一种RFID手持终端及其双电池供电方法
技术领域
本发明涉及移动通信终端设备,尤其涉及一种RFID手持终端及其双电池供电方法。
背景技术
在RFID(英文:RadioFrequencyIdentification,中文:射频识别)手持终端中,续航时间一直是最重大的课题之一。一方面,RFID模块作为一个大功率的模块,其功耗与读取距离成正比,在发射功率增大到能够稳定读取远距离(5米以上)的标签时,功耗也相应的增大到5W以上。另一方面,随着手持终端辅助功能越来越多(如3G、WIFI、GPS等),操作系统对CPU的要求也越来越高,高主频、多核心的CPU应用越来越广泛,CPU及功能模块部分(统称为基带系统模块)的最大功耗将超过6W。
由于手持终端结构的限制,电池的容量一般都只能做到4000-6000mAh,而这个容量在如此大功耗的设备中的续航能力显然是不够的,因此在RFID手持终端中往往利用手柄、下壳等的剩余空间采用双电池的设计,容量一般可以增加一倍左右。两块电池的充放电管理一般采用双电池管理芯片,一般的做法是采用两块电池轮流充放电,充电时一块充满再充另一块,放电时先用完一块再用另一块。或者采用两块电池轮流充放电,不停地却换两块电池。
但是上述双电池方案在实际使用中也存在以下问题:
当RFID模块和基带系统模块采用同一块电池放电时,极限情况下功耗按10W计算,最大放电电流I=P/U=10W/3.7V≈2.7A,以容量6000mAh的电池来计算,一般标准放电电流为0.2C既1.2A,当长时间远大于该电流放电时,电池会发热严重,这种状态下电池寿命会急剧减小。而且电池在过大电流输出过程中由于内阻的存在也会产生一定分压,容易引起供电的不稳定。
电池切换中的隐患,终端在满负荷运行时若电平出现较大的突变(电池切换的过程,一般由没电的电池3.6V变到满电电池4.2V),容易引起系统出现崩溃、死机等不正常现象。
发明内容
本发明的目的就是为了解决现有电池供电过程中,电流过大,电池发热导致电池寿命减少,并且供电不稳定,电池切换供电过程中引起系统不稳定的技术问题,本发明提供一种RFID手持终端的双电池供电方法。本发明的具体技术方案如下:
一种RFID手持终端的双电池供电方法,所述方法包括如下步骤:
步骤a,电压监测模块实时监测第一电池和第二电池的电压值;
步骤b,判断模块比较第一电池和第二电池的电压值与预置值的大小,生成判断信号;
步骤c,控制模块接收所述判断信号并进行匹配处理,生成控制信号;
步骤d,所述切换电路根据控制信号切换所述第一电池或所述第二电池对RFID模块或基带系统模块进行供电,或者所述第一电池对RFID模块和基带系统模块进行供电。
进一步的,所述方法在步骤a之前还包括:
步骤e,终端开关模块开启手持终端并且射频开关模块开启RFID模块;
进一步的,所述步骤b具体方法包括:
所述判断模块比较第二电池的电压值与第一预置值的大小,若第二电池的电压值大于等于第一预置值,生成第一判断信号;
若第二电池的电压值小于第一预置值;继续比较第一电池的电压值与第二预置值的大小;
若第一电池的电压值大于等于第二预置值,生成第二判断信号;
所述步骤c具体方法包括:
所述控制模块接收第一判断信号并进行匹配处理,生成第一控制信号;
所述控制模块接收第二判断信号进行,生成第二控制信号;
所述步骤d具体方法包括:
所述切换电路根据第一控制信号切换到第二电池为RFID模块供电的开关电路;
所述切换电路根据第二控制信号切换到第一电池为基带系统模块及RFID模块供电的开关电路。
进一步的,所述方法在步骤a之前还包括:
步骤f,终端开关模块开启手持终端并且射频开关模块关闭RFID模块。
进一步的,所述步骤b具体方法包括:
所述判断模块比较第二电池的电压值与第一电池的电压值的差值与第三预置值的大小;若所述差值大于等于第三预置值,生成第三判断信号;并且所述判断模块继续判断第二电池的电压值与第一电池的电压值的差值与第四预置值的大小;若所述差值小于等于第四预置值,生成第四判断信号;
若所述差值小于第三预置值,所述判断模块生成第四判断信号;
所述步骤c具体方法包括:
所述控制模块接收第三判断信号进行匹配处理,生成第三控制信号;
所述控制模块接收第四判断信号进行匹配处理,生成第四控制信号;所述步骤d的具体方法包括:
所述切换电路根据第三控制信号切换到第二电池为基带系统模块供电的开关电路;
所述切换电路根据第四控制信号切换到第一电池为基带系统模块供电的开关电路。
进一步的,所述步骤a之后所述方法还包括:步骤g,所述判断模块比较所述第一电池的电压值与第五预置值的大小;若所述第一电池的电压值大于等于第五预置值,继续步骤b;
若所述第一电池的电压值小于第五预置值,生成关机判断信号,所述控制模块根据关机判断信号控制所述终端开关模块关闭。
一种RFID手持终端,包括第一电池、第二电池、电压监测模块、判断模块、切换电路、RFID模块和基带系统模块;所述电压监测模块用于实时监测所述第一电池和所述第二电池的电压,并将监测到的电压值发送到所述判断模块,所述判断模块用于比较第一电池和第二电池的电压值与预置值的大小,生成判断信号,所述控制模块接收所述判断信号进行匹配处理,生成控制信号,所述切换电路根据控制信号切换所述第一电池或所述第二电池对RFID模块或基带系统模块进行供电,或者所述第一电池对RFID模块和基带系统模块进行供电。
进一步包括第一充电管理芯片和第二充电管理芯片;所述第一充电管理芯片与所述第一电池连接,所述第二充电管理芯片与所述第二电池连接。
进一步的,包括终端开关模块和射频开关模块;所述终端开关模块用于开启或关闭所述手持终端,所述射频开关模块用于开启或关闭所述射频模块。
进一步的,所述切换电路包括第一开关电路、第二开关电路、第三开关电路和第四开关电路;所述第一开关电路、第二开关电路和第三开关开路均包括连接方式相同的两个反向串联的场效应管、三级管和GPI0端口;所述第一开关电路包括第一GPI0端口、第一场效应管、第二场效应管和第一三极管,所述第一场效应管的D极3脚与第二场效应管的D极3脚连接,第一场效应管的G极1脚与第一三级管的C极3脚连接;所述第二场效应管的G极2脚与所述第一三级管的C极3脚连接;所述第一三级管的B极2脚与第一GPI0端口端连接;所述第四开关电路包括第七场效应管、第四三级管和第四GPI0端口,所述第七场效应管的G极1脚与所述第四三极管的C极3脚连接,所述第四三极管的B极2脚与所述第四端口端连接。
相较于现有技术,本发明提供一种RFID手持终端的双电池供电方法的主要有益效果在于:通过采用两块电池分别对RFID模块和基带系统模块两大模块分别供电,配合切换电路,使两块电池同时工作时相互不干扰,在满足条件时,两块电池可以切换供电电路,切换两块电池对RFID模块与基带模块的供电关系,使两块电池电量并行递减,避免了一块电池同时供应所有耗电部件满负荷工作时产生的电池发热、供电电压不稳定,以及两块电池切换时电压跳变太大或切换太频繁带来的隐患。
采用两个充电管理芯片,分别管理两块电池充电,充电过程完全独立,一块电池充满不影响另一块电池继续充满电。避免了充满一块电池再充另外一块电池时,因充电芯片的保护设计带来的无法充满的问题,有效的保障了两块电池的充电效率,保证两块电池在最短的时间内均能充满电。
附图说明
图1为本发明实施例1一种RFID手持终端的双电池供电方法步骤流程图。
图2为本发明实施例2一种RFID手持终端的双电池供电方法步骤流程图。
图3为本发明实施例3一种RFID手持终端的双电池供电方法步骤流程图。
图4为本发明实施例4一种RFID手持终端内部结构方框示意图。
图5为本发明实施例5一种RFID手持终端内部结构方框示意图。
图6为本发明实施例5一种RFID手持终端的切换电路的电路图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明,并不用来限定本发明。
实施例1
请参阅图1所示。
本发明提供了一种RFID手持终端的双电池供电方法,所述方法包括如下步骤:
步骤e,终端开关模块开启手持终端并且射频开关模块开启RFID模块。
步骤a,电压监测模块实时监测第一电池和第二电池的电压值。
步骤b,判断模块比较第一电池和第二电池的电压值与预置值的大小,生成判断信号。
步骤b1,若第二电池的电压值大于等于第一预置值,生成第一判断信号;继续步骤c1。
步骤b2,若第二电池的电压值小于第一预置值,继续步骤b0。
步骤b0,继续比较第一电池的电压值与第二预置值的大小。
步骤b01,若第一电池的电压值大于等于第二预置值,生成第二判断信号;继续步骤c2。
步骤b02,若第一电池的电压值小于第二预置值,关闭RFID模块。
步骤c,控制模块接收所述判断信号并进行匹配处理,生成控制信号。
步骤c1,所述控制模块接收第一判断信号并进行匹配处理,生成第一控制信号;继续步骤d1。
步骤c2,所述控制模块接收第二判断信号进行匹配处理,生成第二控制信号;继续步骤d2。
步骤d,所述切换电路根据控制信号切换开关电路。
步骤d1,所述切换电路根据第一控制信号切换到第二电池为RFID模块供电的开关电路。
步骤d2,所述切换电路根据第二控制信号切换到第一电池为基带系统模块及RFID模块供电的开关电路。
需要说明的是,所述第一预置值可以为3.5V,所述第二预置值可以为3.7V,本实施例为所述手持终端开机后使用RFID功能,则判断第二电池电压与3.5V的大小,所述第二电池电压高于3.5V则采用所述第二电池给RFID模块供电,若第二电池电压低于3.5V则继续判断第一电池电压,若第一电池电压小于3.7V则提示低电量禁止使用RFID功能,若所述第一电池电压大于3.7V则可以使用RFID功能,但需对RFID发射功率做限制,以减小功耗,直到主电池电压小于3.7V立刻停止RFID并提示电量不足。
实施例2
请参阅图2所示。
本发明提供了一种RFID手持终端的双电池供电方法,所述方法包括如下步骤:
步骤f,终端开关模块开启手持终端并且射频开关模块关闭RFID模块。
步骤a,电压监测模块实时监测第一电池和第二电池的电压值。
步骤b,判断模块比较第一电池和第二电池的电压值与预置值的大小,生成判断信号。
步骤b3,所述判断模块比较第二电池的电压值与第一电池的电压值的差值与第三预置值的大小。
步骤b31,若所述差值大于等于第三预置值,生成第三判断信号;继续b4,同时继续步骤c1。
步骤b32,若所述差值小于第三预置所述判断模块生成第四判断信号;继续步骤c2。
步骤b4,所述判断模块继续判断第二电池的电压值与第一电池的电压值的差值与第四预置值的大小。
步骤b41,若所述差值小于等于第四预置值,生成第四判断信号;继续步骤c2。
步骤b42,若所述差值小于第四预置值,生成第三判断信号;继续步骤c1。
步骤c,控制模块接收所述判断信号并进行匹配处理,生成控制信号。
步骤c1,所述控制模块接收第三判断信号进行匹配处理,生成第三控制信号;继续步骤d1。
步骤c2,所述控制模块接收第四判断信号进行匹配处理,生成第四控制信号;继续步骤d2。
步骤d,所述切换电路根据控制信号切换开关电路。
步骤d1,所述切换电路根据第三控制信号切换到第二电池为基带系统模块供电的开关电路。
步骤d2,所述切换电路根据第四控制信号切换到第一电池为基带系统模块供电的开关电路。
可以理解的是,所述第三预置值可以为0.3V,所述第四预置值可以为0.1V,若关闭RFID模块功能时,例如仅使用扫描条码、3G、WIFI等功能,优先采用第一电池给基带系统模块供电,当第二电池的电压值与第一电池的差值大于等于0.3V时切换至第二电池给基带系统模块供电,直到所述第二电池的电压值比所述第一电池的电压值只高0.1V时,切回所述第一电池给所述基带系统模块供电。
实施例3
请参阅图3所示。
本发明提供了一种RFID手持终端的双电池供电方法,所述方法包括如下步骤:
步骤e,终端开关模块开启手持终端并且射频开关模块开启RFID模块。
步骤a,电压监测模块实时监测第一电池和第二电池的电压值;
步骤g,所述判断模块比较所述第一电池的电压值与第五预置值的大小;
步骤g1,若所述第一电池的电压值大于等于第五预置值,生成开机
判断信号,继续步骤b;
步骤g2,若所述第一电池的电压值小于第五预置值,生成关机判断信号,所述控制模块根据关机判断信号控制所述终端开关模块关闭。
步骤b,判断模块比较第一电池和第二电池的电压值与预置值的大小,生成判断信号;继续步骤c。
步骤c,控制模块接收所述判断信号并进行匹配处理,生成控制信号;继续步骤d。
步骤d,所述切换电路根据控制信号切换所述第一电池或所述第二电池对RFID模块或基带系统模块进行供电,或者所述第一电池对RFID模块和基带系统模块进行供电。
可以理解的是,所述第五预置值可以为3.5V,在所述第一电池和第一电池放电的过程中,实时监测所述第一电池的电压值,若所述第一电池的电压值小于3.5V时,则所述手持终端自动关机。
实施例4
请参阅图4所示。
本发明提供一种RFID手持终端,包括第一电池、第二电池、电压监测模块、判断模块、切换电路、RFID模块和基带系统模块;所述电压监测模块用于实时监测所述第一电池和所述第二电池的电压,并将监测到的电压值发送到所述判断模块,所述判断模块用于比较第一电池和第二电池的电压值与预置值的大小,生成判断信号,所述控制模块接收所述判断信号进行匹配处理,生成控制信号,所述切换电路根据控制信号切换所述第一电池或所述第二电池对RFID模块或基带系统模块进行供电,或者所述第一电池对RFID模块和基带系统模块进行供电。
进一步包括第一充电管理芯片和第二充电管理芯片;所述第一充电管理芯片与所述第一电池连接,所述第二充电管理芯片与所述第二电池连接。
需要说明的是,充电过程采用两个充电管理芯片MAX8903AETI分别对两块电池充电,充电过程完全独立,一块电池充满不影响另一块电池继续充满电。
充电器输出电压/电流为5V/2A,所述第一电池和所述第二电池通过两个MAX8903通路单独充电,两个通路完全独立,互不干涉,以1A的充电电流充电,6000mAh以下电池一般6小时以内可以充满,不会超过MAX8903的充电时间限制(660分钟)。
可以理解的是,在手持终端中的锂电池充电一般采用充电管理芯片,此类芯片一般设置有防止过充电和反复充电的保护机制,实现方式一般有两种:一种是采用一个定时器来计时,达到一定时间(一般不超过8小时)后切断充电通道;另一种是根据输出电流大小或检测电池电压大小来判断是否充满电,确定充满电后也将关闭充电通道。为延长电池的使用寿命,一般采用0.2-0.3C的电流来充电,既充满一块电池需要3-5小时,一块电池完全充满后再充另外一块电池就容易出现超时或者充满一块切到另一块电池时充电芯片已判断到充满电而停止工作的情况。
充电器输出电压/电流为5V/2A,本发明实施例通过所述第一电池和所述第二电池通过两个MAX8903通路单独充电,两个通路完全独立,互不干涉,以1A的充电电流充电,6000mAh以下电池一般6小时以内可以充满,不会超过MAX8903的充电时间限制(660分钟)。
本发明实施例充电部分采用两个充电管理芯片分别管理所述第一电池和所述第二电池,能够保证两块电池充电过程完全独立,避免了充满一块再充另外一块时因充电芯片的保护设计带来的无法充满的问题,达到了有效的保障两块电池的充电效率,保证两块电池在最短的时间内均能充满电的有益技术效果。
实施例5
请参阅图5和图6所示。
本发明提供一种RFID手持终端,包括第一电池、第二电池、电压监测模块、判断模块、切换电路、RFID模块和基带系统模块;所述电压监测模块用于实时监测所述第一电池和所述第二电池的电压,并将监测到的电压值发送到所述判断模块,所述判断模块用于比较第一电池和第二电池的电压值与预置值的大小,生成判断信号,所述控制模块接收所述判断信号进行匹配处理,生成控制信号,所述切换电路根据控制信号切换所述第一电池或所述第二电池对RFID模块或基带系统模块进行供电,或者所述第一电池对RFID模块和基带系统模块进行供电。
进一步的,包括终端开关模块和射频开关模块;所述终端开关模块与所述射频开关模块均与所述控制模块连接;所述终端开关模块用于开启或关闭所述手持终端,所述射频开关模块用于开启或关闭所述射频模块。
所述电压监测模块实时监测所述第一电池电压,并将所述第一电池电压值发送至所述判断模块,所述判断模块比较所述第一电池电压与第五预置值的大小,若所述第一电压值小于所述第五预置值,生成关机判断信号,所述控制模块根据所述关机判断信号控制所述终端开关模块关闭,所述手持终端自动关机。
所述射频开关模块发出开启或关闭信号,所述控制模块根据所述关闭信号控制所述RFID模块开启或关闭。
进一步的,所述切换电路包括第一开关电路、第二开关电路、第三开关电路和第四开关电路;所述第一开关电路、第二开关电路和第三开关开路均包括连接方式相同的两个反向串联的场效应管、三级管和GPI0端口;所述第一开关电路包括第一GPI0端口、第一场效应管、第二场效应管和第一三极管,所述第一场效应管的D极3脚与第二场效应管的D极3脚连接,第一场效应管的G极1脚与第一三级管的C极3脚连接;所述第二场效应管的G极2脚与所述第一三级管的C极3脚连接;所述第一三级管的B极2脚与第一GPI0端口端连接;所述第四开关电路包括第七场效应管、第四三级管和第四GPI0端口,所述第七场效应管的G极1脚与所述第四三极管的C极3脚连接,所述第四三极管的B极2脚与所述第四端口端连接。
需要说明的是,附图6中图中VA、VB分别表示第一电池、第二电池输出,V_RFID表示RFID模块电源,VSYS表示给基带系统模块供电电源,RFID_B_SW为第一GPIO(通用输入输出)端口、SYS_B_SW为第二GPIO端口、RFID_A_SW为第三GPIO端口、SYS_A_SW为第四GPIO端口。
所述第一开关电路为第二电池为RFID模块供电的开关电路;所述第二开关电路为所述第二电池为所述基带系统模块供电的开关电路;所述第三开关电路为所述第一电池为所述RFID模块供电的开关电路;所述第四开关电路为所述第一电池为所述基带系统模块供电的开关电路;
附图6中,Q901为第一场效应管,Q902为第二场效应管,Q903为第三场效应管,Q904为第四场效应管,Q909为第五场效应管,Q910为第六场效应管,Q911为第七场效应管;Q905为第一三极管,Q907为第二三极管,Q912为第三三极管,Q914为第四三极管。
可以理解的是,场效应管内部的保护二极管导致D极到S极一直处于导通状态,除所述第一电池给所述基带系统模块供电的第四开关电路采用一个场效应管外,其他三个开关电路均采用两个场效应管反向串联防止主副电池互充电导致电池损坏。而所述第一电池给所述基带系统模块供电处采用一个场效应管实现了所述第一电池电给所述基带系统模块供电通道一直处于打开状态,可防止因所述第二电池异常或者第二电池切换导致系统掉电,所述第二电池给基带系统模块供电的必要条件是所述第二电池电压高于第一电池电压预置值以上,故在第二电池给基带系统模块供电时,将SYS_A_SW拉低关闭第七场效应管,附图6中的Q911,即不产生基带系统模块到第一电池的电流,可避免第一电池与第二电池的互充,此时基带系统模块电流大于第一电池电流,不会产生第一电池到基带系统模块的电流。
应说明的是,以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制,尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换,而不脱离本发明技术方案的精神和范围,其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。