通过非接触式接口从托架到扫描仪传送最大充电电流的制作方法

通过非接触式接口从托架到扫描仪传送最大充电电流


背景技术：

1.常规的无线条形码读取器在充电基站中使用金属充电接触件进行充电，金属充电接触件直接接触基站中的金属接触件，而基站中的金属接触件进而连接到电源。正在开发利用非接触式无线充电的其他无线条形码读取器，由此由基站中的感应线圈生成的电磁场在读取器中的感应线圈中感应电流，以便对读取器中的电源部件充电。在无线充电期间，充电设备和充电器可能产生的最大电流吸取与来自充电源的电荷供应可能存在不匹配。这种不匹配会在充电效率方面产生问题。因此，需要用来提高充电效率的系统。
附图说明
2.附图(其中类同的附图标记贯穿单独的视图表示相同的或功能类似的要素)连同下面的具体实施方式被并入于此并形成说明书的一部分，并用来进一步阐述包括所要求保护的发明的构思的实施例，以及解释那些实施例的各种原理和优势。
3.图1是根据本发明的实施例的用于将最大充电电流从条形码读取器托架传送到条形码读取器的系统的框图。
4.图2示出了根据本发明的实施例的图1的条形码读取器的立体视图。
5.图3a示出了根据本发明的实施例的图1的条形码读取器和条形码读取器托架的横截面侧视图。
6.图3b示出了根据本发明的实施例的图1的条形码读取器托架的部件中的一些部件的示意框图。
7.图4示出了根据本发明的实施例的图1的条形码读取器的部件中的一些部件的示意框图。
8.图5是根据本发明的实施例的将最大充电电流从条形码读取器托架传送到条形码读取器的方法的流程图。
9.本领域技术人员将理解附图中的要素出于简化和清楚而示出，并且不一定按比例绘制。例如，附图中的要素中的一些要素的尺寸可相对于其他要素被放大以帮助提升对本发明的实施例的理解。
10.已在附图中通过常规符号在合适位置对装置和方法构成进行了表示，所述表示仅示出与理解本发明的实施例有关的那些特定细节，以免因得益于本文的描述对本领域普通技术人员显而易见的细节而混淆本公开。
具体实施方式
11.本公开的一个方面提供了一种用于传送最大充电电流的系统，该系统包括条形码读取器托架和条形码读取器。该条形码读取器托架包括托架壳体、第一收发器、第一感应线圈和第一控制器。该第一收发器被配置为经由无线协议维持电子通信。该第一感应线圈被配置为响应于跨该第一感应线圈施加的交流电而生成振荡电磁场。该第一控制器被配置为标识与该条形码读取器托架的外部电源相关联的特性，并且使得该第一收发器经由该无线
协议传送该特性。条形码读取器包括条形码读取器壳体、成像组件、可再充电电源、第二收发器、第二感应线圈和第二控制器。该成像组件至少部分地定位于该条形码读取器壳体内，具有视场(fov)并且被配置为捕获图像数据。该可再充电电源被配置为以预定电流水平被电气充电并且提供电荷为该成像组件供电。该第二收发器被配置为经由无线通信协议维持电子通信。该第二感应线圈被配置为响应于被暴露于该振荡电磁场而携带感应电流，并且被耦合到该可再充电电源。通过该第二感应线圈的所携带的该感应电流用于对该可再充电电源电气充电。该第二控制器被配置为经由该无线通信协议从该第二收发器接收特性，并且将该预定电流水平调整到基于该特性的电流水平。
12.本公开的另一个方面提供了一种在条形码读取器中用于传送最大充电电流的方法。该方法包括以预定电流水平充电，并且经由无线协议从条形码读取器托架接收与该条形码读取器托架的外部电源相关联的特性。该方法接下来响应于接收到该特性，将该预定电流水平调整到基于该特性的电流水平。该条形码读取器托架被配置为使用无线充电对该条形码读取器充电。
13.本公开的进一步的方面提供了一种在条形码读取器托架中用于传送最大充电电流的方法。该方法包括标识与条形码读取器托架的外部电源相关联的特性，以及经由无线协议将该特性传送到条形码读取器。该条形码读取器托架被配置为使用无线充电对该条形码读取器充电。
14.现在参考附图，图1示出了实现用于在一个或多个条形码读取器托架(也称为基站)和条形码读取器(也称为读取器)之间通信的系统10的示例性架构的各个方面，以及系统10如何能够与具有不同特性的充电端口的各种充电设备对接。高级架构包括硬件应用和软件应用两者，以及用于在各种硬件部件与软件部件之间传送数据的各种数据通信信道。
15.传送系统10包括条形码读取器12，该条形码读取器12能够捕获符号的图像并解码该符号。另外，读取器12能够在基站(例如，基站22)上再充电并与基站通信。如图所示，条形码读取器12与基站22物理地对接(interface)。基站22可以定位在工作站表面上或工作站表面内，并且读取器12通过在基站的表面上设置基座部分来与基站22对接。
16.在该实施例中，读取器12的底面基本平坦，并且读取器12的底面的宽度具有基本跨越基站22中的切口24的表面的直径的尺寸，该切口24的表面也基本平坦。如下面进一步讨论的，读取器12和基站22的基座部分各自具有感应线圈。基站22的感应线圈响应于跨其感应线圈施加的交流电而生成振荡电磁场。例如，当读取器12与基站22物理对接时，读取器12的感应线圈与基站22的感应线圈对准，并且暴露于由基站22中的感应线圈生成的振荡电磁场。读取器12的感应线圈随后响应于被暴露于振荡电磁场而携带感应电流，并且该感应电流用于对电耦合到读取器12的感应线圈的可再充电电源(诸如电池或电容器)进行电气充电。应当理解，图1中所示的读取器/基站系统只是一个实施例，并且本领域普通技术人员应当从以下公开内容中理解，存在用于将读取器与基站对接以进行感应充电的不同技术。
17.图1进一步示出了系统10可被如何连接到各种电源。为了允许由基站22接收充电电流，包括在基站22上的功率端口25被配置为接收能够携带充电电流的电缆26的连接器。电缆26通常包括两个可拆卸连接器，每端一个。然而，可行的是，连接器的一端可以永久地附接到电源，使得其上的连接端口将被视为虚拟端口而不是物理端口。在典型配置中，为了给读取器12充电，电缆26的一端耦合到功率端口25,连接器的另一端通电到电源。在一些示
例中，电源可以是具有usb端口34的墙插头33，该usb端口34被归类为可操作以提供最大1.5安培的充电电流的专用充电端口。在其他示例中，电源可以是具有usb端口36的工作站计算机35，该usb端口36被归类为可操作以提供最大500毫安的充电电流的标准下游端口。当外部电源33/35与基站22连接时，可以向基站22供电以对读取器12充电。
18.应当理解，虽然usb端口被示出为示例端口34/36，但这仅仅是示例性的，并且可以提供其他类型的端口，包括标准化端口(如hdmi、firewire和poe)以及非标准化和专有端口。附加地，1.5安培和500毫安的最大指示充电电流也是示例性的。
19.图2是条形码读取器12及其部件的示例性实施例。条形码读取器12具有壳体102，该壳体102具有手柄部分104(也称为手柄104)和头部部分106(也称为扫描头106)。头部部分106包括窗口108，并且被配置为定位在手柄部分104的顶部上。手柄部分104被配置为由读取器用户(未示出)抓握并且包括用于由用户激活的触发器110。在该实施例中包括基座112(也称为基座部分)，该基座112与头部部分106相对地附接到手柄部分104。基座部分112被配置为站立在表面上并且以通常竖直的位置支撑壳体102。当条形码读取器12被放置在工作台或其他工作站表面上时，该条形码读取器12可以作为静止工作站在免提模式下使用。当条形码读取器12被从工作台或基站拾取且保持在操作者的手中时，该条形码读取器12也可以在手持模式下使用。在免提模式下，产品可以被滑过、刷过或呈现给窗口108。在手持模式下，条形码读取器12可以朝向产品上的条形码移动，并且可以手动地按下触发器110以发起对条形码的成像。
20.其他实现方式可以提供仅手持或仅免提配置。在一个示例中，读取器12在人体工学上被配置为针对用户的手的枪形壳体102，尽管如本领域普通技术人员所理解的，可以使用其他配置。在进一步的示例中，下手柄104沿着相对于扫描头106内成像组件的视场的中心视场轴倾斜成角度的质心轴(centroidal axis)在主体102下方并朝后远离主体102延伸。在另一个示例中，省略下手柄104，并且主体102具有前侧和后侧以及横向侧，其中窗口108在前侧中，使得用户能够经由横向侧用一只手握住读取器12。
21.图3a是定位于基站22内的读取器12的基座部分112的实施例的横截面视图。如上所述，在该实施例中，基站22被配置为放置在工作台或其他基本平坦的支撑表面内，尽管可以将基站22的其他实施例提供在表面内、下方或上方。基站22具有凸缘定位特征件114，当基座部分112正停留于基站22上时，该凸缘定位特征件114将基座部分112包围。基站22容纳感应线圈116，该感应线圈116操作性地耦合到控制电路118。基站可以经由功率端口133连接到外部电源(例如，图1中所示的外部电源33/35)或从外部电源接收功率。外部电源可以包括例如，专用充电端口(被配置为提供例如500毫安的最大充电电流)、充电下游端口(被配置为提供例如1.5安培的最大充电电流)、标准下游端口(被配置为提供例如1.5安培的最大充电电流)、快速充电端口(被配置为提供例如2安培的最大充电电流)、或具有预定最大可提供充电电流的任何附加类型的充电端口。图3中所示的实施例可能需要对工作台(即工作台中的孔)进行修改，基站22放置在该孔中。在实施例中，工作台中的孔被沉头钻得(counter bored)，以提供同轴孔和沉孔，与控制电路118连接的电缆穿过该同轴孔，基站22安置在该沉孔中。
22.基站22包括基本平坦的基站表面120，该基站表面120在与工作台的平面平行的单个平面中延伸。基座部分112具有底面122、顶面124和操作性地耦合到控制电路134的感应
线圈126。一般而言，基站表面120至少部分地从工作台的表面移位，使得保持定位特征件114与工作台齐平，并将读取器12的基座部分112的底面122定位在基站表面120上。定位特征件114通过将基座部分112的底面122包围来防止基座部分112从基站22横向移开或以其他方式使感应线圈116与基座部分112中的感应线圈126不对准。在该实施例中，定位特征件114围绕基座部分112形成凸起的环，从而允许在将基座部分112安置在基站22上的同时该基座部分112完全旋转。
23.在该实施例中，底面122沿着平行于基站表面120的单个平面延伸。底面122和基站表面120各自基本平坦，以便在基座部分112和基站22之间提供稳定的对接。在至少一个尺寸中，底面122跨越基站表面120的直径，使得凸缘定位特征件114防止基座部分112的横向移动，并且将感应线圈116、126对准。基站18中的感应线圈116被定位为靠近基站表面120，并且基座部分112的感应线圈126被定位为靠近底面122，使得当基座部分112被定位在基站22上时，由基站22中的感应线圈116生成的电磁场使得在基座部分112中的感应线圈126中生成电流。
24.控制电路118的分解视图如图3b中的框图所示，图3b描绘了基站22的操作性地相互耦合的各种部件，这些部件包括控制器(控制器包括微控制器或处理器128)、程序存储器130和收发器132，所有这些部件都经由地址/数据总线(未示出)互连。控制电路118的处理器128执行存储在存储器130中的指令以标识与基站22连接的外部电源(例如，图1的外部电源33/35)相关联的特性。特性可以是外部电源的端口类型。根据外部电源的端口类型，处理器128可以确定可用于在基站处充电的设备(例如，条形码读取器12)的最大电流吸取。处理器128可以响应于外部电源连接到基站22而标识特性。
25.控制电路118的处理器128还执行存储在存储器130中的指令以与读取器12通信。特别地，控制器128执行存储在存储器130中的计算机可执行指令以通过收发器132并经由无线协议维持电子通信。例如，无线协议可以是近场通信(nfc)、qi上行数据链路、蓝牙或ble。处理器128进一步使得收发器132将特性传送到条形码读取器22。处理器128可使收发器132维持与条形码读取器12的通信和/或响应于处理器128确定条形码读取器12被定位于基站22内并且正由基站22电气充电而传送特性。
26.控制电路118的处理器128可以进一步执行存储在存储器130中的指令以检测条形码读取器12何时与基站22进行物理对接。处理器128可以使用例如qi规范中描述的ping方法。例如，基站22可以利用模拟“ping”来检测对象的存在，以测量感应线圈116中的谐振偏移或测量感应线圈116的引脚处的电容变化。附加地或替代地，处理器可以利用光学反馈通信或霍尔效应传感器来确定条形码读取器12与基站22物理地对接。当异物被放置在基站表面120上时，可以提供保障措施以避免误报，诸如监视链路效率或基站表面120的温度升高，并且如果达到阈值则对感应线圈116断电。
27.当读取器12与基站22对接时，控制电路118的处理器128附加地执行存储在存储器130中的指令以使跨感应线圈116施加交流电，从而对读取器12充电/再充电。
28.应当理解，虽然图3b仅描绘了一个处理器128，但控制电路118可以包括多个处理器128。类似地，根据控制器的特定配置，控制电路118的存储器130可以包括多个ram和存储一个或多个相对应的服务器应用模块的多个程序存储器。存储器130可以以已知形式的计算机存储介质实现，包括但不限于，例如，半导体存储器、磁可读存储器和/或光学可读存储
器，但不包括瞬态介质(诸如载波)。
29.收发器132可以是蓝牙收发器或其他短程通信收发器、蜂窝网络收发器和/或本地网络收发器，诸如基于ieee(电气和电子工程师协会)802.11标准的wifi收发器。收发器132可以允许无线近场通信(nfc)、qi上行数据链路、蓝牙或ble。
30.参考图4，对于读取器实施例中的任一种，成像组件包括操作性地耦合到读取器12中的印刷电路板(pcb)142或安装在pcb 142上的光检测传感器或成像器140。在实施例中，成像器140是固态器件(例如，ccd或cmos成像器)，其具有排列成单行的可寻址图像传感器或像素的一维阵列、或排列成相互正交的行和列的可寻址图像传感器或像素的二维阵列，并且可操作用于在任一操作模式下检测由成像透镜组件144在沿着成像轴146的视场上通过窗口108捕获的返回光。返回光在视场上从目标148散射和/或反射。成像透镜组件144可操作用于将返回光聚焦到图像传感器的阵列上以使得能够读取目标148。目标148可以位于近距工作距离(wd1)和远距工作距离(wd2)之间的工作距离范围中的任何位置。在实施例中，wd1距离窗口108约半英寸，wd2距离窗口108约30英寸。
31.照明灯组件也安装在成像读取器12中。照明灯组件包括照明光源，诸如至少一个发光二极管(led)150和至少一个照明透镜152，并且优选地为多个照明led和照明透镜，该照明光源被配置为在要通过图像捕获进行读取的目标148上并沿着目标148生成照明光的基本均匀分布的照明图案。散射和/或反射的返回光的至少一部分来自于目标148上和沿着目标148的光的照明图案。
32.瞄准光组件也安装在成像读取器12中，并且优选地包括瞄准光源154和瞄准透镜156，该瞄准光源154为例如一个或多个瞄准led，该瞄准透镜156用于在手持模式下生成可见瞄准光束并引导该可见瞄准光束离开读取器12到目标148上。瞄准光束具有横截面，该横截面具有图案(例如，用于放置在目标148的中心处的通常为圆形的光斑或十字线，或用于放置在目标148上的线，或框定视场的一组框架线)，以在图像捕获之前帮助操作者在视场内视觉地定位目标148。
33.还如图4所示，成像器140、照明led 150和瞄准led 154操作性地连接到用于控制这些部件的操作的控制器或经编程的微处理器158。存储器160连接到控制器158并可由控制器158访问。优选地，微处理器158与用于处理来自被照明目标148的所捕获的返回光以获取与目标148相关的数据的微处理器相同。
34.在该实施例，控制器158起到功率管理电路的作用，该功率管理电路将感应线圈162电耦合到功率存储部件164或其他可再充电电源(诸如可再充电电池或电容器)。在另一个实施例中，提供单独的电路作为功率管理电路。在任一实施例中，功率管理包括但不限于ac/dc转换部件、电压调节器部件等，并且功率存储部件164在无线手持操作中为读取器12的不同部件(诸如成像组件)供电。本领域的普通技术人员还将理解，术语“电耦合”包括直接连接或间接连接，使得感应线圈162可以直接连接到功率存储部件164或者包括通过任何中间部件(诸如功率管理电路和/或控制器158)间接连接到功率存储部件164。此外，收发器166，诸如蓝牙收发器或其他短程通信收发器、蜂窝网络收发器、和/或本地网络收发器(诸如基于ieee(电气和电子工程师协会)802.11标准的wifi收发器)，经由无线通信协议耦合到控制器148。
35.如前所述，基站22的感应线圈116耦合到外部电源，使得来自外部电源并跨感应线
圈116施加的交流电将生成振荡电磁场。当读取器12被放置在电磁场中时，诸如当读取器12如图3a所示安置在基站22上时，在读取器12的感应线圈162中感应电流。该电流可以用于对功率存储部件164进行(再)充电。最初，条形码读取器112以预定的电流水平(例如，500毫安)开始(再)充电。
36.收发器166经由无线协议从基站22接收基站22的外部电源的特性。响应于收发器166接收到该特性，处理器158附加地执行存储在存储器160中的指令以使感应线圈吸取附加电荷，从而使得条形码读取器112以基于该特性的电流水平(再)充电。例如，感应线圈162可以吸取更多电流。附加地，收发器166可以被配置为使用与用于与基站22通信的无线协议不同的另一个无线协议来与附加设备(例如，附加基站)通信。
37.收发器166可以是蓝牙收发器或其他短程通信收发器、蜂窝网络收发器和/或本地网络收发器，诸如基于ieee(电气和电子工程师协会)802.11标准的wifi收发器。收发器132可以允许无线近场通信(nfc)、qi上行数据链路、蓝牙或ble。
38.参考图5，示出了用于在条形码读取器12的功率存储部件164由通过读取器12的感应线圈162携带的感应电流进行电气(再)充电的同时将最大充电电流从条形码读取器托架22传送到条形码读取器12的流程图200。从框202处开始，基站22标识到基站22的外部电源的特性。特性可以是外部电源的端口类型。根据外部电源的端口类型，处理器128可以确定可用于在基站处充电的设备(例如，条形码读取器12)的最大电流吸取。处理器128可以响应于外部电源连接到基站22而标识特性。
39.在框204处，基站22的收发器132经由无线协议将该特性传送到条形码读取器12的收发器166。无线协议可以是近场通信(nfc)、qi上行数据链路、蓝牙或ble中的一种。基站22可以响应于确定读取器12与基站22对接(例如，将读取器12设置在基站22上以便对准感应线圈162、116，其示例如图3a所示)而传送该特性。
40.当基站22和读取器12对接时，基站22在感应线圈116上施加交流电，以便生成振荡电磁场，该振荡电磁场进而使得感应线圈162携带感应电流以对功率存储部件164充电。最初，读取器12可以以预定电流水平(例如，500毫安)充电。在框206处，响应于接收到该特性，条形码读取器12的控制器158将充电从预定电流水平调整到基于该特性的电流水平。
41.在上述说明书中已经描述了具体实施例。然而，本领域普通技术人员理解，可以做出各种修改和改变而不脱离如下权利要求书所阐述的本发明的范围。因此，说明书和附图被认为是示意性的而非限制性的意义，并且所有此类修改都旨在被包括在本教导的范围内。
42.这些益处、优势、问题解决方案以及可能使任何益处、优势或解决方案发生或变得更为突出的任何(多个)要素不被解释成任何或所有权利要求的关键的、必需的或必要的特征或要素。本发明仅由所附权利要求书限定，包括在本技术处于待审状态期间做出的任何修改以及授权公告的这些权利要求的所有等效物。
43.此外，在该文档中，诸如第一和第二、顶部和底部等之类的关系术语可以单独地用来将一个实体或动作与另一实体或动作区别开，而不一定要求或暗示此类实体或动作之间具有任何实际的此类关系或顺序。术语“包括”、“包括有”、“具有”、“具备”、“包含”、“包含有”、“涵盖”、“涵盖有”或它们的任何其他变型旨在覆盖非排他性包括，以使包括、具有、包含、涵盖一要素列表的过程、方法、物品或装置不仅包括那些要素还可包括未明确列出的或
对此类过程、方法、物品或装置固有的其他要素。以“包括一”、“具有一”、“包含一”、“涵盖一”开头的要素，在没有更多约束条件的情形下，不排除在包括、具有、包含、涵盖该要素的过程、方法、物品或装置中有另外的相同要素存在。术语“一”和“一个”被定义为一个或更多个，除非本文中另有明确声明。术语“基本”、“大致”、“近似”、“约”或这些术语的任何其他版本被定义为如本领域内技术人员理解的那样接近，并且在一个非限制性实施例中，这些术语被定义为在10％以内，在另一实施例中在5％以内，在另一实施例中在1％以内，而在另一实施例中在0.5％以内。本文中使用的术语“耦合的”被定义为连接的，尽管不一定是直接连接的也不一定是机械连接的。以某种方式“配置”的设备或结构至少以该种方式进行配置，但也可以以未列出的方式进行配置。
44.将会理解，一些实施例可以包括一个或多个通用或专用处理器(或“处理设备”)，诸如微处理器、数字信号处理器、定制的处理器和现场可编程门阵列(fpga)以及唯一存储的程序指令(包括软件和固件两者)，该唯一存储的程序指令控制一个或多个处理器连同某些非处理器电路实现本文所描述的方法和/或装置的一些、多数或全部功能。替代地，一些或全部功能可以由不具有存储程序指令的状态机来实现，或者在一种或多种专用集成电路(asic)中实现，其中，每一种功能或某些功能的某些组合被实现为定制逻辑。当然，也可以使用这两种方法的组合。
45.此外，实施例可以实现为计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质具有存储在其上的计算机可读代码，用于对(例如，包括处理器的)计算机编程以执行如本文所描述和要求保护的方法。此类计算机可读存储介质的示例包括但不限于硬盘、cd
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rom、光存储设备、磁存储设备、rom(只读存储器)、prom(可编程只读存储器)、eprom(可擦除可编程只读存储器)、eeprom(电可擦除可编程只读存储器)以及闪存。此外，预期本领域普通技术人员虽然做出由例如，可用时间、当前技术和经济考虑促动的可能显著的努力以及许多设计选择，但在得到本文所公开的概念和原理指导时，将容易地能以最少的试验产生此类软件指令和程序以及ic。
46.本公开的摘要被提供以允许读者快速地明确本技术公开的性质。提交该摘要，并且理解该摘要将不用于解释或限制权利要求书的范围或含义。另外，在上述具体实施方式中，可以看出出于使本公开整体化的目的，各种特征在各种实施例中被编组到一起。这种公开方法不应被解释为反映要求保护的实施例与各项权利要求中明确记载的相比需要更多的特征的意图。相反，如以下权利要求所反映，发明主题在于少于单个公开的实施例的全部特征。因此，以下权利要求由此被并入具体实施方式中，其中各个权利要求作为单独要求保护的主题代表其自身。