可互換模塊的電池供電平臺的制作方法

相關專利申請的交叉引用

本專利申請根據35u.s.c.§119(e)要求2014年6月4日提交的申請日為no.62007407的美國臨時專利申請的優先權，茲通過引用將該美國臨時專利申請整體并入本專利申請。本專利申請還要求2015年4月2日提交的申請號為no.62141869的美國臨時專利申請以及2015年4月22日提交的申請號為no.62150856的美國臨時專利申請的優先權，茲通過引用將這兩個美國臨時專利申請整體并入本專利申請。

本發明涉及一種用于存儲電功率和/或數據以及容納模塊，并且路由選擇電功率和/或數據的設備，尤其涉及利用可互換模塊和移動電源的平臺，來存儲電功率和/或數據并且/或者容納至少一個模塊來路由選擇電功率和/或數據，并與外部電子產品交換電功率和/或數據。

背景技術：

通常，電子產品因為內部包含的硬件和所包含的硬件的局限性而限于執行其初始設計的(各)功能。用戶通常需要擁有不同的獨立電子產品，每個電子產品執行初始設計的(各)功能，從而滿足用戶的不同需要。管理并且操持這些不同的這些電子產品效率低下也不方便，特別是在室外。

技術實現要素：

鑒于上述背景技術，本發明的目的是為用戶提供一種平臺，以根據其需要將不同硬件捆綁為單個單元。在一種實施中，本發明為具有內部電池和控制單元的獨立設備，用于電功率并且任選地用于數據儲存。該設備至少還包含用于容納不同模塊并且與不同模塊交互，從而執行不同功能的空間。不同模塊包含不同硬件/電子器件，以執行不同功能。模塊還能夠對其他外部電子產品供電并且/或者通信。

因此，在一個方案中，本發明是一種用于存儲電功率并且任選地存儲數據且使電功率和/或數據路由到至少一方的設備，該設備包含：框架；電源，該電源集成于框架中；至少一個第一外部端口，該至少一個外部端口布置于框架處，并且配置該至少一個第一外部端口，以傳遞功率和/或者數據；主架，該主架布置于框架處，其中該主架包含多個模塊連接器，以連接到至少一個模塊；多個對接空間，該多個對接空間與主架相鄰布置，其中每個對接空間與模塊連接器中的一個相鄰布置；以及控制單元，該控制單元布置于框架中，從電源提取電功率，并且連接到第一外部端口和模塊連接器，其中至少一方包含外部電子產品和至少一個模塊；其中控制單元包含非臨時計算機可讀介質，配置控制單元，以在非臨時計算機可讀介質與模塊之間處理數據；并且配置設備，以使功率通過至少一個外部端口從電源或從連接的任何預定模塊路由到外部電子產品。

在一個實施例中，該設備還包含無線通信模塊，該無線通信模塊布置于框架中并且通過內部端口連接到控制單元，并且配置無線通信模塊，以與外部電子產品和/或者模塊實現無線數據通信。

在另一個實施例中，第一型超級集線器系統耦合到至少一個第一外部端口和內部端口；該內部端口還通過控制單元耦合到多個模塊連接器，其中第一型超級集線器系統選擇性地選擇至少一個第一外部端口或者內部端口作為施主。

在另一個實施例中，還包括第二型超級集線器系統，第二型超級集線器系統耦合到至少一個第一外部端口和內部端口；該內部端口還通過控制單元耦合到多個模塊連接器，其中第二型超級集線器系統分別檢測至少一個第一外部端口和內部端口的施主/受主狀況，并且執行自配置，以匹配每個端口的施主/受主狀況。

本發明有許多優點。在作為移動電源的同時，本發明的設備功能可以進一步增強以獨立地長期執行附加功能。此外，本發明的設備還具有附加功能，可以容納獨特的模塊，這些模塊專門根據用戶的設定而設計，并能與外部電子產品耦合和同步。這些模塊可以與其它不同功能的模塊相互替換，實現前所未有的靈活性和可定制性。各種模塊能夠互相通信，并且甚至能夠配置各種模塊，以一起工作，從而產生最佳協同作用，并且當組合時，與各模塊單獨能夠實現的之和相比，執行更復雜的功能。例如，模塊能夠具有自己的處理器，以執行預定功能，并且電子通信設備能夠采用模塊執行不同的任務，因此提高整體處理能力。

本發明的另一個優點是模塊能夠裝備能夠從其周圍捕獲各種數據的不同傳感器。采集的數據能夠用于后續分析和共享。

此外，本發明公開的平臺技術能夠容納不同的硬件模塊，只要其符合特定形狀因數并且符合常用數據通信協議。因此，能夠自由更換不同硬件模塊。這樣，能夠顯著提高整個系統的通用性。

附圖說明

圖1是根據本發明第一實施例的模塊對接集線器的前透視圖；

圖2是根據本發明第一實施例的模塊對接集線器的后透視圖；

圖3是根據本發明第一實施例的模塊容納托架的系統方框圖；

圖4是根據本發明一個實施例的模塊的透視圖；

圖5是根據本發明第二實施例的模塊容納托架的系統方框圖；

圖6是根據本發明第三實施例的模塊容納托架的系統方框圖；

圖7是根據本發明第三實施例的模塊對接集線器的前透視圖；

圖8是根據本發明第四實施例的模塊容納托架的系統方框圖；

圖9是示出本發明的第一型超級集線器系統的概覽的方框圖；

圖10是示出本發明的第一型超級集線器系統的一個實施例的示例性方框圖；

圖11是示出本發明的第一型超級集線器系統的第二實施例的示例性方框圖；

圖12是示出本發明的第一型超級集線器系統的第三實施例的示例性方框圖；

圖13是示出本發明的第一型超級集線器系統的第四實施例的示例性方框圖；

圖14是示出本發明的第一型超級集線器系統的第五實施例的示例性方框圖；

圖15示出根據本發明的第一型超級集線器系統的一個實施例的功率輸出優先權和功率輸入優先權表；

圖16是示出根據本發明的一個示例性實施例的第一型超級集線器系統的操作的示例性流程圖；

圖17是示出根據本發明的一個實施例的第一型超級集線器系統的檢測器的操作的示例性流程圖；以及

圖18是示出本發明的第二型超級集線器系統的一個實施例的示例性方框圖。

具體實施方式

如在本說明書和權利要求書中使用的“包括”指包含后面的元件，但不排除其它元件。

為了避免妨礙理解本公開，以方框圖的形式示出的電路和設備。本文使用的術語“耦合”或者“連接”指直接連接到或者通過一個或者多個中間部件或者電路連接。本文使用的術語“功率施主(power-master)”指對其他設備供電的主機/施主。只要功率傳遞在進行，這些其他設備就被稱為“功率受主”設備。本文使用的術語“數據施主”指作為用于命令并且監視整個總線的所有數據傳遞的主設備的主機/施主。連接到相同總線的其他設備是數據受主設備，在交換數據之前，偵聽來自數據施主的命令。通過在此描述的各種總線提供的信號中的任何一個都可以與其他信號時分復用，并且通過一個或者多個總線提供。術語“總線”既包含有線通信技術，又包含無線通信技術，并且與連接到通信介質的設備的數量無關。此外，電路元件或者軟件模塊之間的互連可以被示為總線，也可以被示為單個信號線。作為一種選擇，每個總線可以是單個信號線，并且作為一種選擇，單個信號線中的任何一個可以是總線，并且單個線或者總線可以是在部件之間進行通信的無數物理機構或者邏輯機構中的一個或者多個。非限定性實施例例示了本發明的實施。本發明的范圍由所附權利要求來限定，不是由實施例的內容或范圍所限制。

第一實施例

現在參考圖1和圖2，本發明的第一實施例是包含模塊容納托架12(例如，用于存儲電功率和/或數據或者容納模塊并且路由選擇電功率和/或數據的設備)和多個模塊14的模塊對接集線器10。模塊容納托架12包含：框架16，該框架16具有上表面和下表面；梁18，該梁18在上表面上沿著框架16的縱軸從框架16的一端延伸到框架16的對置端；多個對接空間22，配置該多個對接空間22，以容納多個模塊14并且該多個對接空間22鄰近梁18布置；以及電池，該電池位于托架的背部(圖1和圖2中未示出)。在該實施例中，總共有6個對接空間22。三個對接空間22沿著框架16的縱軸處于梁18的每側。模塊容納托架12還包含多個鎖定機構20，構造該鎖定機構20，以將模塊固定地裝接到對接空間22處。鎖定機構20被兩個相鄰對接空間22共用。如圖1所示，該實施例的鎖定機構20是引腳，該引腳具有布置于框架16的邊緣的圓頭并且介于兩個相鄰對接空間22之間。梁18還包含多個模塊連接器24，配置該多個模塊連接器24，以在模塊容納托架12與模塊14之間實現功率和/或者數據連接，該模塊14沿著框架16的縱軸，沿著梁18兩側的長度均勻布置。每個對接空間22具有其相應模塊連接器24。此外，模塊容納托架12包含第一外部端口26、通/斷開關28、以及顯示器30，配置該顯示器30，以提供關于模塊容納托架12和模塊14的狀況的信息。配置第一外部端口26，以在具有或者不具有(各)模塊的模塊容納托架12與任何外部電子產品(例如，智能電話、計算機和電子附件)之間至少傳遞功率和/或者數據連接。外部電子產品不能裝配到對接空間22中。配置通/斷開關28，以對模塊容納托架12和裝接模塊14供電。該實施例的顯示器30是多個led，該多個led采用不同的顏色和/或者不同的發光方式，以示出模塊容納托架12和模塊14的狀況的信息(例如，功率狀況和操作狀況)。模塊連接器24和第一外部端口26中的每個或者是通用串行總線(usb)端口，或者是蘋果公司的lighting端口，或者是任何其他計算機總線。

圖3示出根據本發明實施例的模塊容納托架12的內部方框圖。模塊容納托架12包含控制單元32，配置該控制單元32，以控制模塊容納托架12的全部操作，并且該控制單元32連接到模塊連接器24、第一外部端口26、顯示器30和通/斷開關28。控制單元32還包含非臨時計算機可讀介質，用于存儲計算機可讀代碼，使得當其被微處理器執行時，其給出信號，并且控制模塊容納托架12的所有零件，以執行并且操作。非臨時計算機可讀介質可以包括任何類型的數據儲存器和/或者傳輸介質，包含：磁介質、光介質、隨機存取存儲器(ram)、只讀存儲器(rom)、數據高速緩沖存儲器、數據對象等等。此外，存儲器可以常駐于單個物理地點，包括一種或者多種數據儲存器，也可以以各種形式分布于多個物理系統中。計算機可讀介質還可以存儲從第一外部端口26和模塊連接器收到的數據。內部電池34也布置于框架16中，并且配置該內部電池34，以對模塊容納托架12本身(包含控制單元32)、模塊14、外部電子產品以及這些的組合供電。內部電池34至少連接到控制單元32，并且該內部電池34能夠由來自第一外部端口26和/或者模塊連接器的功率再充電。為了清楚起見，圖3未示出電池34與其他設備/電路系統的電連接。

現在參考圖4，圖4示出本發明實施例的模塊14。每個模塊14包含模塊框架和托架連接器38，配置該托架連接器38，以在模塊容納托架12與模塊14之間傳遞功率和/或者數據。還在模塊框架上設置模塊鎖定機構36，配置該模塊鎖定機構36，以與模塊容納托架12上的鎖定機構20嚙合，以將模塊固定地裝接到模塊容納托架12上的對接空間22處。在該配置中(即，在對接空間22處，模塊裝接到模塊容納托架12)，托架連接器38連接到模塊連接器，使得能夠在模塊容納托架12與模塊之間傳遞功率和/或者數據。此外，包含凹槽的模塊鎖定機構36在模塊容納托架12上容納鎖定機構20的一半引腳。這樣，模塊鎖定于對接空間22處。兩個相鄰對接空間22共用的鎖定機構20允許兩個模塊14同時在兩個相鄰對接空間22處固定地裝接到模塊容納托架12。在這種情況下，兩個模塊14的模塊鎖定機構共用鎖定機構20的相同引腳。

在一個實施例中，模塊14具有其獨特的功能，并且包含模塊控制單元和附件，該模塊控制單元和附件包含但并不局限于：(各)傳感器、(各)致動器、(各)按鈕、(各)電池組或者這些的組合。托架連接器38或者是通用串行總線(usb)，或者是蘋果公司的lighting端口，或者是引腳連接器，或者是任何其他計算機總線。模塊控制單元還包含非臨時計算機可讀介質，用于存儲計算機可讀代碼，使得當微處理器執行其時，其給出信號，并且對該模塊的所有零件進行控制，以執行并且運行。非臨時計算機可讀介質可以包括任何類型的數據儲存器和/或者傳輸介質，包含磁介質、光介質、隨機存取存儲器(ram)、只讀存儲器(rom)、數據高速緩沖存儲器、數據對象等等。此外，存儲器可以常駐于單個物理地址，包括一種或者多種數據儲存器，也可以以各種形式分布于多個物理系統中。計算機可讀介質還存儲從第一外部端口26和模塊連接器收到的數據。

現在轉到本發明的實施例的模塊對接集線器10的操作。模塊容納托架12能夠獨立操作，以作為移動電源(batterybank)，從而對任何外部產品供電或者對連接到外部端口的任何外部電子產品中的任何兼容充電電池充電。通過經由第一外部端口26使功率從電池34路由到外部電子產品，能夠實現上述功能。此外，模塊容納托架12能夠作為一個整體作為模塊對接集線器10工作，以通過對模塊容納托架12附加至少一個模塊提供額外功能。通過使模塊容納托架12和模塊協同操作，能夠提供此額外功能。根據裝接的模塊中的附件，能夠提供不同的額外功能。例如，如果具有電池的模塊裝接到模塊容納托架12并且連接到模塊連接器24，則模塊對接集線器10能夠變成大容量移動電源。在這種情況下，來自內部電池34的功率或者任選地模塊中的電池的功率將通過第一外部端口26路由到任何外部電子產品。對外部電子產品供給的電可對任何外部產品供電或者對任何外部電子產品中的任何兼容充電電池充電。所有功率路由選擇都由控制單元32控制。在另一個示例中，附加到模塊容納托架12的模塊包含空氣污染傳感器。模塊容納托架12的內部電池34對此附加的模塊供電，以每隔預定周期測量一次空氣污染。空氣污染的每個測量數據能夠存儲于模塊中，或者被傳遞到模塊容納托架12，以儲存于控制單元32處。該數據可傳遞到連接到第一外部端口26的任何外部電子產品，以對這些數據做進一步分析。此外，從外部端口收到的數據可傳遞到模塊做進一步處理。由于在模塊容納托架12上存在多個模塊對接空間22，所以通過對模塊容納托架12附加不同的模塊14，模塊對接集線器10能夠提供多個額外功能。在另一個示例中，如果具有空氣污染傳感器的模塊和具有電池組的模塊同時連接到模塊容納托架12，則模塊對接集線器10能夠同時提供空氣污染測量功能和大容量移動電源功能。請注意，上面所列的示例僅是說明性的，因此，不應當認為本發明局限于在此陳述的示例。能夠將上面在示例中公開的功能之外的功能附加到模塊容納托架12。在某種情況下，連接到模塊容納托架12的模塊和模塊容納托架12本身能夠由通過第一外部端口26連接到模塊容納托架12的外部電源供電。來自外部電源的功率能夠路由到連接模塊、控制單元32、電池34以及模塊容納托架12的其他零件。能夠對模塊容納托架12、控制單元32、電池34、具有電池組的模塊和/或者具有任何特定功能的模塊充電并且/或者供電。

第二實施例

現在參考根據本發明第二實施例的模塊對接集線器10。如圖5所示，第二實施例的模塊對接集線器10與上面公開的第一實施例的模塊對接集線器10大部分相同，不同之處是第二實施例的模塊對接集線器10的模塊容納托架12還包含通過內部端口(未示出)連接到控制單元32的無線通信模塊40。通過wi-fi、藍牙或者其他無線通信方法和這些的組合，無線通信模塊40能夠提供與其他外部電子產品的無線數據通信。

現在轉到本發明的實施例的模塊對接集線器10的操作。第二實施例的模塊對接集線器10與上面公開的第一實施例的模塊對接集線器10的操作大致相同，不同之處是無線通信模塊40可使數據在(各)模塊與任何外部電子產品之間無線流動，而不需要僅當外部電子產品連接到第一外部端口26時才能與模塊之間交換數據。此外，作為一種選擇，該實施例的模塊對接集線器10還能夠把從模塊或外部電子產品獲得的數據存儲在模塊容納托架12處，以儲存于控制單元32。當模塊對接集線器10或者模塊容納托架12本身通過其無線通信模塊連接到互聯網時，能夠通過互聯網將數據傳遞到外部電子產品或者云儲存器。此外，智能設備(例如，智能電話、平板電腦、個人計算機)能夠通過無線連接對該實施例的模塊對接集線器10發出指令。

第三實施例

現在參考根據本發明第三實施例的模塊對接集線器10。如圖6所示，第三實施例的模塊對接集線器10與上面公開的第一實施例的模塊對接集線器10大致相同，不同之處是第三實施例的模塊容納托架12內部包含第一型超級集線器系統42(如下所述)。該實施例的模塊容納托架12還包含第二外部端口44，如圖7所示，第二外部端口44或者是通用串行總線(usb)端口，或者是蘋果公司的lighting端口，或者是引腳連接器，或者是任何其他計算機總線。第一型超級集線器系統42連接到第一外部端口26、第二外部端口44和內部端口(未示出)，該內部端口布置于第一型超級集線器系統42與控制單元32之間。

現在轉到本發明的實施例的模塊對接集線器10的操作。第三實施例的模塊對接集線器10與上面公開的第一實施例的模塊對接集線器10的操作大致相同，不同之處是模塊容納托架12內的第一型超級集線器系統42作為功率和/或數據通信集線器，在第一外部端口26、第二外部端口44以及內部端口之間傳遞功率和數據，。功率(來自電池34或模塊中的電池的(如果任何這種模塊裝接到模塊容納托架12并且連接到模塊連接器24))能夠通過第一型超級集線器系統42從內部端口路由到第一外部端口26和第二外部端口44。路由到第一外部端口26和/或者第二外部端口44的功率能夠用于對外部電子產品供電并且/或者能夠用于對連接到(各)外部端口的任何外部產品的任何兼容充電電池充電。總之，通過智能地選擇哪個端口作為施主和哪個端口作為受主，第一型超級集線器系統42有助于功率路由選擇并且任選地有助于數據通信。允許將電子產品插入本發明的任何端口，而不用擔心哪個電子產品應當作為施主和哪個(哪些)電子產品應當作為受主。本發明的系統智能地指定合適的端口為施主，并且指定其余端口為受主。在下面陳述的第一型超級集線器系統42小節描述了第一型超級集線器系統42的詳細操作。

第四實施例

現在參考根據本發明第四實施例的模塊對接集線器10，如圖8所示。第四實施例的模塊對接集線器10與上面公開的第一實施例的模塊對接集線器10大致相同，不同之處是第二型超級集線器系統88包含于模塊容納托架12中，。該實施例的模塊容納托架12還包含第二外部端口44，如圖7和圖8所示。該外部端口能夠是通用串行總線(usb)端口、蘋果公司的lighting端口、以太網端口、控制器局域網(can)端口、引腳連接器、或者是任何其他計算機總線。圖8示出第二型超級集線器系統88的方框圖，該第二型超級集線器系統88包含：連接到第一外部端口26的第一網關90、連接到第二外部端口44的第三網關94、以及連接到內部端口(未示出)的第二網關92，該內部端口還連接到模塊容納托架12的控制單元32。配置第二網關92，以至少將功率并且/或者任選地將數據傳遞到模塊容納托架12，該模塊容納托架12至少管理模塊容納托架12與其上連接的任何模塊之間的數據傳遞并且/或者任選地數據傳遞。配置第一網關90和第三網關94，以至少將電功率并且/或者任選地將數據傳遞到連接到外部端口的外部電子產品。第二型超級集線器系統88還包含連接到所有網關的控制系統100。例如，控制系統100能夠是現場可編程門陣列(fpga)。在一個實施例中，控制系統100還包含非臨時計算機可讀介質，用于存儲計算機可讀代碼，使得當微處理器執行其時，其給出信號，并且對第二型超級集線器系統88的所有部件進行控制，以執行并且運行特定步驟。非臨時計算機可讀介質可以包括任何類型的數據儲存器和/或者傳輸介質，包含磁介質、光介質、隨機存取存儲器(ram)、只讀存儲器(rom)、數據高速緩沖存儲器、數據對象等等。此外，存儲器可以常駐于單個物理地址，包括一種或者多種數據儲存器，也可以以各種形式分布于多個物理系統中。

現在轉到本發明的實施例的模塊對接集線器10的操作。第四實施例的模塊對接集線器10與上面公開的第一實施例的模塊對接集線器10的操作大致相同，不同之處是模塊容納托架12的第二型超級集線器系統88作為功率和/或數據通信集線器，在第一外部端口26、第二外部端口44以及內部端口之間傳遞功率和數據。功率(來自電池34或來自模塊中的電池的(如果任何這種模塊裝接到模塊容納托架12并且連接到模塊連接器24))能夠通過第二型超級集線器系統88從內部端口路由到第一外部端口26和第二外部端口44。路由到第一外部端口26和/或者第二外部端口44的功率能夠用于對外部電子產品供電并且/或者能夠用于對連接到(各)外部端口的任何外部產品的任何兼容充電電池充電。在檢測了端口的受主或者施主狀況后，本發明的第二型超級集線器系統88能夠智能地并且選擇性地將其每個網關分別設定為施主或者受主。網關與連接到相應端口的電子設備通信、將信息緩存于網關中并且或者處理數據或者通過該端口的相應網關將數據傳遞到另一個端口。在一個示例中，當第一電子產品連接到第一外部端口26時，第二型超級集線器系統88嘗試檢測第一電子產品是否作為施主。如果其作為施主，則第二型超級集線器系統88將第一網關90配置為受主，使得模塊對接集線器10至少能夠路由選擇功率并且任選地能夠與第一電子產品執行數據通信。如果第一外部設備作為受主，則相應網關90作為施主，以確保至少能夠正確實現功率路由選擇并且任選地能夠正確實現數據通信。同樣，以類似方式配置其他網關。這樣，第二型超級集線器系統能夠具有多個功率施主和數據施主。各端口的配置互相獨立。控制系統100既監視功率路由選擇又任選地監視與每個連接電子產品的數據通信。關于數據通信，需要明白，其是什么數據格式，并且將其送到哪方。如果需要，將執行數據協議轉換。例如，如果第一外部端口26是usb，并且第二外部端口44是以太網端口，則當由兩個端口發送/接收數據時，控制系統100在內部執行usb協議與以太網協議的轉換。控制系統100需要接收并且對從發送方收到的每個數據分組解封裝，然后，以接收方使用的協議格式封裝此數據。至少需要理解每個封裝的標題。第二型超級集線器系統88通過消除需要做如下判定的麻煩有助于電子產品之間的功率路由選擇并且任選地有助于其間數據通信：哪個電子產品應當作為施主，哪個要求其插入特定施主端口和哪個(哪些)電子產品應當作為(各)受主、哪個要求其/它們插入(各)受主端口。因此，第二型超級集線器系統88的優點是減輕了用戶對連接到系統的電子產品是作為施主或者作為受主的顧慮。用戶只要將電子產品插入系統中可用的任何端口，并且控制系統100將檢測該電子設備的施主/受主狀況，并且相應地配置相應網關。同時，如果需要，控制系統100還執行任何需要的數據協議轉換，以確保與外部電子產品執行正確數據交換。

第五實施例

現在參考根據本發明第五實施例的模塊對接集線器10。第五實施例的模塊對接集線器10與上面公開的第一實施例的模塊對接集線器10大致相同，不同之處在于其還包含如在第二實施例中描述的無線通信模塊40并且或者包含如在第三實施例中描述的第一型超級集線器系統42或者包含如在第四實施例中描述的第二型超級集線器系統。除了附加了如上所述的第二實施例的功能并且或者第三實施例的或者第四實施例的功能外，第五實施例的模塊對接集線器10的操作與第一實施例的模塊對接集線器10相同。

下面的段落描述第一型超級集線器系統42和第二型超級集線器系統88的實施例。

第一型超級集線器系統42

該小節中的超級集線器系統20s指第一型超級集線器系統42。

第一型超級集線器系統42的目的是通過智能地將連接到特定電子產品的端口指定為施主或者受主，來在電子產品之間實現功率路由選擇并且任選地有助于數據通信。

因此，在一個方案中，超級集線器系統20a是集線器系統(例如，多端口設備)，配置集線器系統，以在不同的電子產品之間至少提供功率路由選擇并且任選地提供數據通信，該集線器系統包含：至少兩個端口，配置該至少兩個端口，以連接不同電子產品；集線器，該集線器包含上游處理器和至少一個下游處理器，該上游處理器與集線器中的至少一個下游處理器連接；開關系統，該開關系統能夠將每個端口與上游處理器連接或者與集線器中的至少一個下游處理器連接；以及控制器，該控制器控制開關，其中每個連接路由在端口與集線器之間至少傳遞(電)功率并且任選地傳遞數據；該控制器開關，從而通過使端口中的一個路由到上游處理器，將該端口配置為施主，并且通過使剩余的每個端口路由到下游處理器，將剩余的端口配置為受主。

在一個實施例中，開關包含矩陣開關，該矩陣開關具有第一預定數量的輸入和第二預定數量的輸出。

在又另一個實施例中，至少一個檢測器通過復用器與至少一個端口連接，以檢測連接到該端口的電子產品。

在另一個方案中，第一型超級集線器系統42是一種使多端口設備操作的方法，該方法配置該多端口設備，以在不同電子產品之間提供功率路由選擇并且任選地提供數據通信，該方法包括確定多端口設備的施主－受主配置的步驟，該方法包括步驟：a)從多端口設備的至少兩個端口接收輸入信號，這兩個端口連接到不同電子產品；b)基于多個預定判據，分析每個輸入信號；c)基于多個預定判據中的至少一個判據，將至少兩個端口中的一個端口連接到多端口設備的上游處理器，并且將該選擇端口標記為施主；d)將每個剩余端口連接到多端口設備的至少一個下游處理器中的一個，并且將每個剩余端口標記為受主，所述上游處理器至少將(電)功率和/或數據傳遞到至少一個下游處理器，并且施主對電功率和數據在施主與每個受主之間的流動進行控制。

在一個實施例中，該方法還包含步驟：將施主端口重新連接到設備的至少一個下游處理器中的一個并且將其標記為受主；以及在電子產品仍連接到端口時，將一個被標記為受主的端口重新連接到設備的上游處理器并且將此端口標記為施主。

第一型超級集線器系統42有許多優點。首先，通過消除需要做如下判定的麻煩，第一型超級集線器系統42有助于電子產品之間的功率路由選擇并且任選地有助于其間數據通信：哪個電子產品應當或者正在作為或者被指定為施主，哪個要求其插入特定施主端口和哪個(哪些)電子產品應當或者正在作為或者被指定為(各)受主、哪個要求其/它們插入(各)受主端口。

通過允許電子產品插入第一型超級集線器系統42的任意端口中，能夠實現如上所述的第一型超級集線器系統42的優點，而無需擔心哪個電子產品應當或者正在作為或者被指定為施主和哪個(哪些)電子產品應當或者正在作為或者被指定為(各)受主。第一型超級集線器系統42智能地將連接到特定電子產品的端口分配為施主或者受主。第一型超級集線器系統42的另一個優點是連接到本發明的系統的電子產品能夠與一個端口保持連接的同時在施主與受主之間切換，而免去了傳統集線器那樣重新布設線纜的麻煩(例如，從受主端口拔出電子產品，而將該電子產品重新插入施主端口)。這樣能夠提高效率。“熱切換”能夠實現該優點。“熱切換”使第一型超級集線器系統42智能地、自動地并且在內部將端口在施主與受主之間轉換，在轉換的過程中電子產品可與端口保持連接，并且可以進行功率或數據交換。“熱切換”還使得在進行功率路由選擇并且任選地進行數據通信時，連接到第一型超級集線器系統42的一個端口的特定電子產品由另一個特定電子產品代替時，本發明的系統仍可以智能地、自動地在內部將端口在施主與受主之間切換。

圖9示出超級集線器系統20s的概覽，該超級集線器系統20s具有：第一端口22s、第二端口24s和第三端口26s，這些端口可與電子產品連接。每個端口可以是通用串行總線(usb)端口，也可以是蘋果公司(appleinc.)的lighting端口，還可以是任何其他公知的計算機總線。超級集線器系統20s在端口之間至少傳遞電功率和任選數據。配置超級集線器系統20s，以判定端口是施主還是受主并且將端口設定為施主或者受主。在一個示例中，超級集線器系統18s執行“熱切換(hotswap)”。“熱切換”在進行功率分布并且任選地進行數據通信時，在連接到超級集線器系統20s的電子產品呆在相同端口中時，超級集線器系統20s智能地、自動地并且在內部至少切換一次端口的施主與受主狀態。熱切換”還使得在進行功率路由選擇并且任選地進行數據通信時，連接到超級集線器系統20s的一個端口的特定電子產品由另一個特定電子產品代替時，本超級集線器系統20s仍可以智能地、自動地在內部將端口在施主與受主之間切換。。超級集線器系統20s可以包含內部電池。

在如圖10所示的本發明的超級集線器系統20s的第一實施例中，超級集線器系統20s包含開關28s和可旋轉集線器30s，該可旋轉集線器30s具有上游處理器32s、第一下游處理器34s和第二下游處理器36s。配置上游處理器32s，以將電功率并和/或數據傳遞到第一下游處理器34s和第二下游處理器36s。能夠雙向傳遞數據。開關28s由控制器(未示出)控制，配置該開關28s，以選擇性地在任意端口與上游處理器32s、第一下游處理器34s以及第二下游處理器36s之間(至少對電功率并且任選地對數據)建立連接路由。將連接上游處理器32s的端口標記為施主，而將連接第一下游處理器34s和第二下游處理器36s的端口標記為受主。在該特定實施例中，開關28s和可旋轉集線器30s都是可旋轉的，并且可旋轉集線器30s與開關28s以相同速率旋轉。開關28s還具有三個連接點，以同時與所有端口進行連接。可旋轉集線器28s還包含檢測單元(未示出)(例如，檢測器)，以檢測連接到第三端口26s的電子產品。該檢測器還連接到控制器。

在如圖11所示的超級集線器系統20s的第二實施例中，超級集線器系統20s包含矩陣開關42s和集線器38s。集線器38s包含上游處理器32s、第一下游處理器34s、第二下游處理器3s6以及兩個獨立下游處理器40s。配置上游處理器32s，以將電功率和/或數據傳遞到第一下游處理器34s、第二下游處理器36s和兩個獨立下游處理器40s。能夠雙向傳遞數據。超級集線器系統20s還包含兩個連接器44s，這兩個連接器44s連接到兩個獨立下游處理器40s。兩個獨立下游處理器40s將功率和/或數據傳遞到兩個連接器44s。每個連接器44s可以是通用串行總線(usb)連接器，也可以是蘋果公司的lighting連接器，還可以是任何其他計算機總線。矩陣開關42s包含三個輸入端和三個輸出端。輸入端連接到第一端口22s、第二端口24s和第三端口，輸出端連接到上游處理器32s、第一下游處理器34s和第二下游處理器36s。矩陣開關42s由控制器(未示出)控制，配置該矩陣開關42s，以選擇性地在任意端口與上游處理器32s、第一下游處理器34s以及第二下游處理器36s之間(至少對電功率并且任選地對數據)建立連接路由。將連接上游處理器32s的端口標記為施主，而將連接第一下游處理器34s和第二下游處理器36s的端口標記為受主。矩陣開關42s還包含檢測單元(未示出)(例如，檢測器)，以檢測連接到第三端口26s的電子產品。該檢測器還連接到控制器。由于連接器44s直接連接到兩個獨立下游處理器40s，所以始終將連接器44s標記為受主。

在如圖12所示的本發明的超級集線器系統的第三實施例中，超級集線器系統20s包含第一復用器46s、第二復用器48s、第三復用器50s、檢測器52s、集線器38s以及兩個連接器44s。在該實施例中，集線器38s和連接器44s與第二實施例中提到的集線器38s和連接器44s相同。第一端口22s、第二端口24s和第三端口26s分別連接到第一復用器46s、第二復用器48s以及第三復用器50s。每個復用器都具有四個第一端和一個第二端。每個復用器的第二端連接到其相應端口。每個復用器的四個第一端中的三個分別連接到上游處理器32s、第一下游處理器34s和第二下游處理器36s。第一復用器46s和第二復用器48s還通過其相應第四端互相連接，如圖12所示，使得在第一端口22s與第二端口24s之間能夠直接傳遞電功率并且任選地傳遞數據。在第一端口22s與第二端口24s之間直接傳遞電功率并且任選地直接傳遞數據時，這種配置可以為連接到第一端口和第二端口的電子產品省電，因為集線器38s不耗電。為了清楚起見，圖12中未示出第三復用器50s的第四個第一端。檢測器52s連接到第三端口26s，以確定什么類型的電子設備連接到第三端口26s。每個復用器都由控制器(未示出)控制，配置每個復用器，以在其連接端口與上游處理器32s或者第一下游處理器34s以及第二下游處理器36s之間(至少對于電功率并且任選地對于數據)選擇性地建立連接路由，如圖12所示。將連接上游處理器32s的端口標記為施主，而將連接第一下游處理器34s和第二下游處理器36s的端口標記為受主。在一個特定實施例中，將檢測器52s集成于控制器中。在另一個實施例中，檢測器52s還連接到第一端口22s和/或者第二端口24s。在另一個實施例中，檢測器52s還連接到檢測器復用器(未示出)，該檢測器復用器(未示出)還連接到所有端口。這樣，單個檢測器52s能夠選擇性地連接到每個端口。在又另一個實施例中，每個端口還連接到其相應檢測器，以檢測什么類型的電子產品連接到相應端口。在一個特定實施例中，第一端口22s連接到可檢測電話的檢測器，以確定電話是否連接到第一端口22s。

在如圖13所示的本發明的超級集線器系統的第四實施例中，超級集線器系統20s在第一外圍設備/裝備54中實現，該第一外圍設備/裝備54s能夠裝接到便攜式設備。在一個實施例中，第一外圍設備/裝備是便攜式充電器或者保護外殼。便攜式設備的便攜式充電器或者保護外殼包含模塊對接集線器60s和超級集線器系統20s，該超級集線器系統20s還包含第一復用器46s、第二復用器48s、第三復用器50s、檢測器52s、集線器38s和控制器56s。如果第一外圍設備/裝備54s是便攜式充電器，則附加充電電池(未示出)包含于第一外圍設備54s或者超級集線器系統20s中。模塊對接集線器60s可容納多個模塊58s。模塊58s具有特定功能，包含但并不局限于包含(各)傳感器、(各)致動器、(各)電池組、或者這些的組合。模塊58s與模塊對接集線器60s之間的連接能夠是usb、蘋果公司的lighting端口或者任何計算機總線。超級集線器系統20s中連接到控制器56s的集線器38s、第一復用器46s、第二復用器48s、第三復用器50s和檢測器52s與第三實施例中提及的相同。第一復用器46s和第二復用器48s還互相連接(圖13中未示出)。第一端口22s、第二端口(未示出)和第三端口26s分別連接到第一復用器46s、第二復用器48s和第三復用器50s。第二端口直接連接到模塊對接集線器60s，并且還通過控制器56s連接到第二復用器48s。第二復用器48s通過控制器56s連接到模塊對接集線器60s。該實施例的控制器56s用作第二復用器48s與模塊對接集線器60s的網關，這樣，控制器56s始終作為模塊的施主，并能夠將模塊對接集線器60的狀況設定為主機(施主)或者客戶(或者受主)。控制器56s還控制第一復用器46s、第二復用器48s、第三復用器50s，從而在端口22s、26s中的一個或者第二端口/模塊對接集線器60s與上游處理器32s或者第一下游處理器34s或者第二下游處理器36s之間選擇性地建立連接路由。將連接上游處理器32s的端口或者第二端口/模塊對接集線器60s標記為施主，而將連接第一下游處理器34s和第二下游處理器36s的端口或者第二端口/模塊對接集線器60s標記為受主。檢測器52s連接到第三端口26s。配置檢測器52s，以檢測什么類型的電子產品連接到第三端口26s。在一個特定實施例中，檢測器52s集成于控制器中。在另一個實施例中，檢測器52s還連接到第一端口和/或者第二端口/模塊對接集線器60s。在另一個實施例中，檢測器52s還連接到檢測器復用器(未示出)，該檢測器復用器還連接到所有端口。這樣，單個檢測器52s能夠選擇性地連接到每個端口。在又另一個特定實施例中，每個端口還連接到其相應檢測器，以確定什么類型的電子產品連接到其相應端口。請注意，為了清楚起見，圖13僅示出一個這種連接配置。即，第一復用器46s連接到上游處理器32s，但是在實際實施中，在第一復用器46s與第一下游處理器34s和第二下游處理器36s之間也存在電連接。類似地，第二復用器48s和第三復用器50s也連接到上游處理器32s、第一下游處理器34s和第二下游處理器36s。

在如圖14所示的本發明的超級集線器系統的第五實施例中是第一外圍設備/裝備的變型62s。該實施例的第一外圍設備/裝備的變型62s與第四實施例所示的第一外圍設備/裝備54s類似。然而，其還包含獨立下游處理器40s，該獨立下游處理器40s在模塊對接集線器60s中的模塊連接集線器處直接連接到模塊對接集線器60s。模塊連接集線器作為(各)連接模塊與獨立下游處理器40s之間通信的集線器。模塊對接集線器60s與獨立下游處理器40s之間的連接能夠是usb、蘋果公司的lighting或者任何公知計算機總線。控制器56s還通過spi(串行外設接口)和/或者mipi(移動行業處理器接口)或者任何其他計算機總線連接到模塊對接集線器60s。

系統(例如，上面建議的實施例)通常包括存儲器，該存儲器可以包括任何類型的數據儲存器和/或者傳輸介質，包含：磁介質、光介質、隨機存取存儲器(ram)、只讀存儲器(rom)、數據高速緩存、數據對象等等。此外，存儲器可以常駐于單個物理地點，包括一種或者多種數據儲存器，也可以以各種形式分布于多個物理系統中。存儲器含有計算機可讀程序，控制器56s可以是中央處理單元(cpu)，當被控制器56執行時，該計算機可讀程序使控制器56s執行下面陳述的步驟中的至少一部分。控制器56s對檢測器和復用器提供信號和從檢測器和復用器接收信號，以執行上面陳述的步驟和下面陳述的操作。

第一型超級集線器系統20s能夠執行任意實施例所述的操作，端口可不連接電子產品，或者連接到從如下構成的組中選擇的電子產品：便攜式設備(帶或者不帶內部電池)、施主電子設備(例如，始終作為施主的電子設備，例如，臺式計算機或者筆記本電腦)、供電器(例如，充電器或者電池充電器)、附件(例如，usb閃速設備、鍵盤和鼠標)或者模塊對接集線器60s(內部帶或者不帶電池模塊)。基于其端口連接的，產品類型本發明的超級集線器系統20s在相應連接端口與上游處理器32s或者第一下游處理器34s和第二下游處理器36s之間選擇性地建立連接路由。將連接上游處理器32s的端口標記為施主，而將連接第一下游處理器34s和第二下游處理器36s的端口標記為受主。連接路由用于傳遞電功率并且任選地傳遞數據。

對于數據通信/傳遞，選擇什么端口作為施主(數據施主)的優先權排序如下。對連接到施主電子設備(例如，始終作為施主的電子設備，例如，臺式計算機或者筆記本電腦)的端口給予最高優先權。然后，如果便攜式設備支持對接模式(dockingmode)，則對連接到處于對接模式的便攜式設備的端口給予第二優先權。此外，對連接到作為主機(施主)的便攜式設備的端口給予第三優先權。第三優先權的條件是在供電器與超級集線器系統20s之間必須沒有連接。此外，所連接的模塊對接集線器60內也沒有電池模塊。對連接到模塊對接集線器60s的端口給予最低優先權。該條件就是沒有便攜式設備連接到超級集線器系統20s，或者便攜式設備不支持對接模式并且便攜式設備的電池電量低(例如，<5％)。表1中概括了選擇哪個端口作為施主的優先權排序。

表1

如果兩個或者多個類似的或者相同的電子產品連接到第一型超級集線器系統20(例如，臺式計算機和筆記本電腦或者兩個便攜式設備)的端口，則用戶來決定哪個端口將變成施主。

對于功率路由選擇，圖15示出根據超級集線器系統20s的實施例的功率輸出優先權(當列于圖15中的“功率輸出優先權”項下的兩個或者多個設備連接到端口時，選擇哪個端口作為供電的施主的優先權)和功率輸入優先權(從施主端口接收功率的(各)端口的優先權；請注意，從施主接收功率的(各)端口被標記為(各)受主)。如前面在本小節的開頭處所做的定義，下面描述圖15的段落中的“施主”和“受主”指“功率施主”和“功率受主”。如下是對選擇哪個端口作為供給功率的施主的排序(從最高到最低)：從連接到(1)供電器、(2)施主電子設備(例如，始終作為施主的電子設備，例如，臺式計算機或者筆記本電腦)、(3)內部具有電池模塊的模塊對接集線器60s、(4)超級集線器系統20的內部電池、以及(5)便攜式設備的內部電池的端口。如果(a)便攜式設備不支持對接模式，并且其內部電池需要充電，并且連接系統20s的控制器56，或者(b)沒有便攜式設備連接到超級集線器系統20s并且控制器56s沒有睡眠并且有兩個活躍端口，則使用第一型超級集線器系統20s的內部電池。

關于上面提及的第一優先權(情況i)：當選擇連接到供電器的端口作為供給功率的施主時，根據下面的優先權(從最高到最低)將功率送到下面的設備：(1)便攜式設備，以對其內部電池充電，直到其電池電量達到10％，(2)型超級集線器系統20s，以對其內部電池充電，直到100mah，(3)連接到超級集線器系統20s的任何電子設備，(4)便攜式設備，以對其內部電池充電，直到其充滿，(5)超級集線器系統20s，以對內部電池充電，直到充滿，以及(6)連接到模塊對接集線器60s的任何電池模塊，直到充滿(如果連接了一個以上的電池模塊，則充電優先權應當從連接的電池模塊中具有最高電池電量百分比的電池模塊開始)。

關于上面提及的第二優先權(情況ii)：當選擇連接到施主電子設備(例如，始終作為施主的電子設備，例如，臺式計算機或者筆記本電腦)的端口作為用于供給功率的施主時，根據下面的優先權(從最高到最低)，將功率供給下面的設備：(1)便攜式設備，以對其內部電池充電，直到其電池電量達到10％，(2)超級集線器系統20s，以對其內部電池充電，直到100mah，(3)連接到超級集線器系統20s的任何電子設備，(4)便攜式設備，以對其內部電池充電，直到其充滿，(5)超級集線器系統20s，以對內部電池充電，直到充滿，以及(6)連接到模塊對接集線器60s的任何電池模塊。

關于上面提及的第三優先權(情況iii)：當選擇連接到內部具有電池模塊的模塊對接集線器60s的端口作為用于供給功率的施主時，根據下面的優先權(從最高到最低)，將功率供給下面的設備：(1)便攜式設備，以對其內部電池充電，直到其電池電量達到10％(僅當模塊對接集線器60s中的電池模塊的最大輸出電流足夠高時；否則僅對其一部分供電或者跳過其或者使其與其他電源組合。)，(2)超級集線器系統20s，以對其內部電池充電，直到100mah，(3)連接到超級集線器系統20s的任何電子設備(僅當模塊對接集線器60s中的電池模塊的最大輸出電流足夠高時；否則僅對其一部分供電或者跳過其或者使其與其他電源組合；此外，用戶能夠選擇是否將功率供給連接到超級集線器系統60s的任何電子設備)，以及(4)便攜式設備，以對其內部電池充電，直到其充滿。在一個實施例中，連接到模塊對接集線器60s的電池模塊可以含有多個電池模塊。在這種情況下，在從較高電池電量的電池模塊抽吸功率直到其達到5％之前，首先從具有最低電池電量的電池模塊抽吸功率，直到其達到5％。

關于上面提及的第四優先權(情況iv)，當選擇連接到超級集線器系統20的內部電池的端口作為用于供給功率的施主時，根據下面的優先權(從最高到最低)，將功率供給下面的設備：(1)便攜式設備，以對其內部電池充電，直到其電池電量達到10％，(2)連接到超級集線器系統20s的任何電子產品(直到超級集線器系統20s的內部電池等于或者低于100mah)，以及(3)便攜式設備，以對其內部電池充電，直到其充滿(直到超級集線器系統20s的內部電池等于或者低于100mah)。僅當超級集線器系統20s中的內部電池的最大輸出電流足夠高時；否則僅對其一部分供電或者跳過其或者使其與其他電源組合。

關于上面提及的第五優先權(情況v)：當選擇連接到便攜式設備的內部電池的端口作為用于供給功率的施主時，根據下面的優先權(從最高到最低)，將功率供給下面的設備：(1)超級集線器系統20s，以對內部電池充電，直到10％，以及(2)連接到超級集線器系統20s的任何電子產品。情況v繼續操作，直到便攜式設備的內部電池的電池電量降低到低于特定閾值(例如，等于或者低于20％)。

下面是說明超級集線器系統20s在不同境況下根據功率路由選擇的操作的示例。在該示例中，超級集線器系統20s通過從其內部電池抽吸功率開始其操作，如情況iv所示，供給功率。如果超級集線器系統20s的內部電池用盡，或者如果超級集線器系統20s的內部電池的電池電量降低到低于某個電量(例如，低于5％)，則超級集線器系統20s將從便攜式設備的內部電池抽吸功率。如情況v所示，供給功率。然后，如果超級集線器系統20s連接到供電器，則超級集線器系統從該供電器抽吸功率，并且如情況i所示，供給功率。

超級集線器系統20s還能夠根據另一個特定示例性實施例操作。在該實施例中，第一端口22s和第二端口24s分別連接到便攜式設備和模塊對接集線器60s。可以是智能電話的便攜式設備可以被設定為三種模式中的任何一種，即，施主、受主和對接模式。便攜式設備通常在設備中包含至少一個充電電池。第三端口26s保留開啟，用于連接到外部設備。從由如下構成的組中選擇外部設備：施主電子設備、供電器和電子附件。

在該特定示例性實施例中，功率邏輯如下。超級集線器系統20s首先通過純硬件(而無需任何軟件或者控制器運行)從任何潛在可用電源抽吸功率，以自我喚醒。潛在可用電源可以是如下中的：模塊對接集線器60s的內部電池、連接到模塊對接集線器60s的電池模塊、便攜式設備的內部電池、施主電子設備和/或者供電器。超級集線器系統20s蘇醒后，其首先檢測是否存在連接到第三端口26s的供電器。如果供電器連接到第三端口26s，則超級集線器系統20s首先檢測(1)便攜式設備中的電池電量是否低于100％并且(2)模塊對接集線器60中是否存在電池模塊或者超級集線器系統20s中是否存在內部電池。關于(1)，如果便攜式設備中的電池電量低于100％，則供電器對便攜式設備供電，以對其內的電池充電。如果相反，則不對便攜式設備中的電池充電，并且便攜式設備不對超級集線器系統20s供電。關于(2)，如果在模塊對接集線器60s中存在至少一個電池模塊，則超級集線器系統20s將確定電池模塊中的電池電量是否低于100％。如果其低于100％，則供電器對模塊對接集線器60供電，以對電池模塊充電。否則，則不對模塊對接集線器60的電池模塊充電，并且模塊對接集線器60s不對超級集線器系統20s供電。在這種情況下，充電器是供電施主。

如果供電器連接到第三端口26s，則超級集線器系統20s將檢測模塊對接集線器60s是否存在電池模塊，或者超級集線器系統20s中是否存在內部電池。如果模塊對接集線器60s中不存在內部電池，則電話將作為供電施主。

如果模塊對接集線器60s中存在電池模塊或者超級集線器系統20中存在內部電池，則超級集線器系統20s檢測電池模塊或者內部電池是否具有高于5％的電池電量。如果具有，則模塊對接集線器60s是供電施主，并且對便攜式設備中的電池充電。如果不具有，則電話作為供電施主。

在該特定示例性實施例中，超級集線器系統20s的操作存在兩種特殊情況。第一種情況是當超級集線器系統20s作為偽施主時。在這種情況下，超級集線器系統20s從供電器接收功率，并且在自認為是施主的同時，利用來自供電器的功率對其他端口供電。第二種情況是當便攜式設備處于對接模式時。在對接模式中，在便攜式設備接收功率時，便攜式設備是施主(這樣，將連接到其的端口指定為施主)。

圖16示出根據超級集線器系統20s的又另一個實施例對于功率路由選擇確定哪個端口是施主和哪個端口是受主的流程圖。如前面在本小節的開頭處所做的定義，下面描述圖16的段落中的“施主”和“受主”指“功率施主”和“功率受主”。為了確定上面提及的“功率施主”和“功率受主”，在步驟64s，超級集線器系統20s的控制器56s首先檢驗第三端口26s是否連接到外部設備。請注意，第三端口26s是否連接到外部設備或者什么類型的外部設備連接到第三端口(如果外部設備被連接)的信息從檢測器52s反饋到控制器56s。然后，在收到該信息后，控制器基于給予的信息執行下面的操作。在檢驗步驟64s之后，如果第三端口26s未連接到外部設備，則在步驟66s，超級集線器系統20s檢測電池模塊是否對接于模塊對接集線器60s處(如果其連接到該端口)。如果電池模塊對接于模塊對接集線器60s處并且連接到超級集線器系統20s，則超級集線器系統20s確定連接到模塊對接集線器60s的端口本身作為施主。在這種情況下，如果電池模塊中的電量等于或者大于其滿容量的5％，則將由電池模塊對便攜式設備供電。利用供給便攜式設備的功率對其內的電池充電。如果電池模塊低于其容量的5％，則便攜式設備對自己和模塊對接集線器60s供電。如果沒有電池模塊對接于模塊對接集線器60s處，則連接便攜式設備的端口變成施主。便攜式設備對自己和模塊對接集線器60s供電。

如果存在連接到第三端口26s的外部設備并且所連接的外部設備是計算機，則在步驟68s，超級集線器系統20s將第三端口26s設定為施主。在這種情況下，從計算機對便攜式設備和模塊對接集線器60s供電。如果連接到第三端口26s的外部設備是供電器，則在步驟70s，超級集線器系統20s將連接到模塊對接集線器60s的端口本身設定為施主，而將其余端口設定為受主。由于供電器沒有智能，所以超級集線器系統20s僅允許純供電器單元對模塊對接集線器60s和便攜式設備供電，而不將連接到供電器的端口設定為施主。在這種情況下，如果便攜式設備中的電池和與模塊對接集線器60對接的電池模塊(如果存在)不滿，則供電器將對便攜式設備中的電池和與模塊對接集線器60s對接的電池模塊(如果存在)充電。如果外部設備是電子附件，則不將第三端口26s設定為施主。在步驟72s，超級集線器系統20s確定連接到模塊對接集線器60s的端口或者連接到便攜式設備的端口是否是施主。步驟72s確定是否存在對接于模塊對接集線器60s處并且連接到超級集線器系統20s的電池模塊。如果情況是這樣，則超級集線器系統20s連接到模塊對接集線器60s的端口確定為施主。在這種情況下，如果電池模塊等于或者大于電池的5％，則從電池模塊對模塊對接集線器60s對便攜式設備和電子附件供電。利用供給便攜式設備的電對該設備中的電池充電。如果電池模塊小于電池的5％，則便攜式設備對自己、電子附件和模塊對接集線器60s供電。如果沒有對接于模塊對接集線器60s處的電池模塊，則連接便攜式設備的端口變成施主。便攜式設備將對自己、電子附件和模塊對接集線器60s供電。一個以上的電池模塊能夠對接于模塊對接集線器60s處。

圖17是示出連接到usb端口的檢測器52s的操作示例的流程圖。其列出檢測器52s如何確定第三端口26s連接到外部設備或者什么類型的外部設備連接到第三端口26s(如果連接了外部設備)。配置檢測器52s，以對外部設備分配標記，利用該標記確定第三端口26s是否連接到外部設備或者什么類型的外部設備連接到第三端口26s(如果連接了外部設備)。例如，對于外部設備有五個標記，即，(1)空，(2)供電，(3)設備，(4)施主和(5)充電器。空標記指檢測器52s沒有連接到任何產品連接到端口(“檢測端口(detectedport)”)。供電標記指電源連接到檢測端口。設備標記指電子附件連接到檢測端口。施主標記指計算機連接到檢測端口。最后，充電器標記指充電器連接到檢測端口。

首先，在步驟74s，檢測器52s通過至少一個usb引腳(例如，功率引腳、id引腳)從模數轉換器(“adc”)獲取電壓(至少一個電壓電平)(例如，檢測器52s獲取從功率引腳讀取的功率)，以基于獲取的電壓對外部設備分配初始標記。

如果選擇初始標記空，則執行步驟76s，以對外部設備分配最終標記，并且最終確定外部設備。在步驟76s，檢測器52s首先檢驗外部設備的usbid引腳是否低。如果其低，則對外部設備分配設備標記。然后，檢驗來自外部設備的usb功率，以查看其是否大于或者等于3.3v。如果情況不是這樣，則不對外部設備設定設備標記，并且外部設備被確定為電子附件。如果情況是這樣，則對外部設備分配新供電標記，并且外部設備被確定為電源。如果外部設備的usbid不低，則檢測器52s檢驗通過adc來自外部設備的usb功率，以查看其是否大于或者等于3.3v。如果情況是這樣，則對外部設備分配供電標記，并且外部設備被確定為電源。相反，則對外部設備設定設備標記，并且外部設備被確定為電子附件。

如果選擇初始標記供電，則執行步驟78s。首先，檢驗通過adc來自外部設備的usb功率是否小于或者等于3.3v。如果情況是這樣，則分配空標記。然后，執行第二測試。在第二測試中，檢驗通過adc來自外部設備的usb功率，以在第二測試中查看其是否大于或者等于1v。如果情況不是這樣，則在第一步驟，直接執行第二測試。如果通過adc來自外部設備的usb功率不大于或者等于1v(即，第二測試的“否”)，則檢驗通過adc來自外部設備的usb功率，以查看其是否小于或者等于0.1v。如果情況是這樣，則對外部設備分配新施主標記，并且該設備被確定為計算機。如果情況不是這樣，則不改變分配的相應標記，并且基于第一步驟的結果，外部設備或者被確定為無或者被確定為電源。如果在第二測試中，通過adc來自外部設備的usb功率大于或者等于1v(即，第二測試中的“是”)，則檢驗外部設備的usbdp，以查看其是否在100ms內沒有被下拉。如果情況不是這樣，則不改變分配的相應標記，并且基于第一步驟的結果，外部設備或者被確定為無或者被確定為電源。如果情況是這樣，則分配新充電標記，并且外部設備被確定為充電器。

如果選擇初始標記設備，則執行步驟80s。首先，檢測器52s檢測外部設備的usbid引腳是否高。如果情況是這樣，則分配新空標記，并且該外部設備被確定為無。如果情況不是這樣，則該外部設備被確定為電子附件。

如果選擇初始標記施主，則執行步驟82s。首先，檢驗通過adc來自外部設備的usb功率是否大于或者等于1v。如果情況是這樣，則分配新空標記，并且該外部設備被確定為無。如果情況不是這樣，則該外部設備被確定為計算機。

如果選擇初始標記充電器，則執行步驟84s。首先，檢驗通過adc來自外部設備的usb功率是否大于或者等于1v。如果情況是這樣，則分配新空標記，并且該外部設備被確定為無。如果情況不是這樣，則該外部設備被確定為充電器。

盡管超級集線器系統參考特定實施例，但是本技術領域內的技術人員明白，這些具體細節的變型可以實施超級集線器系統20s。因此，不應當認為本發明理解局限于上面闡述的實施例。

例如，關于端口、連接器、檢測器和復用器的數量，能夠采用任何數量的端口、連接器、檢測器和復用器，只要其不偏離超級集線器系統20s的旨在用途。

請注意，盡管上述示例的檢測器52s的操作配用usb端口，但是通過對上述構造和/或者方法進行某些變更，還能夠對lighting端口和任何其他計算機總線執行檢測器52s對電子產品的檢測，而不脫離該范圍(例如，獲得正確otg信號或者lighting端口信號，用于標記并且確定外部設備)。

此外，盡管上面的說明僅指出第一端口連接到便攜式設備，第二端口連接到獨立模塊對接集線器，或被獨立模塊對接集線器代替，第三端口連接到外部設備，但是只要其不偏離超級集線器系統20s的旨在用途，可以對便攜式設備、模塊集線器和外部設備任意分配端口。

因此，前文已描述了第一型超級集線器系統42。

第二型超級集線器系統88

第二型超級集線器系統是一種集線器系統(例如，多端口設備)，配置該集線器系統，以在不同電子產品之間至少提供功率路由選擇并且任選地提供數據通信，該集線器系統包含：至少兩個端口，配置該至少兩個端口，以與不同電子產品連接；至少兩個網關，該網關分別連接到端口；以及控制系統，該控制系統連接到網關；其中每個網關分別檢測連接到端口的電子產品的施主/受主狀況；其中配置該控制系統，以控制每個網關，從而執行自配置，以匹配連接到端口的每個電子產品的施主/受主狀況；其中配置該控制系統，以在每個端口之間建立連接路由，用于在每個端口之間至少傳遞電功率并且任選地傳遞數據。

在又另一個方案中，本發明是一種使多端口設備操作的方法，配置該多端口設備，以在不同電子產品之間至少提供功率路由選擇并且任選地提供數據通信，該方法包括步驟：a)從該多端口設備的至少兩個端口接收輸入信號，其中端口連接到不同電子產品；b)基于多個預定判據，分析連接到電子產品的端口的每個輸入信號，檢測每個電子產品的施主/受主狀況；c)配置該多端口設備，以匹配連接到該多端口設備的每個電子產品的施主/受主狀況；其中在電子產品與多端口設備之間，至少能夠交換功率并且任選地交換數據。

圖19示出本發明的第二型超級集線器系統的具體實施。在能夠裝接到便攜式設備中的第二外圍設備/裝備102中實現第二型超級集線器系統88。在一個實施例中，第二外圍設備/裝備是便攜式充電器或者保護外殼。便攜式充電器或者便攜式設備的保護外殼保護模塊對接集線器60s和第二型超級集線器系統88，該第二型超級集線器系統88還包含第四復用器104、第五復用器106、第六復用器108、復用器集線器110、兩個檢測器52s、集線器38s以及第二型超級集線器系統控制單元86。第一端口22s和第三端口26s分別連接到第四復用器104和第五復用器106。第二型超級集線器系統控制單元86可以是中央處理單元(cpu)、專用集成電路(asic)、現場可編程門陣列(fpga)或者任何其他智能芯片。集線器38s包含上游處理器32s、第一下游處理器34s和第二下游處理器36s。配置上游處理器32s，以將電功率并且任選地將數據傳遞到第一下游處理器34s和第二下游處理器36s。在上游處理器和下游處理器之間，能夠雙向傳遞數據。配置復用器集線器110，以連接到第四復用器104、第五復用器106和第六復用器108。如果需要，通過復用器集線器110能夠在第一端口22s與第三端口26s之間建立直接連接路由，而無需通過控制單元。第五復用器106還連接到下游處理器36s。第六復用器108還連接到第四復用器104和第二型超級集線器系統控制單元86。第二型超級集線器系統控制單元86連接到上游處理器32s。兩個檢測器52s中的每個分別連接到第一端口22s和第三端口26s，以檢測什么類型的電子產品連接到端口。在一個特定實施例中，每個檢測器52s集成到第四復用器104和第五復用器106中。在另一個實施例中，檢測器52s還連接到檢測器復用器(未示出)，該檢測器復用器還連接到所有端口。這樣，單個檢測器52s能夠選擇性地連接到每個端口。第二端口24s(圖10所示)變成將模塊對接集線器60s連接到下游處理器34的內部端口，并且因此，在圖18中未示出。配置模塊對接集線器60s，以容納多個模塊58s。模塊58s具有特定功能，并且包含但并不局限于：(各)傳感器、(各)電池組或者這些的組合。模塊58s與模塊對接集線器60s之間的連接能夠是usb、蘋果公司的lighting端口或者任何計算機總線。如果第二外圍設備/裝備102是便攜式充電器，則在第二外圍設備/裝備102或者第二型超級集線器系統88包含額外充電電池。

現在轉到本發明的第二型超級集線器系統的第二實施例的第二外圍設備/裝備102的操作。第二型超級集線器系統88作為第一端口22s與第三端口26s之間的功率路由選擇和任選地數據通信集線器。路由到端口的功率能夠用于對外部電子產品供電并且/或者對連接到(各)端口的外部產品中的任何兼容充電電池充電。通過檢測器52s檢測到端口的相應受主或者施主狀況后，本發明的第二型超級集線器系統88能夠智能地并且選擇性地將第一端口22s和第三端口26s設定為每個端口的各自獨立的功率施主、功率受主、數據施主或者數據受主。直接連接到模塊對接集線器60s并且還連接到下游處理器34s的第二端口24s被始終標記為數據受主，因為其連接到下游處理器。這樣，模塊對接集線器60s和內部的模塊58s始終被標記為數據受主。該特定實施實現前面的段落中描述的第二型超級集線器系統88的特征和操作。特別是，其將檢測連接到端口22s和/或者端口26s的(各)電子產品的施主/受主狀況，并且建立連接路由來實現正確數據通信和功率交換。

第二型超級集線器系統88能夠根據本發明的實施例操作，端口可以不與電子產品連接，或者連接到從由如下構成的組中選擇的電子產品：施主電子設備(例如，始終作為施主的電子設備，諸如，臺式計算機或者筆記本電腦)、供電器(例如，充電器或者電池充電器)、便攜式設備(例如，具有android或者ios操作系統的智能電話)或者電子附件(例如，usb閃速驅動器、鍵盤和鼠標)。本發明的第二型超級集線器系統88能夠基于其端口連接的產品類型來在其連接端口之間選擇性地建立連接路由。連接路由用于傳遞電功率并且任選地傳遞數據。

關于功率路由選擇，如下從最高到最低對功率輸出優先權(選擇哪個端口作為供電施主(功率施主))排序：從連接到如下的端口開始：(1)供電器，(2)施主電子設備，(3)內部具有電池模塊的模塊對接集線器，(4)第二型超級集線器系統88的內部電池，以及(5)便攜式設備的內部電池。

關于數據通信/傳遞，如下從最高到最低對選擇哪個端口作為施主(數據施主))排序：從連接到如下的端口開始：(1)施主電子設備，(2)第二型超級集線器系統88的第二型超級集線器系統控制單元86，(3)連接到第二型超級集線器系統88的便攜式設備。連接到第二型超級集線器系統的便攜式設備能夠同時既作為功率施主又作為數據受主。如果第二型超級集線器系統88的內部電池供電，則連接到端口的便攜式設備既作為功率受主又作為數據受主。如果第二型超級集線器系統88的內部電池用盡或者第二型超級集線器系統88的內部電池的電池電量降低到低于某個電量(即，低于5％)，則便攜式設備的內部電池供電，這意味著便攜式設備是功率施主。但是便攜式設備仍是數據受主，因為第二型超級集線器系統88是數據施主。

下面是示出在不同境況下第二型超級集線器系統88關于功率路由選擇和數據通信/傳遞的操作的示例。在該示例中，第二型超級集線器系統88的第二端口24s連接到模塊對接集線器60s。如果檢測是否操作連接到第一端口22s或者第三端口26s的電子產品，第二型超級集線器系統88開始其操作。如果沒有電子產品連接到這兩個端口，則第二型超級集線器系統控制單元86既作為功率施主又作為數據施主。模塊對接集線器60s及其內的所有模塊58s是功率受主和數據受主。然而，如果電池模塊耦合到模塊對接集線器60s，則模塊對接集線器60s是功率施主和數據受主，并且因此第二型超級集線器系統控制單元86是功率受主和數據施主。如果始終作為施主的電子設備(諸如，臺式計算機或者筆記本電腦)連接到第一端口22s或者第三端口26s，則該設備既是功率施主又是數據施主。因此，第二型超級集線器系統88的第二型超級集線器系統控制單元86是數據受主，并且模塊對接集線器60s的內部電池/模塊對接集線器60s是功率受主。如果供電器連接到第一端口22s或者第三端口26s，則供電器是功率施主，而控制單元86仍是數據施主。因此，第二型超級集線器系統88的內部電池是功率受主。如果電子附件連接到第一端口22s或者第三端口26s，則如果模塊對接集線器60s內沒有電池模塊，則第二型超級集線器系統控制單元86仍既是功率施主又是數據施主。如果電子附件連接到第一端口22s或者第三端口26s并且電池模塊耦合到模塊對接集線器60s，則第二型超級集線器系統控制單元86是數據施主并且模塊對接集線器60s是功率施主。

第二型超級集線器系統88還能夠根據本發明的另一個示例性實施例操作。在該實施例中，第一端口22s和第二端口24s連接到便攜式設備和模塊對接集線器60s。便攜式設備通常在設備中包括至少一個充電電池。第二型超級集線器系統88從其自己的內部電池或者內部具有電池模塊的模塊對接集線器60s抽吸功率。第二型超級集線器系統88的第二型超級集線器系統控制單元86作為數據施主。如果模塊對接集線器60內具有電池模塊并且第二型超級集線器系統88的內部電池用盡或者內部電池的電池電量降低到低于某個電量(例如，低于5％)，則第二型超級集線器系統88從便攜式設備的內部電池抽吸功率。然后，便攜式設備作為功率施主和數據受主(第二型超級集線器系統控制單元86是數據施主)。第三端口26s是保持開啟，用于連接到外部設備。從由施主電子設備、供電器和電子附件構成的組中選擇外部設備。如果第二型超級集線器系統88的第三端口26s連接到始終作為施主的電子設備(諸如，臺式計算機或者筆記本電腦)，則該設備既是功率施主又是數據施主。因此，既對于功率又對于數據，第二型超級集線器系統88的第二型超級集線器系統控制單元86和連接到第一端口22s的便攜式設備都被設定為受主。如果第二型超級集線器系統88的第三端口26s連接到供電器，則供電器是功率施主，而第二型超級集線器系統88的第二型超級集線器系統控制單元86是數據施主。如果第二型超級集線器系統88的第三端口26s連接到電子附件，則第二型超級集線器系統88的控制單元86是數據施主，并且內部具有電池模塊的模塊對接集線器60s或者第二型超級集線器系統88的內部電池作為功率施主。如果模塊對接集線器6s0內沒有電池模塊并且第二型超級集線器系統88的內部電池用盡或者第二型超級集線器系統88的內部電池的電池電量降低到低于某個電量(例如，低于5％)，則第二型超級集線器系統88從便攜式設備抽吸功率，以對電子附件和該系統供電。然后，便攜式設備既是功率施主又是數據受主(第二型超級集線器系統控制單元86是數據施主)。

因此，全面描述了本發明的示例性實施例。盡管該描述參考特定實施例，但是本技術領域內的技術人員明白，這些具體細節的變型可以實施本發明。因此，不應當認為本發明理解局限于上面闡述的實施例。

例如，梁18在上表面上沿著框架16的縱軸從框架16的一端延伸到框架16的對置端，如在第一實施例中所述(也適用于上面闡述的所有實施例)，但是顯然，能夠將另一個梁18附加在下表面，其中梁18在該下表面上沿著縱軸從框架16的一端延伸到框架16的對置端。此外，梁18能夠是某種形狀的主架(例如，彎曲的并且不是直線的)。此外，能夠改變對接空間22的數量。其能夠是任何數量的對接空間22。此外，在第一實施例中(也適用于上面闡述的所有實施例)，鎖定機構20由兩個相鄰對接空間22共用。顯而易見，能夠采用不同的鎖定機構。一個對接空間22能夠具有其自己的鎖定機構。此外，還從由軌道、機械連接器、氣動連接器和磁連接器構成的組中選擇鎖定機構。此外，每個對接空間22還可以至少包含軌道，以有助于裝接模塊。示出圖形和/或者單詞的lcd或者led顯示器能夠用作顯示器30，配置該顯示器30，以提供關于模塊容納托架12和裝接的模塊14的狀況的信息。此外，通過無線(例如，通過wi-fi或者藍牙或者任何無線通信)，能夠在模塊容納托架12與(各)模塊之間進行數據通信。在這種情況下，即使模塊未位于對接空間22處，模塊仍能夠與模塊容納托架12通信。

在特定實施例中，每個對接空間的尺寸或者是預定標準尺寸，或者預定標準尺寸的倍數。在又另一個實施例中，所有對接空間具有預定標準尺寸。

第一實施例中描述的內部電池34(也適用于上面闡述的所有實施例)能夠是能夠對模塊對接集線器10提供電功率的任何類型的動力電池(electricbattery)。此外，能夠利用其他類型的電源代替電池。例如，只要其能夠對模塊對接集線器10供給電功率，還能夠采用具有電池或者電容器的光電池(photoelectriccell)、燃料電池或者等同。

還應當注意，如在第三實施例中描述的外部端口的數量(也適用于上面闡述的第四和第五實施例)不需要局限于一個或者兩個。其能夠是任何數量的外部端口。所有外部端口還能夠是微型usb端口，也能夠是任何其他標準的端口。此外，只要不偏離本發明的旨在用途，能夠采用任何數量的連接器、檢測器、復用器和網關。

此外，應當將前面的描述中的閾值數量(例如，低于5％的電池電量；將超級集線器系統20s的內部電池充到100ma)理解為僅是說明性的，而沒有限制性意義。因此，閾值數量可以與前面的描述中建議的數量不同。此外，用戶和/或者制造商能夠對第一型超級集線器系統42和第二型超級集線器系統88的數據傳遞和供電的優先權列表的順序進行調節。