CN107302251A - 一种智能移动电源及与其进行usb数据通讯的方法 - Google Patents

一种智能移动电源及与其进行usb数据通讯的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种智能移动电源及与其进行USB数据通讯的方法，智能移动电源包括电池、充电控制模块、放电控制模块、第一USB接口、第二USB接口，智能移动电源工作在单一充电模式或充电通讯模式，在单一充电模式下，被充电设备通过放电控制模块接受智能移动电源的放电，但智能移动电源不与被充电设备进行USB数据通讯，在充电通讯模式，被充电设备通过放电控制模块接受智能移动电源的放电，同时还可通过第一USB接口与智能移动电源进行USB数据通讯，第二USB接口连接着充电控制模块，充电控制模块连接着电池，第二USB接口可连接电源适配器或PC主机对电池进行充电。

Description

一种智能移动电源及与其进行USB数据通讯的方法
技术领域
本发明涉及电子配件和移动电源技术领域，特别涉及到一种智能移动电源及与其进行USB数据通讯的方法。
背景技术
移动电源，也叫充电宝，是一种集供电和充电功能于一体的便携式充电器，可以随时随地给手机、平板电脑、笔记本电脑、数码相机、掌上游戏机、便携式音箱等多种数码产品供电或待机充电，移动电源一般使用锂电池作为储电介质，由于锂电池体积小、容量大、价格适中的优点，现已被广泛的采用，移动电源的外壳上通常包含一个充电接口和一个放电接口，最常见的接口类型为通用串行总线(Universal Serial Bus)接口，缩写为USB，是一个外部总线标准，起初用于规范电脑与外部设备的连接和通讯，此后又广泛应用到各种移动便携设备上。
随着移动设备的电池容量增大续航时间得到很好的提升，但电池容量的增大也意味着充电需要花费更长的时间，以标准USB 2.0接口最大5V500mA的功率充电，3000毫安的电池需要几个小时才能充满，对于用户来说这个体验真的是非常不好，因此各种基于USB接口的快速充电技术应运而生，这些快速充电协议主要包括USB Battery Charging充电协议、高通Quick Charge充电协议、华为Fast Charger Protocol充电协议、三星AdaptiveFast Charging充电协议、联发科Pump Express充电协议和苹果快速充电协议，这些快速充电标准采用了大电流或高电压的充电方法，可以短时间内把手机的电池充满，或者紧急情况下充上5分钟可以用上几小时，摆脱了超长的充电等待时间。
现有技术中的移动电源功能单一，通常只局限在为移动设备供电，而人们常用的移动设备(比如手机、平板电脑)又经常会有扩展外部存储的需求，如果能在移动电源中集成存储介质，并利用USB接口可以同时进行充电与数据通讯的能力，在为移动设备充电的同时，通过移动设备(例如在其上安装的APP)访问移动电源中的存储介质，就可以拓展移动电源的功能并增强用户体验。
进一步的，常见的移动电源的放电接口与以安卓手机为代表的移动设备的充电接口都为USB接口，使用USB充电线从移动电源为安卓移动设备充电时，安卓移动设备首先根据快速充电协议检测移动电源的最大放电功率，然后再根据其自身的受电能力，选择最大的充电功率为自身充电。快速充电协议普遍规定只有在移动电源的放电接口为单一充电模式时，才能进行快速充电，当移动电源的放电接口为充电通讯模式时，即在充电的同时还允许USB数据通讯时，一般只能以最大5V500mA的模式充电，也就是说在允许USB数据通讯时，一般只能以最大2.5W的功率为移动设备充电。上述快速充电指以超过2.5W的功率为移动设备充电。
如果能够在单一充电模式和充电通讯模式之间切换，既保证移动设备可以与移动电源进行数据通讯，又可以在无数据通讯时给移动设备快速充电，则可以在拓展移动电源功能的同时，进一步增强用户体验。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：充分利用USB接口可以同时供电与数据通讯的能力，提供了一种在单一充电模式和充电通讯模式之间切换，既保证移动设备可以与移动电源进行数据通讯，又可以在无数据通讯时给移动设备快速充电的智能移动电源及方法。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
本发明提出一种可进行USB数据通讯的智能移动电源，智能移动电源包括电池、充电控制模块、放电控制模块、第一USB接口、第二USB接口，智能移动电源还包括微控制单元、放电模式选择模块，放电模式选择信号，
第一USB接口通过第一USB线缆连接被充电设备的USB接口，
第一USB接口的VBUS信号连接着放电控制模块，放电控制模块连接着电池，
第一USB接口的DP与DM信号、或者CC1与CC2信号、或者DP与DM与CC1与CC2信号连接着放电模式选择模块，
放电模式选择模块连接着放电模式选择信号，放电模式选择模块根据放电模式选择信号，择一地将第一USB接口配置为单一充电模式或充电通讯模式，放电模式选择模块根据快速充电协议完成模式的配置，
在单一充电模式下，被充电设备通过VBUS接受智能移动电源的放电，但智能移动电源不与被充电设备进行USB数据通讯，
在充电通讯模式，被充电设备通过VBUS接受智能移动电源的放电，同时可与智能移动电源进行USB数据通讯，
所述微控制单元包括第一USB控制器，第一USB接口的DP与DM信号连接着第一USB控制器，第一USB控制器工作于USB Host模式，在充电通讯模式下与被充电设备进行USB数据通讯，
第二USB接口连接着充电控制模块，充电控制模块连接着电池，第二USB接口可通过第二USB线缆连接电源适配器或PC主机对电池进行充电。
优选地，所述智能移动电源还包括存储设备，所述微控制单元还包括存储控制器，存储控制器连接着存储设备，在充电通讯模式下微控制单元通过第一USB控制器与被充电设备进行USB数据通讯，同时微控制单元通过存储控制器对存储设备进行读写操作。
优选地，所述存储设备为闪存存储卡、闪存存储芯片或硬盘。
优选地，所述智能移动电源还包括无线发射与接收装置，微控制单元连接着无线发射与接收装置，在充电通讯模式下微控制单元通过第一USB控制器与被充电设备进行USB数据通讯，并通过无线发射与接收装置发射与接收数据。
优选地，所述充电控制模块还连接着微控制单元，微控制单元通过充电控制模块获得电池电量和状态信息。
优选地，所述放电模式选择信号由包含于智能移动电源的开关或按钮产生，或由微控制单元产生。
优选地，所述快速充电协议为USB Battery Charging充电协议、高通QuickCharge充电协议、华为Fast Charger Protocol充电协议、三星Adaptive Fast Charging充电协议、联发科Pump Express充电协议、苹果快速充电协议、或USB Power Delivery充电协议。
优选地，所述充电通讯模式为USB Battery Charging充电协议定义的StandardDownstream Port(SDP)。
优选地，所述充电通讯模式为USB Battery Charging充电协议定义的ChargingDownstream Port(CDP)。
优选地，所述单一充电模式为USB Battery Charging充电协议定义的StandardDownstream Port(SDP)及Charging Downstream Port(CDP)之外的快速充电协议定义的模式。
优选地，所述微控制单元还包括第二USB控制器，第二USB接口连接着微控制单元的第二USB控制器，第二USB控制器工作于USB Device模式，当第二USB接口通过第二USB线缆连接PC主机时，微控制单元可以择一地选择通过第二USB控制器与PC主机进行USB数据通讯或在充电通讯模式下通过第一USB控制器与被充电设备进行USB数据通讯。
优选地，所述被充电设备为运行安卓系统的移动设备。
本发明提出一种与智能移动电源进行USB数据通讯的方法，智能移动电源包括第一USB接口、第二USB接口，第一USB接口通过第一USB线缆连接被充电设备的USB接口，第二USB接口可通过第二USB线缆连接电源适配器或PC主机对智能移动电源进行充电，所述被充电设备运行安卓操作系统，所述智能移动电源还包括第一USB控制器，
所述智能移动电源择一地将第一USB接口配置为单一充电模式或充电通讯模式，智能移动电源根据快速充电协议完成模式的配置，
在单一充电模式下，被充电设备通过VBUS接受智能移动电源的放电，但智能移动电源不与被充电设备进行USB数据通讯，
在充电通讯模式，被充电设备通过VBUS接受智能移动电源的放电，同时可与智能移动电源进行USB数据通讯，
所述第一USB控制器连接着第一USB接口，在充电通讯模式下与被充电设备进行USB数据通讯，
当第一USB接口未连接被充电设备时，智能移动电源将第一USB接口设置为单一充电模式，
当被充电设备的USB接口通过第一USB线缆连接到第一USB接口时，第一USB接口保持为单一充电模式，
在单一充电模式下，用户可以人为强制智能移动电源改变第一USB接口的配置到充电通讯模式，当被充电设备检测到第一USB接口改变为充电通讯模式后，在进行充电的同时，被充电设备启动与智能移动电源的USB数据连接，并进行USB数据通迅，
在充电通讯模式下，第一USB控制器工作在USB Host模式下，被充电设备工作在USB Device模式下。
优选地，在被充电设备与智能移动电源的USB数据连接建立后，第一USB控制器通过USB数据连接通知被充电设备启动指定的APP，并与之进行后续的USB数据通迅。
优选地，所述智能移动电源还包括存储设备，所述APP在充电通讯模式下与智能移动电源进行USB数据交互，对存储设备进行读写操作。
优选地，所述存储设备为闪存存储卡、闪存存储芯片或硬盘。
优选地，当所述APP在充电通讯模式下停止对智能移动电源上的存储设备进行读写操作，并超过预设时间时，智能移动电源将第一USB接口切换到单一充电模式。
优选地，所述智能移动电源在充电通讯模式下，可以将电池电量和状态信息通过USB数据通讯传递到所述APP。
优选地，所述智能移动电源还包括无线发射与接收装置，所述APP在充电通讯模式下与智能移动电源进行USB数据交互，并通过无线发射与接收装置发射与接收数据。
优选地，当所述APP在充电通讯模式下停止通过智能移动电源上的无线发射与接收装置发射与接收数据，并超过预设时间时，智能移动电源将第一USB接口切换到单一充电模式。
优选地，当所述APP在充电通讯模式下被关闭时，将通过USB数据通讯发送通知到智能移动电源，智能移动电源在收到通知后，将第一USB接口切换到单一充电模式。
优选地，当所述APP尝试与智能移动电源进行USB数据通讯，但智能移动电源的第一USB接口处于单一充电模式，APP将通知用户可以人为强制智能移动电源改变第一USB接口的配置到充电通讯模式。
优选地，所述人为强制智能移动电源改变第一USB接口的配置到充电通讯模式的实现方法为人为拨动或按压包含于智能移动电源的开关或按钮，智能移动电源在检测到此操作后改变第一USB接口的配置到充电通讯模式。
优选地，所述快速充电协议为USB Battery Charging充电协议、高通QuickCharge充电协议、华为Fast Charger Protocol充电协议、三星Adaptive Fast Charging充电协议、联发科Pump Express充电协议、苹果快速充电协议、或USB Power Delivery充电协议。
优选地，所述充电通讯模式为USB Battery Charging充电协议定义的StandardDownstream Port(SDP)。
优选地，所述充电通讯模式为USB Battery Charging充电协议定义的ChargingDownstream Port(CDP)。
优选地，所述单一充电模式为USB Battery Charging充电协议定义的StandardDownstream Port(SDP)及Charging Downstream Port(CDP)之外的快速充电协议定义的模式。
优选地，所述智能移动电源还包括第二USB控制器，第二USB接口连接着第二USB控制器，第二USB控制器工作于USB Device模式，当第二USB接口通过第二USB线缆连接PC主机时，智能移动电源可以择一地选择通过第二USB控制器与PC主机进行USB数据通讯或在充电通讯模式下通过第一USB控制器与被充电设备进行USB数据通讯。
本发明的有益效果是：充分利用USB接口可以同时供电与数据通讯的能力，提供了一种智能移动电源及与其进行USB数据通讯的方法，能够在单一充电模式和充电通讯模式之间切换，既保证移动设备可以与移动电源进行数据通讯，又可以在无数据通讯时给移动设备快速充电。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明：
图1是本发明一种可进行USB数据通讯的智能移动电源实施例一之模块图及应用示意图。
图2是本发明一种可进行USB数据通讯的智能移动电源实施例二之模块图及应用示意图。
其中：
1 智能移动电源 7 存储设备
9 无线发射与接收装置 5 微控制单元
11 第一USB接口 12 第二USB接口
31 第一USB线缆 32 第二USB线缆
21 被充电设备 22 PC主机
23 电源适配器 17 放电模式选择信号
13 放电控制模块 15 放电模式选择模块
14 充电控制模块 16 电池
51 第一USB控制器 52 第二USB控制器
53 存储控制器 18 开关或按钮
具体实施方式
下面结合附图中的实施例对本发明一种智能移动电源及与其进行USB数据通讯的方法做进一步说明。
如图1所示，为本发明一种可进行USB数据通讯的智能移动电源之实施例一，在该实施例中，智能移动电源1包括电池16、充电控制模块14、放电控制模块13、第一USB接口11、第二USB接口12，智能移动电源1还包括微控制单元5、放电模式选择模块15，放电模式选择信号17，智能移动电源1还可以包括开关或按钮18。
第一USB接口11通过第一USB线缆31连接被充电设备21的USB接口。
第一USB接口11的VBUS信号连接着放电控制模块13，放电控制模块13连接着电池。
第一USB接口11可以为USB Type A母座或USB Type C母座。当第一USB接口11为USB Type A母座时，其DP与DM信号连接着放电模式选择模块15，当第一USB接口11为USBType C母座时，其还包括CC1与CC2信号，其DP与DM信号，或者CC1与CC2信号，或者DP与DM与CC1与CC2信号连接着放电模式选择模块15。
放电模式选择模块15连接着放电模式选择信号17，放电模式选择模块15根据放电模式选择信号17，择一地将第一USB接口11配置为单一充电模式或充电通讯模式，放电模式选择模块15根据快速充电协议完成模式的配置。
在单一充电模式下，被充电设备21通过VBUS接受智能移动电源1的放电，但智能移动电源1不与被充电设备21进行USB数据通讯。
在充电通讯模式，被充电设备21通过VBUS接受智能移动电源1的放电，同时可通过DP与DM与智能移动电源1进行USB数据通讯。
微控制单元5包括第一USB控制器51，第一USB接口11的DP与DM信号连接着第一USB控制器51，第一USB控制器51工作于USB Host模式，在充电通讯模式下与被充电设备21进行USB数据通讯，被充电设备21工作在USB Device模式。
第二USB接口12连接着充电控制模块14，充电控制模块14连接着电池16，第二USB接口12可以通过第二USB线缆32连接PC主机22对电池16进行充电。
第二USB接口12也可以为电源插座代替。
智能移动电源1还包括存储设备7，所述微控制单元5还包括存储控制器53，存储控制器53连接着存储设备7，在充电通讯模式下微控制单元5通过第一USB控制器51与被充电设备21进行USB数据通讯，同时微控制单元5通过存储控制器53对存储设备7进行读写操作，所述存储设备7可以为闪存存储卡、闪存存储芯片或硬盘。
所述放电模式选择信号17由包含于智能移动电源的开关或按钮18产生，或者由微控制单元5产生。当放电模式选择信号17由开关或按钮18产生时，图1中从开关或按钮18到放电模式选择信号17之间的虚线有效，表示了由开关或按钮18产生放电模式选择信号17。当放电模式选择信号17由微控制单元5产生时，从开关或按钮18到放电模式选择信号17之间的虚线无效，这时开关或按钮18为微控制单元5的输入信号，微控制单元5根据开关或按钮18的状态，或根据与被充电设备21的USB数据通讯，或根据微控制单元5内部状态产生放电模式选择信号17。
在本实施例中，微控制单元5产生到放电控制模块13之间的控制信号，用于控制放电控制模块13是否断开或连接第一USB接口11的VBUS供电。
在本实施例中，充电控制模块14产生到微控制单元5之间的控制信号，用于微控制单元5通过充电控制模块14获取电池16电量和状态信息。
在本实施例中，快速充电协议可以为USB Battery Charging充电协议、高通QuickCharge充电协议、华为Fast Charger Protocol充电协议、三星Adaptive Fast Charging充电协议、联发科Pump Express充电协议、苹果快速充电协议、或USB Power Delivery充电协议。
USB Battery Charging协议(简称USB BC协议)规范了使用USB接口为便携式设备的电池进行充电所需要遵守的准则，实际上，USB BC协议的核心内容就是引入了充电端口识别机制，一个符合USB BC协议的便携式USB设备通过这套机制可以识别出是插到了一个标准的USB下行接口(Standard Downstream Port，简称SDP)，一个USB专用充电器(Dedicated Charging Port，简称DCP)，还是一个针对充电做过优化的USB下行接口(Charging Downstream Port，简称CDP)，然后被充电设备将根据充电端口的类别，按照USBBC协议的要求来获取不同的充电电流，并在允许的情况下与某些特定的接口类型进行数据通讯。
根据USB BC协议，当USB接口被配置为SDP时，其DP与DM信号分别接有对地的标称15K下拉电阻，当USB接口被配置为DCP时，其DP与DM信号对地没有下拉电阻，但DP与DM之间接有小于200欧姆的电阻。被充电设备通过检测这两种不同的状态来识别SDP或DCP模式。
放电模式选择模块15可以使用USB BC协议定义的SDP作为充电通讯模式，使用USBBC协议定义的DCP作为单一充电模式。当第一USB接口11被配置为SDP时，按照USB BC协议，放电模式选择模块15将DP与DM信号分别对地接标称15K的下拉电阻，第一USB接口11的VBUS供电电压为5V，被充电设备21检测到SDP模式后，从第一USB接口11的VBUS以最大500mA取电。同时，被充电设备21还可以与第一USB控制器51通过DP及DM信号进行USB数据通讯。当第一USB接口11被配置为DCP时，按照USB BC协议，放电模式选择模块15将DP与DM之间接入小于200欧姆的电阻，并断开DP与DM对地的下拉电阻，第一USB接口11的VBUS供电电压为5V，被充电设备21检测到DCP模式后，可以从第一USB接口11的VBUS以最大1.5A快速充电，但这时在USB控制器51与被充电设备21之间不能进行USB数据通讯。USB BC协议还定义了CDP模式，在此模式下，USB接口可以进行USB数据通讯，也可以超过5V 500mA进行快速充电。但因为CDP模式兼容性不好，在实际应用中并没有被广泛支持。
放电模式选择模块15也可以根据其他快速充电协议配置第一USB接口11来完成模式的配置。例如苹果快速充电协议定义了5V 1A，5V 2.1A,及5V 2.4A多个快速充电模式。
根据苹果快速充电协议，当配置为5V 1A快速充电模式时，DP对VBUS接75K电阻，对地接49.9K电阻；DM对VBUS接43.2K电阻，对地接49.9K电阻。当配置为5V 2.1A快速充电模式时，DP对VBUS接43.2K电阻，对地接49.9K电阻；DM对VBUS接75K电阻，对地接49.9K电阻。当配置为5V 2.4A快速充电模式时，DP对VBUS接43.2K电阻，对地接49.9K电阻；DM对VBUS接43.2K电阻，对地接49.9K电阻。
放电模式选择模块15可以使用USB BC协议定义的SDP作为充电通讯模式，使用苹果快速充电协议定义的5V 1A、5V 2.1A、或5V 2.4A快速充电模式作为单一充电模式，并按照协议的要求对DP与DM信号进行配置。
再者，高通Quick Charge 2.0与Quick Charge 3.0充电协议定义了快速充电模式，允许以超过5V以及超过500mA为被充电设备充电。高通Quick Charge 2.0与QuickCharge 3.0充电协议在DP与DM上定义了通讯协议来完成对快速充电模式的配置，其通讯协议要求DP与DM的电压按照协议要求的时序进行动态变化。
放电模式选择模块15可以使用USB BC协议定义的SDP作为充电通讯模式，使用高通Quick Charge 2.0与Quick Charge 3.0充电协议定义的快速充电模式作为单一充电模式。当配置为单一充电模式时，放电模式选择模块15按照高通Quick Charge 2.0与QuickCharge 3.0充电协议要求配置DP与DM信号，即按照协议的要求通过DP与DM信号与被充电设备21通讯，并按照协议的要求动态配置DP与DM信号的电压及时序。
当第一USB接口11为USB Type C母座时，其还包括CC1与CC2信号，USB PowerDelivery充电协议在CC1与CC2上通过状态及数据通讯定义了其快速充电协议，当第一USB接口11为USB Type C母座时，放电模式选择模块15可以选择USB Power Delivery充电协议定义的模式作为单一充电模式或充电通讯模式，并通过CC1与CC2信号完成模式的配置。当第一USB接口11为USB Type C母座时，放电模式选择模块15也可以按照前述描述选择通过DP与DM信号完成模式的配置。
放电模式选择模块15也可以按照其他快速充电协议对第一USB接口11进行配置，在此不再一一列出。
在本实施例中，被充电设备21可以为带有USB Micro B或USB Micro AB母座的运行安卓系统的移动设备，也可以为带有USB Type C母座的运行安卓系统的移动设备，
当第一USB接口11为USB Type A母座，被充电设备21带有USB Micro B或USBMicro AB母座时，第一USB线缆31两端分别为USB Type A公头及USB Micro B公头。
当第一USB接口11为USB Type A母座，被充电设备21带有USB Type C母座时，第一USB线缆31两端分别为USB Type A公头及USB Type C公头。
当第一USB接口11为USB Type C母座，被充电设备21带有USB Micro B或USBMicro AB母座时，第一USB线缆31两端分别为USB Type C公头及USB Micro B公头。
当第一USB接口11为USB Type C母座，被充电设备21带有USB Type C母座时，第一USB线缆31两端分别为USB Type C公头及USB Type C公头。
所述微控制单元5还包括第二USB控制器52，第二USB接口12连接着微控制单元5的第二USB控制器52，第二USB控制器52工作于USB Device模式，当第二USB接口12通过第二USB线缆32连接PC主机22时，微控制单元5可以择一地选择通过第二USB控制器52与PC主机22进行USB数据通讯或在充电通讯模式下通过第一USB控制器51与被充电设备21进行USB数据通讯。
如图2所示，为本发明一种可进行USB数据通讯的智能移动电源之实施例二。
本实施例与图1所示实施例的不同之处在于，智能移动电源1包括无线发射与接收装置9，微控制单元5连接着无线发射与接收装置9，在充电通讯模式下微控制单元5通过第一USB控制器51与被充电设备21进行USB数据通讯，并通过无线发射与接收装置9发射与接收数据。
下面结合以上实施例一及实施例二，对本发明的一种与智能移动电源进行USB数据通讯的实施方法进行说明，在该实施方法中，智能移动电源1包括第一USB接口11、第二USB接口12，第一USB接口11通过第一USB线缆31连接被充电设备21的USB接口，第二USB接口12可通过第二USB线缆32连接PC主机22对智能移动电源1进行充电，被充电设备21运行安卓操作系统。
智能移动电源1的放电模式选择模块15根据放电模式选择信号17择一地将第一USB接口11配置为单一充电模式或充电通讯模式，智能移动电源1的放电模式选择模块15根据快速充电协议来完成模式的配置。
在单一充电模式下，被充电设备21通过VBUS接受智能移动电源1的放电，但智能移动电源1不与被充电设备21进行USB数据通讯。
在充电通讯模式，被充电设备21通过VBUS接受智能移动电源1的放电，同时可通过DP与DM与智能移动电源1进行USB数据通讯。
智能移动电源1的第一USB控制器51的DP与DM信号连接着第一USB接口11，在充电通讯模式下与被充电设备21进行USB数据通讯。
当第一USB接口11未连接被充电设备21时，智能移动电源1的放电模式选择模块15将第一USB接口11设置为单一充电模式。
当被充电设备21的USB接口通过第一USB线缆31连接到第一USB接口时11，第一USB接口11保持为单一充电模式。
在单一充电模式下，用户可以人为强制智能移动电源1改变第一USB接口11的配置到充电通讯模式，并可以通过切断VBUS供电，再重新连接VBUS供电来通知被充电设备21模式的改变，智能移动电源1的微控制单元5产生到放电控制模块13之间的控制信号，微控制单元5使用该控制信号控制放电控制模块13是否断开或连接第一USB接口11的VBUS供电。
VBUS断电并重新供电可以被被充电设备21用来触发对第一USB接口11模式的检测，被充电设备21也可以周期性的检测第一USB接口11的模式，被充电设备21根据快速充电协议检测第一USB接口11的模式，当被充电设备21检测到第一USB接口11改变为充电通讯模式后，在进行充电的同时，被充电设备21启动与智能移动电源1的USB数据连接，并与智能移动电源1进行USB数据通讯。
在被充电设备与智能移动电源的USB数据连接建立后，第一USB控制器51可以通过USB数据连接通知被充电设备21启动指定的APP，并与之进行后续的USB数据通迅，第一USB控制器51可以通过但不限于Android Open Accessory Protocol(AOA协议)通知被充电设备21启动指定的APP，并通过AOA协议与之进行后续的USB数据通讯。
在充电通讯模式下，第一USB控制器51工作在USB Host模式下，被充电设备21工作在USB Device模式下。
Android Open Accessory Protocol(简称AOA协议)是谷歌Google公司推出的用于实现Android设备与外围设备之间USB通讯的协议，该协议拓展了Android设备USB接口的功能，为基于Android系统的智能设备应用于数据传输和设备控制领域提供了条件。
所述APP在充电通讯模式下可对实施例一中的存储设备7进行读写操作，或通过实施例二中的无线发射与接收装置9发射与接收数据。实施例一中的存储设备7可以为闪存存储卡，闪存存储芯片或硬盘。
在本实施方法中，智能移动电源1的微控制单元5产生放电模式选择信号17，从开关或按钮18到放电模式选择信号17之间的虚线无效，开关或按钮18为微控制单元5的输入信号，微控制单元5根据开关或按钮18的状态，或根据与被充电设备21的USB数据通讯，或根据微控制单元5内部状态产生放电模式选择信号17。
当所述APP在充电通讯模式下停止对实施例一中的存储设备7进行读写操作，或停止通过实施例二中的无线发射与接收装置9发射与接收数据，并超过预设时间时，智能移动电源1的微控制单元5驱动放电模式选择信号17，通过放电模式选择模块15将第一USB接口11切换到单一充电模式。可选的，微控制单元5可以通过到放电控制模块13的控制信号，控制放电控制模块13断开并再次连接第一USB接口11的VBUS供电，来通知被充电设备21模式的切换。
智能移动电源1的充电控制模块14产生到微控制单元5之间的控制信号，用于微控制单元5通过充电控制模块14获取电池16电量和状态信息，在充电通讯模式下，微控制单元5中的第一USB控制器51可以将电池电量和状态信息通过USB数据通讯传递到所述APP。
当所述APP在充电通讯模式下被关闭时，在停止运行前，可以通过USB数据通讯发送通知到智能移动电源1，微控制单元5中的第一USB控制器51在收到通知后，微控制单元5驱动放电模式选择信号17，通过放电模式选择模块15将第一USB接口11切换到单一充电模式。可选的，微控制单元5可以通过到放电控制模块13的控制信号，控制放电控制模块13断开并再次连接第一USB接口11的VBUS供电，来通知被充电设备21模式的切换。
当所述APP尝试与智能移动电源1进行USB数据通讯，但智能移动电源1的第一USB接口11处于单一充电模式，APP可以通知用户可以人为强制智能移动电源1改变第一USB接口11的配置到充电通讯模式。APP可以通过在被充电设备21上显示提示信息的方式通知用户。
在本实施方法中，人为强制智能移动电源1改变第一USB接口11的配置到充电通讯模式的实现方法可以但不限于人为拨动或按压包含于智能移动电源1的开关或按钮18，智能移动电源1中的微控制单元5在检测到此操作后驱动放电模式选择信号17，通过放电模式选择模块15改变第一USB接口11的配置到充电通讯模式。
本发明一种智能移动电源及与其进行USB数据通讯的方法，充分利用USB接口可以同时供电与数据通讯的能力，能够在单一充电模式和充电通讯模式之间切换，既保证移动设备可以与移动电源进行数据通讯，又可以在无数据通讯时给移动设备快速充电，拓展了移动电源的功能并增强了用户体验。
以上所述仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明做出任何形式上的限定，本发明请求的保护范围当以权利要求书所记载的内容为准，凡是依据本发明的技术实质对以上具体实施方式所作的一切简单变化、等同替换或分解合并，均仍属于本发明技术方案的请求保护范围之内。

Claims (28)

1.一种智能移动电源，包括电池、充电控制模块、放电控制模块、第一USB接口、第二USB接口，其特征在于：
所述智能移动电源还包括微控制单元、放电模式选择模块，放电模式选择信号，
第一USB接口通过第一USB线缆连接被充电设备的USB接口，
第一USB接口的VBUS信号连接着放电控制模块，放电控制模块连接着电池，
第一USB接口的DP与DM信号、或者CC1与CC2信号、或者DP与DM与CC1与CC2信号连接着放电模式选择模块，
放电模式选择模块连接着放电模式选择信号，放电模式选择模块根据放电模式选择信号，择一地将第一USB接口配置为单一充电模式或充电通讯模式，放电模式选择模块根据快速充电协议完成模式的配置，
在单一充电模式下，被充电设备通过VBUS接受智能移动电源的放电，但智能移动电源不与被充电设备进行USB数据通讯，
在充电通讯模式，被充电设备通过VBUS接受智能移动电源的放电，同时可与智能移动电源进行USB数据通讯，
所述微控制单元包括第一USB控制器，第一USB接口的DP与DM信号连接着第一USB控制器，第一USB控制器工作于USB Host模式，在充电通讯模式下与被充电设备进行USB数据通讯，
第二USB接口连接着充电控制模块，充电控制模块连接着电池，第二USB接口可通过第二USB线缆连接电源适配器或PC主机对电池进行充电。
2.根据权利要求1所述的一种智能移动电源，其特征在于：
所述智能移动电源还包括存储设备，所述微控制单元还包括存储控制器，存储控制器连接着存储设备，在充电通讯模式下微控制单元通过第一USB控制器与被充电设备进行USB数据通讯，同时微控制单元通过存储控制器对存储设备进行读写操作。
3.根据权利要求2所述的一种智能移动电源，其特征在于：
所述存储设备为闪存存储卡、闪存存储芯片或硬盘。
4.根据权利要求1所述的一种智能移动电源，其特征在于：
所述智能移动电源还包括无线发射与接收装置，微控制单元连接着无线发射与接收装置，在充电通讯模式下微控制单元通过第一USB控制器与被充电设备进行USB数据通讯，并通过无线发射与接收装置发射与接收数据。
5.根据权利要求1所述的一种智能移动电源，其特征在于：
所述充电控制模块还连接着微控制单元，微控制单元通过充电控制模块获得电池电量和状态信息。
6.根据权利要求1所述的一种智能移动电源，其特征在于：
所述放电模式选择信号由包含于智能移动电源的开关或按钮产生，或由微控制单元产生。
7.根据权利要求1所述的一种智能移动电源，其特征在于：
所述快速充电协议为USB Battery Charging充电协议、高通Quick Charge充电协议、华为Fast Charger Protocol充电协议、三星Adaptive Fast Charging充电协议、联发科Pump Express充电协议、苹果快速充电协议、或USB Power Delivery充电协议。
8.根据权利要求1所述的一种智能移动电源，其特征在于：
所述充电通讯模式为USB Battery Charging充电协议定义的Standard DownstreamPort(SDP)。
9.根据权利要求1所述的一种智能移动电源，其特征在于：
所述充电通讯模式为USB Battery Charging充电协议定义的Charging DownstreamPort(CDP)。
10.根据权利要求1所述的一种智能移动电源，其特征在于：
所述单一充电模式为USB Battery Charging充电协议定义的Standard DownstreamPort(SDP)及Charging Downstream Port(CDP)之外的快速充电协议定义的模式。
11.根据权利要求1所述的一种智能移动电源，其特征在于：
所述微控制单元还包括第二USB控制器，第二USB接口连接着微控制单元的第二USB控制器，第二USB控制器工作于USB Device模式，
当第二USB接口通过第二USB线缆连接PC主机时，微控制单元可以择一地选择通过第二USB控制器与PC主机进行USB数据通讯或在充电通讯模式下通过第一USB控制器与被充电设备进行USB数据通讯。
12.根据权利要求1所述的一种智能移动电源，其特征在于：
所述被充电设备为运行安卓系统的移动设备。
13.一种与智能移动电源进行USB数据通讯的方法，所述智能移动电源包括第一USB接口、第二USB接口，第一USB接口通过第一USB线缆连接被充电设备的USB接口，第二USB接口可通过第二USB线缆连接电源适配器或PC主机对智能移动电源进行充电，其特征在于：
所述被充电设备运行安卓系统，
所述智能移动电源还包括第一USB控制器，
所述智能移动电源择一地将第一USB接口配置为单一充电模式或充电通讯模式，智能移动电源根据快速充电协议完成模式的配置，
在单一充电模式下，被充电设备通过VBUS接受智能移动电源的放电，但智能移动电源不与被充电设备进行USB数据通讯，
在充电通讯模式，被充电设备通过VBUS接受智能移动电源的放电，同时可与智能移动电源进行USB数据通讯，
所述第一USB控制器连接着第一USB接口，在充电通讯模式下与被充电设备进行USB数据通讯，
当第一USB接口未连接被充电设备时，智能移动电源将第一USB接口设置为单一充电模式，
当被充电设备的USB接口通过第一USB线缆连接到第一USB接口时，第一USB接口保持为单一充电模式，
在单一充电模式下，用户可以人为强制智能移动电源改变第一USB接口的配置到充电通讯模式，当被充电设备检测到第一USB接口改变为充电通讯模式后，在进行充电的同时，被充电设备启动与智能移动电源的USB数据连接，并进行USB数据通迅，
在充电通讯模式下，第一USB控制器工作在USB Host模式下，被充电设备工作在USBDevice模式下。
14.根据权利要求13所述的一种与智能移动电源进行USB数据通讯的方法，其特征在于：
在被充电设备与智能移动电源的USB数据连接建立后，第一USB控制器通过USB数据连接通知被充电设备启动指定的APP，并与之进行后续的USB数据通迅。
15.根据权利要求13和14所述的一种与智能移动电源进行USB数据通讯的方法，其特征在于：
所述智能移动电源还包括存储设备，所述APP在充电通讯模式下与智能移动电源进行USB数据交互，对存储设备进行读写操作。
16.根据权利要求15所述的一种与智能移动电源进行USB数据通讯的方法，其特征在于：
所述存储设备为闪存存储卡、闪存存储芯片或硬盘。
17.根据权利要求13、14和15所述的一种与智能移动电源进行USB数据通讯的方法，其特征在于：
当所述APP在充电通讯模式下停止对智能移动电源上的存储设备进行读写操作，并超过预设时间时，智能移动电源将第一USB接口切换到单一充电模式。
18.根据权利要求13和14所述的一种与智能移动电源进行USB数据通讯的方法，其特征在于：
所述智能移动电源在充电通讯模式下，可以将电池电量和状态信息通过USB数据通讯传递到所述APP。
19.根据权利要求13和14所述的一种与智能移动电源进行USB数据通讯的方法，其特征在于：
所述智能移动电源还包括无线发射与接收装置，所述APP在充电通讯模式下与智能移动电源进行USB数据交互，并通过无线发射与接收装置发射与接收数据。
20.根据权利要求13、14和19所述的一种与智能移动电源进行USB数据通讯的方法，其特征在于：
当所述APP在充电通讯模式下停止通过智能移动电源上的无线发射与接收装置发射与接收数据，并超过预设时间时，智能移动电源将第一USB接口切换到单一充电模式。
21.根据权利要求13和14所述的一种与智能移动电源进行USB数据通讯的方法，其特征在于：
当所述APP在充电通讯模式下被关闭时，将通过USB数据通讯发送通知到智能移动电源，智能移动电源在收到通知后，将第一USB接口切换到单一充电模式。
22.根据权利要求13和14所述的一种与智能移动电源进行USB数据通讯的方法，其特征在于：
当所述APP尝试与智能移动电源进行USB数据通讯，但智能移动电源的第一USB接口处于单一充电模式，APP将通知用户可以人为强制智能移动电源改变第一USB接口的配置到充电通讯模式。
23.根据权利要求13或22所述的一种与智能移动电源进行USB数据通讯的方法，其特征在于：
所述人为强制智能移动电源改变第一USB接口的配置到充电通讯模式的实现方法为人为拨动或按压包含于智能移动电源的开关或按钮，智能移动电源在检测到此操作后改变第一USB接口的配置到充电通讯模式。
24.根据权利要求13所述的一种与智能移动电源进行USB数据通讯的方法，其特征在于：
所述快速充电协议为USB Battery Charging充电协议、高通Quick Charge充电协议、华为Fast Charger Protocol充电协议、三星Adaptive Fast Charging充电协议、联发科Pump Express充电协议、苹果快速充电协议、或USB Power Delivery充电协议。
25.根据权利要求13所述的一种与智能移动电源进行USB数据通讯的方法，其特征在于：
所述充电通讯模式为USB Battery Charging充电协议定义的Standard DownstreamPort(SDP)。
26.根据权利要求13所述的一种与智能移动电源进行USB数据通讯的方法，其特征在于：
所述充电通讯模式为USB Battery Charging充电协议定义的Charging DownstreamPort(CDP)。
27.根据权利要求13所述的一种与智能移动电源进行USB数据通讯的方法，其特征在于：
所述单一充电模式为USB Battery Charging充电协议定义的Standard DownstreamPort(SDP)及Charging Downstream Port(CDP)之外的快速充电协议定义的模式。
28.根据权利要求13所述的一种与智能移动电源进行USB数据通讯的方法，其特征在于：
所述智能移动电源还包括第二USB控制器，第二USB接口连接着第二USB控制器，第二USB控制器工作于USB Device模式，
当第二USB接口通过第二USB线缆连接PC主机时，智能移动电源可以择一地选择通过第二USB控制器与PC主机进行USB数据通讯或在充电通讯模式下通过第一USB控制器与被充电设备进行USB数据通讯。
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