CN103022856A - 建立电气连接的方法及电气连接器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电气技术领域，公开了一种建立电气连接的方法。本发明还提供了一种电气连接器。本发明利用pogo pin连接器实现了在同一移动终端与多个外部设备之间建立快速、可靠的电气连接，能够避免因设备间连接导线过长而导致的信号易受干扰，减少了高速信号传输的延迟时间和因线缆连接设备而造成的手持操作不便，能实现即插即用和热插拔功能。

Description

建立电气连接的方法及电气连接器

技术领域

本发明涉及电气技术领域，特别是涉及一种建立电气连接的方法及电气连接器。

背景技术

电子设备之间以及设备内部的部件之间常常需要导线进行电气上的连接，以保障信号在其间的传输。在设备内部的部件之间多是通过印刷电路板上的导线来进行信号传导的；设备间除红外、蓝牙等无线数据连接外，常见的如PC与打印机、鼠标、扫描仪、调制解调器等都是通过线缆进行连接并实现数据传输的。这些与PC相连的打印机、扫描仪、调制解调器等，相对于PC而言都是一些低速设备，因此连接他们之间的线缆长度并不影响其信号的传输，所以常见的用于连接上述设备的RS-232、USB接口传输线长度大都在100~150cm左右。

而对于高速运行的部件如电脑芯片组、手机芯片组等，其芯片间的连接线长度就显得至关重要，这也正是此类芯片不遗余力地进行超大规模集成化的原因，不然仅内部器件之间的连接线长度就会影响到整个系统的运行速度。如：某CPU芯片主频为2GHz，以执行一条存取指令的时间为一个周期，即使不考虑电子器件本身的延迟时间，仅按照电子传播速度计算（300000km/秒），CPU与存储器之间的传输距离也不得超过15cm，否则就不能达到其运行速度，还会引起整个系统运行的混乱。

虽然设备间的连接目前还没有将导线的长度造成的时间延迟考虑在内，但随着各种应用的增加，设备日益微型化并对节能要求的加剧，连接线缆的长度造成的影响会逐渐体现出来。如：因节能需要，CPU电源电压愈来愈低，其信号幅度也会随之变得更加微小；更新的USB 3.0接口标准其传输速率理论上将会达到5Gbps。这样，连接导线过长将会影响传输速度，而且也会受周边环境的影响对微小的信号造成干扰。从操作使用的角度讲，设备间连接线的存在也会造成不便。图1是一般设备间常见的连接方式，如电脑与打印机、扫描仪等。图1的方式由于多是针对一些桌面设备，而且这种配置多是不需要频繁更换的长期固定连接方式。故图1连接形式并不会感觉到使用时的不便。但对于一些需要移动使用的非桌面设备，如移动通信终端如果要按图1方式连接外部设备就会觉得非常的不方便。因此就有了第二种常见的设备连接方式，见图2所示。图2方式是将两种以上功能的设备予以集成，安装在一个机壳内，作为某种特定功能的设备使用。常见的有用于结算的无线（移动）POS机、物流人员使用的手持读卡器、公交车售票员使用的手持读卡终端、公安行业使用的手持式二代证阅读器等等。这些设备都由两大模块组成，一个是移动（通信）模块，用于通过移动通信网络向后台服务器传送采集的数据信息；另一个就是用来实现RFID阅读、激光扫描、打印等专有功能的模块。与图1方式相比，图2方式的优点在于两模块间的连接线缆在内部，缩短了引线长度，减少了时延和外界对它的干扰；由于集成为一体，更便于手持操作。但图2方式也有最大的一个弊端--使用功能单一化，即它只能用于单一的场合，如售票员使用的公交卡读卡器、物流人员使用的手持条码识读仪、公安人员的手持二代证阅读器等等，等等这种单一化功能的手持设备。

随着移动物联技术的广泛应用，各种感知设备将会更多的在移动状态下使用，如前所述的RFID阅读、激光扫描、指纹采集等，若如此就会形成图3所示的形态。在图3中所有设备中都有一个共同的部分——移动模块，而移动模块的成本是最高的。显然图3并不是一种最佳的组成方式，它不符合设备共用的原则，也会使得设备整体的造价大大提高。

发明内容

（一）要解决的技术问题

本发明首先要解决的技术问题是：如何实现同一个移动终端与多个外部设备之间建立电气连接。

（二）技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供一种建立电气连接的方法，在同一移动终端与多个外部设备之间利用pogo pin连接器进行电气连接。

优选地，所述方法具体包括以下步骤：

在所述移动终端上设置触片；

在所述外部设备上与所述触片对应的位置设置所述pogo pin连接器作为pogo pin触点。

优选地，所述方法还包括以下步骤：

在所述移动终端上设置固定凹点；

在所述外部设备上与所述固定凹点对应的位置设置固定螺丝。

优选地，所述触片设置在所述移动终端的串行接口上。

优选地，所述触点中的电源引脚长于触点中其它引脚。

优选地，所述移动终端的触片上输出的是RS-232信号。

优选地，所述移动终端为高速手持设备，相对而言，所述外部设备为低速固定设备。

优选地，所述移动终端为警务通。

优选地，所述外部设备为打印机、扫描仪和身份识别仪中的一种或其他使用RS-232接口的设备。

本发明还提供了一种电气连接器，所述电气连接器用于在同一移动终端与多个外部设备之间建立电气连接，包括pogo pin连接器。

优选地，所述pogo pin连接器设置在所述外部设备上作为触点，所述电气连接器还包括设置在所述移动终端上与所述触点对应位置处的触片。

优选地，所述触点中的电源引脚长于触点中其它引脚。

（三）有益效果

上述技术方案具有如下优点：本发明利用pogo pin连接器实现了在同一移动终端与多个外部设备之间建立快速、可靠的电气连接，能够避免因设备间连接导线过长而导致的信号易受干扰，减少了高速信号传输的延迟时间和因线缆连接设备而造成的手持操作不便，能实现即插即用和热插拔功能。

附图说明

图1是现有分体结构设备间的连接方式示意图；

图2是现有一体结构设备间的连接方式示意图；

图3是现有多个移动终端及其所需驱动的多个外部设备之间的连接方式示意图；

图4-1是本发明的连接方式第一示意图；图4-2是本发明的连接方式第二示意图；

图5是本发明的连接方式第三示意图；

图6是pogo pin连接器结构示意图；

图7是移动终端示意图；

图8是第一种外部设备示意图；

图9是第二种外部设备示意图。

其中，1移动终端；2外部设备；3接口连接器；3’连接线缆；4触点；5触片；6触点与触片接触位置；7固定凹点；8指纹采集区域；9打印区域；10激光扫描区域；11固定螺丝；12锁固装置；E触点工作高度。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

本发明采用模块化结构，很好地解决了设备造价高、设备体积过大不便持拿的问题。在本发明中，将图3中的移动模块部分与欲与其连接的设备部分分开设计制作，移动模块的功能由移动终端充任。当需要其连接工作时即临时将移动终端与相应的设备组合在一起，图4所示；不需要其连接工作时，就将其拆开，这时的移动终端仍可单独使用。

实现方法：

因时下移动终端已不仅仅用于语音通信，很多业务均可基于它实现。如公安业务使用的移动警务通，除了通常的语音、数据操作外，还可以驱动操作第二代居民身份证读卡器、打印机、指纹采集仪、酒精检测器等设备，以扩大应用领域。如按照图1方式驱动外部设备会使得操作非常不便；若按图3方式又会使得产品的成本增加、体积变大、不便持拿等弊病凸显，同样不符合公安业务高效、快速、便捷的要求。本发明则是按照图5的方式由警务通（手机）与不同外部设备组合而成为各应用系统，与图3相比，图5方式为1+N，而图3方式则为N+N（如需驱动操作N个外部设备的话）。显然图5方式更具优势。

本发明将移动终端中一般不向用户提供的串行接口外引，以便连接外部设备。为保证实现可靠地连接和即插即用的便捷性，本发明接口选用了pogo pin连接器。pogo pin是一种应用于手机等电子产品中的精密针式连接器，根据应用不同有不同外观，但内部都带有精密弹簧结构，以保证触点的紧密连接，为了防止锈蚀通常表面要镀金。手机内电池连接触点就采用了该结构。图6是pogo pin连接器的结构图。pogo pin连接器与常见的RS-232、USB、RJ45连接器不同，后者都是成对配套，即由插座和插头组成完整的连接形式。但这种成对的连接器，使用场合受限。而pogo pin连接器并不限定与触点（针）连接的形式，一般只要是镀金的铜片即可，因其小巧方便故在精密电子设备中得到广泛应用。

通常的如RS-232、USB、RJ45接口连接器是依靠其专有的机械机构外形予以固定的，但在小型手持式设备中如采用成对连接器形式，则与外部设备的连接就会如同图1所示那样成为分体结构。为了保证在不采用成对连接器形式的情况下连接点的可靠接触，本发明将移动警务通（手机）外引触点敷设在表面，见图7，被连接设备触点以pogo pin形式敷设在与警务通对应的位置，见图8、图9。图8为“身份识别仪”，它可以进行指纹采集和第二代身份证的读识，身份识别仪可将警务通放入其中，并通过其上设置的锁固装置12将警务通予以固定，固定后的警务通其接口引线触片与身份识别仪pogo pin触点紧密契合，保证了信号通道的通畅；图9为微型打印机和激光扫描仪结合设备，该设备可以插入警务通，设备上的pogo pin触点会与警务通接口引线触片接触，由该设备的固定螺丝在警务通固定凹点予以固定，以达线路通畅。可将警务通嵌入“身份识别仪”、“打印机+激光扫描仪”。其中，图7中的固定凹点7和图9中的固定螺丝之间形成螺纹配合，从而可以将移动终端与外部设备二者固定。移动终端在外部设备上的固定方式也不限于上述固定方式，也可以采用其它任何固定方式。触片连接的接口也不限于RS-232。

除图示的设备外，因目前多数外部设备均留有RS-232和USB接口，以便于接收电脑的控制。故本发明接口连接方式可以推广到所有外部设备与移动通信终端的连接场合。

在本发明中警务通以pogo pin形式外引的是RS-232接口信号，USB信号有其专有的连接器。如若外部设备必须使用USB接口连接而标准的USB接口连接器又不方便使用时，也可以pogo pin形式外引。

众所周知，USB接口有在线连接（热插拔）的功能，这也是众多智能设备选择USB接口的原因之一。通常像电脑手机类的用电设备是不主张在线（带电）连接的，而强电设备更是绝对禁止此类操作。但类似于本发明这样的模块化组合外设结构，若不在线连接很难做到频繁的执行如下动作：

关闭电源—连接—使用—关闭电源—分离连接

所以在此场合下，实现在线连接的功能是非常必要的。在本发明中，pogo pin端的电源信号引脚要比其它信号引脚更长一些。这样在触点接触时首先保证了电源先行连接；触点分离时，信号引线先行断开。整个过程如同我们使用电器时的过程一样：

使用时：先开启电源总开关—开启用电设备开关—运行

不用时：先关闭用电设备开关—后关闭电源总开关—运行停止

当然，如果不采用上述连接形式，就需要用其他电子或物理实体开关，实现电源信号与数据信号按上述过程顺序开闭，否则就是不安全的。

设备间的互联，主要是为了在两者间相互传送数据信息或实现一方对另一方的控制。所以保证其所传数据的可靠性是至关重要的，缩短连接引线的长度既减少了空间环境对信号的干扰又会使得信号传输速度加快，特别是对于高速传输的小信号设备，这种触点直接连接的方式优势明显。另一方面这种设备连接方式有利于实现设备间的模块化组成，可减少设备的携带量，方便手持。

本发明还提供了一种相应的电气连接器，所述电气连接器用于在同一移动终端与多个外部设备之间建立电气连接，包括pogo pin连接器。

所述pogo pin连接器设置在所述外部设备上作为触点，所述电气连接器还包括设置在所述移动终端上与所述触点对应位置处的触片。

所述触点中的电源引脚长于触点中其它引脚。

由以上实施例可以看出，本发明利用pogo pin连接器实现了在同一移动终端与多个外部设备之间建立快速、可靠的电气连接，能够避免因设备间连接导线过长而导致的信号易受干扰，减少了高速信号传输的延迟时间和因线缆连接设备而造成的手持操作不便，能实现即插即用和热插拔功能。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。

Claims (12)

1.一种建立电气连接的方法，其特征在于，在同一移动终端与多个外部设备之间利用pogo pin连接器进行电气连接。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法具体包括以下步骤：

在所述移动终端上设置触片；

在所述外部设备上与所述触片对应的位置设置所述pogo pin连接器作为触点。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括以下步骤：

在所述移动终端上设置固定凹点；

在所述外部设备上与所述固定凹点对应的位置设置固定螺丝。

4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述触片设置在所述移动终端的串行接口上。

5.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述触点中的电源引脚长于触点中其它引脚。

6.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述移动终端的触片上输出的是RS-232信号。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述移动终端为高速手持设备，相对而言，所述外部设备为低速固定设备。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述移动终端为警务通。

9.如权利要求1~8中任一项所述的方法，其特征在于，所述外部设备为打印机、扫描仪和身份识别仪中的一种或其他使用RS-232接口的设备。

10.一种电气连接器，其特征在于，所述电气连接器用于在同一移动终端与多个外部设备之间建立电气连接，包括pogo pin连接器。

11.如权利要求10所述的电气连接器，其特征在于，所述pogopin连接器设置在所述外部设备上作为触点，所述电气连接器还包括设置在所述移动终端上与所述触点对应位置处的触片。

12.如权利要求10或11所述的电气连接器，其特征在于，所述触点中的电源引脚长于触点中其它引脚。

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