(57)【要約】【課題】空間を伝播する電波信号を使用してデータ転送する親子時計システムのための、外部から攻撃電波や妨害電波に対する防御対応策を提供する。【解決手段】本発明は、親時計から無線で時刻情報を受信して時刻修正を行なう複数の子時計を含む親子時計システムであって、子時計は、受信手段で受信した電波強度を測定する電波強度測定手段（６１）と、これにより測定された受信電波強度を記憶する電波強度記憶手段（６２）と、電波強度記憶手段で記憶された履歴中の電波強度の平均値を計算して平均値に基づいて決められる所定範囲から現在、受信部で受信された電波を電波強度測定手段で測定した電波強度が逸脱している場合は異常電波として判断する異常電波判断手段（６３）を有する。【選択図】          図３
2004177387.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
親時計から無線で時刻情報を受信して時刻修正を行なう複数の子時計を含む親子時計システムであって、
前記子時計は、時刻情報を含む情報を受信する受信手段と、前記受信された時刻情報に基づいて自己の時刻を修正する修正手段と、修正された自己の時刻に基づいて他の子時計の時刻を修正するための時刻情報を含む情報を無線で送信する送信手段と、前記受信手段で受信した電波強度を測定する測定手段と、前記測定手段により測定された受信電波強度を記憶する電波強度記憶手段と、前記電波強度記憶手段で記憶された履歴中の電波強度の平均値を計算して前記平均値に基づいて決められる所定範囲から現在前記受信部で受信された電波を前記測定手段で測定した電波強度が逸脱している場合は異常電波として判断する異常電波判断手段を有することを特徴とする無線式親子時計システム。
【請求項２】
前記異常電波判断手段は、現在前記受信部で受信された電波を前記異常電波として判断した場合、前記異常電波を使用した前記修正手段による修正を禁止し且つ前記送信手段による前記時刻情報の送信を禁止することを特徴とする請求項１に記載の無線式親子時計システム。
【請求項３】
前記異常電波判断手段は、前記異常電波の検出が連続して所定回数発生した場合若しくはその他の予め定められた事態が発生した場合、前記無線式親子時計システムを管理する人間若しくは他の機器に通知するための通知手段を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の無線式親子時計システム。
【請求項４】
前記異常電波判断手段は、前記平均値に基づいて決められる前記所定範囲を、前記電波強度記憶手段内に記憶された履歴中の前記電波強度の平均値からその標準偏差値以内としたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の無線式親子時計システム。
【請求項５】
前記電波強度記憶手段の内に記憶された履歴中の電波強度を、前記無線式親子時計システムを管理する人間若しくは他の機器に通知するための手段を有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の無線式親子時計システム。
【請求項６】
前記子時計はさらに、前記異常電波の検出された事態の履歴を記憶する履歴記憶手段を有し、前記子時計は、前記異常電波の検出の履歴を直接又は他の前記子時計を介して前記親時計に伝送することを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の無線式親子時計システム。
【請求項７】
親時計から無線で時刻情報を受信して時刻修正を行なう親子時計システム用の子時計であって、
時刻情報を含む情報を受信する受信手段と、前記受信された時刻情報に基づいて自己の時刻を修正する修正手段と、修正された自己の時刻に基づいて他の子時計の時刻を修正するための時刻情報を無線で送信する送信手段と、前記受信手段で受信した電波強度を測定する測定手段と、前記測定手段により測定された受信電波強度を記憶する電波強度記憶手段と、前記電波強度記憶手段で記憶された履歴中の電波強度の平均値を計算して前記平均値に基づいて決められる所定範囲から現在前記受信部で受信された電波を前記測定手段で測定した電波強度が逸脱している場合は異常電波として判断する異常電波判断手段を有することを特徴とする無線式親子時計システム用の子時計。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般に無線で子時計の時刻修正等を行なう親子時計システムに関する。より詳細には、本発明は、親時計からの無線情報で子時計の時刻修正等を行なう親子時計システムにおける情報伝達のセキュリティ対策及びセキュリティ対策を有する子時計に関する。
【０００２】
【従来の技術】
親時計が基準となる時刻情報を電波等の無線で発信し、周囲に配置された子時計がこれを受信して親時計の基準時刻情報に基づいて時刻を修正して親時計の時刻に一致させる無線式の親子時計システムが知られている。親時計の基準時刻は外部の標準時刻情報源から電波等で受信して作られる。この無線式親子時計システムは、時刻情報の伝達に有線を必要としないから、親時計の時刻と一致した時刻を表示する複数の子時計を比較的に自由に敷地内又は構内に配置するのに好適である。
【０００３】
例えば、比較的広大な敷地内又は複雑な建物内等に設置された無線式親子時計システムにおいても、親時計が基準時刻情報を子時計に送信でき、さらに、子時計の位置を比較的に自由に選択又は変更できるものとしては、特許文献１に開示されるものがある。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−１４８３７１号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
この特許文献１に記載された親子時計システムでは、時刻情報がシステム内でリレー式に転送されるため、比較的広大な敷地内又は複雑な建物内等に無線式親子時計システムを設置でき、また、子時計の位置を比較的に自由に選択又は変更できる。
しかし、従来の親子時計システムでは、空間を伝播する電波信号を使用しているため、外部から攻撃電波や妨害電波に弱い。場合によっては、悪意を有する者等による有害な電波により、親子時計システムのデータの書き換えや破損やデータ転送を妨害する事態を生じて、親子時計システムの支障を発生する可能性が有るという問題点がある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
従って、本発明は上記した従来技術の問題点を解決することを目的とする。
この目的を達成するため、請求項１に記載の本発明は、親時計から無線で時刻情報を受信して時刻修正を行なう複数の子時計を含む親子時計システムであって、子時計は、時刻情報を含む情報を受信する受信手段と、受信された時刻情報に基づいて自己の時刻を修正する修正手段と、修正された自己の時刻に基づいて他の子時計の時刻を修正するための時刻情報を含む情報を無線で送信する送信手段と、受信手段で受信した電波強度を測定する測定手段と、測定手段により測定された受信電波強度を記憶する電波強度記憶手段と、電波強度記憶手段で記憶された履歴中の電波強度の平均値を計算して平均値に基づいて決められる所定範囲から現在、受信部で受信された電波を測定手段で測定した電波強度が逸脱している場合は異常電波として判断する異常電波判断手段を有することを特徴とする無線式親子時計システム提供する。
【０００７】
本発明は上記構成により、親時計から無線で時刻情報を受信して時刻修正を行なう複数の子時計を含む親子時計システム内において、受信電波強度が過去のシステム内の親時計等から受信される電波強度の平均値に基づいて決められる所定範囲の外である場合は、外部からの攻撃や一時的な妨害電波である可能性が高いから、子時計はこれを異常電波として判断して防御対策を講じることができ、悪意を有する者により故意に又は何らかの事情で偶然に有害情報が親子時計システム内に侵入して、親子時計システム内のデータ等が改竄されることや、有害情報によりシステム障害を発生することが未然に防止できる。
【０００８】
請求項２に記載の本発明は、請求項１に記載の親子時計システムにおいて、異常電波判断手段は、現在、受信部で受信された電波を異常電波として判断した場合、異常電波を使用した前記修正手段による修正を禁止し且つ送信手段による時刻情報の送信を禁止することを特徴とする無線式親子時計システムを提供する。
【０００９】
本発明は上記構成により、電波強度が親子時計システム内で通常に受信される電波強度の所定範囲から逸脱している場合は、子時計はこれを異常電波と判断として、この異常電波を使用した子時計の時刻修正や他の子時計への送信を禁止することで、システム外部からの攻撃や妨害に対して防御することができる。
【００１０】
請求項３に記載の本発明は、請求項１又は２に記載の無線式親子時計システムにおいて、前記異常電波判断手段は、前記異常電波の検出が連続して所定回数発生した場合若しくはその他の予め定められた事態が発生した場合、前記無線式親子時計システムを管理する人間若しくは他の機器に通知するための通知手段を有することを特徴とする請求項１に記載の無線式親子時計システム。を提供する。
【００１１】
本発明は上記構成により、異常電波の検出が連続して所定回数発生する又はその他の予め定められた事態が発生した場合は、親子時計システムの管理者又はその他の管理用の機器に通知して、事態への対応策を行なうことができる。
【００１２】
請求項４に記載の本発明は、請求項１乃至３のいずれかに記載の無線式親子時計システムにおいて、異常電波判断手段は、平均値に基づいて決められる所定範囲を、電波強度記憶手段内に記憶された履歴中の電波強度の平均値からその標準偏差以内としたことを特徴とする無線式親子時計システムを提供する。
【００１３】
本発明は上記構成により、受信電波強度の平均値からその標準偏差値の外にある電波強度を有するものを異常な電波をとして判断することにより、攻撃又は妨害のおそれのあるシステム外部からの電波を検知することができる。
【００１４】
請求項５に記載の本発明は、請求項１乃至４に記載の無線式親子時計システムにおいて、電波強度記憶手段の内に記憶された履歴中の電波強度を、無線式親子時計システムを管理する人間若しくは他の機器に通知するための手段を有することを特徴とする無線式親子時計システムを提供する。
【００１５】
本発明は上記構成により、親子時計システムの管理者が親子時計システムに対して外部からの攻撃や妨害の有無を知ることができて事態への対応策を行なうことができ、また、攻撃や妨害がなくともシステム内の電波伝播状況を知ることかできてシステムの管理・維持に利用できる。
【００１６】
請求項６に記載の本発明は、請求項１乃至５のいずれかに記載の無線式親子時計システムにおいて、前記子時計はさらに、前記異常電波の検出された事態の履歴を記憶する履歴記憶手段を有し、前記子時計は、前記異常電波の検出の履歴を直接又は他の前記子時計を介して前記親時計に伝送することを特徴とする無線式親子時計システムを提供する。
【００１７】
本発明は上記構成により、各子時計の異常状態の検出の履歴を親時計において監視することができる。
【００１８】
請求項６に記載の本発明は、親時計から無線で時刻情報を受信して時刻修正を行なう親子時計システム用の子時計であって、時刻情報を含む情報を受信する受信手段と、受信された時刻情報に基づいて自己の時刻を修正する修正手段と、修正された自己の時刻に基づいて他の子時計の時刻を修正するための時刻情報を無線で送信する送信手段と、受信手段で受信した電波強度を測定する測定手段と、測定手段により測定された受信電波強度を記憶する電波強度記憶手段と、電波強度記憶手段で記憶された履歴中の電波強度の平均値を計算して平均値に基づいて決められる所定範囲から現在、受信部で受信された電波を測定手段で測定した電波強度が逸脱している場合は異常電波として判断する異常電波判断手段を有することを特徴とする無線式親子時計システム用の子時計を提供する。
【００１９】
本発明は上記構成により、親子時計システム用の子時計が、受信された電波の強度を検出して、外部から妨害や攻撃等の異常電波か否かを、電波強度の平均値からずれの大きさで判断することにより、容易に異常電波を検出して、親子時計システムのセキュリティを高めることができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明を実施の形態について詳細に説明する。
図１は、本発明の一つの実施の形態による無線式親子時計システム１の概略を示す。無線式親子時計システム１は、親時計２と、複数の第１の子時計３Ａ、複数の第２の子時計３Ｂ及び第３の子時計３Ｃと、複数の第２の子時計３Ｂの内の１つと第３の子時計３Ｃとの間に配された中継器４１及び４２とを備える。
【００２１】
親時計２と第１の子時計３Ａの間、第１の子時計３Ａと第２の子時計３Ｂの間、上記１つの第２の子時計３Ｂと中継器４１の間、中継器４１と中継器４２の間、及び中継器４２と第３の子時計３Ｃの間は、所定の出力と所定の周波数を持った電波で双方向に通信可能に接続されている。この出力と周波数は法規制による免許や許可を必要としない値の大きさに選ばれている。この電波は同一周波数であってもよいし、異なる周波数に設定してもよい。
【００２２】
図１には、親子時計システム１以外の、外部電波発生源として、システム外送信機７０を示している。本実施の形態の親子時計システム１は、このシステム外送信機７０が偶然又は故意にシステム１に対して攻撃又は妨害電波を発生した場合、親子時計システム１が異常動作をすることを防止する。
【００２３】
親時計２は、図２のブロック図に示す構成を有する。すなわち、親時計２は、アンテナ２０及び受信器２１により外部の標準時刻情報の電波（放送の時報、長波標準電波または全地球測位システム（ＧＰＳ）の時刻情報等）を受信する。これに限らず、親時計２はテレホンＪＪＹまたは専用回線等の有線にて標準時刻情報を受信するようにしても良い。親時計２は、受信情報をデコーダ２２でデコードし、時刻修正手段２３により標準時刻に一致するよう修正するための修正情報を作り、計時手段２４に送る。計時手段２４は自己の時刻を標準時刻に合うように修正し、そして時刻表示手段２５の時刻表示を修正する。さらに計時手段２４は、子時計に送信して子時計の時刻を修正するための基準時刻情報をエンコーダ２６に送る。エンコーダ２６は、親時計２からの情報であることを識別するためのデータを識別番号制御手段２７から受け、基準時刻情報に付して送信器２８へ送る。送信器２８は、アンテナ２０を経由して、基準時刻情報と親時計からの情報であることを識別するデータを所定の周波数と出力の搬送電波で子時計へ向けて送信する。
【００２４】
親時計２は、アンテナ２０を経由して、基準時刻情報と親時計からの情報であることを識別するデータを所定の周波数と出力の搬送電波で親子時計システム１内の子時計へ向けて送信する。
【００２５】
標準時刻情報の電波は、通常、十分な強度を有し且つ親時計２は親子時計システム１の管理者による注意が通常、常に払われていて妨害電波等の発射等の異常事態の察知は容易で対策も講ずることができるから、特に、親時計２には異常電波の対策手段は設けていない。しかしながら、親時計２が管理者の注意が常に払われる場所に設置されていない場合等、必要ならば、以下に説明する子時計と同様に、異常電波対策を親時計２に設けることもできる。
【００２６】
親時計２は、後述するように親子時計システム１内の各子時計からの受信情報を伝える電波をアンテナ２０及び受信器２１により受信して、デコーダ２２により各子時計から情報を識別して表示手段２２Ａにより受信された各子時計の受信情報を表示する。この受信情報には、親子時計システム１内の各子時計からの異常電波の通知や受信電波強度の履歴情報も含まれていて、表示手段２２Ａに表示される。もし、必要ならば各子時計からの異常電波の通知や受信電波強度の履歴情報は、親子時計システム１の図示しない管理者又は他の管理用の機器に、エンコーダ２６、送信器２８を介して通知するようにしてもよい。例えば、送信器２８にネットワークを用いた通信機能を追加して、管理者に異常状態を通知するメールを送信する構成とし、あるいは、他の管理用の機器に履歴情報をファイル化して送信する構成とすれば良い。あるいは、親子時計システム１内の子時計からの異常電波通知及び／又は受信電波強度の履歴情報は記憶手段５１内に記憶して、後の解析に利用してもよい。記憶手段５１の容量はシステム１の有する子時計の数に応じて適当に選択できる。但し、管理者又は他の管理用の機器への通知は、１回の異常電波発生ではなく所定回数連続して異常電波が発生した場合のみに限定しても良い。
【００２７】
親時計２が送信する電波と各子時計が送信する後述の電波は同一の周波数でもよい。但し、後述するように親時計２と子時計の送信時間が一致しないように時間をシフトして送信して、混信を回避する。これに代えて、親時計２が送信する電波と各子時計が送信する電波を異なる周波数として、混信を回避してもよい。
【００２８】
計時手段２４は、電源制御手段２９を制御して、所定の基準時刻情報の送信時間、又は所定の標準時刻情報及び子時計からの電波の受信時間にのみ、送信器２８又は受信器２１及びその他の必要な回路に電力を送り、電力消費を節約する。
【００２９】
第１の子時計３Ａ、第２の子時計３Ｂ、及び第３の子時計３Ｃは図３に示す同一の構成を有する。各子時計３Ａ、３Ｂ、３Ｃは、アンテナ３０と受信器３１と送信器３８により親時計２及び他の子時計と双方向に通信可能である。
【００３０】
図１に示すように、第１の子時計３Ａは、親時計２と直接に電波により双方向の通信可能な子時計である。第２の子時計３Ｂは、親時計２と直接に電波により双方向の通信することはできないが、１つの第１の子時計３Ａと電波により双方向に通信可能な子時計である。第３の子時計３Ｃは、親時計２及び第１の子時計３Ａと直接に電波により双方向の通信することはできないが、第２の子時計３Ｂと電波により双方向に通信可能な子時計である。
【００３１】
再び、図３を参照して、子時計の構成を第１の子時計３Ａを例示として説明する。子時計３Ａは、アンテナ３０と受信器３１により親時計２から基準時刻情報を含む無線情報を受信して、デコーダ３２でコード情報にした後、時刻修正手段３３に送る。さらにデコーダ３２は親時計２から送られたことを示す情報を解読して、表示手段３２Ａに親時計２から基準時刻情報の受信に成功したことを示す表示を行い、さらにランク制御手段３７Ａを介して電源制御手段３９から受信器３１及びその他の回路への電力供給を停止して、所定時間の間、受信を停止する。
【００３２】
この、受信動作の際には、上記したデーコーダ３２の動作前に又は動作中に受信器３１により受信された電波強度Ａが電波強度測定手段６１で測定される。電波強度Ａの測定は例えば、検波された受信電波のピーク値又は平均値を測定することで行なう。測定された受信電波強度ａは、電波強度記憶手段６２に記憶される。そして、電波強度測定手段６１により測定された受信電波強度Ａは、異常電波判断手段６３により、以前に受信されて電波強度測定手段６１により測定された最近、例えば、１０回の電波強度ａ１、…、ａ１０の平均値ａｍ＝（ａ１＋…＋ａ１０）／１０と比較される。もし、測定された電波強度Ａとこの平均値ａｍとの差Ｓ＝｜Ａ−ａｍ｜が、これら最近１０回の測定された電波強度の標準偏差値σ（分散σ２＝｛（ａ１−ａｍ）２＋…＋（ａ１０−ａｍ）２｝／１０の正の平方根）よりも大きい場合、Ｓ＞σ、この受信された電波強度Ａを有する電波は異常電波として判断される。これは、システム１内の親時計２又は他の子時計から子時計が過去に通常に受信した電波強度の平均値に基づいて決められる所定範囲（標準偏差値σ内）から通常異常に外れている（主として大きい場合）から、子時計近辺のシステム１外の妨害電波源７０である可能性が高い。
【００３３】
このように、異常電波判断手段６３が異常な電波強度Ａであると判断した場合、異常電波判断手段６３は、デコーダ３２による異常な電波強度Ａを有する電波のデコードを禁止して、時刻修正手段３３により子時計内の時刻修正に使用するのを禁止する。さらに、異常電波判断手段６３は、電源制御手段３９を介して、異常電波による情報が他の子時計に送信されることがないように送信を禁止する。そして、異常電波判断手段６３は、異常状態通報手段６４を介して、親時計２に通知する。異常状態通報手段６４は、エンコーダ３６、送信器３８を介して、次ぎのアップリンク時に異常電波の受信を親時計２に通知する。そして、親時計は上述したように図示しない親子時計システム１の管理者及び／又は他の管理機器に通知する。異常状態通報手段６４は、１回の異常電波の受信により通知を行ってもよく、代替的には、所定回数の連続した異常電波の受信がある時に通知をしてもよい。この場合、異常電波の受信の記録は履歴記憶手段６５に記憶される。
【００３４】
さらに、異常状態通報手段６４は、電波強度記憶手段６２内に記憶された正常及び異常の全ての電波強度の記憶の履歴を、定期的にアップリンク時に親時計２にエンコーダ３６、送信器３８を介して送信して、親子時計システム１の管理者が保守点検に使用できるようにしてもよい。そして、時間的に古い方の電波強度の測定値の記憶が新しい電波強度の測定値に書き替えられるようにしてもよい。なお、平均値と標準偏差値を求めるための過去に受信された電波強度のサンプル数は、上記の例では、１０としたが、この数に限定する必要は無く、電波強度記憶手段６２に記憶可能な過去の履歴の電波強度の数に応じて適宜選択できる。
【００３５】
異常電波判断手段６３は、受信された電波強度Ａと過去の平均値ａｍとの差Ｓ＝｜Ａ−ａｍ｜が、Ｓ≦σ、の場合は、この子時計がシステム１内の親時計２又は他の子時計から過去に通常に受信した電波強度の平均値ａｍに基づいて決められる所定範囲（標準偏差値σ内）にあるため、親時計２又は他の子時計からの正常な電波と判断とする。この場合は、上記した通り、デコーダ３２が復元した時刻コードに基づいて時刻修正手段３３は、自己の時刻を修正する修正情報を作り、計時手段３４の時刻を修正して親時計２の時刻に合わせる。そして、計時手段３４は時刻表示器３５の時刻表示を修正し、第２の子時計３Ｂの時刻を修正するための第１の参照時刻情報をエンコーダ３６に送る。この第１の参照時刻情報は、後述する第１の子時計３Ａの所定の送信時間に送信される。この第１の参照時刻情報はこの第１の子時計３Ａの所定の送信時間に対応した時刻情報であり、親時計２からの基準時刻情報とは異なり遅れている。
【００３６】
エンコーダ３６は、この第１の参照時刻情報に親時計の基準時刻情報から区別するためのデータを追加する。子時計３Ａが、受信器３１により基準時刻情報を親時計２から受信すると、デコーダ３２は親時計２から送られたことを示す情報をランク制御手段３７Ａに送る。ランク制御手段３７Ａはデコーダ３２からの情報に基づき、送信する時刻情報が第１の参照時刻情報であることを表すデータをエンコーダ３６に送る。また、個体識別番号制御手段３７はこの子時計３Ａを親子時計システム内の他の子時計から識別するデータをエンコーダ３６に与える。エンコード３６は計時手段３４からの第１の参照時刻情報に、ランク制御手段３７Ａからの第１の参照時刻情報であることを示すデータと、個体識別番号制御手段３７からの特定の子時計を示すデータとを付け加えて送信器３８に送る。
【００３７】
子時計において、上述した電波強度測定手段６１、電波強度記憶手段６２、異常電波判断手段６３、異常状態通報手段６４、及び履歴記憶手段６５を、例えば図示しないＡ／Ｄ変換器とロジック回路とマイクロプロセッサ上で走るプログラムとメモリとこれらに電力を供給する電源とにより実現してもよい。
【００３８】
送信器３８は、所定の時刻にエンコーダ３６からの情報及びデータをアンテナ３０を経由して他の子時計へ送信する。この所定時刻は後述するように決められていて、同一送信周波数を使用する親時計２や他の子時計３Ａ、３Ｂ、３Ｃの送信時間と重複しないようになっていて、混信を回避している。各子時計の送信時間は、子時計のランク、すなわち、親時計２からの基準時刻情報を直接に受信する第１の子時計３Ａ、第１の子時計からの第１の参照時刻情報を受信する第２の子時計３Ｂ、第２の子時計からの第２の参照時刻情報を受信する第３の子時計３Ｃ、に応じて、順次時間が遅れるようにシフトされている。さらに、同じランクでも複数の子時計が存在し得るため、各子時計は子時計の個体識別番号に応じてさらに細分して割当てられた送信時間に送信するようになっている。
【００３９】
電源制御手段３９は、上記した自己のランクをランク制御手段３７Ａから得、自己の個体識別番号を個体識別番号制御制御手段３７から得、所定時刻に達したことを計時手段３４から知り、送信器３８に電力を供給して送信を行なう。
【００４０】
また、電源制御手段３９は、親時計２及び自己のランクより上位ランクの子時計からの基準時刻情報の所定の送信時間に受信器３１への電力を供給を開始して、基準時刻情報を受信し、受信後に受信器３１への電力の供給を停止する。ここでは、第１の子時計３Ａは、最上位ランクとされているので、親時計２の送信時間に受信器３１を動作させる。これにより受信のための消費電力を節約することができる。これに加えて、他の子時計が送信する第１又は第２の参照時間情報の受信を防止して、繰返しの時刻修正や再度の参照時刻情報の送信を防止する。
【００４１】
また、子時計３Ａは、自己の個体識別番号の情報、基準時刻情報の受信の可否、すなわち、電波強度記憶手段６２に記憶された受信した時刻情報の電波強度が適正な範囲にあるか否かの判断のための電波強度の履歴情報、履歴記憶手段６５に記憶された異常電波検出の履歴等の正当な時刻情報が取得されたか否かを示す履歴情報、及び親時計から受信したことを示す情報を含んだ受信情報を、予め定められた時間に親時計２に送信する。後述するように、この予め定められた時間は、時刻情報の送信時間とは異なる時間帯であって、ランクごと、個体識別番号ごと、に異なる時間が割当てられている。電源制御手段３８は、計時手段３４、個体識別番号制御手段３７、及びランク制御手段３７Ａからこの予め定められた時間になったことを知ると、自己の個体識別番号の情報、基準時刻情報の受信の可否、及び親時計から受信したことを示す情報を含んだ受信情報を親時計２に送信するために、送信器３８へ電力を供給する。
【００４２】
さらに、子時計３Ａは、下位のランクの子時計、すなわち、第２の子時計３Ｂと第３の子時計３Ｃが、自己の個体識別番号の情報と時刻情報の受信の可否、すなわち、電波強度記憶手段６２に記憶された受信した時刻情報の電波強度が適正な範囲にあるか否かの判断のための電波強度の履歴情報、履歴記憶手段６５に記憶された異常電波検出の履歴等の正当な時刻情報が取得されたか否かを示す履歴情報と、受信時刻情報の送信元の情報を含んだ受信情報を親時計２に送る際、電波の中継を行う。このため、子時計３Ａは下位のランクの子時計が親時計に受信情報を送信する時間帯に受信器３１と送信器３８に電力を供給して、下位のランクの子時計からの電波を親時計２に中継する。
【００４３】
第２の子時計３Ｂは第１の子時計３Ａと同じ構成を有し、類似した作用を行う。第２の子時計３Ｂは、第１の子時計３Ａからの第１の参照時刻情報を受信したことをデコーダ３２で解析してランク制御手段３７Ａに伝える。ランク制御手段３７Ａは、自己が第２の子時計のランクであることを識別し、自己が発信する時刻情報が第２の参照時刻情報であることを示すデータをエンコーダ３６に送り、さらに第２の子時計に割当てられた受信時間と送信時間に受信と送信をするために電源制御手段３９を介して受信器３１と送信器３９への電力供給の時間を指示する。受信器３１は、第１の参照時刻情報を受信した後は一定時間受信を停止し、他の子時計の発信する時刻情報を受信することを防止する。さらにデコーダ３２は、表示手段３２Ａに受信した時刻情報の送信元の子時計の識別番号及び第１の参照時刻情報を受信したことを示す表示を行なう。
なお、上述の動作説明では、第２の子時計３Ｂは、親時計２の送信する基準時刻情報を受信できない状態にあるとして述べたが、基準時刻情報を受信できた場合には、第１の子時計３Ａと同様に動作し、自己が発信する時刻情報を第１の参照時刻情報とする。
【００４４】
時刻修正手段３３は、第１の参照時刻情報に基づいて自己の計時手段３４の時刻を修正し、時刻表示手段３５の時刻表示を修正する。そして、次のランクの第３の子時計３Ｃが時刻修正に使用するための第２の参照時刻情報をエンコーダ３６に送る。エンコーダ３６は、この時刻情報に個体識別番号制御手段３７からの当該子時計３Ｂの特定の個体識別番号と第２の参照時刻情報であることを示す情報を付け加えて、送信器３８に送る。この第２の子時計３Ｂが送信する第２の参照時刻情報は、後述のように第２の子時計３Ｂのランクと個体識別番号により定められる送信時間における時刻情報である。
【００４５】
第３の子時計３Ｃは、第１及び第２の子時計３Ａ及び３Ｂと同じ構成を有し、類似した作用を行う。ここで注意すべきことは、第３の子時計３Ｃは第２の子時計３Ｂから直接に電波を受信できない位置にあるため、１つの第２の子時計３Ｂと第３の子時計３Ｃの間に、必要な数の電波中継器、例えば図１の場合は、２つの電波中継器４１と電波中継器４２、を介在させて双方向の電波の通信を行なう。
電波中継器４１、４２は時刻表示部を持たない他、各子時計３Ａ、３Ｂ、３Ｃと同じ構成のものであり、子時計の個体識別番号を備える。電波中継器４１、４２はそれぞれ第３、第４の子時計のランクである。
また、中継器４１及び４２は、子時計と同じ表示手段により、電波の受信の可否、受信された電波のランク、すなわち、基準時刻情報、第１又は第２の参照時刻情報の区別、及びその送信元とを表示して、中継器４１及び４２の設置の際に利用できる。なお、中継器として単なる電波中継器のための受信・送信手段からなるものとしても良い。
【００４６】
第３の子時計３Ｃは、電波中継器４２からの第４の参照時刻情報を受信したことをデコーダ３２で解析してランク制御手段３７Ａに伝える。ランク制御手段３７Ａは、自己が第５の子時計のランクであることを識別して、自己が時刻情報を発信する場合は、第５の参照時刻情報であることを示す情報をエンコーダ３６に送り、さらに電源制御手段を介して受信器３１と送信器３９への電力供給を、第５の子時計に割当てられた受信時間と送信時間に行なうように指示する。さらにデコーダ３２は、表示手段３２Ａに受信した第４の参照時刻情報の送信元の中継器４２の識別番号及び第４の参照時刻情報を受信したことを示す表示を行なう。
【００４７】
図１は、第１の子時計３Ａから第３の子時計３Ｃまでを示しているが、さらに第４、第５、又はこれ以上の子時計を配置して、リレー式に電波で双方向通信可能に接続することもできる。
【００４８】
各子時計３Ａ、３Ｂ、３Ｃは、独自の個体識別番号を個体識別番号制御手段３７に有するがその他は同じ構成を有し、ランク制御手段３７Ａにより親時計２からの基本時刻情報を受信する場合は第１の子時計３Ａに、第１の子時計３Ａからの第１参照時刻情報を受信する場合は第２の子時計３Ｂに、又は第２の子時計３Ｂからの第２参照時刻情報を受信する場合は第３の子時計３Ｃに、自動的にランク付けされる。この結果、子時計同士は交換可能であり、移設が容易にできる。
【００４９】
次に、図４を参照して、親時計と子時計の間で時刻修正のための時刻情報を送信するダウンリンク時の時間割当てを説明する。ダウンリンクは、例えば１日に１回、２時台に１時間を使用して行なう。但し、各子時計が時刻情報の受信と送信に要する時間は、その内の割当てられた時間、この例では１秒間である。しかも子時計は時刻修正のための時刻情報を一旦受信すると、上記のように受信器の電源を切るために無駄な電力消費を防ぐことができる。以降の時刻情報の受信は受信器による受信を停止して行なわないから、繰返しの時刻修正や送信が防止できる。各子時計は受信可能な基準時刻情報、第１の参照時刻情報、第２の参照時刻情報等の時刻情報の内、より高いランク、すなわち、より親時計に近い方の時刻情報を優先して受信するように構成されている。なお、ダウンリンクは１日に１回に限るものではない。２〜３時間に１回間隔でダウンリンクを行なうこととすれば、システム内の時計の累積誤差をさらに抑えることができる。また、低精度の時計では品質や設置環境の温度変化の影響等によって１日の誤差が１秒程度になるものがあり、このようなものでは、１日に１回のダウンリンクを行なうとすれば、本例のシステムの１秒の間に通信を完結する方式から逸脱するおそれがあるため、子時計に採用することは難しい。２〜３時間に１回間隔でダウンリンクを行なうシステムとすれば、システム内の時計の累積誤差が抑えられ、低精度の時計であっても子時計に採用することができ、安価にシステム構築が可能となる。
【００５０】
図４に示すように、２時から２時１分までの１分間がランク１である第１の子時計３Ａの時刻情報、すなわち、第１の参照時刻情報、の送信時間帯である。この１分の時間帯はさらに１秒間間隔で６０の時間帯に細分されて、第１の子時計３Ａの個体識別番号（１から６０の間の特定の番号とする）に対応して割当てられた時間帯の１秒間に送信を行なう。２時１分から２時２分までの１分間がランク２である第２の子時計３Ｂの時刻情報、すなわち、第２の参照時刻情報、の送信時間帯である。この１分の時間帯はさらに１秒間間隔で６０の時間帯に細分されて、第２の子時計３Ｂの個体識別番号（１から６０の間の特定の番号とする）に対応して割当てられた時間帯の１秒間に送信を行なう。以下のランクの子時計がある場合も同様である。このようにして、同一の周波数の電波を用いても、混信することがない。
【００５１】
次に、図５を参照して、第１ないしは第３の子時計３Ａ、３Ｂ、３Ｃから親時計２へ各子時計の受信状態を示す受信情報を電波で送信するアップリンクの時間割当てを説明する。各子時計の受信情報は、子時計の個体識別番号、時刻修正のための時刻情報の受信の可否、受信した時刻情報のランク（すなわち、基準時刻情報、第１及び第２の参照時刻情報等の区別）、そして受信した時刻情報の送信元の個体識別番号を含む。アップリンクは、例えば、１日に１回３時台に１時間を使用して行なう。但し、各子時計が情報の送信に要する時間は、その内の割当てられた時間、この例では１秒間である。したがって、無駄な電力消費を防ぐことができる。アップリンク開始とともに各子時計において受信動作が開始され、送信動作が終了した子時計から受信動作は停止される。このように各子時計の受信状態の情報、すなわち、電波強度記憶手段６２に記憶された受信した時刻情報の電波強度が適正な範囲にあるか否かの判断のための電波強度の履歴情報、履歴記憶手段６５に記憶された異常電波検出の履歴等の正当な時刻情報が取得されたか否かを示す履歴情報を親時計に集めて、システム全体の稼動状況を監視し、不正な時刻情報を含む電波によるシステム妨害を逸早く発見可能としている。また、各履歴情報を保守作業に利用し、必要ならば、中継器の配置あるいは子時計の位置の変更を行なうこともできる。
【００５２】
図５に示すように、ダウンリンクの場合とは逆により下位の子時計からアップリンク送信が開始される。すなわち、３時から３時１分までの１分間がランク６０の子時計の受信情報の送信時間帯である。この１分の時間帯はさらに１秒間間隔で６０の時間帯に細分されて、子時計の個体識別番号（１から６０の間の特定の番号とする）ごとに割当てられた時間帯の１秒間に送信を行なう。この子時計の送信した電波は上位の子時計により順次中継されて親時計２まで送られる。
【００５３】
３時５５分から３時５６分までの１分間がランク５である第３の子時計３Ｃの受信情報の送信時間帯である。この１分の時間帯は上記のようにさらに１秒間間隔で６０の時間帯に細分されて、子時計３Ｃは自己の個体識別番号に対応して割当てられた時間帯の１秒間に送信を行なう。子時計３Ｃは、自己の個体識別番号と時刻情報の受信の可否とその時刻情報のランク（すなわち、第４の参照時刻情報であること）とその送信元の中継器４２の個体識別番号を含む受信情報を送信する。この第３の子時計３Ｃの受信情報は、中継器４２、中継器４１、第２の子時計３Ｂ、第１の子時計３Ａのそれぞれの送信タイミングに送信されるそれぞれの受信情報に付加されて、これらにより中継されて、親時計２で受信される。
３時５６分から３時５７分までの１分間がランク４である中継器４２の受信情報の送信時間帯である。この１分の時間帯は上記のようにさらに１秒間間隔で６０の時間帯に細分されて、中継器４２は自己の個体識別番号に対応して割当てられた時間帯の１秒間に送信を行なう。
３時５７分から３時５８分までの１分間がランク３である中継器４１の受信情報の送信時間帯である。この１分の時間帯は上記のようにさらに１秒間間隔で６０の時間帯に細分されて、中継器４１は自己の個体識別番号に対応して割当てられた時間帯の１秒間に送信を行なう。
【００５４】
３時５８分から３時５９分までの１分間がランク２である第２の子時計３Ｂの受信情報の送信時間帯である。この１分の時間帯は上記のようにさらに１秒間間隔で６０の時間帯に細分されて、子時計３Ｂは自己の個体識別番号（１から６０の間の特定の番号とする）に対応して割当てられた時間帯の１秒間に送信を行なう。第２の子時計３Ｂの送信電波は第１の子時計３Ａに中継されて親時計２に届けられる。
【００５５】
第１のランクである第１の子時計３Ａは、３時５９分から４時までの１分間の内の割当てられた１秒の間に、直接に親時計２に受信情報を送信する。このようにして、同一の周波数の電波を用いても、混信することがない。
【００５６】
親時計２では、４時の時点で全ての子時計３Ａ、３Ｂ、３Ｃからの受信情報が受信され、その受信情報が表示手段２２Ａに表示される。この表示された受信状態により、各子時計が実際に時刻情報を受信して時刻を修正することができたか否か及び伝播経路を確認でき、必要ならば中継器を配置したり子時計を移設したりして、親子時計システムの信頼性を高めることができる。
【００５７】
なお、本発明では、電波強度の異常を判定するため、過去に受信された電波の強度の平均値からのずれの基準として、標準偏差値の代わりに、例えば、平均値の半分の大きさ等の固定値を使用するようにしてもよい。また、平均値を計算するために電波強度記憶手段６２内に記憶される電波強度の数は適宜選択することができる。
【００５８】
【発明の効果】
本発明の親子時計システムによれば、親時計から電波により時刻情報を含む情報をシステム内の子時計に送信して子時計の時刻更新及び／又は管理を行う場合、親子時計システム外の故意または偶然による電波によって、親子時計システム内の子時計のデータが損傷したり、破壊されたり、書換えられたりすることが防止でき、システムの異常動作を防止できる。また、受信電波強度の履歴情報を記憶しておいて、親子時計システムの管理者が定期的又は必要に応じて検査することにより、システムの安全性が脅かされているかどうかを見て、問題発生を未然に防止できる。このように、本発明は親子時計システム及び親子時計システム用の子時計のセキュリティを高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態による親子時計システムの概略図。
【図２】本発明の実施の形態による親子時計システムの親時計のブロック図。
【図３】本発明の実施の形態による親子時計システムの子時計のブロック図。
【図４】本発明の実施の形態による親子時計システムの時刻修正用の時刻情報のダウンリンク時の時間割当てを示すタイムチャート。
【図５】本発明の実施の形態による親子時計システムの子時計の受信情報のアップリンク時の時間割当てを示すタイムチャート。
【符号の説明】
１                  親子時計システム
２                  親時計
３Ａ、３Ｂ、３Ｃ    子時計
３１                受信器
３３                時刻修正手段
３７Ａ              ランク制御手段
３８                送信器
６１                電波強度測定手段
６２                電波強度記憶手段
６３                異常電波判断手段
６４                異常状態通報手段
６５                履歴記憶手段
【図１】
2004177387.tif 000003
【図２】
2004177387.tif 000004
【図３】
2004177387.tif 000005
【図４】
2004177387.tif 000006
【図５】
2004177387.tif 000007