CN219372873U - 组合式手持维护终端 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种组合式手持维护终端，属于装维测量领域，本实用新型的主机仅包含一些经常使用的基本业务功能模块，主机功能为装维人员最常用的业务功能，其体积较小，可以减小主机的尺寸的同时满足最常用的业务需求。不常用的功能和体积比较大的功能作为扩展功能模块，设计在分离式扩展模块内。一个主机可以配备一种或多种不同功能的分离式扩展模块，进而组合成一个带扩展功能的终端设备，提高了主机功能的扩展能力。分离式扩展模块平时放在仪器包内，装维人员只需要携带仪器包即可，需要使用扩展功能时，只需要将分离式扩展模块取出并通过连接器与主机连接即可，减少了装维人员携带的仪器设备，扩展了产品功能，使用便捷。

Description

组合式手持维护终端

技术领域

本实用新型涉及装维测量领域，特别是指一种组合式手持维护终端。

背景技术

手持式维护终端是装维测试人员适用的综合性设备，具备光功、红光、wifi测速、HDMI、网卡测速、NFC、OTDR、TDR测量等多功能。目前几乎所有的手持式维护终端都是集成了所有功能，这样就造成设备的体积很大携带不方便。有些设备只集成了经常使用的几个功能，或者设备上有些功能未集成，功能受限，此时还还需要携带其他设备，不方便携带，也不方便操作。

实用新型内容

本实用新型提供一种组合式手持维护终端，其体积较小，携带方便，使用便捷。

本实用新型提供技术方案如下：

一种组合式手持维护终端，包括主机和至少一个分离式扩展模块，所述主机包括主机壳体，所述主机壳体内设置有CPU，所述CPU连接有用于维护的基本功能模块，所述分离式扩展模块包括扩展模块壳体，所述扩展模块壳体内设置有用于维护的扩展功能模块；

所述主机壳体上设置有一对连接器中的一个，所述扩展模块壳体上设置有一对连接器中的另一个，所述主机与所述分离式扩展模块通过一对连接器可拔插的连接，一对连接器将所述主机与所述分离式扩展模块进行电连接和信号连接。

进一步的，所述基本功能模块包括摄像头、SIM卡、TF卡、传感器、扬声器、WIFI测速模块、WIFI分析模块、NFC模块、听筒和TypeC接口中的一种或多种。

进一步的，所述扩展功能模块包括光纤熔接模块、OTDR模块、ONU模块、XDSL模块、条码扫描模块、对讲机、WIFI7模块、TDR模块、DMM模块、寻迹模块、红外遥控模块、对线模块、光纤熔端模块、光功模块、红光模块、千兆测速模块、2.5G测速模块和HDMI功能模块中的一种或多种。

进一步的，所述连接器为FPC板对板连接器、板对板连接器或pogo pin连接器。

进一步的，所述pogo pin连接器包括连接器公端和连接器母端，所述连接器公端包括与所述pogo pin连接器的PIN脚数量相同的弹簧式探针，所述连接器母端包括与所述弹簧式探针对应的触点，所述连接器母端设置在所述主机壳体上，所述连接器公端设置在所述扩展模块壳体上。

进一步的，所述弹簧式探针的弹力不小于30gf。

进一步的，所述pogo pin连接器的PIN脚包括USB3.0信号PIN脚、USB2.0信号PIN脚、GPIO信号PIN脚、PCIe信号PIN脚、MIPI信号PIN脚、I2C信号PIN脚、串口信号PIN脚、供电电源PIN脚和接地PIN脚。

进一步的，所述USB3.0信号PIN脚、USB2.0信号PIN脚、GPIO信号PIN脚、PCIe信号PIN脚、MIPI信号PIN脚、I2C信号PIN脚和串口信号PIN脚的各个差分对之间通过接地PIN脚隔离；

所述供电电源PIN脚与所述USB3.0信号PIN脚、USB2.0信号PIN脚、GPIO信号PIN脚、PCIe信号PIN脚、MIPI信号PIN脚、I2C信号PIN脚和串口信号PIN脚之间通过接地PIN脚隔离。

进一步的，所述PCIe信号PIN脚和MIPI信号PIN脚复用一组PIN脚，并通过复用芯片进行切换。

进一步的，所述连接器母端设置在所述主机壳体背面上，所述主机壳体背面上在所述连接器母端两侧设置有第一组磁铁，所述扩展模块壳体上在所述连接器公端两侧设置有第二组磁铁，所述连接器母端和连接器公端插接后，所述第一组磁铁和第二组磁铁的磁极互相吸引。

本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型设计了一种组合式手持式维护终端，其主机仅包含一些经常使用的基本业务功能模块，主机功能为装维人员最常用的业务功能，其体积较小，可以减小主机的尺寸的同时满足最常用的业务需求。不常用的功能和体积比较大的功能作为扩展功能模块，设计在分离式扩展模块内。一个主机可以配备一种或多种不同功能的分离式扩展模块，进而组合成一个带扩展功能的终端设备，提高了主机功能的扩展能力。分离式扩展模块平时放在仪器包内，装维人员只需要携带仪器包即可，需要使用扩展功能时，只需要将分离式扩展模块取出并通过连接器与主机连接即可，减少了装维人员携带的仪器设备，扩展了产品功能，使用便捷。

附图说明

图1为组合式手持维护终端的电路模块示意图；

图2为组合式手持维护终端的结构示意图；

图3为主机的主视图；

图4为主机的侧视图；

图5为pogo pin连接器公端的示意图；

图6为pogo pin连接器母端的示意图；

图7为PCIe与MIPI复用的示意图；

图8为复用芯片的电路设计示意图；

图9为pogo pin连接器的39个PIN脚的示意图。

具体实施方式

为使本实用新型要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。

本实用新型提供一种组合式手持维护终端，如图1-9所示，其包括主机1和至少一个分离式扩展模块2，主机包括主机壳体3，主机壳体3内设置有CPU(Central ProcessingUnit，中央处理器)4，CPU4连接有用于维护的基本功能模块7，分离式扩展模块2包括扩展模块壳体5，扩展模块壳体5内设置有用于维护的扩展功能模块8。

主机壳体3上设置有一对连接器6中的一个，扩展模块壳体5上设置有一对连接器6中的另一个，主机1与分离式扩展模块2通过一对连接器6可拔插的连接，一对连接器6将主机1与分离式扩展模块2进行电连接和信号连接，主机1为分离式扩展模块2供电并进行信号传输。

本实用新型设计了一种组合式手持式维护终端，其主机仅包含一些经常使用的基本业务功能模块，主机功能为装维人员最常用的业务功能，其体积较小，可以减小主机的尺寸的同时满足最常用的业务需求。不常用的功能和体积比较大的功能作为扩展功能模块，设计在分离式扩展模块内。一个主机可以配备一种或多种不同功能的分离式扩展模块，进而组合成一个带扩展功能的终端设备，提高了主机功能的扩展能力。分离式扩展模块平时放在仪器包内，装维人员只需要携带仪器包即可，需要使用扩展功能时，只需要将分离式扩展模块取出并通过连接器与主机连接即可，减少了装维人员携带的仪器设备，扩展了产品功能，使用便捷。

前述的基本功能模块7主要包括摄像头、SIM(Subscriber Identity Module，用户识别模块)卡、TF(Trans FLash)卡、传感器、扬声器、WIFI(Wireless Fidelity，无线保真)测速模块、WIFI分析模块、NFC(Near Field Communication，近场通信)模块、听筒和TypeC(USB Type-C)接口中的一种或多种。

扩展功能模块8主要包括光纤熔接模块、OTDR(Optical Time DomainReflectometer，光时域反射)模块、ONU(Optical Network Unit，光网络单元)模块、XDSL(Digital Subscribe Line，数字用户线路)模块、条码扫描模块、对讲机、WIFI7模块、TDR(Time domain reflectometry，时域反射技术)模块、DMM(Digital MultiMate，数字万用表)模块、寻迹模块、红外遥控模块、对线模块、光纤熔端模块、光功模块、红光模块、千兆测速模块、2.5G测速模块和HDMI(High Definition Multimedia Interface，高清多媒体接口)功能模块中的一种或多种。

扩展功能模块8是上述各个模块的组合，组合的方式可以为多种，例如光功模块+红光模块+千兆测速模块，或者光功模块+红光模块+OTDR模块+TDR模块+DMM+模块对线模块，或者WIFI7模块+2.5G测速模块+HDMI模块+红外遥控模块，以及其他组合方式。

本实用新型不限制连接器6的种类，例如可以为FPC板对板连接器、板对板连接器或pogo pin连接器。

使用FPC(Flexible Printed Circuit，柔性电路板)板对板连接器时，主机1与分离式扩展模块2之间使用FPC连接，可以满足业务功能的需求。但是存在如下缺陷：无法做到IP65及以上的防护等级，而且接口处的主机外观感受较差。

板对板连接器分为公头和母头，尺寸比较大，主机1一端使用母头，分离式扩展模块2一端使用公头，在使用时主机1与分离式扩展模块2使用螺丝固定，在不使用分离式扩展模块2的时候，主机1接口处使用密封盖密封，可以满足业务需求，同时不使用分离式扩展模块2的时候外观感受也较好。但是存在如下缺陷：在使用分离式扩展模块2的时候较不方便，需要使用螺丝刀安装后才可以使用，不方便拆卸。

pogo pin(弹簧接口)连接器包括连接器公端9和连接器母端10，如图5、6所示，pogo pin连接器具有多个PIN脚(引脚、管脚)，连接器公端9包括与pogo pin连接器的PIN脚数量相同的弹簧式探针11，连接器母端10包括与弹簧式探针11对应的触点12，连接器母端10设置在主机壳体3上，连接器公端9设置在扩展模块壳体5上。pogo pin连接器可以实现设备外观的美观，以及分离式扩展模块2安装和拆卸的便捷性。

经过反复多次模拟测试发现，普通常规式的pogo pin连接器无法传输高速信号，硬件信号速率无法满足业务需求，高速信号衰减以及干扰很严重。为解决该问题，对pogopin的结构对信号速率的影响进行深入分析，经过多次仿真测试，发现信号在pogo pin的弹簧式探针11弹力比较大的情况下信号传输速率会提高。

基于此，为实现高速信号传输，本实用新型的弹簧式探针11的弹力设计为不小于30gf，优选为45gf。

因为背夹模块的不确定性，pogo pin连接器预留了行业内常用模块的通信接口，即pogo pin连接器的PIN脚按照功能可以分为USB3.0信号PIN脚、USB2.0信号PIN脚、GPIO(General Purpose Input/Output Port，通用输入输出端口)信号PIN脚、PCIe(PeripheralComponent Interconnect Express，外围组件快速互连)信号PIN脚、MIPI(MobileIndustry Processor Interface，移动产业处理器接口)信号PIN脚、I2C(Inter-Integrated Circuit，集成电路总线)信号PIN脚、串口信号PIN脚、供电电源PIN脚和接地PIN脚，如图9所示。根据分离式扩展模块2的不同使用其中的一种或者几种信号PIN脚，这样就可以只更换分离式扩展模块2实现手持终端的不同功能扩展，并且分离式扩展模块2模块与主机1连接方便。

因为高速差分信号的传输特性，为减少差分对之间的串扰，同时也为了高速信号的回流路径匹配，避免因为GND的不匹配而造成高速差分信号质量差的问题，本实用新型在高速信号线之间以接地PIN脚GND隔离。

其中：

USB3.0信号PIN脚、USB2.0信号PIN脚、GPIO信号PIN脚、PCIe信号PIN脚、MIPI信号PIN脚、I2C信号PIN脚和串口信号PIN脚的各个差分对之间通过接地PIN脚隔离。

供电电源PIN脚与USB3.0信号PIN脚、USB2.0信号PIN脚、GPIO信号PIN脚、PCIe信号PIN脚、MIPI信号PIN脚、I2C信号PIN脚和串口信号PIN脚之间通过接地PIN脚隔离。

具体的，如图9所示，差分对(PCIE_TX1+、PCIE_TX1-)、(PCIE_RX1+、PCIE_RX1-)、(PCIE_TX2+、PCIE_TX2-)、(PCIE_RX2+、PCIE_RX2-)的PIN脚之间通过接地PIN脚GND隔离。差分对(USB2_DP、USB2_DM)、(USB3_TX1+、USB3_TX1-)、(USB3_RX1+、USB3_RX1-)、(PCIE_CLK_M、PCIE_CLK_N)的PIN脚之间通过接地PIN脚GND隔离。供电电源PIN脚PWR+、PWR-与其他PIN脚通过接地PIN脚GND隔离。

前述各种信号的PIN脚、供电电源PIN脚连同接地PIN脚的数量较多，而本实用新型为了提高高速信号的传输质量，需要增加pogo pin的弹力，当PIN脚数量较多时，会导致整个连接器压合的力增大，结构会有风险。为了减少pogo pin连接器的PIN脚数量，同时也为了均衡成本与信号的种类，本实用新型将PCIe信号PIN脚和MIPI信号PIN脚复用一组PIN脚，并通过复用芯片进行切换。

如图9中所述，所有与PCIe有关的PIN脚均与MIPI复用，PCIe与MIPI这两组高速信号的信号数量多，使用的PIN脚多，使用一个复用开关芯片就可以实现多个PIN脚的复用，减少成本；而且PCIe与MIPI两个高速信号的阻抗匹配一致，不需要额外的做阻抗匹配的处理，实现方便。

复用芯片可以为高速信号切换开关，默认状态下为PCIe信号与pogo pin连接器连接；当需要使用Mipi总线时，GPIO1控制高速信号切换开关，使pogo pin连接器和CPU的Mipi总线相连，如图7所示。复用芯片的电路设计如图8所示。

在前述复用的基础上，GPIO信号PIN脚的数量为5个，其中4个PIN脚用于与两个IO扩展芯片连接，IO扩展芯片接口为I2C接口，其I2C地址不相同，可以共用一个，每个IO扩展芯片有一个复位信号和一个中断信号，这样就总共需要4个PIN脚，2个IO扩展芯片能够扩展至少30pin的普通GPIO信号，可以用于分离式扩展模块2不同功能组合的配置。另外一个GPIO信号PIN脚是为了检测分离式扩展模块2是否插入。

通过前述的PCIe与MIPI复用，GPIO信号PIN脚与IO扩展芯片的扩展，以及其他种类信号PIN脚、供电电源PIN脚和接地PIN脚的设计，形成了如图9所示的39个PIN脚的pogo pin连接器，使用较少的PIN脚实现了行业内常用模块的通信接口。

前述的分离式扩展模块2可以是背夹的形式连接在主机壳体3的背面上，具体的：如图2-4所示，连接器母端10设置在主机壳体3背面上，主机壳体3背面上在连接器母端10两侧设置有第一组磁铁13，扩展模块壳体5上在连接器公端9两侧设置有第二组磁铁，连接器母端10和连接器公端9插接后，第一组磁铁13和第二组磁铁的磁极互相吸引，将分离式扩展模块2牢固连接在主机1背面。

摄像头14及其闪光灯15可以设置在主机壳体3背面上，音量键16和电源键17可以设置在主机壳体3侧面上。

以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种组合式手持维护终端，其特征在于，包括主机和至少一个分离式扩展模块，所述主机包括主机壳体，所述主机壳体内设置有CPU，所述CPU连接有用于维护的基本功能模块，所述分离式扩展模块包括扩展模块壳体，所述扩展模块壳体内设置有用于维护的扩展功能模块；

所述主机壳体上设置有一对连接器中的一个，所述扩展模块壳体上设置有一对连接器中的另一个，所述主机与所述分离式扩展模块通过一对连接器可拔插的连接，一对连接器将所述主机与所述分离式扩展模块进行电连接和信号连接。

2.根据权利要求1所述的组合式手持维护终端，其特征在于，所述基本功能模块包括摄像头、SIM卡、TF卡、传感器、扬声器、WIFI测速模块、WIFI分析模块、NFC模块、听筒和TypeC接口中的一种或多种。

3.根据权利要求2所述的组合式手持维护终端，其特征在于，所述扩展功能模块包括光纤熔接模块、OTDR模块、ONU模块、XDSL模块、条码扫描模块、对讲机、WIFI7模块、TDR模块、DMM模块、寻迹模块、红外遥控模块、对线模块、光纤熔端模块、光功模块、红光模块、千兆测速模块、2.5G测速模块和HDMI功能模块中的一种或多种。

4.根据权利要求1-3任一所述的组合式手持维护终端，其特征在于，所述连接器为FPC板对板连接器、板对板连接器或pogo pin连接器。

5.根据权利要求4所述的组合式手持维护终端，其特征在于，所述pogo pin连接器包括连接器公端和连接器母端，所述连接器公端包括与所述pogo pin连接器的PIN脚数量相同的弹簧式探针，所述连接器母端包括与所述弹簧式探针对应的触点，所述连接器母端设置在所述主机壳体上，所述连接器公端设置在所述扩展模块壳体上。

6.根据权利要求5所述的组合式手持维护终端，其特征在于，所述弹簧式探针的弹力不小于30gf。

7.根据权利要求5所述的组合式手持维护终端，其特征在于，所述pogo pin连接器的PIN脚包括USB3.0信号PIN脚、USB2.0信号PIN脚、GPIO信号PIN脚、PCIe信号PIN脚、MIPI信号PIN脚、I2C信号PIN脚、串口信号PIN脚、供电电源PIN脚和接地PIN脚。

8.根据权利要求7所述的组合式手持维护终端，其特征在于，所述USB3.0信号PIN脚、USB2.0信号PIN脚、GPIO信号PIN脚、PCIe信号PIN脚、MIPI信号PIN脚、I2C信号PIN脚和串口信号PIN脚的各个差分对之间通过接地PIN脚隔离；

所述供电电源PIN脚与所述USB3.0信号PIN脚、USB2.0信号PIN脚、GPIO信号PIN脚、PCIe信号PIN脚、MIPI信号PIN脚、I2C信号PIN脚和串口信号PIN脚之间通过接地PIN脚隔离。

9.根据权利要求7所述的组合式手持维护终端，其特征在于，所述PCIe信号PIN脚和MIPI信号PIN脚复用一组PIN脚，并通过复用芯片进行切换。

10.根据权利要求5所述的组合式手持维护终端，其特征在于，所述连接器母端设置在所述主机壳体背面上，所述主机壳体背面上在所述连接器母端两侧设置有第一组磁铁，所述扩展模块壳体上在所述连接器公端两侧设置有第二组磁铁，所述连接器母端和连接器公端插接后，所述第一组磁铁和第二组磁铁的磁极互相吸引。