CN104714184B - 通过单引脚检测电池id和电池温度的检测装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了通过单引脚检测电池ID和电池温度的检测装置及方法，检测装置包括电池模块、温度传感器和中央处理器；电池模块具有电池正极引脚、电池负极引脚和电池温度引脚，内置有热敏电阻和电池；温度传感器获取移动终端的基准温度并传输给中央处理器，中央处理器获取电池温度引脚上的第一电压，根据第一电压计算热敏电阻的第一阻值；中央处理器判断温度传感器持续获取的一温度与基准温度的差值大于预设温度时，记录温度为参考温度并获取此时电池温度引脚上的参考电压，根据该参考电压计算热敏电阻的参考阻值；及根据基准温度、参考温度、第一阻值和参考阻值判断电池是否合格；既能少占用PCB的空间，又能防止电池被第三方轻易识破并仿制。

Description

通过单引脚检测电池ID和电池温度的检测装置及方法

技术领域

本发明涉及电池检测技术领域，尤其涉及的是一种通过单引脚检测电池ID和电池温度的检测装置及方法。

背景技术

电池是移动终端上最主要的配件之一，目前移动终端的电池普遍设置四个引脚的接口，该四个引脚分别为：电池正极引脚、电池负极引脚、电池温度引脚和电池ID引脚。其中，电池正极引脚、电池负极引脚用于供电，电池温度引脚用于检测温度，电池ID引脚用于识别电池。

使用该四引脚的接口的电池，移动终端的电池接口也需要对应设置四个相应的连接脚，导致PCB（印刷电路板）空间占用较大。并且还需要提供两路ADC（模数转换器）分别连接电池温度引脚和电池ID引脚，以便转换检测数据。另外，现有技术中的电池ID引脚处通常连接一个阻值固定的电阻，其阻值很容易被第三方通过仪器测量出来，从而使电池的识别功能很容易被第三方破解、根据该测量的阻值即可进行电池仿冒。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种通过单引脚检测电池ID和电池温度的检测装置及方法，旨在解决现有电池的引脚设置导致PCB空间占用较大，易被仿冒的问题。

本发明解决技术问题所采用的技术方案如下：

一种通过单引脚检测电池ID和电池温度的检测装置，其包括电池模块、温度传感器和中央处理器；所述电池模块具有电池正极引脚、电池负极引脚和电池温度引脚，电池模块内置有热敏电阻和电池；

温度传感器获取当前移动终端的基准温度并传输给中央处理器，中央处理器获取电池温度引脚上的第一电压，根据第一电压计算热敏电阻的第一阻值；中央处理器判断温度传感器持续获取的一温度与基准温度的差值大于预设温度时，记录所述温度为参考温度并获取此时电池温度引脚上的参考电压，根据该参考电压计算热敏电阻的参考阻值；及根据基准温度、参考温度、第一阻值和参考阻值判断电池是否合格。

所述的通过单引脚检测电池ID和电池温度的检测装置中，所述电池的正极连接电池正极引脚，电池的负极连接电池负极引脚和热敏电阻的一端，热敏电阻的另一端连接所述电池温度引脚。

所述的通过单引脚检测电池ID和电池温度的检测装置中，所述中央处理器包括：

温度获取模块，用于获取温度传感器检测的移动终端的温度并传输；

电阻获取模块，用于根据获取的电池温度引脚上的第一电压计算热敏电阻的第一阻值，根据参考电压计算参考阻值；

电池识别模块，用于获取基准温度时启动电阻获取模块计算热敏电阻的第一阻值；将持续传输的移动终端的温度与基准温度进行比较，当判断温度与基准温度的差值大于预设温度时，记录所述温度为参考温度，再次启动电阻获取模块计算参考阻值；及根据基准温度、参考温度、第一阻值和参考阻值来判断电池是否合格；

温度参数模块，用于预存阻值温度对应表；

电池参数模块，用于预存电池参数。

所述的通过单引脚检测电池ID和电池温度的检测装置中，所述电阻获取模块包括：

获取单元，用于分压使电池温度引脚上产生第一电压和参考电压；

计算单元，用于对获取单元供电，根据第一电压计算热敏电阻的第一阻值，根据参考电压计算参考阻值。

所述的通过单引脚检测电池ID和电池温度的检测装置中，所述获取单元包括第一电阻，所述第一电阻的一端连接计算单元，第一电阻的另一端连接电池温度引脚和计算单元。

一种采用所述的通过单引脚检测电池ID和电池温度的检测装置的检测方法，其包括：

A、温度传感器获取当前移动终端的基准温度并传输给中央处理器，中央处理器获取电池温度引脚上的第一电压，根据该第一电压计算此时电池模块中热敏电阻的第一阻值；

B、中央处理器将温度传感器持续获取的移动终端的温度与基准温度进行比较，当判断温度与基准温度的差值大于预设温度时，记录该温度为参考温度，获取此时电池温度引脚上的参考电压，并根据该参考电压计算出此时电池模块中热敏电阻的参考阻值；

C、中央处理器根据基准温度、参考温度、第一阻值和参考阻值判断电池是否合格。

所述的检测方法中，所述步骤A中，中央处理器获取电池温度引脚上的第一电压，根据该第一电压计算此时电池模块中热敏电阻的第一阻值的步骤具体包括：

A1、温度获取模块接收移动终端的基准温度并传输给电池识别模块；

A2、电池识别模块启动电阻获取模块，电阻获取模块使能输出供电电压，读取此时的分压电压并计算热敏电阻的第一阻值；

A3、电阻获取模块禁止输出供电电压。

所述的检测方法中，所述步骤B具体包括：

B1、温度获取模块将温度传感器持续获取的移动终端的温度传输给电池识别模块；

B2、电池识别模块将传输的温度与基准温度进行比较，当判断温度与基准温度的差值大于预设温度时，记录该温度为参考温度；

B3、电池识别模块启动电阻获取模块，电阻获取模块使能输出供电电压，读取此时的分压电压并计算热敏电阻的参考阻值；

B4、电阻获取模块禁止输出供电电压。

所述的检测方法中，所述步骤C具体包括：

若基准温度与第一阻值，参考温度与参考阻值的数值同时符合阻值温度对应表中的对应关系即判断为合格；其中任意一组的数值不符合，提醒用户更换使用原装电池。

所述的检测方法中，所述步骤C还包括：判断电池合格后加载相应的电池参数。

相较于现有技术，本发明提供的单引脚检测电池ID和电池温度的检测装置及方法，通过温度传感器获取当前移动终端的基准温度并传输给中央处理器，中央处理器获取电池温度引脚上的第一电压，根据第一电压计算热敏电阻的第一阻值；中央处理器判断温度传感器持续获取的一温度与基准温度的差值大于预设温度时，记录所述温度为参考温度并获取此时电池温度引脚上的参考电压，根据该参考电压计算热敏电阻的参考阻值；及根据基准温度、参考温度、第一阻值和参考阻值判断电池是否合格；既能少占用PCB的空间，又能防止电池被第三方轻易识破并仿制。

附图说明

图1本发明提供的通过单引脚检测电池ID和电池温度的检测装置较佳实施例的结构框图。

图2是本发明提供的检测装置中电池模块和获取单元应用实施例的示意图。

图3是本发明提供的检测方法流程图。

具体实施方式

本发明提供一种通过单引脚检测电池ID和电池温度的检测装置及方法，对电池的引脚个数及其内部结构进行改进，通过设置一个引脚同时兼顾温度检测和电池识别功能，既能少占用PCB的空间，又能防止电池被第三方轻易识破并仿制。为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请同时参阅图1和图2，本发明提供的检测装置包括电池模块10、温度传感器20和中央处理器30。所述电池模块10具有电池正极引脚BAT+、电池负极引脚BAT-和电池温度引脚TEM，在电池模块10内设置有一个热敏电阻Rb和电池Eb。所述电池Eb的正极连接电池正极引脚BAT+，电池Eb的负极连接电池负极引脚BAT-和热敏电阻Rb的一端，热敏电阻Rb的另一端连接所述电池温度引脚TEM。

电池模块10插入移动终端后，电池正极引脚BAT+和电池负极引脚BAT-与相应的供电模块连接，用于给移动终端供电，其为现有技术，此处不作赘述。所述电池模块10的电池温度引脚TEM和温度传感器20均连接中央处理器30，电池温度引脚TEM同时兼顾检测电池温度和识别电池。

在移动终端开机时（如检测到用户按下电源键开机）或移动终端工作的任意时刻，温度传感器20获取当前移动终端的基准温度T1并传输给中央处理器30。中央处理器30获取电池温度引脚TEM上的第一电压，根据该第一电压计算出此时电池内热敏电阻Rb的第一阻值Rb1。中央处理器30将温度传感器20持续获取的移动终端的温度与基准温度T1进行比较，当判断温度与基准温度T1的差值大于预设温度（如2度）时，记录此时的温度为参考温度Tx，获取此时电池温度引脚TEM上的参考电压，并根据该参考电压计算出此时电池内热敏电阻Rb的参考阻值Rbx。中央处理器30根据基准温度T1、参考温度Tx、第一阻值Rb1和参考阻值Rbx来判断电池是否合格。

其中，所述中央处理器30包括电阻获取模块301、温度获取模块302、电池识别模块303、电池参数模块304和温度参数模块305，所述电阻获取模块301连接电池模块10和电池识别模块303，所述温度获取模块302连接温度传感器20和电池识别模块303，所述电池识别模块303连接电池参数模块304和温度参数模块305。

所述电阻获取模块301用于根据获取的电池温度引脚上的电压（包括第一电压和参考电压）计算电池模块中热敏电阻在不同时刻的阻值（对应为第一阻值和参考阻值）；其包括获取单元3011和计算单元3012。计算单元3012用于对获取单元3011供电，获取单元3011用于分压使电池温度引脚上产生第一电压和参考电压。计算单元3012根据该电压计算热敏电阻的阻值。

如图2所示，所述获取单元3011包括第一电阻R0，所述第一电阻R0的一端连接计算单元3012，第一电阻R0的另一端连接电池温度引脚TEM和计算单元3012。其中，第一电阻R0为阻值固定的分压电阻。计算单元3012使能输出供电电压V0，第一电阻R0和热敏电阻Rb对供电电压V0分压后产生分压电压V1。计算单元3012读取分压电压V1的电压值并计算热敏电阻Rb的阻值，计算公式为Rb= V1 * R0 / ( V0 - V1 )，之后，计算单元3012禁止输出供电电压V0。计算单元3012将计算的阻值传输给电池识别模块303。

需要理解的是，在基准温度T1下，计算单元3012读取的分压电压V1为第一电压，此时计算出的热敏电阻Rb的阻值为第一阻值Rb1。在参考温度Tx下，计算单元3012读取的分压电压V1为参考电压，此时计算出的热敏电阻Rb的阻值为参考阻值Rbx。

所述温度获取模块302用于获取温度传感器20检测到的移动终端的温度，并传输给电池识别模块303。本实施例中，温度传感器设置在移动终端的电路板上，且与电池相近为较佳，这样就能保证电池模块的热敏电阻检测到的温度与温度传感器检测到的温度相接近。

所述电池识别模块303通过温度获取模块获取移动终端的基准温度T1时，启动电阻获取模块301计算热敏电阻的第一阻值Rb1；之后将温度获取模块持续传输的移动终端的温度与基准温度T1进行比较，当判断温度与基准温度T1的差值大于预设温度（如2度）时，电池识别模块303再次启动电阻获取模块301计算参考阻值Rbx；以及，根据基准温度T1、参考温度Tx、第一阻值Rb1和参考阻值Rbx来判断电池是否合格；若合格则加载对应的电池参数，不合格则提示。

判断电池是否合格，通过查询预存的阻值温度对应表，即基准温度T1与第一阻值Rb1，参考温度Tx与参考阻值Rbx同时满足阻值温度对应表中的对应关系即为合格。

阻值温度对应表（即温度参数）预存在所述温度参数模块304中，其对应关系如下所示：

热敏电阻的阻值为102.6 kohm 对应 －20摄氏度；

热敏电阻的阻值为99.6kohm 对应 －19摄氏度；

热敏电阻的阻值为98.2 kohm 对应 －18摄氏度；

热敏电阻的阻值为93.3 kohm 对应 －17摄氏度；

热敏电阻的阻值为93.1 kohm 对应 －16摄氏度；

热敏电阻的阻值为91.6 kohm 对应 －15摄氏度；

热敏电阻的阻值为90.9 kohm 对应 －14摄氏度；

热敏电阻的阻值为90.3 kohm 对应 －13摄氏度；

热敏电阻的阻值为89.6 kohm 对应 －12摄氏度；

热敏电阻的阻值为88.8 kohm 对应 －11摄氏度；

热敏电阻的阻值为86.6 kohm 对应 －10摄氏度；

热敏电阻的阻值为17.6 kohm 对应 55摄氏度；

热敏电阻的阻值为16.6 kohm 对应 56摄氏度；

热敏电阻的阻值为15.5 kohm 对应 57摄氏度；

热敏电阻的阻值为13.6 kohm 对应 58摄氏度；

热敏电阻的阻值为11.9 kohm 对应 59摄氏度；

热敏电阻的阻值为6.6 kohm 对应 60摄氏度。

当该移动终端有多块电池时，在温度参数模块中可保存每块电池的阻值温度对应表。移动终端若需要显示电池的温度，根据热敏电阻的阻值查询该阻值温度对应表即可。

需要理解的是，若阻值为上述表中两个相邻阻值的中间值，如中间值为17 kohm，介于17.6 kohm与16.6 kohm之间，则以线性比例计算出对应的温度，具体为：计算最小单位阻值对应的单位温度，该中间值与哪个阻值的差值较小，以差值乘以单位温度获得调整值，以该阻值的温度为基准加减调整值即可。

如17.6 kohm与16.6 kohm的差值为1kohm，对应的温度差值为1摄氏度，最小17kohm与17.6 kohm，则最小单位阻值为0.1kohm，每0.1kohm对应的单位温度为0.1摄氏度；17kohm与16.6 kohm更接近，差值为0.4kohm，调整值为0.4摄氏度，则17 kohm对应的温度为55.6（56-0.4）摄氏度。

所述电池参数模块304预先存储了不同电池的电池参数。所述电池参数即电池电压与电量对应的关系，其用来显示电池电量时使用。因为不同的电池，其电池电压与电量关系不同，所以在识别到电池合格后需要为其加载该电池对应的电池参数。一块电池（更具体地说是一家供应商提供的电池）其温度参数与电池参数被存放在移动终端中，当识别到这块电池时，通过阻值温度对应表能显示电池温度，加载电池参数用于显示电池电量。

请同时参阅图3，基于上述的检测装置，本发明实施例还对应提供一种通过单引脚检测电池ID和电池温度的方法，其包括：

S100、温度传感器获取当前移动终端的基准温度并传输给中央处理器，中央处理器获取电池温度引脚上的第一电压，根据该第一电压计算此时电池模块中热敏电阻的第一阻值；

S200、中央处理器将温度传感器持续获取的移动终端的温度与基准温度进行比较，当判断温度与基准温度的差值大于预设温度时，记录该温度为参考温度，获取此时电池温度引脚上的参考电压，并根据该参考电压计算出此时电池模块中热敏电阻的参考阻值；

S300、中央处理器根据基准温度、参考温度、第一阻值和参考阻值判断电池是否合格。

本实施例中，若参考温度与基准温度相近容易产生误差，可在检测到用户按下电源键开机时执行步骤S100。由于在开机过程中移动终端输出较大电流会使温度明显升高，参考温度与基准温度的差值会大于预设温度，因此，移动终端开机完毕后即可执行步骤S200。

为了避免开机检测失效，还可在移动终端工作的任意时刻执行步骤S100、S200。

为了加快电池检测，若执行步骤S100后，在步骤S200中连续预设次数（如两次）获取的移动终端的温度与基准温度的差值小于或等于预设温度，可对电池进行大电流放电，使移动终端的温度迅速上升至满足差值大于预设温度，完成参考阻值的计算，再关闭大电流放电。

在所述步骤S100中，中央处理器计算第一阻值的方法具体包括：

步骤101、温度获取模块接收移动终端的基准温度并传输给电池识别模块；

步骤102、电池识别模块启动电阻获取模块，电阻获取模块使能输出供电电压，读取此时的分压电压V1并计算热敏电阻的第一阻值；

此时的分压电压V1即是第一电压，热敏电阻Rb的阻值为第一阻值Rb1，计算公式为：Rb1= V1 * R0 / ( V0 - V1 )。

步骤103、电阻获取模块禁止输出供电电压V0。

之后，温度传感器持续获取的移动终端的温度与基准温度进行比较，当温度与基准温度的差值大于预设温度时继续执行阻值计算。即所述步骤S200具体包括：

步骤201、温度获取模块将温度传感器持续获取的移动终端的温度传输给电池识别模块；

步骤202、电池识别模块将传输的温度与基准温度进行比较，当判断温度与基准温度的差值大于预设温度时，记录该温度为参考温度；

步骤203、电池识别模块启动电阻获取模块，电阻获取模块使能输出供电电压，读取此时的分压电压并计算热敏电阻的参考阻值；

此时的分压电压即是参考电压Vx，热敏电阻的阻值为参考阻值Rbx，计算公式为：Rbx= Vx * R0 / ( V0 - Vx^/)。

步骤204、电阻获取模块禁止输出供电电压。

通过上述计算获得了基准温度T1、参考温度Tx、第一阻值Rb1和参考阻值Rbx，在所述步骤S300中，电池识别模块根据这四个值即可判断电池是否合格。基于温度参数模块中预先存储了该移动终端适用的各款电池上温度引脚所串联的热敏电阻的阻值与温度的关系，即阻值温度对应表。若基准温度T1与第一阻值Rb1，参考温度Tx与参考阻值Rbx的数值同时符合阻值温度对应表中的对应关系即为合格。如计算出的第一阻值Rb1为17.6 kohm，检测出的基准温度T1为55摄氏度；并且，参考阻值Rbx为13.6kohm，参考温度Tx为58摄氏度，说明电池合格。如果其中任意一组不符合，如基准温度T1为57摄氏度，则该电池不是原装电池，提醒用户更换使用原装电池。

需要理解的是，本实施例中使用了两组阻值温度的值来识别电池，具体实施时，在所述步骤S200中也可获得多组参考温度、参数阻值来进行识别，以提高识别精准度。各个参考温度之间也需满足：相邻两个参考温度的差值大于预设温度。

在所述步骤S300中，电池合格后还需加载相应的电池参数，可使电量显示结果更加准确。

综上所述，本发明实施例提供的通过单引脚检测电池ID和电池温度的检测装置及方法，通过设置一个引脚同时兼顾温度检测和电池识别功能，既能少电池的引脚设置，减少占用PCB的空间，节省一路ADC模块；又能防止电池被第三方轻易识破并仿制，降低了产品的成本，提高了产品在市场上的竞争力。

应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种通过单引脚检测电池ID和电池温度的检测装置，其特征在于，包括电池模块、温度传感器和中央处理器；所述电池模块具有电池正极引脚、电池负极引脚和电池温度引脚，电池模块内置有热敏电阻和电池；

温度传感器获取当前移动终端的基准温度并传输给中央处理器，中央处理器获取电池温度引脚上的第一电压，根据第一电压计算热敏电阻的第一阻值；中央处理器判断温度传感器持续获取的一温度与基准温度的差值大于预设温度时，记录所述温度为参考温度并获取此时电池温度引脚上的参考电压，根据该参考电压计算热敏电阻的参考阻值；及根据基准温度、参考温度、第一阻值和参考阻值判断电池是否合格。

2.根据权利要求1所述的通过单引脚检测电池ID和电池温度的检测装置，其特征在于，所述电池的正极连接电池正极引脚，电池的负极连接电池负极引脚和热敏电阻的一端，热敏电阻的另一端连接所述电池温度引脚。

3.根据权利要求1所述的通过单引脚检测电池ID和电池温度的检测装置，其特征在于，所述中央处理器包括：

温度获取模块，用于获取温度传感器检测的移动终端的温度并传输；

电阻获取模块，用于根据获取的电池温度引脚上的第一电压计算热敏电阻的第一阻值，根据参考电压计算参考阻值；

电池识别模块，用于获取基准温度时启动电阻获取模块计算热敏电阻的第一阻值；将持续传输的移动终端的温度与基准温度进行比较，当判断温度与基准温度的差值大于预设温度时，记录所述温度为参考温度，再次启动电阻获取模块计算参考阻值；及根据基准温度、参考温度、第一阻值和参考阻值来判断电池是否合格；

温度参数模块，用于预存阻值温度对应表；

电池参数模块，用于预存电池参数。

4.根据权利要求3所述的通过单引脚检测电池ID和电池温度的检测装置，其特征在于，所述电阻获取模块包括：

获取单元，用于分压使电池温度引脚上产生第一电压和参考电压；

计算单元，用于对获取单元供电，根据第一电压计算热敏电阻的第一阻值，根据参考电压计算参考阻值。

5.根据权利要求4所述的通过单引脚检测电池ID和电池温度的检测装置，其特征在于，所述获取单元包括第一电阻，所述第一电阻的一端连接计算单元，第一电阻的另一端连接电池温度引脚和计算单元。

6.一种采用权利要求３所述的通过单引脚检测电池ID和电池温度的检测装置的检测方法，其特征在于，包括：

A、温度传感器获取当前移动终端的基准温度并传输给中央处理器，中央处理器获取电池温度引脚上的第一电压，根据该第一电压计算此时电池模块中热敏电阻的第一阻值；

B、中央处理器将温度传感器持续获取的移动终端的温度与基准温度进行比较，当判断温度与基准温度的差值大于预设温度时，记录该温度为参考温度，获取此时电池温度引脚上的参考电压，并根据该参考电压计算出此时电池模块中热敏电阻的参考阻值；

C、中央处理器根据基准温度、参考温度、第一阻值和参考阻值判断电池是否合格。

7.根据权利要求6所述的检测方法，其特征在于，所述步骤A中，中央处理器获取电池温度引脚上的第一电压，根据该第一电压计算此时电池模块中热敏电阻的第一阻值的步骤具体包括：

A1、温度获取模块接收移动终端的基准温度并传输给电池识别模块；

A2、电池识别模块启动电阻获取模块，电阻获取模块使能输出供电电压，读取此时的分压电压并计算热敏电阻的第一阻值；

A3、电阻获取模块禁止输出供电电压。

8.根据权利要求6所述的检测方法，其特征在于，所述步骤B具体包括：

B1、温度获取模块将温度传感器持续获取的移动终端的温度传输给电池识别模块；

B2、电池识别模块将传输的温度与基准温度进行比较，当判断温度与基准温度的差值大于预设温度时，记录该温度为参考温度；

B3、电池识别模块启动电阻获取模块，电阻获取模块使能输出供电电压，读取此时的分压电压并计算热敏电阻的参考阻值；

B4、电阻获取模块禁止输出供电电压。

9.根据权利要求6所述的检测方法，其特征在于，所述步骤C具体包括：

若基准温度与第一阻值，参考温度与参考阻值的数值同时符合阻值温度对应表中的对应关系即判断为合格；其中任意一组的数值不符合，提醒用户更换使用原装电池。

10.根据权利要求6所述的检测方法，其特征在于，所述步骤C还包括：判断电池合格后加载相应的电池参数。