CN101583201A - 一种智能手机扩展装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种智能手机扩展装置，包括用于与智能手机进行数据交互的接口模块、与所述接口模块相连的数据接口处理单元、以及I/O接口单元，所述接口模块处理单元还通过I/O接口数据引线与I/O接口单元相连，所述I/O接口单元连接有输入输出设备或接口。本发明采用智能手机与扩展装置的分离设计，通过将智能手机作为扩展装置的主控模块，让智能手机更方便发挥其电脑和通讯功能，此外，智能手机通过扩展装置上一种全新设计的磁性接口连接到扩展装置上的各种I/O设备和扩展功能单元，由手机内的管理器对其进行控制管理。通过在扩展装置上增删I/O设备和扩展功能模块可以在不改变智能手机本身的情况下提升智能手机的性能和功能。

Description

一种智能手机扩展装置

技术领域

本发明涉及一种利用扩展装置扩展智能手机自身硬件性能和接口的智能手机扩展装置，具体的说，是采用分离设计，通过将智能手机作为外围附件的主控模块，让智能手机更方便发挥其电脑和通讯功能的设计方案。

背景技术

随着世界范围内3G技术的日益普及，手机的功能也由先前仅具有基本通话功能演变到具有操作系统的智能化移动信息终端，借助更高数据传输速率的移动网络，越来越多的人们以手机为载体通过移动数据网络随时随地登陆互联网满足娱乐办公商用等应用，而手机由于其便携性的设计限制，决定了键盘和显示屏的体积无法做的更大，手机上的外围接口也无法做的更多，键盘显示屏的体积也影响了人们使用手机上网和娱乐功能的体验。而人们平常在使用手机进行通讯和一般娱乐使用时-比如听歌，打电话时却希望手机的体积越小越好，在设计智能手机时如何能够解决人们使用手机进行数据应用和一般应用时体积大小的矛盾，成了手机设计中的一个技术难题。

另一方面，随着技术进步的迅速发展，手机上的功能也日益增多，更加快速的无线传输标准也在不断更新，即使消费者原有的智能手机其工作频率和资源能够满足新功能所需硬件的要求，但由于现有手机的封闭型设计，致使消费者为了体验这些新的功能和使用更加快捷的数传标准，不得不去购买新的手机。从而造成资源的巨大浪费。如何能够尽可能减少消费者的支出而让消费者体验到最新的功能设计，并尽可能减少资源的浪费，也是一个难题。

智能手机的应用处理器已经和各种工业，医疗用仪器的处理器性能不相上下，而由于智能手机操作系统的开放型特点，只需要再为手机增加部分相关专用传感器和安装相应软件后就可让手机变身为各种专用仪器，如果可以在不改变手机自身的情况下借助手机本身的处理器资源配合外围配件实现特殊行业的专用仪器的功能，将为智能手机带来新的机遇。

发明内容

本发明克服了上述缺点，提供了一种智能手机的扩展装置，能够为智能手机扩展功能和性能，在手机和扩展装置通过磁性接口连接后，通过智能手机中的处理器管理配件中的接口设备和扩展功能单元，使智能手机的功能和性能得到拓展和延伸。

本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：一种智能手机的扩展装置，包括用于与智能手机进行数据交互的接口模块、与所述接口模块相连的数据接口处理单元、以及I/O接口单元，所述接口模块处理单元还通过I/O接口数据引线与I/O接口单元相连，所述I/O接口单元连接有输入输出设备或接口。

所述接口模块处理单元还通过扩展模块数据引线连接有功能扩展单元。

还包括电源单元，所述电源单元与所述接口模块相连，用于贮存电能或向智能手机供电。

所述电源单元包括与所述接口模块相连的电压调整处理模块，和与所述电压调整处理模块相连的电池。

所述电源单元还分别通过电源引线连接I/O接口和功能扩展单元。

所述输入输出设备包括键盘、显示屏、鼠标，所述输入输出接口包括USB接口、以太网接口、音频接口、显示信号输出接口、蓝牙耳机接口。

所述接口模块为磁性接口，在接口的两侧设置有磁性相异的两个磁体，与设置在智能手机接口处的对应位置的磁体极性相异。

本发明采用智能手机与扩展装置的分离设计，通过将智能手机作为扩展装置的主控模块，让智能手机更方便发挥其电脑和通讯功能。智能手机本身具有完整的通讯和应用扩展功能，此外，智能手机通过扩展装置上一种全新设计的磁性接口连接到扩展装置上的各种I/O设备和扩展功能单元，由手机内的管理器对其进行控制管理。通过在扩展装置上增删I/O设备和扩展功能模块可以在不改变智能手机本身的情况下提升智能手机的性能和功能。

附图说明

图1是实现本发明的原理框图；

图2是本发明的智能手机和其磁性接口结构示意图；

图3是本发明中实施例一的结构示意图；

图4是实施例一中扩展装置的扩展功能模块插槽和手机电池仓插槽结构示意图；

图5是本发明中实施例二的结构示意图；

图6是本发明中智能手机和扩展装置所使用的磁性电源接口结构示意图。

具体实施方式

智能手机本身具有完整的通讯和应用扩展功能，手机通过接口连接到扩展装置上的各种I/O设备和扩展功能单元，由手机内的管理器对其进行控制管理。如附图1所示，智能手机20通过磁性接口23和扩展装置端的磁性接口33相连，扩展装置上的各组件和功能单元的控制电路均位于智能手机上，由智能手机应用处理器11进行管理控制。手机插入扩展装置后，由手机的处理器通过屏幕管理软件对手机自身屏幕和扩展装置上的屏幕进行控制，实现多任务多屏显示等功能。

扩展装置端的电压调整处理模块10接收来自智能手机应用处理器11和智能手机接口管理单元12的关于配件上各组件所需电力值数据，并将内置电池314或者电源的电力经单元内转换电路依据接收到的数值调节后，通过扩展模块电源引线18和I/O接口电源引线111输出给适合配件内各功能组件的电压电流，可以减少各I/O接口和扩展功能单元连接到磁性接口的33电源线路连线，在手机电池放入扩展装置内的手机电池仓313后，电压调整处理模块10将输出标准的锂电池充电电压为手机电池充电。由智能手机内的处理器判断手机剩余电量，在判断手机电池电量低于预设值时，选择是否由扩展装置的电源引脚为手机充供电。

数据接口处理单元15连接着来自功能扩展模块数据引线19和I/O接口数据引线110汇总来的各扩展功能模块和I/O设备的数据引线。经过数据接口处理单元15汇总处理后再连接到磁性接口33.并由智能手机上的磁性接口23连接到智能手机接口管理单元12，并有智能手机应用处理器11发出管理控制信号调用扩展装置上的扩展功能模块和I/O设备。扩展装置端的磁性接口33和智能手机端的磁性接口23具有相同的引脚定义，在更换不同的扩展装置后不会影响智能手机对扩展装置的调用。

扩展装置内的I/O设备包含有键盘38、显示屏31、鼠标310、USB接口37、以太网接口34、音频接口、显示信号输出接口-输出接口可以为AV输出接口，VGA输出接口或者HDMI输出接口、蓝牙耳机接口36，I/O设备可以根据实际实用需要进行增删，不同外形的扩展装置在根据实际需要调整I/O硬件设备后仅需重新设定数据接口处理单元15和电压调整处理模块10内的相关数值进行相应调整，而无需更改磁性接口内的实际数据线路，统一的磁性接口内的引线定义使得在智能手机更换不同扩展装置后仍然不会影响使用。

扩展装置上的连接接口处的引脚由扩展装置内各I/O设备和扩展功能模块上需要同智能手机上的控制管理的数据引线和电源引线组成，各数据引线和电源引线即可以直接和手机上的各控制模块相连，也可以由扩展装置上的处理器进行进一步处理后再由配件上的引线和电源管理器同手机连接。各数据引线首先连接到配件上管理引线的引线管理处理器上，由其进行对引线的预处理后再连接到手机上。I/O设备和扩展模块上的电源可以由扩展装置上的电源管理模块根据手机上各控制器发出的电力需求调节输出适合各I/O设备的电压，减少接口处的连接数量。接口为扩展功能单元预留引脚位方便将来进行扩展。接口上有为手机提供电力的电源引脚。

功能扩展模块311可以根据不同扩展装置的实际使用进行增删，功能扩展模块即可以内置在扩展装置内也可以通过扩展装置上的功能扩展仓312插入不同扩展模块扩展智能手机功能。扩展装置的磁性接口33上为扩展模块预留有引脚，在和智能手机连接后可以由智能手机识别并通过安装相应驱动由智能手机进行调用。功能扩展模块311可以由wifi扩展模块、GPS扩展模块、无线数传模块-可以是支持Wcdma，wimax，HSPA，LTE等3G或者4G无线协议标准的数传模块、电视接收模块-可以是接收模拟电视，卫星电视，数字移动电视等电视标准的接收模块、行业用传感器-可以是针对医疗，军事，工业等特殊行业的传感器模块等各种不同模块组成。可以根据实际使用需要灵活进行组合。极大扩展了智能手机的用途。

如图2所示是智能手机和其磁性接口结构示意图，智能手机20侧面有连接接口23，接口两侧分别安装两块永磁体22，两块永磁体在同一平面上所表现出来的磁性彼此相反，每块永磁体与扩展装置上的磁性接口33两侧所安装永磁体32磁性相反，在将智能手机20插入扩展装置上的磁性接口33时，可以凭借两边不同磁极的磁体所产生的吸引磁力将智能手机和扩展装置结合在一起。如果将智能手机20反向插入扩展装置上的磁性接口33时，由于此时智能手机两侧磁极和扩展装置上两侧磁体32所对应的磁极相同而产生互斥力防止接口反接。

图3是本发明的智能手机和扩展装置组合的实施例一的结构示意图，智能手机20通过扩展装置上的磁性接口33使用磁力实现和扩展装置的相互连接，无线耳机35借助耳机上带有磁性物质的数据充电接口315通过磁力可以吸附在扩展装置30上的无线耳机连接口36内，通过无线耳机35上的数据充电接口315，在耳机35吸附在扩展装置30时实现对耳机的充电和数据交换。扩展装置30在和智能手机20连接后将在同一可视平面上具有双显示屏，即扩展装置30上的显示屏31和智能手机20上的显示屏21，均由智能手机应用处理器进行管理，通过安装在智能手机上的屏幕管理程序可以实现多屏幕协作显示、多进程分屏显示等功能，在扩展装置30内的电池电力低于程序设定值时可以设定关闭显示屏31而使用显示屏21显示以节省电力。扩展装置30上另外具有键盘38、鼠标310、存储卡读卡器39，以太网接口34，USB接口37等I/O设备提供给智能手机进行调用。

本实用新型中由显示屏，键盘，各种数据接口，各种传感器等I/O设备，电池，扩展功能模块等组件组成一个整体单元，作为手机I/O设备的扩展和功能延伸。扩展装置不能单独使用，自身不具有对配件中各组件的控制和管理功能。通过扩展装置上的连接接口和手机连接后，由智能手机上的应用处理器对扩展装置上的各接口和功能单元器件进行控制管理。所述扩展功能模块既可以直接内置在扩展装置里，也可以由扩展装置上的扩展单元连接接口装入符合接口定义的功能模块实现功能扩展。

图4是本实施例中扩展装置30的扩展功能模块插槽和手机电池仓插槽结构示意图，扩展装置30底部有功能扩展模块插槽312，可以将符合扩展模块数据引线定义的功能扩展模块311插入插槽中，在不改变智能手机结构的情况下为智能手机扩充功能。扩展装置30底部另外有可以放置与智能手机同型号电池的电池仓313，可以将智能手机的备用电池放入该电池仓313中，由扩展装置内的电压调整处理模块输出标准锂电池充电电压为手机电池充电。所述扩展装置也可以使用与手机同型号的电池为扩展装置内的各组件供电，在手机没电时可以取出配件电池进行替换。

图5是本发明中的智能手机和另一个扩展装置组合的实施例二的结构示意图，该扩展装置40上同样具有磁性接口33、内置电池314、键盘38、显示屏31、以太网接口34、USB接口37等I/O设备。扩展装置40和智能手机20通过磁性接口33连接后，可以为手机提供键盘和更大尺寸的显示屏以及多种接口，在不改变智能手机的前提下提升智能手机的综合性能。

附图6是外围配件和智能手机上应用的磁性电源连接头示意图，插座51内部安装有两块永磁体53直接作为插座电极，两块永磁体53在同一面上所呈现的磁极相对。插头52内部同样安装有两块在同一面上磁极相对的永磁体54分别代表电源正负极连接电源导线55作为电极使用，插座51上两块永磁体分别与插头上代表正负极的永磁体磁极相异，在电极连接正确时四块永磁体相互产生吸引力将插座51和插头52相连，在反接时四块永磁体由于磁性相同产生互斥力防止电源反插。

所述智能手机的操作系统可以是使用windows CE，WindowsMobile，Symbian，Symbian UIQ，Linx，BlackBerry，Palm操作系统。所述扩展装置上的应用扩展单元模块可以是实现wifi，GPS，MobileTV或工业探测，医疗检验等功能的模块，所述扩展装置上的I/O设备和接口包含显示屏和显示屏引线，键盘和键盘引线，读卡器，摄像头，USB接口，VGA输出接口，ethernet接口，音频接口，各种工业医疗用传感器等。所述扩展装置不仅仅可以帮助智能手机扩展电脑功能的延伸配件，也可以是实现其他数码功能但由智能手机对其进行控制管理的扩展装置，所述扩展装置还可以是通过智能手机对扩展装置的管理实现工业或医疗应用等专用领域的应用。

以上对本发明所提供的一种智能手机的扩展装置进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (7)

1.一种智能手机的扩展装置，其特征在于：包括用于与智能手机进行数据交互的接口模块、与所述接口模块相连的数据接口处理单元、以及I/O接口单元，所述接口模块处理单元还通过I/O接口数据引线与I/O接口单元相连，所述I/O接口单元连接有输入输出设备或接口。

2.根据权利要求1所述的智能手机的扩展装置，其特征在于：所述接口模块处理单元还通过扩展模块数据引线连接有功能扩展单元。

3.根据权利要求2所述的智能手机的扩展装置，其特征在于：还包括电源单元，所述电源单元与所述接口模块相连，用于贮存电能或向智能手机供电。

4.根据权利要求3所述的智能手机的扩展装置，其特征在于：所述电源单元包括与所述接口模块相连的电压调整处理模块，和与所述电压调整处理模块相连的电池。

5.根据权利要求3所述的智能手机的扩展装置，其特征在于：所述电源单元还分别通过电源引线连接I/O接口和功能扩展单元。

6.根据权利要求1～6中任一项所述的智能手机的扩展装置，其特征在于：所述输入输出设备包括键盘、显示屏、鼠标，所述输入输出接口包括USB接口、以太网接口、音频接口、显示信号输出接口、蓝牙耳机接口。

7.根据权利要求1～6中任一项所述的智能手机的扩展装置，其特征在于：所述接口模块为磁性接口，在接口的两侧设置有磁性相异的两个磁体，与设置在智能手机接口处的对应位置的磁体极性相异。

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