CN107391418A - 一种基于usbhub技术的数据盒 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于USB HUB技术的数据盒，其特征在于，包括充电模块、拓展模块及基于OTG软件结构，所述充电模块、拓展模块、基于OTG软件结构与拓展芯片相连。本发明改变现有充电宝的单一性，同时改变数据跨平台的依赖，解决功能性单一的问题，提供一种新型的便携式USB，在现有U盘的基础上，将U盘、读卡器、LED灯、USB拓展接口及充电宝综合结合一起，增加实用性。
Description
技术领域
本发明涉及一种电子设备，具体为一种基于USB HUB技术的数据盒。
背景技术
OTG技术是On-The-Go的缩写，是近年发展起来的技术，2001年12月18日由USBImplementers Forum公布，主要应用于各种不同的设备或移动设备间的联接，进行数据交换。USB HUB技术一种可以将一个USB接口扩展为多个，并可以使这些接口同时使用的装置。
现有的U盘、数据插口、读卡器功能较为单一，拓展性低，集成功能少，发热量大
发明内容
本发明的目的在于针对上述问题，克服现有技术不足，公开了一种基于USB HUB技术的数据盒。基于通用串行总线集线器，以及7805稳压电路支撑，实现将复杂繁琐的扩展功能和手机连接功能结合实现简单化、集成化及易用化。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种基于USBHUB技术的数据盒，其特征在于，包括充电模块、拓展模块及基于OTG软件结构；
所述充电模块包括充电接口、电池、与电池相连的开关及8705稳压电路；
所述拓展模块内置的LED灯、U盘、读卡器及若干拓展USB接口，所述U盘设有实现数据传输的连接端口，所述读卡器设有实现数据传输的连接端口；
所述基于OTG软件结构包括OTG系统硬件驱动、OTG系统外设软件、OTG系统Host软件，所述OTG系统硬件驱动包括SRP和HNP；所述OTG系统外设软件包括实现标准的USB类，实现特定的USB外设功能；所述OTG系统Host软件包括Host驱动程序、操作系统支持软件、支持外设的类库。
进一步，所述HNP用于初始B设备与初始A设备之间切换Host角色，完成的HNP流程：B设备希望控制总线，成为Host；在A设备发送了Set Feature命令后，B设备就可以来请求控制总线；A设备挂起总线，通知B设备可以控制总线；B设备发送信号，断开与A设备的连接；A设备启动D+信号线上的上拉电阻，将D+置高；这样，A设备就开始作为外设，放弃了总线的控制权，B设备成为了Host；在B设备完成了对总线的控制，就需要上拉其上的D+电阻，放弃总线控制权。当然，这一系列的HNP活动，不仅仅是通过信号线上的电平变化来实现的。电平变化只是一种标志，真正内部对总线的控制权的变化，则要通过软件来实现。
进一步，所述内置数据盒上的端口具有存储外设驱动程序、提供足够的USB端口电流和A型Host插座的能力，且实现以下基本功能：
(1)、管理和控制总线，包括提供USB端口电源管理；
(2)、检测外设的接入和断开，枚举(Enumerate)设备；
(3)、初始化总线上所有的数据包传输等活动。
进一步，所述外设于数据盒上的端口实现以下基本功能：
(1)、响应USB Host的命令，执行又Host发起的发送设备描述符、传送(2)、远程唤醒处于挂起(Suspend)状态的主机；
(3)、提供自供电(Self-Powered)电源(如果所需电流大于总线能提供的限额，选此项)。
进一步，所述控制电路包括两个HUB拓展电路、外部拓展电路，所述外部拓展电路中第一电路与HUB拓展电路中第一HUB拓展电路输出端相连，将数据盒信号传输到计算机，所述外部拓展电路中第二电路、第三电路、第四电路与第一HUB拓展电路输入端相连，将打卡器、内置U盘信号传输到数据盒进行数据处理，所述外部拓展电路中第五电路、第六电路、第七电路及第八电路与第二HUB拓展电路输入端相连，进外部数据传输至数据盒进行数据处理；
所述第一HUB拓展电路中的第一晶振与拓展芯片相连，所述第二HUB拓展电路中的第二晶振与拓展芯片相连，起到输出稳定脉冲的作用。
进一步，所述充电模块输出为5V电压,输入为9V。
进一步，所述U盘为16G内存。
本发明的有益效果为：本发明改变现有充电宝的单一性，同时改变数据跨平台的依赖，解决功能性单一的问题，提供一种新型的便携式USB，集合现有U盘的基础上，将U盘、读卡器、LED灯、USB拓展接口及充电宝综合结合一起，增加实用性。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是本发明的控制电路。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
如图1所示一种基于USBHUB技术的数据盒，其包括充电模块、拓展模块及基于OTG软件结构；
所述充电模块包括充电接口、电池、与电池相连的开关及8705稳压电路；
所述拓展模块内置的LED灯、U盘、读卡器及若干拓展USB接口，所述U盘设有实现数据传输的连接端口，所述读卡器设有实现数据传输的连接端口；
所述基于OTG软件结构包括OTG系统硬件驱动、OTG系统外设软件、OTG系统Host软件，所述OTG系统硬件驱动包括SRP和HNP；所述OTG系统外设软件包括实现标准的USB类，实现特定的USB外设功能；所述OTG系统Host软件包括Host驱动程序、操作系统支持软件、支持外设的类库。在OTG系统处于枚举过程时，A设备就会发送GetDescriptor命令给B设备(开始处于外设状态的设备)，要求B设备发送OTG配置描述符。配置描述符包括3个字节，分别是bLength、bDescriptorType和bmAttributes。
进一步，所述HNP用于初始B设备与初始A设备之间切换Host角色，完成的HNP流程：B设备希望控制总线，成为Host；在A设备发送了SetFeature命令后，B设备就可以来请求控制总线；A设备挂起总线，通知B设备可以控制总线；B设备发送信号，断开与A设备的连接；A设备启动D+信号线上的上拉电阻，将D+置高；这样，A设备就开始作为外设，放弃了总线的控制权，B设备成为了Host；在B设备完成了对总线的控制，就需要上拉其上的D+电阻，放弃总线控制权。当然，这一系列的HNP活动，不仅仅是通过信号线上的电平变化来实现的。电平变化只是一种标志，真正内部对总线的控制权的变化，则要通过软件来实现。
进一步，所述内置数据盒上的端口具有存储外设驱动程序、提供足够的USB端口电流和A型Host插座的能力，且实现以下基本功能：
(1)、管理和控制总线，包括提供USB端口电源管理；
(2)、检测外设的接入和断开，枚举(Enumerate)设备；
(3)、初始化总线上所有的数据包传输等活动。
进一步，所述外设于数据盒上的端口实现以下基本功能：
(1)、响应USB Host的命令，执行又Host发起的发送设备描述符、传送数据等活动；
(2)、远程唤醒处于挂起(Suspend)状态的主机；
(3)、提供自供电(Self-Powered)电源。
进一步，如图2所示，所述控制电路包括两个HUB拓展电路、外部拓展电路，所述外部拓展电路中第一电路通过引脚BUS DP、BUS DM与HUB拓展电路中第一HUB拓展电路输出端相连，将数据盒信号传输到计算机，所述外部拓展电路中第二电路通过引脚DP1DM1与第一HUB拓展电路输入端相连，第三电路通过引脚DP2DM2与第一HUB拓展电路输入端相连，第四电路通过引脚DP3DM3与第一HUB拓展电路输入端相连，将打卡器、内置U盘信号传输到数据盒进行数据处理，所述外部拓展电路中第五电路通过引脚DP4DM4与第二HUB拓展电路输入端相连，第六电路通过引脚DP5DM5与第二HUB拓展电路输入端相连，第七电路通过引脚DP6DM6与第二HUB拓展电路输入端相连，第八电路通过引脚DP7DM7与第二HUB拓展电路输入端相连，将外部数据传输至数据盒进行数据处理；
所述第一HUB拓展电路中的第一晶振与拓展芯片相连，所述第二HUB拓展电路中的第二晶振与拓展芯片相连，起到输出稳定脉冲的作用。
进一步，所述充电模块输出为5V电压,输入为9V。
进一步，所述U盘为16G内存。
如图1所示，电池通过控制电路与外设端口及内置端口连接，端口与设备连接时，起到传输数据或者充电灯功能。OTG模块包括手机连接U盘、手机拓展口及手机LED灯，拓展模块包括4个拓展口、一体式电脑U盘、一体式电脑SD读卡器及电脑LED灯，充电模块包括8000mAh充电电池、输出为9V为手机充电的电池及LED手电筒。
上述实施例，只是本发明的较佳实施例，并非用来限制本发明实施范围，故凡以本发明权利要求所述内容所做的等效变化，均应包括在本发明权利要求范围之内。
Claims (7)
1.一种基于USBHUB技术的数据盒，其特征在于，包括充电模块、拓展模块、基于OTG软件结构及控制电路，所述充电模块、拓展模块、基于OTG软件结构与拓展芯片相连；
所述充电模块包括充电接口、电池、与电池相连的开关及控制电路；
所述拓展模块内置的LED灯、U盘、读卡器及若干拓展USB接口，所述U盘设有实现数据传输的连接端口，所述读卡器设有实现数据传输的连接端口；
所述基于OTG软件结构包括OTG系统硬件驱动、OTG系统外设软件、OTG系统Host软件，所述OTG系统硬件驱动包括SRP和HNP(Host Negotiation Protocol，简写为HNP)；所述OTG系统外设软件包括实现标准的USB类，实现特定的USB外设功能；所述OTG系统Host软件包括Host驱动程序、操作系统支持软件、支持外设的类库。
2.根据权利要求1所述的一种基于USBHUB技术的数据盒，其特征在于，所述HNP用于初始B设备与初始A设备之间切换Host角色，完成的HNP流程：B设备希望控制总线，成为Host；在A设备发送了SetFeature命令后，B设备就可以来请求控制总线；A设备挂起总线，通知B设备可以控制总线；B设备发送信号，断开与A设备的连接；A设备启动D+信号线上的上拉电阻，将D+置高；这样，A设备就开始作为外设，放弃了总线的控制权，B设备成为了Host；在B设备完成了对总线的控制，就需要上拉其上的D+电阻，放弃总线控制权。当然，这一系列的HNP活动，不仅仅是通过信号线上的电平变化来实现的。电平变化只是一种标志，真正内部对总线的控制权的变化，则要通过软件来实现。
3.根据权利要求1所述的一种基于USBHUB技术的数据盒，其特征在于，所述内置数据盒上的端口具有存储外设驱动程序、提供足够的USB端口电流和A型Host插座的能力，且实现以下基本功能：
(1)、管理和控制总线，包括提供USB端口电源管理；
(2)、检测外设的接入和断开，枚举(Enumerate)设备；
(3)、初始化总线上所有的数据包传输等活动。
4.根据权利要求1所述的一种基于USBHUB技术的数据盒，其特征在于，所述外设于数据盒上的端口实现以下基本功能：
(1)、响应USB Host的命令，执行又Host发起的发送设备描述符、传送数据等活动；
(2)、远程唤醒处于挂起(Suspend)状态的主机；
(3)、提供自供电(Self-Powered)电源(如果所需电流大于总线能提供的限额，选此项)。
5.根据权利要求1所述的一种基于USB HUB技术的数据盒，其特征在于，所述控制电路包括两个HUB拓展电路、外部拓展电路，所述外部拓展电路中第一电路与HUB拓展电路中第一HUB拓展电路输出端相连，将数据盒信号传输到计算机，所述外部拓展电路中第二电路、第三电路、第四电路与第一HUB拓展电路输入端相连，将打卡器、内置U盘信号传输到数据盒进行数据处理，所述外部拓展电路中第五电路、第六电路、第七电路及第八电路与第二HUB拓展电路输入端相连，进外部数据传输至数据盒进行数据处理；
所述第一HUB拓展电路中的第一晶振与拓展芯片相连，所述第二HUB拓展电路中的第二晶振与拓展芯片相连，起到输出稳定脉冲的作用。
6.根据权利要求1所述的一种基于USBHUB技术的数据盒，其特征在于，所述U盘为16G内存。
7.根据权利要求1所述的一种基于USBHUB技术的数据盒，其特征在于，所述充电模块输出为5V电压,输入为9V。
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