基于NFC的墨水屏手机壳供电与刷新控制系统的制作方法

本发明涉及智能终端配件与近场通信，特别涉及基于nfc的墨水屏手机壳供电与刷新控制系统。

背景技术：

1、目前，随着智能移动终端的普及，用户对于手机保护套的功能性需求日益增加，带有显示模块的手机保护套逐渐成为市场关注的方向之一。常规的带有显示模块的智能外设通常内置独立化学电池供电或者通过物理数据线与移动终端相连。内置电池的设计会增加外设的整体厚度与重量，同时需要用户定期为其进行能量补充，在使用便捷性上存在一定的优化空间。采用物理接口连接的方式则会长期占用移动终端的数据接口，影响用户进行常规的有线充电或数据传输操作。

2、近场通信技术的发展为智能设备间的无接触数据与能量传输提供了技术方案。将近场通信技术应用于手机保护套以实现数据与能量传输具有可行性。但是在实际工程应用中，移动终端背面往往集成了用于支付或公共交通卡业务的原生高频天线。外部设备的受电线圈若未经限制地直接接入天线回路，可能会改变系统整体的谐振频率，并在移动终端进行原生高频业务时产生不必要的负载效应。

3、另外，许多现代移动终端还配备了用于能量输送的无线充电接收线圈以及用于定位的磁铁阵列。外部显示组件如果在相关区域存在大面积连续的金属结构或采用了常规的高磁导率材料，容易在交变磁场中激发出宏观闭合涡流而导致热能散失，从而影响无线充电的正常进行，或者改变原有的磁力线路径导致外部设备的定位精度发生偏移。如何在获取电磁能量与通信数据的同时，保持移动终端原有各项射频与磁吸功能的正常运行，是该领域当前面临的技术课题。

技术实现思路

1、针对现有技术中存在的不足，本发明旨在提供一种基于nfc的墨水屏手机壳供电与刷新控制系统。本发明的目的在于解决无独立电源的外部显示设备在利用近场通信获取能量与数据时容易干扰移动终端原生通信业务的技术问题，并同步克服外设结构组件可能影响移动终端无线充电与磁吸对齐功能的技术缺陷。

2、本发明提供一种基于nfc的墨水屏手机壳供电与刷新控制系统，包括：

3、nfc受电及通信组件，设置于手机保护套本体内且贴近移动终端的nfc感应区域，用于感应所述移动终端发出的交变磁场以获取交流电能和调制图像数据信号；

4、能量管理组件，与所述nfc受电及通信组件电连接，用于将所述交流电能转换为直流电能并进行储能，以向系统分阶段提供工作电压；

5、控制与驱动组件，与所述能量管理组件及所述nfc受电及通信组件分别电连接，用于在满足预设触发条件时接收所述调制图像数据信号进行解码，并根据解码后的图像数据输出像素驱动波形；以及

6、电子墨水显示模组，与所述控制与驱动组件电连接，用于根据所述像素驱动波形进行画面刷新显示，并在刷新结束后依靠微胶囊的双稳态特性断电保持画面；

7、其中，所述nfc受电及通信组件仅在所述预设触发条件满足时进入接收响应状态，以避免对所述移动终端的原生nfc高频业务形成干扰负载，实现业务隔离。

8、可选地，所述能量管理组件包括依次电连接的整流电路、稳压电路和储能单元；

9、所述整流电路用于将所述交变磁场感应产生的交流电能整流为直流电能；

10、所述稳压电路用于对所述直流电能进行降压与稳压处理；

11、所述储能单元用于暂时存储所述稳压后的直流电能，并在电压达到设定阈值后，按预设时序向所述控制与驱动组件及所述电子墨水显示模组供电。

12、可选地，所述储能单元采用微型电容或超级电容，且所述能量管理组件还包括低电压检测电路；

13、所述低电压检测电路用于实时监测所述微型电容或所述超级电容的电量，以避免瞬时供能波动对所述电子墨水显示模组刷新稳定性的影响。

14、可选地，所述控制与驱动组件包括低功耗控制器和图像缓存单元；

15、所述低功耗控制器用于在近距离条件下逐包接收所述调制图像数据信号，并依次完成帧头识别、地址识别、分包重组、校验确认和图像解码。

16、可选地，所述控制与驱动组件采用分段刷新逻辑，即在每次接收完成一个图像分区数据并在所述图像缓存单元中局部缓存后，按区域次序向所述电子墨水显示模组输出所述像素驱动波形，以降低单次峰值供能压力。

17、可选地，所述预设触发条件包括限定特定指令集响应或限定线圈耦合窗口；

18、通过所述预设触发条件，所述系统对未经授权的高频扫描信号不产生响应，从而与所述移动终端原生的支付业务及交通卡业务相兼容。

19、可选地，所述手机保护套本体内部还设有磁吸器件安装区与无线充电避让区；

20、所述控制与驱动组件的金属覆盖层在对应所述移动终端的无线充电线圈区域采用金属避让结构，以减小高频磁场产生的涡流损耗，进而维持所述移动终端无线充电与磁吸对齐功能的正常运行。

21、可选地，所述电子墨水显示模组外侧层叠设置有透明保护层，且所述手机保护套本体还包括外侧的遮蔽pet层和内侧的磁铁pet层；

22、所述透明保护层在对应显示窗口区域保持全透，在非显示区域结合所述遮蔽pet层掩盖内部器件。

23、可选地，所述调制图像数据信号是由设置于所述移动终端内的应用端生成并调制的；

24、所述应用端对待显示内容进行尺寸适配与颜色模式映射，并通过图像压缩算法将内容打包为适于nfc带宽和功率限制的数据包。

25、可选地，所述电子墨水显示模组在所述画面刷新结束后，所述能量管理组件停止向所述控制与驱动组件输出电能，所述系统进入零待机功耗状态。

26、本发明取得了如下有益效果：

27、本发明通过设置能量管理组件以及满足预设触发条件才进入响应状态的控制与驱动组件，使墨水屏手机壳能够在未配置独立电源的条件下利用移动终端辐射的交变磁场完成电能获取与图像刷新，并在画面刷新结束后依靠电子墨水显示模组的双稳态特性断电保持画面从而进入零待机功耗状态，同时避免了系统对移动终端的原生高频业务形成干扰负载。本系统在对应移动终端无线充电线圈的区域采用了金属避让结构，并针对磁吸阵列区域选用了低磁导率复合材料层作为物理区隔，有效减小了高频磁场产生的涡流损耗，维持了移动终端无线充电与磁吸对齐功能的正常运行。

28、本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

29、下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

1.一种基于nfc的墨水屏手机壳供电与刷新控制系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的基于nfc的墨水屏手机壳供电与刷新控制系统，其特征在于，所述能量管理组件包括依次电连接的整流电路、稳压电路和储能单元；

3.根据权利要求2所述的基于nfc的墨水屏手机壳供电与刷新控制系统，其特征在于，所述储能单元采用微型电容或超级电容，且所述能量管理组件还包括低电压检测电路；

4.根据权利要求1所述的基于nfc的墨水屏手机壳供电与刷新控制系统，其特征在于，所述控制与驱动组件包括低功耗控制器和图像缓存单元；

5.根据权利要求4所述的基于nfc的墨水屏手机壳供电与刷新控制系统，其特征在于，所述控制与驱动组件采用分段刷新逻辑，即在每次接收完成一个图像分区数据并在所述图像缓存单元中局部缓存后，按区域次序向所述电子墨水显示模组输出所述像素驱动波形，以降低单次峰值供能压力。

6.根据权利要求1所述的基于nfc的墨水屏手机壳供电与刷新控制系统，其特征在于，所述预设触发条件包括限定特定指令集响应或限定线圈耦合窗口；

7.根据权利要求1所述的基于nfc的墨水屏手机壳供电与刷新控制系统，其特征在于，所述手机保护套本体内部还设有磁吸器件安装区与无线充电避让区；

8.根据权利要求1所述的基于nfc的墨水屏手机壳供电与刷新控制系统，其特征在于，所述电子墨水显示模组外侧层叠设置有透明保护层，且所述手机保护套本体还包括外侧的遮蔽pet层和内侧的磁铁pet层；

9.根据权利要求1所述的基于nfc的墨水屏手机壳供电与刷新控制系统，其特征在于，所述调制图像数据信号是由设置于所述移动终端内的应用端生成并调制的；

10.根据权利要求1所述的基于nfc的墨水屏手机壳供电与刷新控制系统，其特征在于，所述电子墨水显示模组在所述画面刷新结束后，所述能量管理组件停止向所述控制与驱动组件输出电能，所述系统进入零待机功耗状态。