信号をまず受信しかつ第１の内部クロックをＧＰＳ時刻信号に設定することによって同期される。次いで、第１の内部クロックは、第１の内部時刻を生成するためにＧＰＳ時刻信号に対して増分される。予プログラム時刻素子及び予プログラム機能素子を含んでいる、プログラム・インストラクションの形式の動作データは、次いで、メモリから検索されかつ第１の内部時刻と一緒に無線で送信される。“スレーブ”装置における第２の受信機は、第１の内部時刻及び動作データを無線で受信しかつそれを選択的に記録（登録）する。“スレーブ”装置内の第２の内部クロックは、第１の内部時刻に設定されかつ第２の内部時刻を生成するためにそれに対して増分される。アナログ・クロックのような、好適な実施形態では、第２の内部時刻を単に表示する。ベルのシステムのような、その他のスレーブ装置では、機能は、予プログラム機能素子から識別されかつ第２の内部時刻が予プログラム時刻素子に一致する場合に実行される（例えば、ベルが鳴らされる）。
【０００９】
更なる特徴及び利点は、現在認識されるような本発明を実行する最良のモードを例示する好適な実施形態の以下の詳細な説明の考慮により当業者に明らかになるであろう。
【実施例】
【００１０】
図１を参照すると、本発明による無線同期時刻システム１００は、受信部１１５を通して第１の時刻信号を受信しかつ第２の時刻信号を複数の“スレーブ”二次事象(secondary event)装置１３０に放送する、主“マスタ”装置１１０を含む。受信部１１５は、ＧＰＳ時刻信号コンポーネント（構成要素）を含んでいる、衛星航法システム（グローバル・ポジショニング・システム(“ＧＰＳ”)）信号を受信するアンテナ１２９を有しているＧＰＳ受信機１２７を含む。受信部１１５は、以下に更に説明するように、ＧＰＳ時刻信号コンポーネントをそれが処理される主マスタ装置１１０に送信する。
【００１１】
主マスタ装置１１０は、信号を二次または“スレーブ”装置１３０に無線で送信する、送信部１２０を更に含む。スレーブ装置１３０に送信される信号は、プログラマー入力接続１２５を通して主マスタ装置１１０に入力される処理済みＧＰＳ時刻信号コンポーネント及び/又はプログラム・インストラクションを含む。プログラム・インストラクションは、スレーブ装置１３０を同期するために、ＧＰＳ時刻信号コンポーネントと一緒に、主マスタ装置１１０によって用いられる、予プログラム時刻素子(preprogrammed time element)及び予プログラム機能素子(preprogrammed function element)を含む。処理済ＧＰＳ時刻信号コンポーネント及びプログラム・インストラクションは、概ね７２〜７６ＭＨｚの周波数でスレーブ装置１３０に無線で送信される。
【００１２】
図１に示すように、二次またはスレーブ装置１３０の例は、ベル、ライト、またはロック、等のような、多数の装置のいずれかに関連付けられうる、アナログ時刻ディスプレイ１４５、デジタル時刻ディスプレイ１３５、及びスイッチング装置１４０を含む。二次装置１３０のそれぞれは、主マスタ装置１１０から処理済ＧＰＳ時刻信号コンポーネント及びプログラム・インストラクションを無線で受信するアンテナ１５０を含む。また、二次装置１３０のそれぞれは、マスタ装置から受信した処理済時刻信号及びプログラム・インストラクションを処理するプロセッサ（図１に示されていない、図４の素子４１０及び図５の素子５２５を参照）を含む。以下に更に説明するように、プログラム・インストラクションの予プログラム時刻素子がスレーブ装置によって生成された第２の時刻と一致する場合には、事象が実行される。
【００１３】
図１に示した、アナログ時刻ディスプレイ１４５に対して、事象は、現在の時刻を視覚的に表示するために時、分、及び秒針を位置決めすることを含む。デジタル時刻ディスプレイ１４５に対して、事象は、現在の時刻をデジタル的に表示することを含む。時刻制御型スイッチング装置１４０に対して、事象は、スイッチによって制御されうる多数の事象のいずれかを含みうる。例えば、ベルのシステムは、特定の時刻にベルを鳴らすスイッチを含みうる。代替的に、光のシステムは、特定の時刻にライトをオンまたはオフにするスイッチを含みうる。スレーブ装置は、テレビ、ラジオ、電気ドア・ロック、等のような、特定の時刻に特定の機能性が実行されることが望ましい多数の電子装置のいずれかを含みうるということが当業者には容易に理解されるであろう。
【００１４】
図２を参照すると、主マスタ装置１１０の詳細な図が示されている。主マスタ装置１１０は、ＧＰＳ時刻信号入力受信部またはコネクタ２０５で受信部１１５（図１）からＧＰＳ時刻信号コンポーネントを受信する。主マスタ装置１１０は、プロセッサ２１０、メモリ２１５、プログラマ入力コネクタ１２５、ディスプレイ２２５、送信部１２０、及び動力付(powered)入力ソケット２３５を更に含む。主マスタ装置１１０のこれらの素子は、以下に説明するように、スレーブ・ユニット１３０を同期するために用いられる情報を受信し、処理し、かつ送信する役割をする。更に、チャネル・スイッチ２４５、タイム・ゾーン（時間帯）スイッチ２５０、及びサマータイム・バイパス・スイッチ２５５が主マスタ装置１１０に含まれる。そして、主マスタ・デバイス１１０は、パワー・ロス（電力損失）の場合に内部時刻及びプログラム・インストラクションを保存するためにプロセッサ２１０に接続された電源中断モジュール２５８を含む。
【００１５】
マスタ装置１１０をパワー・アップすることにより、プロセッサ２１０は、チャネル・スイッチ２４５、タイム・ゾーン・スイッチ２５０、及びサマータイム・バイパス・スイッチ２５５のセッティングをチェックする。プロセッサ２１０は、スイッチ情報をメモリ２１５に記憶する。ＧＰＳ信号は、ＧＰＳ信号アンテナ１２９を通して受信されかつＧＰＳ時刻信号コンポーネントは、それ（ＧＰＳ信号）から抽出される。受信部またはコネクタ２０５がＧＰＳ時刻信号コンポーネントを受信した場合には、プロセッサ２１０は、チャネル・スイッチ２４５、タイム・ゾーン・スイッチ２５０、及びサマータイム・バイパス・スイッチ２５５のスイッチ情報によりそれを調整し、かつ第１の内部時刻を生成するために内部クロック２６０を処理済ＧＰＳ時刻信号コンポーネントに設定する。
【００１６】
チャネル・スイッチ２４５は、ユーザに、使用エリア（領域）における送信に対してベストであると決定された特定の送信周波数を選択させ、かつそれら（主マスタ装置）の間で妨害をもたらすことなくオーバーラップする放送エリアで追加の主マスタ装置を独立して動作させる。ＧＰＳ時刻信号は、協定世界時（“ＵＴＣ”）を使用し、かつ所望のタイム・ゾーンに対して正確な時刻及び日付を表示するために特定数の補整（補正）時間を必要とする。タイム・ゾーン・スイッチ２５０は、ユーザに所望のタイム・ゾーンを選択させ、かつワールドワイドの使用を許容する。そして、ＧＰＳ時刻信号は、サマータイム情報を含まないかもしれない。結果として、サマータイム調整を必要としないエリアのユーザは、自動サマータイム調整プログラムをバイパスするためにサマータイム・バイパス・スイッチ２５５を設定することを要求される。手動サマータイム調整は、パワー入力ソケット２３５から電源（図示省略）を切断し、タイム・ゾーン・スイッチ２５０を所望のタイム・ゾーンに調整しかつ電源をパワー入力ソケット２３５に再接続することによって達成することができる。
【００１７】
一度プロセッサ２１０が上述したスイッチのセッティングによりＧＰＳ時刻信号コンポーネントを調整しかつ第１の内部時刻を生成するために内部クロック２６０をセットしたならば、内部クロック２６０は、ＧＰＳ受信機１２７（図１）から別のＧＰＳ時刻信号が受信されるまで第１の内部時刻を増分することを開始する。ＧＰＳ時刻信号を受信する間、内部クロック２６０は、データ情報及び受信状態に加えて、ディスプレイ２２５に表示される、第１の内部時刻を独立して保持する。時刻信号を処理することに加えて、プロセッサ２１０は、また、連続ベースで新しいプログラム・インストラクションをチェックし、新しいプログラム・インストラクションをメモリ２１５に記憶する。簡単に上述したように、プログラム・インストラクションを入力するために、ユーザは、プログラム・インストラクションをコンピューティング装置（例えばパーソナル・コンピュータ、ＰＤＡ、等）にキー入力し、かつプログラマ入力コネクタ１２５を通してプログラム・インストラクションを主マスタ装置１１０に転送する。プログラム・インストラクションは、メモリ２１５に記憶されかつ、内部クロック２６０に保持された第１の内部時刻と一緒に、チャネル・スイッチ２４５で設定された送信周波数で送信部１２０を通して送信される。
【００１８】
第１の内部時刻及びプログラム・インストラクションは、図３Ａ及び３Ｂに示すようなデータ・プロトコルを用いてマスタ装置１１０によって送信される。図３Ａは、予プログラム時刻素子を備えて、かつ１０ビット・プリアンブル３０４、シンク・ビット３０８、パケット識別バイト３１２、時バイト３１６、分バイト３２０、秒バイト３２４、チェックサム・バイト３２８及びポストアンブル・ビット３３２を有しているタイム・パケット構成３００を示す。図３Ｂは、予プログラム機能素子を備え、かつ１０ビット・プリアンブル３５４、シンク・ビット３５８、パケット識別バイト３６２、時バイト３６６、分バイト３７０、機能バイト３７４、チェックサム・バイト３７８及びポストアンブル・ビット３８２を有している機能パケット構成３５０を示す。各二次スレーブ装置１３０は、マスタ装置１１０によって放送された信号を受信しかつ図３Ａの時刻パケット構成及び図３Ｂの機能パケット構成による情報を含んでいる。二次スレーブ装置は、プログラム・インストラクションを選択的に記憶（登録）するためにパケット識別バイト３１２または３６２をそのプロセッサ（即ち、図４の４１０または図５の５２５）でプログラムされた内部識別番号に一致させることを試みる。時刻パケット構成３００及び機能パケット構成３５０は、情報がこれらのパケットを用いてだいたい送信されうるように異なる構成サイズを有しうることは、当業者には容易に理解されるであろう。例えば、時刻パケット構成は、既存のタイミング・バイトに加えて、月バイト、日バイト、年バイト、及び週の日バイトを含みうる。同様に、機能パケット構成３５０は、図３Ｂに示した、時、分、及び機能バイト３６６、３７０、及び３７４によってトリガされた事象の実行を終了するために追加の時、分、及び関数バイトを含みうる。
【００１９】
図４を参照すると、図１のアナログ・スレーブ・クロック１４５の図が示されている。スレーブ・クロック１４５は、アンテナ１５０及び第２の受信機４０６を有している第２の受信部４０２を含む。また、スレーブ・クロック１４５は、第２の針４３２、分針４３４、及び時針４３６を含んでいる一組の針４３０を含んでいる、第２のプロセッサ４１０、第２のメモリ４１５、第２の内部クロック４２０及びアナログ・ディスプレイ４２５を含む。マスタ装置１１０のように、二次スレーブ・クロック１４５は、また、スレーブ・クロック１４５へのパワーロス（電力損）の場合に内部時刻及びプログラム・インストラクションを保存するためにプロセッサ４１０に接続されたパワー割込みモジュール４３８を含む。
【００２０】
図４Ａは、手動時刻設定ホイール４６５、及びアナログ・ディスプレイ４２５の針４３０の位置を設定するための押しボタン４７０を有しているクロック機構（movement)ボックス４５０を示す。クロック機構ボックス４５０は、通常のアナログ・ディスプレイ壁掛けクロックの後ろに見出される種類であり、かつそのようなクロックを設定するために用いられる。アナログ・スレーブ・クロック１４５を設定することにおいて、クロック機構ボックス４５０の手動時刻設定ホイール４６５は、針４３０の組がＧＰＳ時刻（即ち、実際の時刻）の２９分内の時刻を示すまで最初に回される。パワーがスレーブ・アナログ・クロック１４５に供給された場合に、第２の針４３２は、停止することを開始する。クロック機構ボックス４５０の押しボタン４７０は、第２の針が１２時の位置に到達したときに押し下げられる。これは、第２の針４３２が１２時の位置にあることを第２のプロセッサ４１０に信号で知らせて、第２のプロセッサ４１０が第２の針４３２の位置を“知ること”を可能にする。押しボタン４７０は、いつでも、第２の針４３２が分針４３４と交差するときに再び押し下げられる。これは、第２のプロセッサ４１０がクロック・ダイアル上の分針４３４の位置を“知ること”を可能にする。（ここで参考文献として採り入れられるＯ‘Ｎｅｉｌｌによる米国特許出願第０９/６４５，９７４号を参照）。
【００２１】
マスタ装置１１０にそれ自体を同期するために、スレーブ装置１４５の第２の受信機４０６は、第１の内部時刻及びプログラム・インストラクションを含む送信周波数またはチャネルを自動的かつ連続的にサーチする。受信部４０２が第１の内部時刻を無線で受信しかつ識別する場合には、プロセッサ４１０は、受信した第１の内部時刻を第２の内部クロック４２０に記憶する。第２の内部クロック４２０は、第２の内部時刻を生成するために増分することを直ぐに開始する。第２の内部時刻は、別の第１の内部時刻信号がスレーブ・クロック１４５によって受信されるまで第２の内部クロック４２０によって保持される。プロセッサ４１０が、一組の針４３０が遅れ時間を表示するということを決定した場合には（即ち、最初の内部時刻信号がスレーブ・クロック１４５によって最後に受信されたので、第２の内部クロック４２０が遅れた）、プロセッサ４１０は、秒針４３２及び分針４３４の両方が新たに確立された第２の内部時刻に合致するまで第２の針４３２を毎秒１ステップから毎秒８ステップにスピード・アップする。プロセッサ４１０が、一組の針４３０が進み時間を示すということを決定した場合には（即ち、第１の内部時刻信号がスレーブ・クロック１４５によって最後に受信されたので、第２の内部クロック４２０がマスタ装置によってリレーされた時刻信号よりも早く移動した）、プロセッサ４１０は、秒針４３２及び分針４３４の両方が新たに確立された第２の内部時刻に合致するまで毎秒１ステップから５秒毎１ステップに第２の針４３２をスロー・ダウンする。
【００２２】
同期された時刻信号を単に表示するスレーブ・クロックに加えて、スレーブ装置１３０は、図５に示したスイッチング・スレーブ装置１４０を含みうる。時刻信号を単に表示する代わりに、スイッチング・スレーブ装置１４０は、特定の時刻で事象を実行するために時刻信号を利用する。このようにして、スレーブ・スイッチング装置のシステムを同期することができる。スレーブ・スイッチング装置１４０は、アンテナ１５０及び第２の受信機５２０を有している第２の受信部５１０、第２のプロセッサ５２５、第２の内部クロック５３０、第２のメモリ５３５、オペレーティング・スイッチ５４０、及び装置電源５５０を含む。二次スレーブ・スイッチング装置１４０は、マスタ装置１１０及びスレーブ・クロック１４５のパワー割込みモジュールと同様に、連続ベースで内部時刻及びプログラム・インストラクションを保存するようにプロセッサ４１０に接続されたパワー割込みモジュール５５２を更に含む。二次スレーブ・スイッチング装置１４０は、同期して制御されるべきである、多数の装置５５５のいずれか一つを含む。制御される装置５５５により、装置の第１のエンド５６０は、オペレーティング・スイッチ５４０の通常開（ノーマル・オープン）エンド（“ＮＯ”）５６５または通常閉（ノーマル・クローズド）エンド（“ＮＣ”）５７０に接続される。次いで、装置電源５５０の第１のパワー・リード線５７５は、装置５５５の第２のエンド５８０に接続され、措置電源５５０の第２のパワー・リード線５８５は、回路を完成するためにオペレーティング・スイッチ５４０の通常開エンド５６５または通常閉エンド５７０に接続される。
【００２３】
スレーブ・クロック１４５の受信機４０６のように、スレーブ・スイッチング装置１４０の第２の受信機５２０は、マスタ装置１１０から第１の内部時刻及びプログラム・インストラクションを含む送信周波数またはチャネルを自動的にサーチする。受信部５１０が第１の内部時刻を無線で受信しかつ識別する場合には、第２のプロセッサ５２５は、第２の内部クロック５３０に受信した第１の内部時刻を記憶する。第２の内部クロック５３０は、別の第１の内部時刻信号がマスタ装置１１０から受信されるまで第２の内部時刻を生成するために増分することを直ぐに開始する。更に、プログラム・インストラクションは、メモリ５３５に記憶される。第２の内部時刻とプログラム・インストラクションの予プログラム時刻素子との間に一致が存在する場合には、予プログラム機能素子が実行される。例えば、予プログラム時刻素子が日の時刻を含み、かつ予プログラム機能素子がライトをオンに切替えるインストラクションを含む場合には、ライトは、第２の内部クロック５３０がプログラム・インストラクションの予プログラム時刻素子で特定されたその時刻に到達するときにオンに切替えられる。
【００２４】
図６を参照すると、フローチャート６００は、本発明による無線同期時刻システムを示す。フローチャート６００は、あらゆる数のスレーブ装置のシステムに対して本発明による無線同期時刻システムによって実行される段階（ステップ）を示す。処理は、マスタ装置がＧＰＳ時刻信号を受信する受信ステップ６１０で開始する。フローチャートのステップ６１０で示したように、マスタ装置は、連続的に探しかつ新しいＧＰＳ時刻信号を受信する。次に、ステップ６１５で第１の内部クロックは、受信されたＧＰＳ時刻に設定される。次に、第１の内部クロックは、ステップ６２０で第１の内部時刻を増分することを開始する。並列パスにおいて、ステップ６２５で、マスタ装置は、システムのユーザによって入力されたプログラム・インストラクションを受信する。再び、フローチャートは、マスタ装置が、ユーザがいつでもシステムに更なるプログラム・インストラクションを追加しうるようにプログラム・インストラクションを連続的に受信できるということを示す。上述したように、プログラム・インストラクションは、予プログラム時刻素子及び予プログラム機能素子を含む。次いで、プログラム・インストラクションは、ステップ６２７で第１のメモリに記憶される。次に、事前設定期間時刻にステップ６２９で到達した場合に、プログラム・インストラクションは、ステップ６３０で検索されかつ第１の内部時刻と一緒にステップ６３５でスレーブ装置にステップ６３２で送信される。換言すると、第１の内部クロックが特定の事前設定時刻（例えば、５分毎）に到達した場合には、プログラム・インストラクション及び第１の内部時刻は、スレーブ装置に無線で送信される。
【００２５】
プログラム・インストラクション及び/又は第１の内部時刻は、ステップ６４０においてスレーブ装置で受信される。スレーブ装置がクロックのように、時刻を単に同期して表示するが、機能性を実行しない場合には、プログラム・インストラクションを受信する必要がない。ベル、ライト、ロック、等のようなスレーブ装置では、第１の内部時刻に加えて、ステップ６４２において、プロセッサは、パケット識別バイトがスレーブ装置識別に一致するようなそれらのプログラム・インストラクションを選択する。選択されたプログラム・インストラクションは、次いで、ステップ６４５で二次的スレーブ装置におけるメモリに記憶または記録される。次いで、二次内部クロックは、第２の内部時刻を生成するためにステップ６５０で第１の内部時刻に設定される。ステップ６５５において、第１の内部クロックと同様に、第２の内部クロックは、第２の内部時刻を増分することを開始する。第２の内部時刻は、ステップ６５５で表示される。その間に、機能は、ステップ６７０で予プログラム機能素子から識別される。第２の内部時刻がステップ６７５で予プログラム時刻素子に一致するように増分された場合には、機能は、ステップ６８０で実行される。さもなければ、二次スレーブ装置は、一致が識別されるまで第２の内部時刻を予プログラム時刻素子と比較することを続ける。
【００２６】
第１の内部クロック及び第２の内部クロックの両方が増分し、そしてそれゆえに比較的現在の時刻を独立して保持するということは、当業者によって容易に理解されるであろう。従って、ある理由により、マスタ装置が最新ＧＰＳ時刻信号を受信しない場合には、それは、第１の内部時刻をそれでも送信することができる。同様に、ある理由により、スレーブ装置がマスタ装置から信号を受信しない場合には、第２の内部クロックは、比較的現在の時刻をそれでも維持するであろう。このようにして、スレーブ装置は、マスタ装置との無線通信が中断される場合には、比較的現在の時刻をそれでも表示し及び/又は比較的正確な時刻事象で特定の機能を実行するであろう。更に、マスタ装置は、ＧＰＳ信号を放送している衛星による無線通信が中断された場合でも、比較的現在の時刻及び比較的現在のプログラム・インストラクションを放送するであろう。更に、マスタ及びスレーブ装置のパワー割込みモジュールは、スレーブ及び/又はマスタ装置への電源中断の場合に比較的同期されたシステムを保持するように支援する。
【００２７】
本発明は、上記説明に示された構成の詳細及びコンポーネントの構成または図面に示されたものにそのアプリケーションにおいて限定されないということが理解される。本発明は、その他の実施形態が可能であり、様々な方法で実用化されかつ実行されることが可能である。また、ここで用いられる語句及び専門用語は、説明の目的のためでありかつ限定するものとして考慮されるべきではないということが理解されるであろう。ここにおける“含んでいる”及び“備えている”の使用及びそれらの変形は、それに従ってその後にリストされた項目及び追加の項目を含むことを意味する。本発明は、一定の好適な実施形態を参照して詳細に記述されたが、変形及び変更は、特許請求の範囲に記述されかつ規定されたような本発明の適用範囲及び精神内に存在する。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】図１は、ＧＰＳ信号を受信しかつ時刻及びプログラム・インストラクション(programmed instruction)をスレーブ装置のシステムに放送するマスタ装置を含んでいる本発明による無線同期時刻システムのブロック図を示す。
【図２】図２は、図１のマスタ装置のブロック図を示す。
【図３Ａ】図１の時刻要素の送信に用いられる時刻パッケージ構成を示す。
【図３Ｂ】図１のプログラム・インストラクション要素の送信に用いられる機能パッケージ構成を示す。
【図４】図１のアナログ・クロック・スレーブ装置のブロック図を示す。
【図４Ａ】図４のスレーブ・クロックのセッティングに用いられるクロック機構ボックスを示す。
【図５】装置の機能性を制御するためのスイッチを含む、図１のスレーブ装置のブロック図を示す。
【図６】本発明による無線同期時刻システムの機能性を図示しているフローチャートを示す。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図４Ａ】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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