CN112260334B - 一种支持与充电仓通讯的蓝牙耳机及通讯方式 - Google Patents

一种支持与充电仓通讯的蓝牙耳机及通讯方式 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种支持与充电仓通讯的蓝牙耳机及通讯方式,包括:充电仓和蓝牙耳机,所述充电仓设有电极触点,所述蓝牙耳机设有用于与所述电极触点连接的电极接口,所述充电仓包括第一控制单元、充电仓电池和电源供给模块,所述第一控制单元和所述电源供给模块信号连接,所述充电仓电池通过所述电源供给模块连接所述电极触点,所述电极触点还与所述第一控制单元电性连接;所述蓝牙耳机包括第二控制单元、耳机电池、充电模块和负载,所述耳机电池分别与所述第二控制单元和充电模块电性连接;通讯方式利用上述蓝牙耳机实现。本发明建立了充电仓和蓝牙耳机的数据通讯,并通过蓝牙耳机内部原有的蓝牙模块,建立起了充电仓和手机的数据通讯。

Description

一种支持与充电仓通讯的蓝牙耳机及通讯方式
技术领域
本发明属于TWS蓝牙耳机领域,尤其涉及一种支持与充电仓通讯的蓝牙耳机及通讯方式。
背景技术
随着无线耳机的推广,目前智能耳机绝大多数都采用TWS—真立体声无线双耳蓝牙耳机的方案。传统的TWS蓝牙耳机的通讯方式如下,如图1所示,充电盒通过图1中虚线所示触点,V+和V-两点给两个蓝牙耳机充电,该触点仅起到充电作用,没有数据通讯。两个蓝牙耳机要从充电盒中取出时,蓝牙耳机判断V+/V-两点电压掉电后,才知道需要和移动终端例如手机、平板建立蓝牙关系,反应略迟钝,同时也无法将充电盒的数据信息,如电量,低点压报警等等信息传送到移动终端。
因此在高端TWS蓝牙耳机方案中,提出了移动终端需要知道蓝牙耳机充电仓的电量,建立蓝牙耳机充电仓和移动终端之间的通讯。建立通讯传统有两种方案,一种是在充电仓中加入与移动终端通讯的蓝牙模块,但是这种方案不仅增加了成本,而且因为移动终端通常只能接一种蓝牙设备,移动终端同时要和充电仓的蓝牙模块联系,又要和蓝牙耳机的蓝牙模块联系,系统设计会非常复杂。另一种是通过电源线上载波的方式来实现充电仓和蓝牙耳机之间的通讯,但是载波加载和解调增加了系统的复杂性,同时影响蓝牙耳机充电。
发明内容
针对上述问题,本发明提供了一种支持与充电仓通讯的蓝牙耳机及通讯方式,通过充电触点复用的电路连接结构建立了充电仓和蓝牙耳机的数据通讯,并通过蓝牙耳机内部原有的蓝牙模块,建立起了充电仓和手机的数据通讯,节省了成本。
为了实现上述目的,本发明采用的技术方案为:
一种支持与充电仓通讯的蓝牙耳机,包括:充电仓和蓝牙耳机,所述充电仓设有电极触点,所述蓝牙耳机设有用于与所述电极触点连接的电极接口,所述充电仓包括第一控制单元、充电仓电池和电源供给模块,所述第一控制单元和所述电源供给模块信号连接,所述充电仓电池通过所述电源供给模块连接所述电极触点,所述电极触点还与所述第一控制单元电性连接;所述蓝牙耳机包括第二控制单元、耳机电池、充电模块和负载,所述耳机电池分别与所述第二控制单元和充电模块电性连接,所述第二控制单元与所述充电模块信号连接,所述负载和第二控制单元分别与所述电极接口两端电性连接。
优选地,所述负载连接有负载开关,所述第二控制单元用于控制所述负载开关的通断。
更优选地,通过所述电源供给模块的电流大于或等于所述电源供给模块设定的限流值时,所述电极触点和所述电极接口间电压下降形成第一信号;通过所述电源供给模块的电流小于所述电源供给模块设定的限流值时,所述电极触点和所述电极接口间电压为正常的供电电压形成第二信号。
更优选地,所述电源供给模块连接有电流检测模块,所述电流检测模块用于检测通过所述电源供给模块的电流值,且在检测到大于或等于预设电流值时输出第一信号至所述第一控制单元,小于所述预设电流值时输出第二信号至所述第一控制单元。
更优选地,所述第一控制单元用于根据接收到的所述第一信号、第二信号或第一信号与第二信号组成的通讯码判断是否触发与所述第二控制单元进行通讯;所述第一控制单元触发与所述第二控制单元通讯时,所述第一控制单元控制关闭所述电源供给模块,接管所述电极触点并通过所述电极触点建立与所述第二控制单元的通讯通道;所述第二控制单元还用于通过所述通讯通道向所述第一控制单元发送结束命令,所述第一控制单元用于接收到所述结束命令后控制开启所述电源供给模块,所述电极触点恢复充电状态。
更优选地,所述通讯通道为数字信号通道,所述电极触点与电极接口连接形成正压支路和负压支路,其中所述负压支路接地,所述正压支路输出数字信号;或者正压支路输出数字信号,所述负压支路输出与所述正压支路反相的数字信号;或者所述正压支路接地,所述负压支路输出数字信号。
更优选地,所述蓝牙耳机还包括整流模块,所述整流模块的输入端连接所述电极接口,输出端连接所述蓝牙耳机的内部电路,所述第二控制单元与所述电极接口电性连接;所述负载设于所述整流模块的输入端一侧与所述电极接口连接,或者所述负载设于所述整流模块的输出端一侧。
更优选地,所述正压支路和负压支路用于建立所述第一控制单元与第二控制单元之间的通讯通道,同时还用于通过所述整流模块和充电模块为所述耳机电池充电。
一种支持充电仓和蓝牙耳机通讯的方式,包括上述的一种支持与充电仓通讯的蓝牙耳机,建立通讯通道的步骤包括:
在所述电极触点和电极在所述电极触点和电极接口连接状态下,所述第二控制单元控制通过一负载开关控制所述负载的导通和断路,进而改变通过所述电源供给模块的电流以及所述电极触点和所述电极接口间电压;
所述第一控制单元读取上述变化判断触发与所述第二控制单元进行通讯,所述第一控制单元控制关闭所述电源供给模块,接管所述电极触点并通过所述电极触点建立与所述第二控制单元的通讯通道。
优选地,所述第二控制单元在建立通讯通道之前切断所述充电模块与所述耳机电池的连接。
优选地,所述蓝牙耳机还包括整流模块,所述整流模块的输入端连接所述电极接口,输出端连接所述蓝牙耳机的内部电路,所述第二控制单元与所述电极接口电性连接;所述负载设于所述整流模块的输入端一侧与所述电极接口连接,或者所述负载设于所述整流模块的输出端一侧,建立通讯通道的步骤还包括:
在所述电极触点和电极接口连接状态下,所述第一控制单元控制所述电源供给模块直接输出通讯电信号,通过所述整流模块整流后为所述耳机电池充电,同时所述电极触点和电极接口上的数字信号同时被第一控制单元和第二控制单元读入,实现了第一控制单元主动向第二控制单元的通讯道。
更优选地,所述通讯电信号通过所述电极触点与电极接口连接形成的正压支路和负压支路传输,其中,所述正压支路和负压支路传输互为反向的信号;或者所述正压支路传输方波数字信号,所述负压支路接地。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:
1、本发明所述的一种支持与充电仓通讯的蓝牙耳机及通讯方式,通过充电触点复用的电路连接结构建立了充电仓和蓝牙耳机的数据通讯,并通过蓝牙耳机内部原有的蓝牙模块,建立起了充电仓和手机的数据通讯,节省了成本。
2、本发明所述的一种支持与充电仓通讯的蓝牙耳机及通讯方式可以实现在充电仓与蓝牙耳机通讯的同时不影响充电仓给耳机电池充电。
3、本发明所述的一种支持与充电仓通讯的蓝牙耳机及通讯方式优化了蓝牙耳机必须拔出充电仓后再与手机建立蓝牙联系的触发方式,可以采用充电仓通过各种开关方式控制(比如盒帽打开的动作),建立蓝牙耳机和手机的联系;且方便了充电仓可以将电池的电量信息,低电量报警告知蓝牙耳机和手机,并为今后增加充电仓的各种控制蓝牙耳机和手机提供了低成本的方案。
4、本发明所述的一种支持与充电仓通讯的蓝牙耳机可以通过充电仓的USB口给蓝牙耳机进行固件升级。
5、本发明所述的一种支持与充电仓通讯的蓝牙耳机为了提高充电效率,可以反过来通知充电仓提供合适的充电电压,优化充电过程。
6、本发明所述的一种支持与充电仓通讯的蓝牙耳机增加了整流模块,则蓝牙耳机正反插都可以正常工作,增加了蓝牙耳机充电盒设计的灵活性。
附图说明
图1是背景技术所述的传统的TWS蓝牙耳机的通讯示意图。
图2是实施例一所述的一种支持与充电仓通讯的蓝牙耳机结构示意图。
图3是实施例二所述的蓝牙耳机结构示意图。
图4是实施例二所述的蓝牙耳机另一结构示意图。
其中,1、蓝牙耳机;2、充电仓;3、第一控制单元;4、充电仓电池;5、电源供给模块;6、第二控制单元;7、耳机电池;8、充电模块;9、负载;10、整流模块。
具体实施方式
为了更好的理解本发明,下面结合附图和实施例进一步阐明本发明的内容,但本发明不仅仅局限于下面的实施例。
实施例一
如图2所示,一种支持与充电仓通讯的蓝牙耳机,包括:充电仓1和蓝牙耳机2,充电仓1设有电极触点,蓝牙耳机2设有用于与电极触点连接的电极接口。充电仓1包括第一控制单元3、充电仓1电池和电源供给模块5,第一控制单元3和电源供给模块5信号连接,充电仓1电池通过电源供给模块5连接电极触点,电极触点还与第一控制单元3电性连接。电极触点包括V+触点和V-触点。
蓝牙耳机2包括第二控制单元6、耳机电池7、充电模块8和负载9,耳机电池7分别与第二控制单元6和充电模块8电性连接,第二控制单元6与充电模块8信号连接,负载9和第二控制单元6分别与电极接口两端电性连接。本实施例中负载9可以是一个电阻串联开关管,或者直接是一个开关管或者电流源。负载9连接有负载9开关,第二控制单元6用于控制负载9开关的通断。
通过电源供给模块5的电流大于或等于电源供给模块5设定的限流值时,电极触点和电极接口间电压下降形成第一信号;通过电源供给模块5的电流小于电源供给模块5设定的限流值时,电极触点和电极接口间电压为正常的供电电压形成第二信号。
或者,电源供给模块5连接有电流检测模块,电流检测模块用于检测通过电源供给模块5的电流值,且在检测到大于或等于预设电流值时输出第一信号至第一控制单元3,小于预设电流值时输出第二信号至第一控制单元3。第一控制单元3用于根据接收到的第一信号、第二信号或第一信号与第二信号组成的通讯码判断是否触发与第二控制单元6进行通讯。其中,第一信号和第二信号可以为数字信号“1”和“0”。即当第二控制单元6发出了一串以“1”和“0”组成的通讯码时,第一控制单元3读到此通讯码根据之前预设的通讯协议得知蓝牙耳机2需要进行通讯,而蓝牙耳机2端发完了该串通讯码后处于等待读取电机触点信号的状态。
第一控制单元3触发与第二控制单元6通讯时,第一控制单元3控制关闭电源供给模块5,接管电极触点并通过电极触点建立与第二控制单元6的通讯通道。第二控制单元6可以对蓝牙耳机2端发送确认收到通讯请求的回复码,并进行通讯。第二控制单元6还用于通过通讯通道向第一控制单元3发送结束命令,第一控制单元3用于接收到结束命令后控制开启电源供给模块5,电极触点恢复充电状态。
其中,通讯通道为数字信号通道,电极触点与电极接口连接形成正压支路和负压支路,其中负压支路接地,正压支路输出数字信号;或者正压支路输出数字信号,负压支路输出与正压支路反相的数字信号;或者正压支路接地,负压支路输出数字信号。
针对本实施例所述的一种支持与充电仓通讯的蓝牙耳机,提供了一种支持充电仓和蓝牙耳机通讯的方式,建立通讯通道的步骤包括:
1、在电极触点和电极接口连接状态下,第二控制单元6控制控制负载9开关的通断,使得负载9导通和断路,进而改变通过电源供给模块5的电流以及电极触点和电极接口间电压。
2、第一控制单元3读取上述变化判断触发与第二控制单元6进行通讯。
3、第一控制单元3控制关闭电源供给模块5,接管电极触点并通过电极触点建立与第二控制单元6的通讯通道。
另外,在上述步骤1之前,第二控制单元6在建立通讯通道之前可以切断充电模块8与耳机电池7的连接。
实施例二
如图3和图4所示,本实施例所述的一种支持与充电仓通讯的蓝牙耳机与实施例一的区别在于,蓝牙耳机2还包括整流模块10,第二控制单元6与电极接口电性连接;负载9设于整流模块10的输入端一侧与电极接口连接,或者负载9设于整流模块10的输出端一侧。
其中,为了提高供电效率,整流模块10以全波整流为主,半波整流亦可。整流模块10可以用传统二极管实现,也可以用晶体管实现,优选晶体管,因为利于集成在集成电路中。
正压支路和负压支路用于建立第一控制单元3与第二控制单元6之间的通讯通道,同时还用于通过整流模块10和充电模块8为耳机电池7充电。
通讯电信号通过正压支路和负压支路传输,其中,正压支路和负压支路传输互为反向的信号;或者正压支路传输方波数字信号,负压支路接地。即V+触点和V-触点的信号为全差分数字信号,V+触点和V-触点的信号为互为反相的信号,即相位差180度。因此,除了在信号切换的瞬间,任何其他时刻,要么V+触点是高信号,要么V-是高信号,则经整流模块10后输出后使得耳机电池7始终有高信号的电源供电。而同时第二控制单元6将V+触点和V-触点的全差分信号读入,作为通讯信号。但是如果对充电效率要求不高,也可以V-触点接地,V+触点采用方波数字信号,耳机内部只需要一个半波整流,则耳机仅在V+为高信号的时候,耳机电池7被充电。但是V+触点的数字信号同时被第二控制单元6读入,作为通讯信号。
针对本实施例所述的一种支持与充电仓通讯的蓝牙耳机,提供了一种支持充电仓和蓝牙耳机通讯的方式,建立通讯通道的步骤除了包括实施例一中的步骤,还包括:
在电极触点和电极接口连接状态下,第一控制单元3控制电源供给模块5直接输出通讯电信号,通过整流模块10整流后为耳机电池7充电,同时电极触点和电极接口上的数字信号同时被第一控制单元3和第二控制单元6读入,实现了第一控制单元3主动向第二控制单元6的通讯。
例如,在充电仓1正常给蓝牙耳机2充电时,可以在V+触点和V-触点之间加一个直流电平,如5V,用来给蓝牙耳机2充电。此时蓝牙耳机2的第二控值单元读到的V+触点和V-触点之间的信号就是一个常高的信号。
当充电仓1主动和蓝牙耳机2通讯时,第一控制单元3将V+触点和V-触点的信号改为上述的全差分信号或者方波数字信号,将通讯信息告知蓝牙耳机2。蓝牙耳机2作为收到信息的响应回复,可以通过控制负载9开关的方式,将信息告知充电仓1蓝牙耳机2亦可在收到信息后,在响应回复过程中告知充电仓1进入基础通讯模式。
对于本领域技术人员而言,显然本发明不限于上述示范性实施例的细节,而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下,能够以其他的具体形式实现本发明。因此,无论从哪一点来看,均应将实施例看作是示范性的,而且是非限制性的,本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定,因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。

Claims (7)

1.一种支持与充电仓通讯的蓝牙耳机,其特征在于,包括:充电仓和蓝牙耳机,所述充电仓设有电极触点,所述蓝牙耳机设有用于与所述电极触点连接的电极接口,所述充电仓包括第一控制单元、充电仓电池和电源供给模块,所述第一控制单元和所述电源供给模块信号连接,所述充电仓电池通过所述电源供给模块连接所述电极触点,所述电极触点还与所述第一控制单元电性连接;所述蓝牙耳机包括第二控制单元、耳机电池、充电模块和负载,所述耳机电池分别与所述第二控制单元和充电模块电性连接,所述第二控制单元与所述充电模块信号连接,所述负载和第二控制单元分别与所述电极接口两端电性连接;
所述负载连接有负载开关,所述第二控制单元用于控制所述负载开关的通断;
通过所述电源供给模块的电流大于或等于所述电源供给模块设定的限流值时,所述电极触点和所述电极接口间电压下降形成第一信号;通过所述电源供给模块的电流小于所述电源供给模块设定的限流值时,所述电极触点和所述电极接口间电压为正常的供电电压形成第二信号;
所述蓝牙耳机还包括整流模块,所述整流模块的输入端连接所述电极接口,输出端连接所述蓝牙耳机的内部电路,所述第二控制单元与所述电极接口电性连接;所述负载设于所述整流模块的输入端一侧与所述电极接口连接,或者所述负载设于所述整流模块的输出端一侧;
所述电源供给模块连接有电流检测模块,所述电流检测模块用于检测通过所述电源供给模块的电流值,且在检测到大于或等于预设电流值时输出第一信号,小于所述预设电流值时输出第二信号;
所述第一控制单元用于接收读取所述第一信号、第二信号或第一信号与第二信号组成的通讯码判断是否触发与所述第二控制单元进行通讯;所述第一控制单元触发与所述第二控制单元通讯时,所述第一控制单元控制关闭所述电源供给模块,接管所述电极触点并通过所述电极触点建立与所述第二控制单元的通讯通道;所述第二控制单元还用于通过所述通讯通道向所述第一控制单元发送结束命令,所述第一控制单元用于接收到所述结束命令后控制开启所述电源供给模块,所述电极触点恢复充电状态。
2.根据权利要求1所述的一种支持与充电仓通讯的蓝牙耳机,其特征在于,所述通讯通道为数字信号通道,所述电极触点与电极接口连接形成正压支路和负压支路,其中所述负压支路接地,所述正压支路输出数字信号;或者正压支路输出数字信号,所述负压支路输出与所述正压支路反相的数字信号;或者所述正压支路接地,所述负压支路输出数字信号。
3.根据权利要求2所述的一种支持与充电仓通讯的蓝牙耳机,其特征在于,所述正压支路和负压支路用于建立所述第一控制单元与第二控制单元之间的通讯通道,同时还用于通过所述整流模块和充电模块为所述耳机电池充电。
4.一种支持充电仓和蓝牙耳机通讯的方式,其特征在于,包括权利要求1-3任意一项所述的一种支持与充电仓通讯的蓝牙耳机,建立通讯通道的步骤包括:
在所述电极触点和电极接口连接状态下,所述第二控制单元控制通过一负载开关控制所述负载的导通和断路,进而改变通过所述电源供给模块的电流以及所述电极触点和所述电极接口间电压;
所述第一控制单元读取上述变化判断触发与所述第二控制单元进行通讯,所述第一控制单元控制关闭所述电源供给模块,接管所述电极触点并通过所述电极触点建立与所述第二控制单元的通讯通道。
5.根据权利要求4所述的一种支持充电仓和蓝牙耳机通讯的方式,其特征在于,所述第二控制单元在建立通讯通道之前切断所述充电模块与所述耳机电池的连接。
6.根据权利要求4所述的一种支持充电仓和蓝牙耳机通讯的方式,其特征在于,所述蓝牙耳机还包括整流模块,所述整流模块的输入端连接所述电极接口,输出端连接所述蓝牙耳机的内部电路,所述第二控制单元与所述电极接口电性连接;所述负载设于所述整流模块的输入端一侧与所述电极接口连接,或者所述负载设于所述整流模块的输出端一侧,建立通讯通道的步骤还包括:在所述电极触点和电极接口连接状态下,所述第一控制单元控制所述电源供给模块直接输出通讯电信号,通过所述整流模块整流后为所述耳机电池充电,同时所述电极触点和电极接口上的数字信号同时被第一控制单元和第二控制单元读入,实现了第一控制单元主动向第二控制单元的通讯道。
7.根据权利要求6所述的一种支持充电仓和蓝牙耳机通讯的方式,其特征在于,所述通讯电信号通过所述电极触点与电极接口连接形成的正压支路和负压支路传输,其中,所述正压支路和负压支路传输互为反向的信号;或者所述正压支路传输方波数字信号,所述负压支路接地。
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