扩展坞集成系统及对外通讯方法技术方案

本发明专利技术的目的是提供扩展坞集成系统及对外通讯方法，所述系统包括：扩展坞本体和功率平衡装置；所述功率平衡装置集成到扩展坞本体上，在扩展坞本体与外部设备连接时，功率平衡装置用于在外部设备与扩展坞本体之间进行功率平衡，实时将外部设备的功率与扩展坞本体的功率进行融合后，再分配，得到在不同时间外部设备的功率平衡百分比和该时间下的扩展坞本体的功率平衡百分比，以此完成功率平衡。本发明专利技术通过功率平衡装置实现了外部设备和扩展坞本体的功率的动态平衡，以降低扩展坞的功率损耗，同时，保证扩展坞与外部设备之间的数据传输的效率和安全性。输的效率和安全性。输的效率和安全性。

【技术实现步骤摘要】
扩展坞集成系统及对外通讯方法


[0001]本专利技术涉及扩展坞
，尤其涉及扩展坞集成系统及对外通讯方法。

技术介绍

[0002]扩展坞（Docking station），又称端口复制器（Port Replicator），是专为笔记本电脑设计的一种外置设备。通过复制甚至扩展笔记型计算机的端口，可使笔记本电脑与多个配件或外置设备（如电源适配器、网线、鼠标、外置键盘、打印机及外置显示器）方便的一站式连接。
[0003]为了使用方便，USB/WUSB扩展坞的设计大多是即插即用的，即插上USB电缆或通过无线方式与计算机主机连接上以后，扩展坞中的所有的驱动程序就开始运行，与各外部接口相关的内部模块被加电并开始工作。通常，扩展坞能提供多个外部设备接口，如果其中某些外部设备接口并没有接上对应的外部设备，如，显示器或音箱实际并未被接上，则说明用户并不想通过扩展坞进行图像显示或播放声音，而可能只想使用扩展坞上的其它端口 (如网口、串口等），但此时扩展坞的音、视频数据处理模块已经开始处理来自计算机主机的音、视频数据，导致白白地浪费功耗，这在扩展坞由USB供电时尤其严重。
[0004]另外，若扩展坞在通过无线方式与计算机主机连接后，其往往需要不断发出无线信号以对周围设备进行搜索，此时也存在较为显著的功耗浪费。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术的主要目的在于提供扩展坞集成系统及对外通讯方法，本专利技术通过功率平衡装置实现了外部设备和扩展坞本体的功率的动态平衡，以降低扩展坞的功率损耗，同时，保证扩展坞与外部设备之间的数据传输的效率和安全性。
[0006]为达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：
[0007]扩展坞集成系统，所述方法执行以下步骤：扩展坞本体和功率平衡装置；所述功率平衡装置集成到扩展坞本体上，在扩展坞本体与外部设备连接时，功率平衡装置用于在外部设备与扩展坞本体之间进行功率平衡，实时将外部设备的功率与扩展坞本体的功率进行融合后，再分配，具体包括：获取外部设备和扩展坞本体的功率相关的数据，计算得到外部设备和扩展坞本体的功率特性，根据外部设备的功率特性和扩展坞本体的功率特性分别生成对应的功率响应函数；将外部设备的功率响应函数与扩展坞本体的功率响应函数分别代入到一个以时间为自变量的功率平衡百分比计算模型中，得到在不同时间外部设备的功率平衡百分比和该时间下的扩展坞本体的功率平衡百分比，以此完成功率平衡。
[0008]进一步的，所述计算外部设备的功率特性和扩展坞本体的功率特性的方法均包括：基于设定时间范围内获取到的功率相关数据，使用函数逼近的方法，生成与该功率相关数据拟合程度最高的一个拟合函数，作为功率特性。
[0009]进一步的，所述将外部设备的功率与扩展坞本体的功率进行融合的过程为：将外部设备的功率和扩展坞本体的功率进行加和运算后，得到一个总功率。
[0010]进一步的，所述根据外部设备的功率特性生成对应的功率响应函数的方法包括：引入一个最小变化率为55HZ，最小变化量为0.01秒的时间变量，将功率特征代入到以时间变量为自变量的延迟微分方程中，得到外部设备的功率响应函数。
[0011]进一步的，所述根据扩展坞本体的功率特性生成对应的功率响应函数的方法包括：引入一个最小变化率为55HZ，最小变化量为0.02秒的时间变量，将功率特征代入到以时间变量为自变量的延迟微分方程中，得到扩展坞本体的功率响应函数。
[0012]进一步的，所述功率平衡百分比计算模型使用如下公式进行表示：；其中，为将功率特性代入到以时间变量为自变量的延迟微分方程中，得到的外部设备的功率响应函数，为外部设备的功率特性，为延迟微分方程的延迟参数，取值为自变量的变化量；为扩展坞本体的功率特性，为延迟微分方程的延迟参数，取值为自变量的变化量；为时间上限；为时间，为自变量。
[0013]扩展坞集成系统的对外通讯方法，所述方法执行以下步骤：
[0014]步骤1：若扩展坞本体与外部设备的连接方式为有线连接，则执行步骤2；若扩展坞本体与外部设备的连接方式为无线连接，则执行步骤3；
[0015]步骤2：扩展坞本体直接将数据通过有线连接的连接线发送至外部设备；
[0016]步骤3：扩展坞本体首先将数据发送至功率平衡装置；功率平衡装置在进行功率平衡时，会与外部设备和扩展坞本体进行信号连接，同时，功率平衡装置在对扩展坞本体与外部设备进行功率平衡时，会进行功率相关数据的数据交换，此时接收到扩展坞本体的数据后，再将这些数据随功率平衡时进行的数据交换一起，打包发送至外部设备；在外部设备接收到打包发送过来的数据后，外部设备首先确认打包的数据中除功率相关数据外，是否存在其他数据，若存在则发送确认信号至扩展坞本体，扩展坞本体依据确认信号与外部设备建立数据发送通道。
[0017]进一步的，所述方法还包括：步骤4：当数据发送通道建立后，功率平衡装置选取外部设备与扩展坞本体之间进行通信时任意的数据，建立发送数据帧序列；外部设备或扩展坞本体中，若任意一方为数据发送方，则对应的一方为接收方，发送方则对发送数据帧序列分组生成动态数据包头；动态数据包头和上一数据传输时刻的数据包头进行相互运算，得到更新的数据包头，利用更新的数据包头对需要传输的数据进行打包生成打包的数据；选取发送方一次性成功发送且接收方一次性成功接收的数据帧建立接收数据帧序列；根据接收数据帧序列生成动态数据包头；利用动态数据包头更新数据包头，对打包的数据进行解包获得数据。
[0018]进一步的，得到更新的数据包头的具体方法为：发送方将利用选择的随机生成算法生成动态数据包头，并利用实现数据包头的更新；其中，为选取发送方一次性成功发送且接收方一次性成功接收的数据帧建立发送数据帧序列对应的打包数据，为数据包头；为更新的数据包头；为动态数据包头，，和均为预设矩阵，且满足以下约束关系：
。
[0019]进一步的，所述根据接收数据帧序列生成动态数据包头的具体方法为：接收方接收到数据帧；接收方发送应答；接收方判断接收到的数据帧是否为新的数据帧，如果是新的数据帧，则接收方判断接收到该数据帧的前一数据帧是否被重传，如果不是带有重传标识的数据帧，则转接收方将收到数据帧的前一数据帧加入接收数据帧序列。
[0020]采用上述技术方案，本专利技术具备以下有意效果：
[0021]1.减少功耗：在本专利技术中，通过一个功率平衡装置获取扩展坞本体和外部设备的功率相关的数据，以此的得到各自的功率特性，然后确定扩展坞本体和外部设备各自的功率分配比例，以避免在空闲状态下，扩展坞本体带来的功耗浪费。
[0022]2.保证效率和安全性：本专利技术的功率平衡装置由于在功率平衡过程中需要获取扩展坞本体和外部设备的相关数据，会带来额外的系统资源的消耗和浪费，但本专利技术在无线连接的情况下，将功率平衡装置作为扩展坞本体和外部设备进行数据交换的中间站，使得其能够在进行功率获取的过程中，完成数据的传递，降低了系统资源额外消耗的占比，以及其通过数据包头的更新和打包，提升了数据本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.扩展坞集成系统，其特征在于，所述系统包括：扩展坞本体和功率平衡装置；所述功率平衡装置集成到扩展坞本体上，在扩展坞本体与外部设备连接时，功率平衡装置用于在外部设备与扩展坞本体之间进行功率平衡，实时将外部设备的功率与扩展坞本体的功率进行融合后，再分配，具体包括：获取外部设备和扩展坞本体的功率相关的数据，计算得到外部设备和扩展坞本体的功率特性，根据外部设备的功率特性和扩展坞本体的功率特性分别生成对应的功率响应函数；将外部设备的功率响应函数与扩展坞本体的功率响应函数分别代入到一个以时间为自变量的功率平衡百分比计算模型中，得到在不同时间外部设备的功率平衡百分比和该时间下的扩展坞本体的功率平衡百分比，以此完成功率平衡。2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述计算外部设备的功率特性和扩展坞本体的功率特性的方法均包括：基于设定时间范围内获取到的功率相关数据，使用函数逼近的方法，生成与该功率相关数据拟合程度最高的一个拟合函数，作为功率特性。3.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述将外部设备的功率与扩展坞本体的功率进行融合的过程为：将外部设备的功率和扩展坞本体的功率进行加和运算后，得到一个总功率。4.如权利要求3所述的系统，其特征在于，所述根据外部设备的功率特性生成对应的功率响应函数的方法包括：引入一个最小变化率为55HZ，最小变化量为0.01秒的时间变量，将功率特征代入到以时间变量为自变量的延迟微分方程中，得到外部设备的功率响应函数。5.如权利要求4所述的系统，其特征在于，所述根据扩展坞本体的功率特性生成对应的功率响应函数的方法包括：引入一个最小变化率为55HZ，最小变化量为0.02秒的时间变量，将功率特征代入到以时间变量为自变量的延迟微分方程中，得到扩展坞本体的功率响应函数。6.如权利要求5所述的系统，其特征在于，所述功率平衡百分比计算模型使用如下公式进行表示：；其中，为将功率特性代入到以时间变量为自变量的延迟微分方程中，得到的外部设备的功率响应函数，为外部设备的功率特性，为延迟微分方程的延迟参数，取值为自变量的变化量；为扩展坞本体的功率特性，为延迟微分方程的延迟参数，取值为自变量的变化量；为时间上限；为时间，为自变量。7.基于权利要求1至6之一所述扩展坞集成系统的对外通讯方法，其特征在于，所述方法执行以下步骤...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑连广，李俊，戴定卫，聂为，
申请(专利权)人：深圳市欣博跃电子有限公司，
类型：发明
国别省市：