延长手机续航时间的无线E-ink显示设备及使用方法与流程

本发明属于通信设备技术领域，尤其涉及延长手机续航时间的无线e-ink显示设备及使用方法。

背景技术：

现有海信公司的手机，如海信a2pro，以stm35f103型号的主板集成蓝牙，电子墨水屏等组成物理部件，组成一个针对手机的电子墨水屏阅读器。

并以java为编程语言，编写对应android蓝牙通信app。

该阅读器与app进行蓝牙通信，将手机部分信息展示在电子墨水屏上，以及阅读部分文档，该手机主屏采用传统的手机屏，而副屏采用电子墨水屏显示，这样的设计为该手机创造了更高续航的优势。

但是，该手机的缺点也是很明显的，它在手机上多加了块屏幕无疑会增加手机的厚重感，与现有手机主流设计降低手机的厚度的发展相悖，且出现错误后修改也更加困难，因为2个屏幕是由一个处理器控制。把墨水屏嵌入手机中会增加手机系统处理的事件从而提升各个硬件的负载量，从而导致cpu占用率增加，手机发热量也随之增加。

技术实现要素：

本发明的目的在于解决上述现有技术存在的缺陷，提供一种延长手机续航时间的无线e-ink显示设备，主要通过手机外件来解决手机的续航和长时间阅读伤眼的问题，并且在使用中可实现得到想要的消息而减少亮屏次数和时间。

本发明采用如下技术方案：

本发明的一种延长手机续航时间的无线e-ink显示设备，从上至下依次为电子墨水屏、电路板、后盖。

电子墨水屏，与主控芯片之间采用spi协议通讯，通过正负电荷改变屏内的电子墨水的排列以达到文字、图画的显示；

其中，电路板上设置有以下模块：

按钮监听模块，用于监听互动按钮按下时所产生的电流，然后通过引脚将电流信号传输至主控芯片，根据对照引脚做出相应的动作。比如翻页，长按关机等。

sd卡，安装于sd卡槽内，sd卡槽设置于电路板上，主控芯片(核心处理器)通过sdio接口实现文件的写入；

电源，usb充电接口，usb放电接口，均与电源管理芯片连接，由电源管理芯片负责充电/放电，电源管理芯片与主控芯片由icc协议实现信号相连；电子墨水屏与主控芯片相连，主控芯片产生正负电流刷新显示，电源管理模块，以开关方式进行充电，集成了包括涓流充电，恒流充电和恒压充电全过程的充电方式；

flash(字库芯片)与主控芯片(核心处理器)通过spi协议实现信息的互通；

蓝牙模块，与服务端(手机)建立连接，当接收数据时，通过引脚将数据传入主控芯片(核心处理器)进行编制，若是文件便会将其存入sd卡后，进行数据的编译传输，再利用电子墨水屏进行显示；若是图片，app通过读取图片数据流至byte数组中然后再转化为16进制byte数组发送给显示设备，再利用电子墨水屏进行图片的显示。

进一步的技术方案，显示设备可通过usb充电接口与移动电源结合使用，也可通过usb放电接口给手机充电。

进一步的技术方案，电路板上还包括nfc模块和/或红外检测模块，nfc功能用于通过各种门禁，nfc模块与主控芯片之间通过spi协议相连，而红外检测功能则用于手机遥控各种红外设备，红外检测模块与主控芯片之间通过nce红外通信协议实现连通。

一种使用延长手机续航时间的无线e-ink显示设备的方法，包括以下步骤：

步骤1.打开手机蓝牙，利用本显示设备下载相关app软件，利用app软件通过蓝牙协议使本显示设备与手机蓝牙建立连接关系；

步骤2.将显示设备app调整至接收模式，将手机调整至发送模式，若手机接收到相关消息时，即通过蓝牙协议传送至显示设备蓝牙模块，并将数据传入主控芯片(核心处理器)进行编制，再利用电子墨水屏进行消息的显示；若显示设备蓝牙模块接收的是文件，则将其存入sd内存后，再在主控芯片(核心处理器)进行数据的编译传输，再利用电子墨水屏进行显示；若是图片，app先将图片通过读取图片数据流至byte数组中然后再转化为16进制byte数组发送给显示设备。

步骤3.消息/文件阅览显示结束，可通过互动按键，切断电子显示屏的电源，从而延长本显示设备的待机时间。

一种使用省电和预防断电的无线eink提示牌/广告牌的方法，包括以下步骤：

步骤1.打开手机蓝牙，利用该设备相关的app软件，利用app软件的通信协议使其与提示牌/广告牌建立连接关系；

步骤2.连接后进入用户管理模式，用户可通过编辑需要显示的内容后通过app将数据封装发送，再通过过蓝牙协议传送至提示牌/广告牌蓝牙模块，并将数据传入提示牌/广告牌主控芯片(核心处理器)进行编制，再利用提示牌/广告牌的电子墨水屏进行对应消息的显示；用户还可以通过app发送提示牌/广告牌支持的播放模型(比如滚动播放，覆盖刷新播发等)命令消息数据，设备蓝牙模块接受数据传入数据中心处理判断消息类别，然后改变播放模式。

步骤3：关闭设备，可通过app互动按钮(按钮监听模块)切断切断提示牌/广告牌电子墨水屏的电源，从而减少电量使用。

本发明的有益效果：

1.本发明使用中通过手机app的蓝牙通信能传送各种文本，本发明就是一个移动“纸质”图书馆，其次它能减少手机屏幕使用减少耗电，并且自带大容量蓄电池能为手机充电，双重续航。这样能少带一个充电宝，自带一个墨水屏电子书，而且自身自带按钮，手机和自身都可控制阅读。

2.增强了手机续航能力，首先本发明通过显示手机的重要的提示信息，减少了手机点亮屏次数，其次，通过手机传输文档在本发明装置上，进行阅览达到了减少手机耗电和手机辐射对人的伤害的目的。

3.本产品外观多样化，简便化，本发明作为一个类似手机“周边”的一个产品，它可以契合绝大部分手机(即智能机带有蓝牙结合app都可使用)，而且外观也可以多样化，它携带方便；并不像双面屏手机，如海信a2pro，需要在手机上设置两个屏，徒增手机厚度和重量。

3.本产品续航时间长，本发明利用电子墨水屏作为显示器能极大提升其使用的时长。

4.本产品具有扩展功能，如集成nfc功能部件，外置红外线等功能模块。

5.本产品通过自定义通信协议来规范阅读器与app之间的数据传输，保证了用户数据传输的安全性(他人无法解析数据流)，而且还让设备拒绝与其他数据交互(蓝牙的交互功能)，确保设备中数据的真实性与可靠性。

6.app蓝牙假连接状态，当设备与app之间不进行数据传输时，收集的蓝牙(客户端方)进入一个待机状态即假连接状态，该状态的蓝牙不能被动发送数据，只能监听设备数据，耗电大幅降低。只有收到数据或者用户主动发送数据才会退出这种状态。

附图说明

图1为本发明的概念图；

图2为本发明的主视图；

图3为本发明的后视图；

图4为本发明的通讯原理图；

图5为本发明的系统原理图；

图6为usb放电接口与电源管理芯片的连接框图；

图7为flash与主控芯片连接的框图；

图8(a)为nfc与主控芯片连接框图；图8(b)为nfc与主控芯片连接框图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

e-ink收集拓展阅读器巧妙地解决手机电子墨水屏外置的情况，所使用的蓝牙无线技术并不需要添加外接线，而且电子墨水屏耗电低，满电能使用很久，而且屏幕提供显示时间、电量、天气等信息以及阅读文档，而且还能对接受消息进行提示，从而帮助使用者大大减少亮屏次数与时长。

无线通信随着物联网的迅速发展也必将得到迅猛发展，而无线通信发展方向主要是更快、更稳、耗能更低。这些特征正是该产品所需。相对于直接嵌入手机的情形，该产品更容易拆卸，样式多，且能灵活适配几乎所有智能手机，目前类似的物联网技术也在飞速发展，像小米的诸多产品都可实现手机终端控制以方便人们生活，本发明也是基于物联网为基础，是对现在市面上的智能手机功能进行的延伸，使人们生活更为便捷。

截止2018年年底，手机网民规模达到了7.88亿，占据了网民数量的98.25％。手机市场的鼎盛化，使得手机“周边”的数量和品种的需求不断增大，而本发明在方便用户和加强续航能力的同时，解决手机用户耗电的问题，将势必在商业上取得成功。

硬件模块：

蓝牙模块10：使用wh-ble102蓝牙，该蓝牙为ble(bluetoothlowenergy)型蓝牙实现蓝牙串口通信。蓝牙作为服务端与手机(客户端)连接。当蓝牙接收数据时，通过引脚将数据传入主控芯片1(核心处理器)进行编制，如果是文件便会将它存入内存后在进行数据的编译传输。

电子墨水屏9：电子墨水屏9与主控芯片1(核心处理器)之间采用spi协议通讯，仅用3个i/o口即可达到最大50mbps的速度驱动电子墨水屏9。然后通过电荷正负改变屏内的电子墨水屏9的排列以达到文字、图画的显示。

优势：该方式刷新速度快，且护眼省电，提高了用户的交互感。

sd卡7：主控芯片1(核心处理器)通过sdio接口只需要spi和1位sd传输模式以最小的硬件开支支持低速i/o能力达到硬件低功耗的目的。使系统在接收文件的同时用最低的功率将文件快速写入sd卡。

s6599r电源管理芯片(电源管理模块3)：zs6599r是以开关方式进行充电，集成了包括涓流充电，恒流充电和恒压充电全过程的充电方式，浮充电压精度在全温度范围可达±1％，并且具有充电电流纹波小，充电效率高等优点，配合适当的外围器件可以达到2a甚至更高的充电电流。在充电状态下，如果输出usb同时接了负载，zs6599r的动态路径调整功能会智能分配输入电流优先提供给负载，如果负载电流增大，则会自动关闭充电，有效地限制了输入电流，防止损坏供电的适配器或者usb。

优势：wh-ble102低功耗蓝牙通信让两端设备更加省电，传输速度更快更稳定。电子墨水屏9刷新速度快，且护眼省电，提高了用户的交互感。sd卡7读写速度快且更省电。而电源管理的实现方法让充电和对收集的放电更加快速，安全。

移动端app：

蓝牙协议：使用ble低功耗蓝牙协议进行设备通信，手机和阅览器建立一条蓝牙通信链路，并在手机后台开启一个服务(类似电脑中的进程)监听设备返回信息，阅览器app接受信息并在app可视界面做出相应的变化提醒用户，或者用户发送app的相关命令完成用户的具体操作。

优势：ble蓝牙协议相对传统蓝牙协议，高可靠性、高安全性，保证通信安全，低成本、低功耗、功耗较传统蓝牙降低了90％，提高手机和设备的待机时间并减少损耗问题；传输距离远，有效传输距离可以达到60～100m，完美解决用户的活动范围小的问题。

如图1-8(b)所示，本发明的延长手机续航时间的无线e-ink显示设备，从上至下依次为电子墨水屏9、电路板、后盖，

电子墨水屏9，与主控芯片1之间采用spi协议通讯，通过正负电荷改变屏内的电子墨水的排列以达到文字、图画的显示；

其中，电路板上设置有以下模块：

按钮监听模块8，用于监听互动按钮按下时所产生的电流，然后通过引脚将电流信号传输至主控芯片1，然后根据对照引脚做出相应的动作。比如翻页，长按关机等。

sd卡7，安装于sd卡槽内，sd卡槽设置于电路板上，主控芯片1(核心处理器)通过sdio接口实现文件的写入；

电源，usb充电接口5，usb放电接口4，均与电源管理芯片3连接，由电源管理芯片3负责充电/放电，电源管理芯片3与主控芯片1由icc协议实现信号相连；电子墨水屏9与主控芯片1相连，主控芯片1产生正负电流刷新显示，电源管理芯片3，以开关方式进行充电，集成了包括涓流充电，恒流充电和恒压充电全过程的充电方式；

flash(字库芯片2)与主控芯片1(核心处理器)通过spi协议实现信息的交互；

蓝牙模块10，与服务端(手机)建立连接，当接收数据时，通过引脚将数据传入主控芯片1(核心处理器)进行编制，若是文件便会将其存入sd卡后，进行数据的编译传输；若是图片，app通过读取图片数据流至byte数组中然后再转化为16进制byte数组发送给阅览器，再利用电子墨水屏9进行图片的显示。

进一步的技术方案，显示设备可通过usb充电接口5与移动电源结合使用，也可通过usb放电接口4给手机充电。

进一步的技术方案，电路板上还包括nfc模块11和/或红外检测模块12，nfc功能用于通过各种门禁，nfc模块11与主控芯片1之间通过spi协议相连，而红外检测功能则用于手机遥控各种红外设备，红外检测模块12与主控芯片1之间通过nce红外通信协议实现连通。

使用延长手机续航时间的无线e-ink显示设备的使用方法，包括以下步骤：

步骤1.打开手机蓝牙，利用本显示设备下载相关app软件，利用app软件通过蓝牙协议使本显示设备与手机蓝牙建立连接关系；

步骤2.将显示设备app调整至接收模式，将手机调整至发送模式，若手机接收到相关消息时，即通过蓝牙协议传送至显示设备蓝牙模块10，并将数据传入主控芯片1(核心处理器)进行编制，再利用电子墨水屏9进行消息的显示；若显示设备蓝牙模块接收的是文件，则将其存入sd内存后，再在主控芯片1(核心处理器)进行数据的编译传输，再利用电子墨水屏9进行显示，若是图片，app先将图片通过读取图片数据流至byte数组中然后再转化为16进制byte数组发送给显示设备；

步骤3.消息/文件/图片阅览显示结束，可通过互动按键(与按钮监听模块8相连，互动按键长按达到3秒，主控芯片1认为关机行为，则切断电源)，切断电子显示屏9的电源，从而延长本显示设备的待机时间。

使用省电和预防断电的无线eink提示牌/广告牌的方法，包括以下步骤：

步骤1.打开手机蓝牙，利用该设备相关的app软件，利用app软件的通信协议使其与提示牌/广告牌建立连接关系；

步骤2.连接后进入用户管理模式，用户可通过编辑需要显示的内容后通过app将数据封装发送，再通过过蓝牙协议传送至提示牌/广告牌蓝牙模块10，并将数据传入提示牌/广告牌主控芯片1(核心处理器)进行编制，再利用提示牌/广告牌的电子墨水屏9进行对应消息的显示；用户还可以通过app发送提示牌/广告牌支持的播放模型(比如滚动播放，覆盖刷新播发等)命令消息数据，设备蓝牙模块接受数据传入数据中心处理判断消息类别，然后改变播放模式。

步骤3：关闭设备，可通过app互动按钮切断切断提示牌/广告牌电子墨水屏的电源，从而减少电量使用。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。