CN105337369A - 自动验光头打印座及基于该打印座的移动智能终端充电管理方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种自动验光头打印座及基于该打印座的移动智能终端充电管理方法，该打印座包括打印座外壳、集成于该打印座外壳内的打印机和打印控制电路，还包括微控制器、无线通信模块和充电模块，所述微控制器和无线通信模块双向连接，所述微控制器第一输出端连接所述充电模块的控制输入端，所述充电模块输出端连接自动验光头的移动智能终端的充电输入端；所述微控制器第二输出端连接所述打印控制电路的输入端，所述打印控制电路输出端连接所述打印机。自动验光头打印座结构简单，制作成本低，有效的解决了移动智能终端充电使得验光台不整洁的问题，且该自动验光头打印座对移动智能终端的电池还起到保护作用，延长了移动智能终端电池的使用寿命。

Description

自动验光头打印座及基于该打印座的移动智能终端充电管理方法

技术领域

本发明涉及眼科光学检查仪器领域，具体涉及一种自动验光头打印座及基于该打印座的移动智能终端充电管理方法。

背景技术

自动验光头是一种对人眼睛进行客观式验光的精密仪器，它能够检测眼睛的屈光不正程度，包括近视、远视、散光、双眼视力平衡、隐斜视、视力融合、立体视等视功能，为眼睛的视力检测和配镜提供处方数据。

自动验光头包括以下几个部分：验光头主机、打印座、移动智能终端和电源适配器。移动智能终端通常是作为自动验光头的操控盒使用，并放置于验光台上，移动智能终端通常为平板电脑。电源适配器提供DC+12—15V输出，为打印座和验光头主机供电。

现今所用平板电脑内置大容量的可充电锂电池，最长也仅能使用十几小时，电池电量耗尽后应立即对其充电。验光过程中，出现平板电脑电池耗尽但测试工作又未完成时，必须立即对其充电且不能中断测试工作，验光台上需有交流220伏电源插座供充电器使用。如果验光台上无交流插座，必须将接线插座盒放置在验光台附近，使用极不方便，工作场所显得较凌乱，不规范。

并且在对平板电脑进行充电时，下列两种状况对电池寿命影响也较大，一是当平板电脑电池电量未使用到低于电池电量的某值时，就对其充电；二是电池已充满电但未拔下适配器插头，当平板电脑工作时造成电池继续被充电，缩短电池寿命。现今的平板电脑都是一体机，没有专用工具较难打开后盖，强行开盖只能损坏平板电脑外壳。更换电池只能由厂家的维修人员进行，用户本人无法替换。因此电池寿命影响了平板电脑的正常使用，即电池不能充电后，只能利用充电器为平板电脑供电，失去了放置在任意位置操作平板电脑的便利性。

所以在视力验光时，急需一种能对平板电脑进行智能充电，且使用方便、占用面积小的充电装置。

发明内容

为了克服上述现有技术中存在的缺陷，本发明的目的是提供一种能为移动智能终端充电且对移动智能终端的电池起到保护作用的自动验光头打印座及基于该打印座的移动智能终端充电管理方法。

为了实现本发明的上述目的，本发明提供了一种自动验光头打印座，包括打印座外壳、集成于该打印座外壳内的打印机和打印控制电路，还包括集成于打印座外壳内的微控制器、无线通信模块和充电模块，

所述微控制器和无线通信模块双向连接，所述微控制器第一输出端连接所述充电模块的控制输入端，所述充电模块输出端连接自动验光头的移动智能终端的充电输入端；所述微控制器第二输出端连接所述打印控制电路的输入端，所述打印控制电路输出端连接所述打印机；

所述微控制器通过所述无线通信模块与自动验光头的移动智能终端进行通信，所述移动智能终端通过无线通信模块向微控制器发送移动智能终端电池电量情况及是否充电指令，所述微控制器根据所接收的移动智能终端电池电量情况及指令控制充电模块是否对移动智能终端进行充电。

该自动验光头打印座结构简单，制作成本低，有效的解决了移动智能终端充电使得验光台不整洁的问题，同时，该自动验光头打印座的充电模块对移动智能终端的电池还起到保护作用，有效的延长了移动智能终端电池的使用寿命。

进一步的，所述充电模块包括开关型稳压芯片、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第一电容、第二电容、电感和稳压二级管，

所述微控制器控制输出端连接至所述开关型稳压芯片的开关端口，所述开关型稳压芯片的输入端分别连接电源、所述第一电容的一端，所述第一电容的另一端接地，所述开关型稳压芯片的输出端接两条支路，一条连接所述稳压二极管的负极，所述稳压二极管的正极接地，一条连接所述电感的一端，所述电感另一端分别连接所述移动智能终端充电输入端和所述第二电容的一端，所述第二电容的另一端接地，所述开关型稳压芯片的反馈端通过相互串联的所述第二电阻和第三电阻连接到移动智能终端充电输入端，且所述开关型稳压芯片的反馈端通过所述第一电阻接地。

该充电模块结构简单，成本低廉，便于生产，具有较好的市场前景。

进一步的，所述微控制器包括信号接收模块、AD转换模块、比较模块和控制模块，所述信号接收模块通过所述无线通信模块与所述移动智能终端连接，所述信号接收模块输出端连接所述AD转换模块输入端，所述AD转换模块第一输出端连接所述比较模块输入端，所述比较模块输出端连接所述控制模块第一输入端，所述AD转换模块第二输出端连接所述控制模块第二输入端；

所述信号接收模块接收来自移动智能控制终端的电池电量情况及是否充电指令，并给到所述AD转换模块进行模数转换，将转换后的指令发送给所述控制模块，并且通过所述比较模块将电池电量情况分别与电池下限电量范围和电池上限电量范围进行比较，将比较结果发送给所述控制模块，所述控制模块根据比较结果和接收到的指令判断是否对移动智能终端充电。

进一步的，所述无线通信模块包括wifi模块和蓝牙模块。wifi通信和蓝牙通信是目前发展比较成熟悉的无线通信方式，应用到自动验光头中，设置简单，操作方便。

本发明还提出了一种基于该自动验光头打印座的移动智能终端充电管理方法，包括以下步骤：

S1，验光测试开始，移动智能终端实时检测移动智能终端的电池电量；

S2，当电池电量少于规定的电池下限电量范围时，移动智能终端向微处理器发送电池电量信息及充电指令；当电池电量达到规定的电池上限电量范围时，移动智能终端向微处理器发送电池电量信息及停止充电指令。

S3，所述微处理器通过无线通信模块接收由移动智能终端发送来的电池电量信息及指令，当该指令为充电指令且电池电量≤电池下限电量范围最大值时，微处理器控制充电电路开关打开，开始对移动智能终端进行充电；当该指令为停止充电指令且电池电量≥电池上限电量范围最小值时，微处理器控制充电电路开关关闭，停止对移动智能终端的充电。

该方法简单有效，对移动智能终端电池起到了保护作用，有效的延长了移动智能终端电池的使用寿命，从而增加了移动智能终端的使用寿命，并且由移动智能终端先根据电池电量判断电池是否需要充电，然后再发送充电指令或者停止充电指令给到微处理器，这样避免了移动智能终端和微处理器之间的频繁通信，减少了电池电量的损耗，这里移动智能终端判断电池是否需要充电的方法采用现有的方法判断即可。同时，在移动智能终端向微处理器发送充电指令或者停止充电指令时，还发送有此时移动智能终端的电池电量信息，微处理器根据此时的电池电量信息对电池是否需要充电进行进一步的确定，保证了电池是否需要充电的准确性。

进一步的，所述电池下限电量范围为电池满电量的20％-30％，所述电池上限电量范围为电池满电量的98％-100％。

该下限电量范围有效的保证了电池的用量，不至于电池电量被用尽后才充电，上限电量范围有效的避免了电池的过充问题。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是自动验光头打印座的结构原理框图；

图2是充电模块电路图；

图3为自动验光头主机电源模块电路图；

图4是移动智能终端充电管理方法流程图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

如图1所示，本发明提供了一种自动验光头打印座，包括打印座外壳、集成于该打印座外壳内的打印机和打印控制电路，还包括集成于打印座外壳内的微控制器、无线通信模块和充电模块，

微控制器和无线通信模块双向连接，微控制器第一输出端连接充电模块的控制输入端，充电模块输出端连接自动验光头的移动智能终端的充电输入端；微控制器第二输出端连接打印控制电路的输入端，打印控制电路输出端连接打印机。

微控制器通过无线通信模块与自动验光头的移动智能终端进行通信，移动智能终端通过无线通信模块向微控制器发送移动智能终端电池电量情况，微控制器根据所接收的移动智能终端电池电量情况控制充电模块是否对移动智能终端进行充电。

如图2所示，充电模块包括开关型稳压芯片U1、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第一电容C1、第二电容C2、电感L1和稳压二级管D1，

微控制器控制输出端连接至开关型稳压芯片U1的开关端口，开关型稳压芯片U1的输入端分别连接电源、第一电容C1的一端，第一电容C1的另一端接地，开关型稳压芯片U1的输出端接两条支路，一条连接稳压二极管D1的负极，稳压二极管D1的正极接地，一条连接电感L1的一端，电感L1另一端分别连接移动智能终端充电输入端和第二电容C2的一端，第二电容C2的另一端接地，开关型稳压芯片U1的反馈端通过相互串联的第二电阻R2和第三电阻R3连接到移动智能终端充电输入端，且开关型稳压芯片U1的反馈端通过第一电阻R1接地。

开关型稳压芯片U1的输入端连接电源通常为15V，由打印座的电源适配器提供。本实施例中，无线通信模块可以是wifi模块和蓝牙模块；从经济实惠的角度考虑，开关型稳压芯片U1选用LM2596。

微控制器包括信号接收模块、AD转换模块、比较模块和控制模块，信号接收模块通过无线通信模块与移动智能终端连接，信号接收模块输出端连接AD转换模块输入端，AD转换模块第一输出端连接比较模块输入端，比较模块输出端连接控制模块第一输入端，AD转换模块第二输出端连接控制模块第二输入端；

信号接收模块接收来自移动智能控制终端的电池电量情况及是否充电指令，并给到AD转换模块进行模数转换，将转换后的指令发送给控制模块，并且通过比较模块将电池电量情况分别与电池下限电量范围和电池上限电量范围进行比较，将比较结果发送给控制模块，控制模块根据比较结果和接收到的指令判断是否对移动智能终端充电。

验光测试过程中，可将移动智能终端放置在该自动验光头打印座上，移动智能终端的充电端口与自动验光头打印座的充电模块连接，移动智能终端实时检测移动智能终端电池电量；当电池电量少于规定下限电量范围或达到规定上限电量范围时，移动智能终端通过无线通信模块向微控制器发送此时电池电量信息；微控制器通过所接收电池电量信息判断移动智能终端是否需要充电，如需要充电，微控制器控制输出端输出高电平，开关型稳压芯片U1开始工作，对移动智能终端充电；如不需要充电，主控制器控制输出端输出低电平，开关型稳压芯片U1停止工作或不工作，停止对移动智能终端的充电，或保持不充电的状态。

本实施例中的移动智能终端可选用但不限于平板电脑，自动验光头打印座还包括集成于打印座外壳内的自动验光头主机电源模块，微控制器输出端连接自动验光头主机电源模块的输入端，控制打印座为自动验光头主机供电，如图3所示，验光头主机电源模块包括AO3404A场效应管和AOD413场效应管，AO3404A场效应管的栅极和源极分别通过第四电阻R4和第五电阻R5连接到主控制输出端，其栅极接地，其漏极连接AOD413场效应管的栅极，且通过第六电阻R6连接AOD413场效应管的源极，AOD413场效应管的漏极连接第七电容C7的正极，第七电容C7的负极接地。

如图4所示，本发明还提出了一种基于该自动验光头打印座的移动智能终端充电管理方法，包括以下步骤：

第一步，验光测试开始，移动智能终端实时检测移动智能终端的电池电量；

第二步，当电池电量少于规定的电池下限电量范围时，移动智能终端向微处理器发送电池电量信息及充电指令；当电池电量达到规定的电池上限电量范围时，移动智能终端向微处理器发送电池电量信息及停止充电指令。

第三步，微处理器通过无线通信模块接收由移动智能终端发送来的电池电量信息及指令，当该指令为充电指令且电池电量≤电池下限电量范围最大值时，微处理器控制充电电路开关打开，开始对移动智能终端进行充电，如果微处理器所收到的电池电量>电池下限电量范围最大值时,微处理器控制充电电路不对移动智能终端进行充电；当该指令为停止充电指令且电池电量≥电池上限电量范围最小值时，微处理器控制充电电路开关关闭，停止对移动智能终端的充电，如果微处理器所收到的电池电量<电池上限电量范围最小值时,微处理器控制充电电路继续对移动智能终端进行充电。

其中，电池下限电量为电池满电量的20％-30％，电池上限电量为电池满电量的98％-100％。

微处理器在控制充电电路打开时，向充电电路开关端口输出高电平，在控制充电电路关闭时，向充电电路开关端口输出低电平。该方法对移动智能终端的电池充电进行了有效的管理，避免了电池电量的过分消耗，同时也防止对电池过充电，延长了电池的使用寿命。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种自动验光头打印座，包括打印座外壳、集成于该打印座外壳内的打印机和打印控制电路，其特征在于：还包括集成于打印座外壳内的微控制器、无线通信模块和充电模块，

所述微控制器和无线通信模块双向连接，所述微控制器第一输出端连接所述充电模块的控制输入端，所述充电模块输出端连接自动验光头的移动智能终端的充电输入端；所述微控制器第二输出端连接所述打印控制电路的输入端，所述打印控制电路输出端连接所述打印机；

所述微控制器通过所述无线通信模块与自动验光头的移动智能终端进行通信，所述移动智能终端通过无线通信模块向微控制器发送移动智能终端电池电量情况及是否充电指令，所述微控制器根据所接收的移动智能终端电池电量情况及指令控制充电模块是否对移动智能终端进行充电。

2.根据权利要求1所述的自动验光头打印座，其特征在于：所述充电模块包括开关型稳压芯片(U1)、第一电阻(R1)、第二电阻(R2)、第三电阻(R3)、第一电容(C1)、第二电容(C2)、电感(L1)和稳压二级管(D1)，

所述微控制器控制输出端连接至所述开关型稳压芯片(U1)的开关端口，所述开关型稳压芯片(U1)的输入端分别连接电源、所述第一电容(C1)的一端，所述第一电容(C1)的另一端接地，所述开关型稳压芯片(U1)的输出端接两条支路，一条连接所述稳压二极管(D1)的负极，所述稳压二极管(D1)的正极接地，一条连接所述电感(L1)的一端，所述电感(L1)另一端分别连接所述移动智能终端充电输入端和所述第二电容(C2)的一端，所述第二电容(C2)的另一端接地，所述开关型稳压芯片(U1)的反馈端通过相互串联的所述第二电阻(R2)和第三电阻(R3)连接到移动智能终端充电输入端，且所述开关型稳压芯片(U1)的反馈端通过所述第一电阻(R1)接地。

3.根据权利要求1所述的自动验光头打印座，其特征在于，所述微控制器包括信号接收模块、AD转换模块、比较模块和控制模块，所述信号接收模块通过所述无线通信模块与所述移动智能终端连接，所述信号接收模块输出端连接所述AD转换模块输入端，所述AD转换模块第一输出端连接所述比较模块输入端，所述比较模块输出端连接所述控制模块第一输入端，所述AD转换模块第二输出端连接所述控制模块第二输入端；

所述信号接收模块接收来自移动智能控制终端的电池电量情况及是否充电指令，并给到所述AD转换模块进行模数转换，将转换后的指令发送给所述控制模块，并且通过所述比较模块将电池电量情况分别与电池下限电量范围和电池上限电量范围进行比较，将比较结果发送给所述控制模块，所述控制模块根据比较结果和接收到的指令判断是否对移动智能终端充电。

4.根据权利要求1所述的自动验光头打印座，其特征在于：所述无线通信模块包括wifi模块和蓝牙模块。

5.基于权利要求1所述的自动验光头打印座的移动智能终端充电管理方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1，验光测试开始，移动智能终端实时检测移动智能终端的电池电量；

S2，当电池电量少于规定的电池下限电量范围时，移动智能终端向微处理器发送电池电量信息及充电指令；当电池电量达到规定的电池上限电量范围时，移动智能终端向微处理器发送电池电量信息及停止充电指令。

S3，所述微处理器通过无线通信模块接收由移动智能终端发送来的电池电量信息及指令，当该指令为充电指令且电池电量≤电池下限电量范围最大值时，微处理器控制充电电路开关打开，开始对移动智能终端进行充电；当该指令为停止充电指令且电池电量≥电池上限电量范围最小值时，微处理器控制充电电路开关关闭，停止对移动智能终端的充电。

6.基于权利要求5所述的移动智能终端智能充电管理***的充电管理方法，其特征在于，所述电池下限电量范围为电池满电量的20％-30％，所述电池上限电量范围为电池满电量的98％-100％。