CN102426474A - 使用短周期电源的移动设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种使用短周期电源的移动设备。一种移动设备包括：数据收集设备；激活该数据收集设备的触发器；用于无线通信的通信系统；用于显示信息的显示器；用于控制软件和固件操作的处理器；用于针对处理器输进数据的小键盘；向移动设备提供功率的功率供应器，该功率供应器包括燃料单元或超级电容器；以及用于支持数据收集设备、触发器、通信系统、显示器、处理器、小键盘和功率供应器的外壳。

Description

使用短周期电源的移动设备

技术领域

此申请涉及一种标记读取设备，更具体涉及一种具有短周期电池的移动设备。

背景技术

标记读取设备(也称为扫描器、图像阅读器、标记阅读器，等等)典型地读取由印制或显示的信息承载标记(information bearing indicia，IBI)(也称为符号、符号体系(symbology)、条形码，等等)表示的数据。比如一种类型的符号是以特定方式排列用来表示机器可读形式的数据元素的矩形条和间隙的阵列。标记读取设备典型地将光发射到符号上，并且接收从条形码符号或标记散射和/或反射回来的光。所接收到的光由实行信号和/或图像处理的处理器予以解释，以提取该符号所表示的数据。光学标记读取设备典型地利用可见光或红外光。激光标记读取设备典型地利用发射的激光。

一维(One-dimensional，1D)光学条形码阅读器的特征是在条和间隙的宽度方向上读取沿着单个轴向进行编码的数据，因此，如果沿着该轴以足够高的分辨率对该符号进行采样，则可以从沿着该轴的单次扫描读取这样的符号。

为了容许把更大量的数据编码在单个条形码符号中，已经开发了多个1D堆叠式条形码符号体系，其将编码数据划分成多个行，每一行包括相应的1D条形码图案，它们中的一些或着全部必须被扫描和解码，然后被链接在一起以形成完整的消息。在一维上扫描仍然只要求相对较高的分辨率，但是在第二维上需要在不同位置处的多次线性扫描来读取整个符号。

已经开发出一类被称为二维(two dimensional，2D)矩阵符号体系的条形码符号体系，其要求基于图像的读取且与1D符号体系相比其提供了更大的数据密度和容量。伴随有图形寻取器、方位和参考结构，2D矩阵码把数据编码为规则多边形矩阵内的暗或亮的数据元素。

许多时候光学阅读器实质上可以是便携和无线的，由此提供了增加的灵活性。在这些情景中，这样的阅读器形成了无线网络的一部分，在该无线网络中，在终端内所收集的数据经由无线链路被传送到位于硬连线主干线上的主机计算机。例如，该阅读器可以包括用来与远程计算机通信的无线电接收器或光学收发器。

诸如手持标记阅读器之类的一些数据收集设备能够捕获图像以及读取条形码。对条形码的读取和解码表示了与在对图像进行捕获过程中所涉及的操作不同的操作。对条形码的读取和解码涉及成像，然后将一维或二维图形符号解码成字母数字、全ASCⅡ码或由该符号所编码的其它数据序列。图像的捕获涉及存储该图像的电子视觉拷贝/表示。

可以被利用来容纳标记阅读器的平台是移动设备。移动设备(也被称为智能手机、手持设备、手持计算机、PDA、PDT，等等)在世界范围内被广泛使用，并可以被描述为袖珍型计算设备，其典型地具有带有触摸输入或微型小键盘的显示屏。在一些移动设备中输入和输出都被组合到触摸屏界面中。由于移动设备在携带一个常规计算机(膝上型电脑、笔记本或其他)将不切实际的环境中提供了对常规计算机的辅助和便利，所以移动设备受欢迎。企业数字助理进一步扩展了移动设备的可用功能。

企业数字助理(Enterprise digital assistant，EDA)是一种手持计算机，其被适配成与SME(小型至中型企业)和企业商务应用软件|应用一起使用以作为数据捕获移动设备。这样的数据捕获应用包括标记阅读器、生物测定、磁条、智能卡和在诸如WLAN(Wireless Local Area Network，无线局域网)、蓝牙、广域网|WAN/LAN/个人区域网络|PAN语音和数据通信、VOIP和GPRS Edge(增强型数据速率GSM演进技术)通信之类的通信网络内所使用的RFID数据捕获技术。

术语便携式数据终端(Portable data terminal，PDT)指的是用来收集数据、处理数据和向更大的数据处理系统传输数据的数据收集设备。为了用于工业环境在某种程度上使大多数PDT耐用。

PDT通常包括移动计算机，小键盘和数据采集设备。移动计算机通常包括手持(或“袖珍”)计算设备。上市有以多种字母-数字和数字配置的小键盘。数据采集设备通常包括例如捕获来自射频ID(radio frequency ID，RFID)、图像和条形码的数据的设备。也可以经由小键盘输进以及利用与该移动计算机相关联的触控板来捕获数据。

关于这样的系统的努力已经导致了持续不断的发展以改进它们的多功能性、实用性和有效率性的。

附图说明

图1是示例性移动设备的正交视图。

图2是示例性移动设备的平面图。

图3是示例性移动设备的简化示意框图。

图4是示例性燃料单元的框图。

图5是示例性移动设备供电系统的示意框图。

图6是示例性移动设备供电系统的示意框图。

图7是示例性移动设备供电系统的示意框图。

图8是示例性移动设备供电系统的示意框图。

图9是示例性超级电容器的框图。

图10是示例性移动设备供电系统的示意框图。

图11是示例性移动设备供电系统的示意框图。

图12是示例性移动设备供电系统的示意框图。

图13是示例性移动设备供电系统的示意框图。

具体实施例

现在将详细参考本发明，其示例在附图中进行了图示，其中遍及全文同样的附图标记指代同样的元素。下列说明将使用与基于阅读器的移动设备相关联的术语，诸如PDT，然而本领域技术人员将意识到本发明适用于多种便携式设备，其包括基于RF或磁卡的移动设备，个人数字助理(personal data assistant，PDA)：条形码扫描器，和消费电子产品，例如数字照相机，蜂窝式电话，等等。预见到的是许多这样的便携式设备将从包括本文所描述的本发明的实施例在内的本发明受益。

这里且通常将一种方法构思为是产生期望的结果的步骤或动作的序列，且该方法可以被实现为软件。虽然可以证明以好像这样的软件是由单个程序体现的来论述这样的软件是方便的，但是大多数实现方式将所描述的功能分布在离散的(且一些并非如此离散的)软件片段之中。常常使用诸如“程序”、“对象”、“函数”、“子例序”、“库”、“动态链接库(.dll)”、“API”和“过程”之类的本领域术语来描述这些片段。虽然这些术语中的一个或多个在本说明书中可能受到青睐，但是并没有意图把本发明限制于所描述的配置。

总的来说，本发明中的步骤序列要求对物理量的物理操纵。这些量采用光学、电气或磁信号的形式，这些信号能够被存储、传输、组合、比较或以其他方式被操纵。本领域那些技术人员便利地把这些信号称为“比特”“值”“元素”“符号”“字符”“图像”“项”“数字”等等。应当认识到，这些和类似的术语要与适当的物理量相关联并仅仅是应用于这些量的便利的标签。

关于本文所描述的软件，本领域技术人员将认识到存在多种平台和语言来创建用于实行本文所概述的方法的软件。本发明的实施例能够使用MICROSOFT VISUAL STUDIO或任何数目的C的变种来实现。然而，本领域技术人员还认识到确切平台和语言的选择常常由所构建的实际系统的细微问题来指示，因此，对于一种类型的系统可以起作用的对于另一系统或许没效。还应该理解，本文所描述的方法并不局限于作为软件在计算机或DSP(DigitalSignal Processor，数字信号处理器)上被执行，但是也能够在硬件处理器中实现。例如，本方法可以用HDL(Hardware Design Language，硬件设计语言)在ASIC中实现。

在本说明书中，跟随有字母的元件号通常指示在结构或功能中的类似元件的多次出现。此外，使用与元件号相关联的突出的“n”(例如“n”)通常指明这样的元件中的非特定的一个或者这样的元件中的部分或完全组，其含义是根据这样的使用的上下文得出的。

图1和图2图示了具有机身102和手柄101的示例性移动设备100。机身102通常支持多种组件，包括：电池105；具有触摸屏的LCD 106；键盘108(包括扫描按钮109)；扫描引擎110；数据/充电端口112和电池组120。扫描引擎110例如可以包括图像引擎或激光引擎。数据/充电端口112可以包括与管脚或衬垫(pad)的接口，用来传送或接收数据以及接收功率以便为电池充电。

从机身102的底部表面伸出的手柄101被并入了触发器114。在使用中，用户可以激励扫描键109或触发器114，来经由阅读器110发起扫描。在示例性实施例中，该扫描可以被处理为图像或处理为数据载体。在第一种情况中，所捕获帧可能经受后捕获图像处理，诸如去斑或锐化，然后被存储为图像文件(例如位图，gif文件的JPEG)，以及可能被显示。在第二种情况中，所捕获帧也经受后捕获图像处理，但是然后对该图像进行分析(例如解码)，以标识在其中所表示的数据。经解码的数据被存储并且可能显示在移动设备100上。图像或数据的附加处理过程可能发生在移动设备100上和/或在该数据经由移动设备100上的任何可用传输机制被传送到的数据处理资源上。移动设备所利用的已知传输机制的一些示例包括：蓝牙、WiFi、GSM、CDMA、USB、IrDA、可移动闪速存储器、并行和串行端口(例如包括RS-232)。

示例性图像阅读器具有多种可以调整的设置。包括增益和快门速度在内的这些设置影响图像采集过程，并且典型地影响所捕获的图像。被设计成用来修改所捕获图像的多种功能常常以与成像器相关联的固件或软件的形式来提供。这些功能的示例包括锐度和边缘算法。

图3是示例性移动设备1000的简化框图，其可以包括多个子系统(共同地称为2000)；中央处理单元(CPU)1010，其从其他子系统接收数据以及向其他子系统输出数据以供存储、传输和附加处理。CPU 1010可以使用任何数目的现有解决方案来实现，所述现有解决方案包括：嵌入式处理器；通用处理器；定制解决方案，诸如预配置的现场可编程门阵列(FPGA)和专用集成电路(ASIC)。CPU 1010的整体运行由软件或固件控制，该软件或固件典型地被称为操作系统，其被存储在包括RAM 1017a和闪速存储器1017b在内的一个或多个存储位置(memory location)1017n上。

至和来自CPU 1010和各种子组件的通信可以经由一个或多个端口或总线，其包括主系统总线1012；I²C总线1013a和1013b；多个通用异步接收器/发射器(Universal Asynchronous Receiveer/Transmitter，UART)端口1014n，通用串行总线(Universal Serial Bus，USB)1015n，和RS-232端口1016。

所图示的CPU 1010可以包括液晶显示器(LCD)控制器1018，用来控制LCD 1020。触敏板1021，其可以经由I²C总线1013b与CPU 1010和辅助处理器1024中的一个或多个通信，该触敏板1021可以与LCD 1020相关联以接收在其上的数据。LCD 1020和触敏板1021的组合常常被称作“触摸屏”。

可以提供多种辅助处理器来实行通用功能以及应用特定的功能。图3中所图示的示例提供了两个这样的处理器：现场可编程门阵列(FPGA)1022和辅助处理器1024。辅助处理器1024可以包括任何数目的嵌入式(或通用)处理器。

辅助处理器1024可以与多种数据输入设备相接口并控制这些设备，所述数据输入设备例如包括触摸板1021、键盘1034和扫描按钮1036。举例来说，移动设备1000可以被配置成使得通过物理按压键盘1034上的键，或者以使用手指或指示笔的方式激活触摸屏1021来选择显示的菜单选项。扫描按钮1036可以被用于发起和控制各种数据收集系统，诸如图像信号生成系统1028、RFID感测系统1030或磁条阅读器1040。

数据收集系统(例如图像信号生成系统1028、RFID感测系统1030和磁条阅读器1050)可以由CPU 1010、辅助处理器1024和FPGA 1022中的一个或多个控制。在此情况中，FPGA 1022发起和控制数据收集系统的操作，并且在把从其所接收的数据存放在存储器1017n之前，将这样的数据进行累积。

图像信号生成系统1028通常包括二维固态图像传感器1029，其利用诸如CCD、CMOS和CID之类的技术来捕获包含数据的图像，所述包含数据的图像例如条形码或签名。二维固态图像传感器通常具有多个光传感器图象元件(“像素”)，其以包括像素的多个行和多个列的图案的形式形成。图像信号生成系统1028还包括把图像聚焦到图像传感器1029的有效表面上的成像光学器件(未示出)。可以把图像传感器1029合并在图像传感器IC芯片上，所述图象传感器IC芯片具有布置在其上的图像传感器控制电路、图像信号调节电路和模数转换器。FPGA 1022管理该捕获并和把图像数据传输到RAM 1017n中。解码可以由CPU1010或任何合适的辅助处理器实行。也可以利用包括专用激光条形码扫描器1035在内的多种可替代体。

图像信号生成系统1028的一个用途是读取和解释条形码，诸如在货品1050上的条形码1051a。对于此操作，当激励扫描按钮1036时，CPU 1010促使适当的控制信号被发送到图像传感器1029。在对其的响应中，图像传感器1029输出(希望)包括条形码符号1050的充分表示的数字图像数据。数字图像数据被流送到FPGA 1022，在FPGA 1022对该数字图像数据进行收集并随后存放在存储器1017n中。依据解码程序(未具体图示)，进行对在所捕获电子图像表示中所表示的条形码进行解码的尝试。响应于通常通过对键盘1034上的扫描按钮1036或预选择键的激活所生成的触发信号，可以自动发生对图像数据的捕获和解码。例如，典型地通过执行驻留在存储器1017n中的程序，可以把CPU 1010配置成，只要扫描按钮1036被激励，就连续地捕获和解码在其中所表示的条形码符号。在对条形码符号成功解码后，或者在多次未成功尝试之后时间到，就可以终止该循环(cycle)。

除了具有解码操作之外，图像信号生成系统1028也可以被配置成用于图像捕获操作。在图像捕获操作中，响应于扫描按钮1036被激励，在不尝试对在其中所表示的可解码符号进行解码的情况下，控制电路1010捕获电子图像表示。可以对所捕获的电子图像表示进行下列中的一个或多个(i)存储到存储器1017n的指定存储位置中，(ii)传送到外部的间隔开的设备，或(iii)显示在LCD 1020上。此模式例如可以用来捕获签名或对包裹的损坏的图像。

在图像捕获操作中，图像信号生成系统1028可以以两个不同的阶段来操作：瞄准和最终捕获。在瞄准阶段期间，把由图像信号生成系统1028输出的帧显示在LCD显示器1020上。这些帧不被保存。一旦用户对显示在LCD显示器1020上的图像的内容满意，他或她就发起最终捕获阶段。在最终捕获阶段中，帧(缓冲区中的当前帧或下一帧)被保存并且典型地显示在LCD 1020上。通常，通过按压指定按钮(例如扫描按钮1036)发起瞄准阶段，而通过释放该指定按钮发起最终捕获阶段。通常在瞄准阶段中希望尽可能快地显示帧，以确保用户正观看最近输出的帧。否则存在当用户决定发起捕获时他观看的帧过时了且不能准确反映图象信号生成系统1028当前正输出的东西(以及在最终捕获阶段中将捕获什么)的危险。

RFID阅读器单元1030可以包括RF振荡和接收器电路1032a以及数据解码处理电路1032b。RFID阅读器单元1030可以被配置成读取来自无源RFID标签的RF编码数据，诸如可以被布置在物品1050上的标签1051b。

其中RFID阅读器单元1032a被配置为读取来自无源RFID标签的RF编码数据，RF振荡和接收器电路1032a向无源标签发射载波信号，其进而将载波能量转换为电压形式，并激励转发器(未示出)发射表示该编码标签数据的无线电信号。RF振荡器和接收器电路1032a又接收来自该标签的无线电信号，并将该数据转换为数字格式。典型地包括低成本微控制器IC芯片的数据解码处理电路1032b，对由RF振荡器和接收器电路1032a所接收的被接收无线电信号信息进行解码，以便对初始被编码到RFID标签中的编码标识数据进行解码。

例如，RFID阅读器单元1030可以以选择性激活模式或者连续读取操作模式进行操作。在选择生激活模式下，RFID阅读器单元1030响应于接收到RFID触发信号，而广播无线电信号来试图激活其附近的一个或多个标签。在连续读取操作下，RFID阅读器模块1030不断地自动广播无线电信号来试图激活装置附近的一个或多个标签，而无需模块1030接收到触发信号。移动设备1000可以被配置为，使得CPU 1010在众多条件下识别触发信号，这些条件诸如：(1)触发器被激励；(2)接收到来自远程设备的RFID触发指令；或(3)CPU 1010确定预定条件已经满足。

更进一步地，移动设备1000可以包括卡阅读器单元1040，用来从卡1052读取数据。卡阅读器单元1040通常包括信号检测电路1042a和数据解码电路1042b。在操作中，信号检测电路1042a例如从卡1052上的磁条1053检测数据。随后，数据解码电路1042b对该数据进行解码。经解码的数据可以经由FPGA1022被传送到CPU 1010以进一步处理。可以把卡阅读器单元1040选择为是读取以一个以上数据格式编码的卡信息的类型，诸如磁条数据、智能卡或集成电路卡(IC卡)数据和RF发射数据。

移动设备1000可以进一步包括多个无线通信系统链路，诸如802.11通信链路1260、802.16通信链路1262、用于与诸如依据全球移动通信系统(GlobalSystem for Mobile Communication，GSM)的网络之类的蜂窝式网络通信的通信链路1264、IR通信链路1268和蓝牙通信链路1270。这些链路中的每一个便利与远程设备的通信并且可以用来传输和接收数据。

示例性电源电路1100向移动设备1000供应功率。电源电路1100通常包括一系列功率调节器1102n，其对供应给移动设备1000的各种组件的功率进行调节。功率调节器1102n通常均包括升压或降压电路，其又连接到移动设备1000的各种组件中的要求由功率调节器1102n输出的特定电压的每个组件。

功率调节器接收来自电源总线1103的电流，该电源总线1103又由示例性电源1104、第一功率输入1106或包括第二功率输入的连接器1108来供应。第一功率输入1106可以包括DC电源插座，例如，2.5mm同轴DC电源插头，其从常规AC/DC变压器接收9.5伏。连接器1108可以包括任何数目的已知连接技术。连接器1108的某些引脚可以专用于接收DC功率，而其他引脚专用于一个或多个通信路径，诸如RS-232和USB。也可以证明提供例如从功率供应器1102a引出的DC功率是有利的，以便给系连的配件供电，诸如外部磁条或RFID阅读器(未示出)。如果用户试图为两个功率输入供应功率，则可以证明增加电路以使第一功率输入1106与连接器1108上的第二功率输入和该移动设备1000上的其他部件隔离更有利。

电源1104可以由充电电路1110充电，该充电电路1110从第一功率输入1106或者从连接器1108上的第二功率输入接收功率。可以把控制提供给CPU 1010，其可以基于辅助处理器1024所生成的信息，修改充电电路1110的充电行为。在示例性实施例中，辅助处理器1024经由接口监测参数。开关1112可以基于来自第一功率输入1106或连接器1108上的第二功率输入的功率的存在来控制该电源。因此，当外部功率供应器连接到功率输入1106或连接器1108上的第二功率输入时，该电源与功率调节器1102n隔绝，并且可以经由充电电路1110来充电。一旦移除来自电源输入1106和连接器1108的功率，就将该电源连接到功率调节器1102n。

示例性电源1104可以包括具有快速或短充电周期的储能系统，诸如燃料单元(fuel cell)，如图4中所图示，其是至少一个开路(open)电化学单元，该开路电化学单元包括被电解质218分隔开的阳极210和阴极214，该电解质218将原燃料转变成电流和水。通过在电解质存在的情况下触发的燃料和氧化剂之间的反应，在单元内部产生了电。反应物流入该单元，而反应产物流到其外部，同时电解质保留在该单元内。燃料单元是热力学开路电化学单元系统，其消耗来自外部源的反应物，该外部源必须进行补充。燃料和氧化剂的许多组合是可能的。氢燃料单元使用氢气作为其燃料，且使用氧气作为其氧化剂。其他燃料可以包括碳氢化合物和乙醇。其他氧化剂可以包括氯和二氧化氯。

如图5中所图示的示例性实施例，电源1104可以包括混合电池组1104，该混合电池组1104包括被连接以生成单个输出电压Vout的燃料单元1410和热力学封闭(closed)电化学单元电池1414，诸如NiMh，NiCd，Li离子或Li聚合物单元电池。

诸如NiMh，NiCd，Li离子或Li聚合物单元电池之类的热力学封闭电化学单元电池通常提供了短的驱动持续时间、高电流负载的能力，而燃料单元则提供了空间和重量的优势。

在图6中所图示的另一示例性实施例中，电源1104可以包括混合电池组1104，该混合电池组1104包括燃料单元1410和热力学封闭电化学单元电池1414，诸如NiMh，NiCd，Li离子或Li聚合物单元电池，其中该热力学封闭电化学单元电池在高电流负载要求的时间期间给移动设备供电，而燃料单元1410在诸如稳态型条件之类的较低电流负载要求期间给移动设备供电。

稳态条件可以是那些条件，其中，诸如值、速率、周期或振幅之类的条件的指定特性在预定时间段内仅呈现微不足道的变化。在所有初始瞬态或波动条件都减弱并且所有电流、电压或场基本上保持恒定或者均匀地震荡之后，稳态条件可能存在。

在另一示例性实施例中，电源1104可以包括混合电池组1104，该混合电池组1104包括燃料单元1410和热力学封闭电化学单元电池1414，诸如NiMh，NiCd，Li离子或Li聚合物单元电池，其中燃料单元1410在高电流负载要求的时间期间给移动设备供电，而热力学封闭电化学单元电池在诸如稳态型条件之类的较低电流负载要求期间给移动设备供电。

在图7中所图示的另一示例性实施例中，电源1104可以包括混合电池组1104，该混合电池组1104包括燃料单元1410，其为诸如NiMh，NiCd，Li离子或Li聚合物单元电池之类的热力学封闭电化学单元电池1414充电。

在图8中所图示的另一示例性实施例中，电源1104可以包括混合电池组1104，该混合电池组1104包括燃料单元1410和热力学封闭电化学单元电池1414，诸如NiMh，NiCd，Li离子或Li聚合物单元电池，其中燃料单元1410可以用来向具有相对较高功率要求的移动设备子系统1提供功率，而热力学封闭电化学单元电池被利用来向具有相对较低功率要求的移动设备子系统2提供功率，所述子系统2诸如在更加稳态型条件下运行的子系统。

在另一示例性实施例中，电源可以由混合电池组1104组成，该混合电池组1104包括燃料单元1410和热力学封闭电化学单元电池1414，诸如NiMh，NiCd，Li离子或Li聚合物单元电池，其中燃料单元可以从移动设备移除而放置到与该移动设备分开的充电站中，此时，移动设备中需要继续处于“活动”状态(诸如WiFi，GPS，等等)的任何车载系统的功率可以由热力学封闭电化学单元电池提供。

在示例性实施例中，电源1104可以包括具有快速或短充电周期的储能系统，诸如超级电容器，也被称为超电容器、伪电容器、电化学双层电容器(electrochemical double layer capacitor，EDLC)或双电层电容器。

参考图9，示例性超级电容器可以被描述和图示为，悬浮在两个无反应的多孔电极(或板或集电极(collector))之间的电解质，其具有横跨集电极所施加的电压电势。在单独的超级电容器单元中，在阳极上所施加的电势吸引电解质中的负离子，而阴极上的电势吸引正离子。两个电极之间的介电隔板防止电荷在这两个电极之间移动。

作为存储设备，超级电容器依靠电化学接口处的微观电荷分离来存储能量。由于这些设备的电容与有效电极面积成正比，增加电极表面面积电容就增加，因此增加了能够存储的能量的量。高表面面积是通过利用纳米多孔材料作为电解质来达到的，诸如活性炭或烧结金属粉末。纳米多孔材料的使用导致电荷的有效分离，尽管对这些层的薄(纳米级)的物理分离。不需要大的介电层，容许将具有大得多的表面面积的“板”压紧成给定尺寸，这导致了在小封装内具有高电容。

超级电容器当与普通电容器比较时具有高的能量密度，典型地以比高容量电解电容器大数千倍的量级。例如，典型的D单元大小的电解电容器将具有数几十毫法范围内的电容。相同大小的双电层电容器将有若干法拉的电容，在电容方面约有两或三个幅度量级的改进，但其经常处于较低的工作电压。

只要诸如NiMh，NiCd，Li离子或Li聚合物单元电池之类的热力学封闭电化学单元电池可以被更快地充电，超级电容器就可能不向它们提供持续不断的能量。例如与数小时相对照，该超级电容器可以在数分钟或数秒内充电。

在图10中所图示的示例性实施例中，电源1104可以包括混合电池组1104，该混合电池组1104包括被连接以生成单个输出电压Vout的超级电容器1420和热力学封闭电化学单元电池1414，诸如NiMh，NiCd，Li离子或Li聚合物单元电池。

在图11中所图示的另一示例性实施例中，电源1104可以包括混合电池组1104，该混合电池组1104包括超级电容器1420和热力学封闭电化学单元电池1414，诸如NiMh，NiCd，Li离子或Li聚合物单元电池，其中该热力学封闭电化学单元电池在高电流负载要求的时间期间为移动设备供电，而超级电容器在诸如稳态型条件之类的较低电流负载要求期间提供功率。

在另一示例性实施例中，电源1104可以包括混合电池组1104，该混合电池组1104包括超级电容器1420和热力学封闭电化学单元电池1414，诸如NiMh，NiCd，Li离子或Li聚合物单元电池，其中超级电容器在高电流负载要求的时间期间为移动设备供电而该热力学封闭电化学单元电池在诸如稳态型条件之类的较低电流负载要求期间提供功率。

在图12中所图示的另一示例性实施例中，电源1104可以包括混合电池组1104，该混合电池组1104包括超级电容器1420，其为诸如NiMh，NiCd，Li离子或Li聚合物单元电池之类的热力学封闭电化学单元电池1414充电。

在图13中所图示的另一示例性实施例中，电源1104可以包括混合电池组1104，该混合电池组1104包括超级电容器1420和热力学封闭电化学单元电池1414，诸如NiMh，NiCd，Li离子或Li聚合物单元电池，其中超级电容器1420可以被用来给具有相对高的功率要求的移动设备子系统1提供功率，而热力学封闭电化学单元电池被利用来给具有与子系统1相比更低的功率要求的移动设备子系统2提供功率，所述子系统2诸如在更加稳态型条件下运行的子系统。

在另一示例性实施例中，电源1104可以包括混合电池组1104，该混合电池组1104包括超级电容器1420和热力学封闭电化学单元电池1414，诸如NiMh，NiCd，Li离子或Li聚合物单元电池，其为超级电容器1420充电。在大多数零售无线手持扫描器应用和运输PDT应用中，当该装置离开支架(cradle)时仅有短周期的操作时间。该超级电容器可以足够用于维持整个短周期的操作而无需消耗来自可再充电电池的能量，因此延长了电池寿命。

在另一示例性实施例中，电源1104可以包括混合电池组1104，该混合电池组1104包括超级电容器1420和诸如NiMh，NiCd，Li离子或Li聚合物单元电池之类的热力学封闭电化学单元电池1414，以及燃料单元1410，燃料单元1410和电池1414这两者都为超级电容器1420充电。充电的优先顺序是首先电池1414为超级电容器1420充电。在电池1414低时，燃料单元1410给电池1414充电，电池1414进而给超级电容器1420充电，或者燃料单元1410直接给超级电容器1420充电。在大多数零售无线手持扫描器应用和运输PDT应用中，当该装置离开支架时，仅有短周期的操作时间。该超级电容器可以足够维持整个短周期的操作而无需消耗来自可再充电电池的能量，因此延长了电池寿命。

在用于操作移动设备的示例性实施例中，操作者可能在短的时间段内使用移动设备，诸如离开卡车和进行交付。在进行交付之后，操作者将返回卡车，并将移动设备放置/固定于对接或充电站中，直到下一个交付站点为止。在驾驶时，移动设备将使用来自充电站的功率，以“完成”对超级电容器的充电以及为需要继续处于“活动”状态的任何车载系统(诸如WiFi、GPS，等等)提供功率这二者。当司机到达下一站时，超级电容器将充足电以用于下一个自供电的间隔。在下一站，司机将移动设备从充电站移除，此时移动设备将使用超级电容器以获得针对下一个交付使用的功率。充电站可以包括传统的电池或者某其他电源(诸如辅助电源插头，等等)。

在示例性实施例，超级电容器可以在移动设备的机身或外壳内部。超级电容器将通过提供在移动设备上的连接器进行充电。

在另一示例性实施例中，电源可以包括混合电池组1104，该混合电池组1104包括超级电容器和热力学封闭电化学单元电池，诸如NiMh，NiCd，Li离子或Li聚合物单元电池，其中超级电容器可以从移动设备移除，并被放置到与该移动设备分离开的充电站中，此时，该移动设备的需要继续处于“活动”状态的任何车载系统(诸如WiFi、GPS，等等)的功率可以由热力学封闭电化学单元电池来提供。

虽然已经示出和描述了本发明的一些实施例，但是本领域技术人员将意识到，在不偏离本发明的原理和精神的情况下，可以对这些实施例做出改变，本发明的范围在权利要求及其等价体中予以定义。

Claims (5)

1.一种移动设备，其包括：

数据收集设备；

触发器，用以激活所述数据收集设备；

用于无线通信的通信系统；

显示器，用于显示信息；

处理器，用于控制软件和固件操作；

小键盘，用于针对所述处理器输进数据；

混合功率供应器，用于向所述移动设备提供功率，所述功率供应器包括燃料单元和热力学封闭电化学单元电池；以及

外壳，用于支持所述数据收集设备、触发器、通信系统、显示器、处理器、小键盘和功率供应器。

2.根据权利要求1所述的移动设备，其中，所述热力学封闭电化学单元电池在高电流负载要求的时间期间为所述移动设备供电，而所述燃料单元在较低电流负载要求期间为所述移动设备供电。

3.根据权利要求1所述的移动设备，其中，所述燃料单元在高电流负载要求的时间期间为所述移动设备供电，而所述热力学封闭电化学单元电池在较低电流负载要求期间为所述移动设备供电。

4.根据权利要求1所述的移动设备，其中，所述燃料单元为所述热力学封闭电化学单元电池充电。

5.根据权利要求1所述的移动设备，其中，所述燃料单元向第一移动设备子系统提供功率，而所述热力学封闭电化学单元电池向第二移动设备子系统提供功率，其中与所述第一移动设备子系统相比所述第二移动设备子系统具有更低的功率要求。

Images