CN106950503A - 基于移动终端的移动电源智能充放电监测系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于移动终端的移动电源智能充放电监测系统和方法，包括可充电电池、充放电设备和中央处理器，可充电电池连接有采集单元，采集单元通过数据存储单元与中央处理器相连，数据存储单元用于存储可充电电池的充放电信息；充放电设备与中央处理器之间还连接有充放电控制单元；中央处理器还连接有液晶显示及报警单元、无线通信模块、数据计算统计分析单元。本发明可通过移动终端，例如手机、平板电脑或电脑等远程监控移动电源的充放电过程；可满足用户对多个移动电源的充放电管理，可远程控制移动电源的运行，可通过移动终端或电脑远程接收充电提醒、电量提示、用电消耗和充放电预警、提醒，保证充电电池的健康运行使用。

Description

基于移动终端的移动电源智能充放电监测系统和方法

技术领域

本发明涉及移动电源管理，尤其是一种基于移动终端的移动电源智能充放电监测系统和监测方法。

背景技术

随着智能手机、平板电脑等设备的普及，移动电源的使用量越来越人。但是移动电源自身的结构比较简单，一般不具备强大的显示功能，往往无法详细显示自身工作状态，且现有的移动电源过充、过放、过流保护性能不可靠，不能在移动电源出现异常时向使用者进行提示。

发明内容

本发明提供了一种基于移动终端的移动电源智能充放电监测系统和方法，用于解决移动电源工作状态显示及报警提示的问题，方便使用者及时了解移动电源的工作状态及工作参数。

为了解决上述问题，本发明提供一种基于移动终端的移动电源智能充放电监测系统，包括可充电电池、充放电设备和中央处理器，所述可充电电池、所述充放电设备与所述中央处理器相连，所述可充电电池连接有用于进行电压、电流、温度、湿度采集的采集单元，所述采集单元通过数据存储单元与所述中央处理器相连，所述数据存储单元用于存储所述可充电电池的充放电信息，所述充放电信息包括各节电池的电压、充放电电流、工作温度、湿度、电量；所述充放电设备与所述中央处理器之间还连接有充放电控制单元，所述充放电控制单元用于根据所述中央处理器的控制指令控制所述可充电电池与所述充放电设备之间的通断；所述中央处理器还连接有液晶显示及报警单元、无线通信模块、数据计算统计分析单元，所述液晶显示及报警单元用于实时显示可充电电池的工作参数，所述无线通信模块用于将采集数据、报警信息通过无线传输发送至手机终端或电脑，所述数据计算统计分析单元用于统计分析所述可充电电池的电量、充放电次数及时间、使用寿命。

本发明提供的基于移动终端的移动电源智能充放电监测系统还具有以下技术特征：

进一步地，所述采集单元包括电压采集电路、电流采集电路和环境监测管理电路；所述电压采集电路包括与所述可充电电池的两端相连的采样模块，所述采样模块通过隔离放大模块、滤波模块与所述中央处理器相连；所述电流采集电路包括串联在所述可充电电池的输入/输出电路上的电流检测芯片，所述电流检测芯片的输出端子与所述中央处理器相连；所述环境监测管理电路包括直接与所述中央处理器相连的温度、湿度采集模块，所述温度湿度采集模块连接有温度传感器和湿度传感器。

进一步地，所述隔离放大模块具有高线性模拟光电耦合器，所述高线性模拟光电耦合器的型号为HCNR201，所述电流检测芯片的型号为ACS712，所述中央处理器的型号为ATMEGA8L。

进一步地，所述数据计算统计分析单元包括充放电记录模块、亏/满电提示模块和寿命预估模块。

进一步地，所述液晶显示及报警单元包括用于显示的液晶显示屏和用于报警提示的蜂鸣器、发光二极管。

本发明的另一个目的在于提供一种基于移动终端的移动电源智能充放电监测方法，包括，设置与可充电电池相连的采集单元和与充放电设备相连的充放电控制单元，其特征在于，所述采集单元通过数据存储单元与中央处理器相连，所述充放电控制单元与所述中央处理器相连，所述智能充放电监测方法还包括设置与所述中央处理器相连的液晶显示及报警单元、无线通信模块、数据计算统计分析单元，还包括以下步骤：

S100：判断所述可充电电池的工作状态，所述工作状态包括充电、放电和空闲；

S200：所述采集单元采集所述可充电电池的端电压、充放电电流、环境温度、环境湿度；所述数据存储单元储存所述采集单元采集的充放电信息；所述数据计算统计分析单元记录所述可充电电池的充放电次数及时间，所述数据计算统计分析单元根据电压、电流数据分析所述可充电电池的电量，还根据存储的充放电次数及时间、电池的技术参数分析所述可充电电池的使用寿命；所述中央处理器根据控制所述液晶显示及报警单元显示所述充放电信息及所述数据计算统计分析单元的统计分析结果并通过所述无线通信模块向手机终端或电脑发送所述充放电信息及所述数据计算统计分析单元的统计分析结果；

S300：所述中央处理器在充电、放电异常时控制所述充放电控制单元断开所述可充电电池与所述充放电设备之间的连接，通过所述无线通信模块向手机终端发送报警提示，控制所述液晶显示及报警单元发出报警信号。

进一步地，还包括步骤S210：所述中央处理器向所述采集单元发送信息采集指令，所述采集单元采集所述充放电信息并反馈给所述中央处理器，所述中央处理器接收、处理所述充放电信息并存储至所述数据存储单元。

进一步地，还包括步骤S220：所述中央处理器根据所述采集单元采集的充放电信息，判断充放电电流是否异常；如果电流正常，则判断充放电电压是否异常；如果电压正常，则判断温度是否异常；如果温度正常，则判断湿度是否正常；如果湿度正常，则控制所述充放电控制单元保持连通状态；上述判断过程中，如果电流、电压、温度及湿度中任意一项异常，则控制所述充放电控制单元断开所述可充电电池与所述充放电设备的连接。

进一步地，还包括步骤S230：如果所述可充电电池处于空闲状态且所述充放电信息中的各参数均在预设范围内，所述中央控制器可接受预约服务指令并开始充电或放电。

进一步地，还包括步骤S240：所述可充电电池每次开始充电或放电，所述中央处理器记录充电或放电的次数及时间并存储至所述数据存储单元，所述数据计算统计分析单元根据存储的充放电次数及时间、电池的技术参数分析所述可充电电池的使用寿命。

本发明具有如下有益效果：通过设置与中央处理器相连的液晶显示及报警单元、无线通信模块和数据计算统计分析单元，可对采集单元采集的充放电信息进行处理并通过液晶显示及报警单元进行显示和报警提示，还可以通过无线通信模块将充放电信息或报警提示发送至用户的手机终端，由此可方便用户了解可移动电源设备的相关信息并远程控制可移动电源设备，保证充放电安全，方便用户使用。

附图说明

图1为本发明实施例的移动电源智能充放电监测系统的结构示意图；

图2为本发明实施例中的电压采集电路的结构示意图；

图3为本发明实施例中的电流采集电路的结构示意图；

图4为本发明实施例中的无线通信模块的串口通信电路图；

图5为本发明实施例中的充放电控制单元的结构示意图；

图6为本发明实施例中的数据存储单元的电路原理图；

图7为本发明实施例的移动电源智能充放电监测方法的流程图；

图8为本发明实施例中的中央处理器的主控流程示意图；

图9为本发明实施例中的数据采集的流程示意图；

图10为本发明实施例中的充放电控制单元的控制流程示意图；

图11为本发明实施例中的数据计算统计分析的流程示意图；

图12为本发明实施例中的液晶显示及报警单元的控制流程示意图。

具体实施方式

下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

如图1至图6所示的本发明的基于移动终端的移动电源智能充放电监测系统的一个实施例中，该移动电源的智能充放电监测系统和监测方法包括可充电电池10、充放电设备20和中央处理器30，可充电电池10、充放电设备20与中央处理器30相连，可充电电池10连接有用于进行电压、电流、温度、湿度采集的采集单元40，采集单元40通过数据存储单元50与中央处理器30相连，数据存储单元50用于存储所述可充电电池10的充放电信息，所述充放电信息包括各节电池的电压、充放电电流、工作温度、湿度、电量；充放电设备20与中央处理器30之间还连接有充放电控制单元60，充放电控制单元60用于根据中央处理器30的控制指令控制可充电电池10与充放电设备20之间的通断；中央处理器30还连接有液晶显示及报警单元70、无线通信模块80、数据计算统计分析单元90，液晶显示及报警单元70用于实时显示可充电电池的工作参数，无线通信模块80用于将采集数据、报警信息通过无线传输发送至手机终端，数据计算统计分析单元90用于统计分析所述可充电电池的电量、充放电次数及时间、使用寿命。该实施例中的移动电源的智能充放电监测系统，通过设置与中央处理器相连的液晶显示及报警单元、无线通信模块和数据计算统计分析单元，可对采集单元采集的充放电信息进行处理并通过液晶显示及报警单元进行显示和报警提示，还可以通过无线通信模块将充放电信息或报警提示发送至用户的手机终端或电脑，由此可方便用户了解可移动电源设备的相关信息并远程控制可移动电源设备，保证充放电安全，方便用户使用。

在上述实施例中，基于移动终端的移动电源智能充放电监测系统还具有以下技术特征：采集单元40包括电压采集电路41、电流采集电路42和环境监测管理电路；如图2所示，电压采集电路41包括与可充电电池10的两端相连的采样模块411，采样模块411通过隔离放大模块412、滤波模块413与中央处理器30相连，具体而言，采样模块411对可充电电池的端电压进行采样，首先隔离放大，再经滤波，然后输入中央处理器的模数转换端子，将模拟信号转换成数字信号，通过系统分析处理，检验可移动电源设备的工作电压是否在正常范围内，如果超出正常范围即启动声光报警，同时将报警信息通过无线通信模块上传至手机终端；如图3所示，电流采集电路42包括串联在所述可充电电池的输入/输出电路上的电流检测芯片，所述电流检测芯片421的输出端子与中央处理器30相连，具体而言，由于可移动电源设备在线监测系统运行过程中过流保护模块需要根据电量的计量而改变，所以电量的精确计量对于电源设备的安全运行起着至关重要的作用，然而由于可移动电源设备电化学特性复杂，电量估算十分困难，采用电流积分结合电压校正的方法，为了使电量估计更准确，电流采样的精度及电量计量的算方法是电量管理系统的关键，在该电路中电流可以从1、2端输入(或输出)，从3、4端输出(或输入)，输出端子Vout输出一模拟电压，该电压在指定检测范围内和被检测的直流或交流Ip呈线性关系，输出电压与电流的关系为：Vout＝(2/20)Ip+2.5；所述环境监测管理电路包括直接与所述中央处理器相连的温度、湿度采集模块，所述温度湿度采集模块连接有温度传感器和湿度传感器，由此可实现对可充电电池10的充放电信息的采集，具体而言，由于可移动电源设备在运行中受温度、湿度的影响较大，所以必须把温度和湿度控制在合适的状态下，采用集成温度、湿度传感器的模块，无需经过A/D采集转换直接接入CPU中央处理器的I/O口，这种连接方式具有接线简单、测量精度也高、体积小等优点，所以该系统通过设计环境监测管理电路，实时检测温度、湿度来进一步确定是否开启风机。

在上述实施例中，隔离放大模块412具有高线性模拟光电耦合器，所述高线性模拟光电耦合器的型号为HCNR201，所述电流检测芯片的型号为ACS712，所述中央处理器的型号为ATMEGA8L。数据计算统计分析单元90包括充放电记录模块91、亏/满电提示模块92和寿命预估模块93。液晶显示及报警单元70包括用于显示的液晶显示屏和用于报警提示的蜂鸣器、发光二极管，由此可通过液晶显示屏进行数据显示，通过蜂鸣器或发光二极管发出报警提示。

在上述实施例中，如图4所示的串口通信电路图，无线通信模块采用无线透传模块，通过串口连接CPU中央处理器，接线方式简单，编程容易，收发数据程序的编写完全在CPU中央处理器中即可，各种采集数据、报警信息可通过无线通信模块上传至手机终端，同时手机终端也能控制CPU中央处理器对充放电进行控制。如图5所示的充放电控制单元，对电池充电达到饱和状态时或当电池放电达到电池预设剩余电量时，中央处理器30可通过充放电控制单元及时切断可充电电池的充电或放电。如图6所示的数据存储单元的电路原理图，在电池充放电过程中把充放电信息，包括各节电压、充放电电流、工作温度、湿度、电量等通过采样实时写入Flash存储芯SST25VF020中保存，记录的充放电时间和次数以及报警信息实时写入Flash芯片，在需要时，可通过无线通信模块与手机终端通信把存储在Flash中的历史数据读到手机终端上。

如图7至图12所示的本发明的另一个实施例提供的一种基于移动终端的移动电源智能充放电监测方法，包括，设置与可充电电池相连的采集单元和与充放电设备相连的充放电控制单元，其特征在于，所述采集单元通过数据存储单元与中央处理器相连，所述充放电控制单元与所述中央处理器相连，所述智能充放电监测方法还包括设置与所述中央处理器相连的液晶显示及报警单元、无线通信模块、数据计算统计分析单元，还包括以下步骤：

S100：判断所述可充电电池的工作状态，所述工作状态包括充电、放电和空闲；

S200：所述采集单元采集所述可充电电池的端电压、充放电电流、环境温度、环境湿度；所述数据存储单元储存所述采集单元采集的充放电信息；所述数据计算统计分析单元记录所述可充电电池的充放电次数及时间，所述数据计算统计分析单元根据电压、电流数据分析所述可充电电池的电量，还根据存储的充放电次数及时间、电池的技术参数分析所述可充电电池的使用寿命；所述中央处理器根据控制所述液晶显示及报警单元显示所述充放电信息及所述数据计算统计分析单元的统计分析结果并通过所述无线通信模块向手机终端或电脑发送所述充放电信息及所述数据计算统计分析单元的统计分析结果；

S300：所述中央处理器在充电、放电异常时控制所述充放电控制单元断开所述可充电电池与所述充放电设备之间的连接，通过所述无线通信模块向手机终端发送报警提示，控制所述液晶显示及报警单元发出报警信号。

上述实施例中的基于移动终端的移动电源智能充放电监测方法，可对采集单元采集的充放电信息进行处理并通过液晶显示及报警单元进行显示和报警提示，还可以通过无线通信模块将充放电信息或报警提示发送至用户的手机终端，由此可方便用户了解可移动电源设备的相关信息并远程控制可移动电源设备，保证充放电安全，方便用户使用。

在上述实施例的基于移动终端的移动电源的智能充放电监测方法中，还包括步骤S210：所述中央处理器向所述采集单元发送信息采集指令，所述采集单元采集所述充放电信息并反馈给所述中央处理器，所述中央处理器接收、处理所述充放电信息并存储至所述数据存储单元。

在上述实施例的基于移动终端的移动电源的智能充放电监测方法中，还包括步骤S220：所述中央处理器根据所述采集单元采集的充放电信息，判断充放电电流是否异常；如果电流正常，则判断充放电电压是否异常；如果电压正常，则判断温度是否异常；如果温度正常，则判断湿度是否正常；如果湿度正常，则控制所述充放电控制单元保持连通状态；上述判断过程中，如果电流、电压、温度及湿度中任意一项异常，则控制所述充放电控制单元断开所述可充电电池与所述充放电设备的连接。

在上述实施例的基于移动终端的移动电源智能充放电监测方法中，还包括步骤S230：如果所述可充电电池处于空闲状态且所述充放电信息中的各参数均在预设范围内，所述中央控制器可接受预约服务指令并开始充电或放电。

在上述实施例的基于移动终端的移动电源智能充放电监测方法中，还包括步骤S240：所述可充电电池每次开始充电或放电，所述中央处理器记录充电或放电的次数及时间并存储至所述数据存储单元，所述数据计算统计分析单元根据存储的充放电次数及时间、电池的技术参数分析所述可充电电池的使用寿命。

上述本发明实施例中的基于移动终端的移动电源智能充放电监测系统和方法，可通过移动终端，例如手机、平板电脑或电脑等远程监控移动电源的充放电过程；可满足用户对多个移动电源的充放电管理，可远程控制移动电源的充放电时间，统计和分析用电量信息，进行充放电预警和提醒，可通过移动终端远程接收充电提醒、电量提示、用电消耗和充放电预警、提醒，保证充电电池的健康运行使用。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种基于移动终端的移动电源智能充放电监测系统，包括可充电电池、充放电设备和中央处理器，所述可充电电池、所述充放电设备与所述中央处理器相连，其特征在于，所述可充电电池连接有用于进行电压、电流、温度、湿度采集的采集单元，所述采集单元通过数据存储单元与所述中央处理器相连，所述数据存储单元用于存储所述可充电电池的充放电信息，所述充放电信息包括各节电池的电压、充放电电流、工作温度、湿度、电量；所述充放电设备与所述中央处理器之间还连接有充放电控制单元，所述充放电控制单元用于根据所述中央处理器的控制指令控制所述可充电电池与所述充放电设备之间的通断；所述中央处理器还连接有液晶显示及报警单元、无线通信模块、数据计算统计分析单元，所述液晶显示及报警单元用于实时显示可充电电池的工作参数，所述无线通信模块用于将采集数据、报警信息通过无线传输发送至手机终端或电脑，所述数据计算统计分析单元用于统计分析所述可充电电池的电量、充放电次数及时间、使用寿命。基于移动终端的移动电源智能充放电监测系统和方法。

2.根据权利要求1所述的移动电源智能充放电监测系统，其特征在于，所述采集单元包括电压采集电路、电流采集电路和环境监测管理电路；所述电压采集电路包括与所述可充电电池的两端相连的采样模块，所述采样模块通过隔离放大模块、滤波模块与所述中央处理器相连；所述电流采集电路包括串联在所述可充电电池的输入/输出电路上的电流检测芯片，所述电流检测芯片的输出端子与所述中央处理器相连；所述环境监测管理电路包括直接与所述中央处理器相连的温度、湿度采集模块，所述温度湿度采集模块连接有温度传感器和湿度传感器。

3.根据权利要求2所述的移动电源智能充放电监测系统，其特征在于，所述隔离放大模块具有高线性模拟光电耦合器，所述高线性模拟光电耦合器的型号为HCNR201，所述电流检测芯片的型号为ACS712，所述中央处理器的型号为ATMEGA8L。

4.根据权利要求1所述的移动电源智能充放电监测系统，其特征在于，所述数据计算统计分析单元包括充放电记录模块、亏/满电提示模块和寿命预估模块。

5.根据权利要求1所述的移动电源智能充放电监测系统，其特征在于，所述液晶显示及报警单元包括用于显示的液晶显示屏和用于报警提示的蜂鸣器、发光二极管。

6.一种基于移动终端的移动电源智能充放电监测方法，包括，设置与可充电电池相连的采集单元和与充放电设备相连的充放电控制单元，其特征在于，所述采集单元通过数据存储单元与中央处理器相连，所述充放电控制单元与所述中央处理器相连，所述智能充放电监测方法还包括设置与所述中央处理器相连的液晶显示及报警单元、无线通信模块、数据计算统计分析单元，还包括以下步骤：

S100：判断所述可充电电池的工作状态，所述工作状态包括充电、放电和空闲；

S200：所述采集单元采集所述可充电电池的端电压、充放电电流、环境温度、环境湿度；所述数据存储单元储存所述采集单元采集的充放电信息；所述数据计算统计分析单元记录所述可充电电池的充放电次数及时间，所述数据计算统计分析单元根据电压、电流数据分析所述可充电电池的电量，还根据存储的充放电次数及时间、电池的技术参数分析所述可充电电池的使用寿命；所述中央处理器根据控制所述液晶显示及报警单元显示所述充放电信息及所述数据计算统计分析单元的统计分析结果并通过所述无线通信模块向手机终端或电脑发送所述充放电信息及所述数据计算统计分析单元的统计分析结果；

S300：所述中央处理器在充电、放电异常时控制所述充放电控制单元断开所述可充电电池与所述充放电设备之间的连接，通过所述无线通信模块向手机终端发送报警提示，控制所述液晶显示及报警单元发出报警信号。

7.根据权利要求6所述的移动电源智能充放电监测方法，其特征在于，还包括步骤S210：所述中央处理器向所述采集单元发送信息采集指令，所述采集单元采集所述充放电信息并反馈给所述中央处理器，所述中央处理器接收、处理所述充放电信息并存储至所述数据存储单元。

8.根据权利要求7所述的移动电源智能充放电监测方法，其特征在于，还包括步骤S220：所述中央处理器根据所述采集单元采集的充放电信息，判断充放电电流是否异常；如果电流正常，则判断充放电电压是否异常；如果电压正常，则判断温度是否异常；如果温度正常，则判断湿度是否正常；如果湿度正 常，则控制所述充放电控制单元保持连通状态；上述判断过程中，如果电流、电压、温度及湿度中任意一项异常，则控制所述充放电控制单元断开所述可充电电池与所述充放电设备的连接。

9.根据权利要求8所述的移动电源智能充放电监测方法，其特征在于，还包括步骤S230：如果所述可充电电池处于空闲状态且所述充放电信息中的各参数均在预设范围内，所述中央控制器可接受预约服务指令并开始充电或放电。

10.根据权利要求9所述的移动电源智能充放电监测方法，其特征在于，还包括步骤S240：所述可充电电池每次开始充电或放电，所述中央处理器记录充电或放电的次数及时间并存储至所述数据存储单元，所述数据计算统计分析单元根据存储的充放电次数及时间、电池的技术参数分析所述可充电电池的使用寿命。