CN107491056B - 数据的采集方法、系统、电池管理系统及电动汽车 - Google Patents

数据的采集方法、系统、电池管理系统及电动汽车 Download PDF

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Abstract

本发明提出一种数据的采集方法、系统、电池管理系统及电动汽车，方法包括以下步骤：在一个AD转换周期内，MCU从ADC芯片的数据寄存器中连续读取多次数据；获取多次数据中出现的连续相同的数据，并确定连续相同的数据出现的次数；根据连续相同的数据出现的次数，以及多次数据中发生数据变化的次数，筛选出有效数据。本发明能够有效查找和筛选出MCU读取到的有效数据和无效数据，且无需增加发送转换完成标志信号的通讯线路，既节省了硬件资源，使电路更加简化，同时也能够保证数据的正确性。

Description

数据的采集方法、系统、电池管理系统及电动汽车
技术领域
本发明涉及硬件电路技术领域，特别涉及一种数据的采集方法、系统、电池管理系统及电动汽车。
背景技术
硬件电路一般通过MCU(Microcontroller Unit，微控制单元)和ADC(Analog toDigital Converter，模数转换器)芯片配合，以完成对模拟信号的采集。工作的过程一般为ADC芯片对输入的模拟信号进行AD转换，然后将转换后得到的数据写入到芯片的数据寄存器中。MCU通过通讯线路读取ADC芯片的数据寄存器中的数据，读取完成后，MCU再根据需要对数据进行相应的处理。
ADC芯片在进行连续AD转换操作时，每次转换完成后，都会对寄存器中的数据进行更新，即覆盖上次写入到寄存器中的数据。然而，在更新的过程中，数据是无效的。(例如，数据更新这段时间记作Tdata_invalid，每两次更新期间的数据是稳定有效的，这个期间记作Tdata_valid。)举例说明一种出现无效数据的情况：例如连续两次转换的过程中，ADC芯片需要将转换结果更新到数据寄存器当中，数据寄存器如果是16位的，则需要先写搞8位，在写入低8位的数据。如果上一次的数据是32768，则寄存器数据为：高：1000 0000，低：0000 0000；下一次的数据是32767，则寄存器数据为：高：0111 1111，低：1111 1111。如果在数据更新的时候读取数据，寄存器的数据已经开始更新，但是未更新完成时，可能高8位的数据已经写入新值，低8位的数据还未更新，为上一次的数值，则读取的数据可能为：高：0111 1111(第二次的值)，低：00000000(第一次的值)，则数据为32512，即该数据为无效数据，如果使用该数据则可能带来不良后果。
针对以上情况，目前相关的解决方案是每次数据更新完成后，ADC芯片会对MCU发出转换完成的标志信号，MCU接收到标志信号后，在规定的时间间隔内去读取寄存器中的数据，从而避免在Tdata_invalid期间读取无效数据。因此在电路的连接中需要多出一个标志信号的线路，而多出的硬件线路占用了宝贵的硬件资源，特别是在采用大量的ADC模块的场合，而如果不增加这个标志信号线路，则读取的数据可能是在Tdata_valid期间，也可能是在Tdata_invalid期间，而Tdata_invalid期间的数据会出现错误，即会存在读取到Tdata_invalid期间的无效数据的情况，进而影响正常工作。
例如：图1为目前相关技术中的ADC采集功能模块示意图，输入的模拟电信号ui输入到ADC芯片中，芯片进行AD转换，同时ADC芯片通过标志信号线路和通讯线路与MCU线路相连接，通过标志信号线在转换完成后向MCU发出转换完成标志信号，然后通过通讯线路将寄存器中的数据发送给MCU。
图2为目前相关技术中ADC芯片和MCU的工作时序图。ADC芯片在Tdata_invalid期间完成数据寄存器的更新，数据寄存器在Tdata_valid期间保持稳定，ADC芯片在进入Tdata_valid后发出转换完成标志信号，MCU在收到该标志信号后在Ttra期间内完成寄存器数据的读取。也即，该技术方案的实现过程中，需要增加对应于转换完成的标志信号的通信线路，从而占用了宝贵的硬件资源，也提高了成本。
发明内容
本发明旨在至少解决上述技术问题之一。
为此，本发明的一个目的在于提出一种数据的采集方法，该方法能够有效查找和筛选出MCU读取到的有效数据和无效数据，且无需增加发送转换完成标志信号的通讯线路，既节省了硬件资源，使电路更加简化，同时也能够保证数据的正确性。
本发明的第二个目的在于提出一种数据的采集系统。
本发明的第三个目的在于提出一种电池管理系统。
本发明的第四个目的在于提出一种电动汽车。
为了实现上述目的，本发明第一方面的实施例提出了一种数据的采集方法，包括以下步骤：在一个AD转换周期内，MCU从ADC芯片的数据寄存器中连续读取多次数据；获取所述多次数据中出现的连续相同的数据，并确定所述连续相同的数据出现的次数；根据所述连续相同的数据出现的次数，以及所述多次数据中发生数据变化的次数，筛选出有效数据。
根据本发明实施例的数据的采集方法，通过连续的数据读取方式和根据无效数据出现的原理和特点对读取的多次数据进行比较分析，查找出其中的有效数据和无效数据，以便MCU滤除无效数据，筛选出有效数据，即能够有效查找和滤除MCU读取到的无效数据，且ADC芯片无需向MCU发送转换完成标志信号，即无需增加转换完成标志信号通讯线路，既节省了硬件资源，使电路更加简化，同时也能够保证数据的正确性。
另外，根据本发明上述实施例的数据的采集方法还可以具有如下附加的技术特征：
在一些示例中，所述连续相同的数据出现的次数及所述多次数据中发生数据变化的次数，由MCU数据读取过程中数据更新所干扰数据的最大次数以及数据更新时间与多次连续读取周期的对应关系确定；所述数据更新所干扰数据的最大次数由所述数据更新时间、数据读取周期及相邻数据读取周期的间隔时间确定。
在一些示例中，当所述数据更新所干扰数据的最大次数为a时，连续读取的多次数据的次数至少为2a+1次，则将出现的连续相同的a+1次数据作为有效数据，其中所述a为大于0的整数。
在一些示例中，当未出现所述连续相同的a+1次数据时，将连续读取的所述多次数据中第一次读取的数据和最后一次读取的数据作为所述有效数据。
在一些示例中，所述连续读取的多次数据包括电流数据和/或电压数据，所述有效数据包括电流有效数据和/或电压有效数据，所述方法还包括：根据所述电流有效数据计算动力电池的荷电状态，或根据所述电流有效数据对所述动力电池进行过流保护；根据所述电压有效数据对所述动力电池进行过压保护和欠压保护；根据所述电压有效数据和电流有效数据计算所述动力电池的充放电功率和充放电电量。
为了实现上述目的，本发明第二方面的实施例提出了一种数据的采集系统，包括：采集模块，所述采集模块用于采集一个AD转换周期内MCU从ADC芯片的数据寄存器中连续读取的多次数据；获取模块，所述获取模块用于获取所述多次数据中出现的连续相同的数据，并确定所述连续相同的数据出现的次数；筛选模块，所述筛选模块用于根据所述连续相同的数据出现的次数，以及所述多次数据中发生数据变化的次数，筛选出有效数据。
根据本发明实施例的数据的采集系统，通过连续的数据读取方式和根据无效数据出现的原理和特点对读取的多次数据进行比较分析，查找出其中的有效数据和无效数据，以便MCU滤除无效数据，筛选出有效数据，即能够有效查找和滤除MCU读取到的无效数据，且ADC芯片无需向MCU发送转换完成标志信号，即无需增加转换完成标志信号通讯线路，既节省了硬件资源，使电路更加简化，同时也能够保证数据的正确性。
另外，根据本发明上述实施例的数据的采集系统还可以具有如下附加的技术特征：
在一些示例中，所述连续相同的数据出现的次数及所述多次数据中发生数据变化的次数，由MCU数据读取过程中数据更新所干扰数据的最大次数以及数据更新时间与多次连续读取周期的对应关系确定；所述数据更新所干扰数据的最大次数由所述数据更新时间、数据读取周期及相邻数据读取周期的间隔时间确定。
在一些示例中，当所述数据更新所干扰数据的最大次数为a时，连续读取的多次数据的次数至少为2a+1次，则将出现的连续相同的a+1次数据作为有效数据，其中所述a为大于0的整数。
在一些示例中，当未出现所述连续相同的a+1次数据时，将连续读取的所述多次数据中第一次读取的数据和最后一次读取的数据作为所述有效数据。
在一些示例中，所述连续读取的多次数据包括电流数据和/或电压数据，所述有效数据包括电流有效数据和/或电压有效数据，所述系统还包括：处理模块，所述处理模块用于：根据所述电流有效数据计算动力电池的荷电状态，或根据所述电流有效数据对所述动力电池进行过流保护；根据所述电压有效数据对所述动力电池进行过压保护和欠压保护；根据所述电压有效数据和电流有效数据计算所述动力电池的充放电功率和充放电电量。
为了实现上述目的，本发明第三方面的实施例提出了一种电池管理系统，包括本发明上述第二方面实施例所述的数据的采集系统。
根据本发明实施例的电池管理系统，能够有效筛选出电流数据和电压数据中的有效数据和无效数据，便于后续处理应用，且ADC芯片无需向MCU发送转换完成标志信号，即无需增加转换完成标志信号通讯线路，既节省了硬件资源，使电路更加简化，同时也能够保证数据的正确性。
为了实现上述目的，本发明第四方面的实施例提出了一种电动汽车，包括本发明上述第三方面实施例所述的电池管理系统。
根据本发明实施例的电动汽车，在其硬件电路的工作过程中，ADC芯片无需向MCU发送转换完成标志信号，即无需增加转换完成标志信号通讯线路，既节省了硬件资源，使电路更加简化，同时也能够保证数据的正确性。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是现有技术中AD采集功能模块示意图；
图2是现有技术中AD采集工作时序图；
图3是根据本一个发明实施例的数据的采集方法的流程图；
图4根据本发明一个实施例的数据的采集方法中AD采集功能模块示意图；
图5是根据本发明一个具体实施例的数据的采集方法的数据读取时序图；
图6是根据本发明另一个具体实施例的数据的采集方法的数据读取时序图；
图7是根据本发明一个实施例的数据的采集系统的结构框图；
图8是根据本发明另一个实施例的数据的采集系统的结构框图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
以下结合附图描述根据本发明实施例的数据的采集方法、系统、电池管理系统及电动汽车。
图3是根据本发明一个实施例的数据的采集方法的流程图。如图3所示，该方法包括以下步骤：
步骤S1：在一个AD转换周期内，MCU从ADC芯片的数据寄存器中连续读取多次数据。
步骤S2：获取多次数据中出现的连续相同的数据，并确定连续相同的数据出现的次数。具体地说，即判断连续读取的多次数据是否发生变化，如果发生变化，则获取多次数据中出现的连续相同的数据，并确定连续相同的数据出现的次数。
步骤S3：根据连续相同的数据出现的次数，以及多次数据中发生数据变化的次数，筛选出有效数据。
在本发明的一个实施例中，连续相同的数据出现的次数与多次数据中发生数据变化的次数，由MCU数据读取过程中数据更新所干扰数据的最大次数以及数据更新时间与多次连续读取周期的对应关系确定；其中，数据更新所干扰数据的最大次数由数据更新时间、数据读取周期及相邻数据读取周期的间隔时间确定。
具体地，在本发明的一个实施例中，当数据更新所干扰数据的最大次数为a时，则连续读取的多次数据的次数至少为2a+1次，并将出现的连续相同的a+1次数据作为有效数据，其中a为大于0的整数。进一步地，当未出现连续相同的a+1次数据时，将连续读取的多次数据中第一次读取的数据和最后一次读取的数据作为有效数据。
例如，当数据更新所干扰数据的最大次数为1(即a＝1)时，即最大干扰次数为1，则连续读取的多次数据的次数至少为3个，即至少连续读取3次数据，并将出现的连续2次相同的数据作为有效数据；如果不存在连续2次相同的数据，则将连续读取的3次数据中的第一次读取的数据和最后一次读取的数据作为有效数据。
又例如，当数据更新所干扰数据的最大次数为2(即a＝2)时，即最大干扰次数为2，则连续读取的多次数据的次数至少为5个，即至少连续读取5次数据，并将出现的连续3次相同的数据作为有效数据；如果不存在连续3次相同的数据，则将连续读取的5次数据中第一次读取的数据和最后一次读取的数据作为有效数据。需要说明的是，a为大于0的整数，此处不再一一列举a的所有取值情况。
进一步地，在本发明的一个实施例中，连续读取多次数据的总时间(即多个数据读取周期之和)小于一个AD转换周期。
如上所述，即无效数据的个数(即数据更新所干扰数据的次数)由数据更新时间、数据读取周期、相邻两次数据读取周期的间隔时间、单次AD转换周期之间的大小关系确定。进一步地，根据无效数据的个数设定连续读取多次数据的次数。
具体地说，当数据更新的时间小于相邻两次数据读取周期的间隔时间时，最多存在一个无效数据，其中，间隔时间小于MCU的数据读取周期。此时，如果多次数据中存在至少两次或以上连续且相同的数据，则判定至少两次或以上连续且相同的数据为有效数据，并判定与至少两次或以上连续且相同的数据相邻但不同的数据为ADC芯片进行数据更新时MCU读取到的无效数据。
也就是说，无效数据的个数可能为0个或1个。例如，当数据更新的时间小于相邻两次数据读取周期的间隔时间且数据更新的时间刚好落在间隔时间之间，此时，数据更新并不会影响任何一次读取数据，即此时不存在无效数据。另一方面，当数据更新的时间位于某次数据读取周期内，此处，仅影响该数据读取周期对应读取的数据，即存在一个无效数据。
进一步地，当数据更新的时间大于相邻两次数据读取周期的间隔时间且小于数据读取周期时，最多存在两个无效数据；当数据更新的时间大于数据读取周期且数据更新的时间与数据读取周期的差值大于间隔时间时，最少存在两个无效数据。
也就是说，无效数据的个数可能为多个(即两个或两个以上)。例如，当数据更新的时间大于间隔时间且小于数据读取周期时，且数据更新的时间覆盖了间隔时间，则此时，数据更新的时间会影响两次数据读取周期，进一步会影响这两次数据读取周期读取的相应数据，即存在两个无效数据。另一方面。当当数据更新的时间大于间隔时间且小于数据读取周期时，且此时数据更新的时间仅落在一次数据读取周期内，此时仅影响这一次数据读取周期，即影响该数据读取周期内读取的相应数据，此时存在一个无效数据。另一方面，当数据更新的时间大于数据读取周期且数据更新的时间与数据读取周期的差值大于间隔时间时，此时数据更新的时间至少落在两个相邻的数据读取周期内，即最少影响两次数据读取周期内读取的相应数据，则最少存在两个无效数据。需要说明的是，随着数据更新的时间的增大，影响的数据读取周期的个数也增加，即出现的无效数据也会增多，同时，需要连续读取的多次数据的次数也随之增加，此处不再一一列举赘述。
进一步地，在本发明的一个实施例中，该方法还包括：滤除无效数据。即在查找到MCU读取的ADC芯片进行数据更新时产生的无效数据后，滤除该无效，从而保证数据的正确性。
以下结合附图，以具体的实施例对本发明上述实施例的数据的采集方法进行详细描述。
在本实施例中，数据更新的时间记作Tdata_invalid：，数据读取周期记作Ttra，单词AD转换周期记作TADC。
其中，Tdata_invalid<Ttra或Tdata_invalid不比Ttra大太多。TtraTdata_invalid越大，干扰的数据次数越多，即无效数据越多，此时需要连续读取的多次数据N越大。进一步地，N*Ttra<TADC，即连续读取多次数据的总时间小于单次AD转换周期。
示例1：
在本示例中，示例性地展示了最多出现一个无效数据的情况。
在示例中，例如，ADC芯片进行数据更新的时间Tdata_invalid为1us，MCU的数据读取周期Ttra为32us，AD转换周期TADC为1000us。也就是说，数据更新的时间很短，要比一次通讯读取数据的时间短，而一次AD转换周期的时间较长，且该时间要远大于一次通讯读取数据的时间。
具体地说，由于一次AD转换的时间远大于连续读取多次数据的时间，所以连续读取多次数据的这段时间内，最多只会碰到一次数据更新。另外由于一次数据更新的时间很短，小于读取一次数据的时间，且每两次数据读取间存在一个时间间隔，则最多只有一次数据读取会受到影响成为无效数据。因此，连续读取的多次数据中最多出现一个无效数据，而无效数据和有效数据的值必然不同，所以多次数据中连续相同的几次数据即可判定为有效数据(可以是更新前的数据，也可以是更新后的数据)，而与其他有效数据相邻但值不同的一次数据，即为无效数据。基于以上原理进行比较和分析，即可查找出无效数据，筛选出有效数据。
具体地，例如图5所示，连续读取的多次数据的数量为4个。即MCU从ADC芯片的数据寄存器中连续读取4次数据。则获得的4次数据存在如图5所示的5种情况，其中，Tdata_invalid<Ttra<<TADC，即数据更新的时间很短，要比一次通讯读取数据的时间短，而一次AD转换周期的时间较长，且该时间要远大于通讯周期。结合图5所示，5种情况具体如下：
a.时序(a)时，读取的4次数据相同，则四个读取时间均为Tdata_valid内读取的数据，或者Tdata_invalid期间的数据没有异常，此时读取到的4次数据数据即为有效数据。
b.时序(b)时，前三次数据相同，第四次数据不同，则第四次数据读取时为Tdata_invalid，前三次数据为有效数据，第四次数据为无效数据。
c.时序(c)时，前2次数据相同，第三次数据不同，第四次数据可能相同可能不同，则第三次数据读取时为Tdata_invalid，前2次数据为有效数据，第三次数据为无效数据。
d.时序(d)时，后2次数据相同，第二次数据不同，第一次数据可能相同可能不同，则第二次数据读取时为Tdata_invalid，第三、四次数据为有效数据，第二次数据为无效数据。
e.时序(e)时，后三次数据相同，第一次数据不同，则第一次数据读取时为Tdata_invalid，后三次数据为有效数据，第一次数据为无效数据。
也即是说，只要读取到的数据中有无效数据，由于更新时间较短，小于读取周期的间隔时间，且一次转换的时间较长，一组连续采集的数据中最多出现一个无效数据，而无效数据和有效数据的值不同，所以数据中连续相同的两个必定是有效数据(可以是更新前，可以使更新后的数据)，据此就可以筛选出有效数据。进一步地，对数据进行处理，根据数据的特点判断读取时的状态，滤除其中的无效数据，获取有效数值，完成AD采集。
具体地说，在本示例中，在远小于一次ADC转换时间TADC的时段内连续进行多次(此处以4次为例)数据的读取，获得一组数据；然后对这一组连续读取的数据进行分析，由于在获得的一组数据中，无效数据最多出现一次，且一组数据中连续出现两个稳定值可以认为数据是有效数据，根据数据的同异特点判断出其中的无效数据和有效数据，然后筛选出有效数据。即本发明实施例的数据的采集方法，不需要发送标志信号，即无需额外添加发送转换完成标志信号的通讯线路，仅通过连续的数据读取方式和根据无效数据出现的原理和特点对数据进行比较分析，比较该组连续数据的相同和相异，可以滤除掉在Tdata_invalid期间读取的无效数据，筛选出其中的有效数据，从而完成AD数据采集，例如图4所示。这样，既节省了硬件资源，使电路更加简化，同时也能够保证数据的正确性。
示例2：
在本示例中，示例性地展示了最多出现两个无效数据的情况。
具体地说，结合图6所示，MCU从ADC芯片的数据寄存器中连续读取了5次数据(即N＝5)，ADC芯片进行数据更新的时间Tdata_invalid为8us，MCU的数据读取周期Ttra为32us，AD转换周期为TADC 1000us。则获得的5次数据存在如图6所示的10种情况：
1.在时序(1)中，五次数据都一致，即不存在无效数据，五次数据均为有效数据。
2.时序(2)中，数据有变化，后四次数据一致，最多只能干扰两次数据，因此后四次数据为有效数据。
3.时序(3)中，数据有变化，后三次数据一致，最多只能干扰两次数据，因此后三次数据为有效数据。
4.时序(4)中，数据连续变化两次，说明智能干扰中间两次数据，判定后两次数据为有效数据，第一次数据为上一次的有效数据。
5.时序(5)中，连续变化两次，只能干扰中间一次数据，判定后两次数据为有效数据，前两次数据为上一次的有效数据。
6.时序(6)中，连续变化两次，只能干扰中间一个，判定后两次数据为有效数据，前两次数据为上一次的有效数据。
7.时序(7)中，连续变化两次，只能干扰中间两次数据，判定前两次数据为上一次的有效数据，最后一次数据为更新后的有效数据。
8.时序(8)中，连续变化两次，只能干扰中间一次数据，判定前三次数据为上一次的有效数据，最后一个为更新后的有效数据。
9.时序(9)中，变化一次，最多干扰两次数据，判定前三次数据为有效数据。
10.时序(10)中，变化一次，最多干扰两次数据，则判定前4次数据为有效数据。
总的来说，无效数据与有效数据的值不同，因此，在连续读取的多次数据中，当数据首次发生变化时，将该发生变化(即与其他数据不一致)的一个或多次连续数据作为无效数据，在确定无效数据之后，进而可筛选出有效数据。具体地，当无效数据的最大个数为a时，连续读取的多次数据的次数至少为2a+1次，则将出现的连续相同的a+1次数据作为有效数据；当未出现连续相同的a+1次数据时，将连续读取的多次数据中的第一次数据和最后一次数据作为有效数据。因此，不需要发送标志信号，即无需额外添加发送转换完成标志信号的通讯线路，仅通过连续的数据读取方式和根据无效数据出现的原理和特点对数据进行比较分析，比较该组连续数据的相同和相异，可以滤除掉在Tdata_invalid期间读取的无效数据，筛选出其中的有效数据，从而完成AD数据采集，既节省了硬件资源，使电路更加简化，同时也能够保证数据的正确性。
需要说明的是，只要满足上述的关于数据更新的时间、数据读取周期、相邻两次数据读取周期的间隔时间、单次AD转换周期之间的大小关系，则最多干扰两个以上(如3、4、5个等)数据的情况也是可行的，只需要调整连续读取多次数据N的值即可实现，此处不再一一列举赘述。
进一步地，在本发明的一个实施例中，连续读取的多次数据包括电流数据和/或电压数据，有效数据包括电流有效数据和/或电压有效数据。进而，通过采集的电压有效数据和/或电流有效数据可以进行后续相关的处理。具体包括：根据电流有效数据计算动力电池的SOC(State of Charge，荷电状态)；或者也可以根据电流有效数据对动力电池进行过流保护，即当电流有效数据超过设定电流阈值时，采取相应保护措施，并发出报警信号，以实现过流保护。另一方面，可根据电压有效数据对动力电池进行过压保护和欠压保护。具体地，将电压有效数据与设定电压阈值进行比较，当电压有效数据大于电压阈值时，采取相应保护措施，防止过压，并发出报警信号，实现过压保护；当电压有效数据小于电压阈值时，采取相应保护措施，防止欠压，并发出报警信号，实现欠压保护；另外，也可以根据电压有效数据和电流有效数据计算动力电池的充放电功率和充放电电量。也就是说，本发明实施例的数据采集的方法所筛选得到的有效数据具有准确性高的优点，能够有效、广泛地适用于实际应用中。
综上，根据本发明实施例的数据的采集方法，通过连续的数据读取方式和根据无效数据出现的原理和特点对读取的多次数据进行比较分析，查找出其中的有效数据和无效数据，以便MCU滤除无效数据，筛选出有效数据，即能够有效查找和滤除MCU读取到的无效数据，且ADC芯片无需向MCU发送转换完成标志信号，即无需增加转换完成标志信号通讯线路，既节省了硬件资源，使电路更加简化，同时也能够保证数据的正确性。
本发明的进一步实施例还提出了一种数据的采集系统。
图7是根据本发明一个实施例的数据的采集系统的结构框图。如图7所示，该数据的采集系统100包括：采集模块110、获取模块120和筛选模块130。
其中，采集模块110用于采集一个AD转换周期内MCU从ADC芯片的数据寄存器中连续读取的多次数据。
获取模块120用于获取多次数据中出现的连续相同的数据，并确定连续相同的数据出现的次数。具体地说，即判断连续读取的多次数据是否发生变化，如果发生变化，则获取多次数据中出现的连续相同的数据，并确定连续相同的数据出现的次数。
筛选模块130用于根据连续相同的数据出现的次数，以及多次数据中发生数据变化的次数，筛选出有效数据。
在本发明的一个实施例中，连续相同的数据出现的次数及多次数据中发生数据变化的次数，由MCU数据读取过程中数据更新所干扰数据的最大次数以及数据更新时间与多次连续读取周期的对应关系确定；其中，数据更新所干扰数据的最大次数由数据更新时间、数据读取周期及相邻数据读取周期的间隔时间确定。
具体地，在本发明的一个实施例中，当数据更新所干扰数据的最大次数为a时，则连续读取的多次数据的次数至少为2a+1次，并将出现的连续相同的a+1次数据作为有效数据，其中a为大于0的整数。进一步地，当未出现连续相同的a+1次数据时，将连续读取的多次数据中第一次读取的数据和最后一次读取的数据作为有效数据。
例如，当数据更新所干扰数据的最大次数为1(即a＝1)时，即最大干扰次数为1，则连续读取的多次数据的次数至少为3个，即至少连续读取3次数据，并将出现的连续2次相同的数据作为有效数据；如果不存在连续2次相同的数据，则将连续读取的3次数据中的第一第一次读取的数据和最后一次读取的数据作为有效数据。
又例如，当数据更新所干扰数据的最大次数为2(即a＝2)时，即最大干扰次数为2，则连续读取的多次数据的次数至少为5个，即至少连续读取5次数据，并将出现的连续5次相同的数据作为有效数据；如果不存在连续5次相同的数据，则将连续读取的5次数据中第一次读取的数据和最后一次读取的数据作为有效数据。
进一步地，在本发明的一个实施例中，连续读取多次数据的总时间(即多次数据读取周期之和)小于一个AD转换周期。
如上所述，即无效数据的个数(即数据更新所干扰数据的次数)由数据更新时间、数据读取周期、相邻两次数据读取周期的间隔时间、单次AD转换周期之间的大小关系确定。进一步地，根据无效数据的次数设定连续读取多次数据的次数。
具体地说，当数据更新的时间小于相邻两次数据读取周期的间隔时间时，最多存在一个无效数据，其中，间隔时间小于MCU的数据读取周期。此时，如果多次数据中存在至少两次或以上连续且相同的数据，则判定至少两次或以上连续且相同的数据为有效数据，并判定与至少两次或以上连续且相同的数据相邻但不同的数据为ADC芯片进行数据更新时MCU读取到的无效数据。
也就是说，无效数据的个数可能为0个或1个。例如，当数据更新的时间小于相邻两次数据读取周期的间隔时间且数据更新的时间刚好落在间隔时间之间，此时，数据更新并不会影响任何一次读取数据，即此时不存在无效数据。另一方面，当数据更新的时间位于某次数据读取周期内，此处，仅影响该数据读取周期对应读取的数据，即存在一个无效数据。
进一步地，当数据更新的时间大于相邻两次数据读取周期的间隔时间且小于数据读取周期时，最多存在两个无效数据；当数据更新的时间大于数据读取周期且数据更新的时间与数据读取周期的差值大于间隔时间时，最少存在两个无效数据。
也就是说，无效数据的个数可能为多个(即两个或两个以上)。例如，当数据更新的时间大于间隔时间且小于数据读取周期时，且数据更新的时间覆盖了间隔时间，则此时，数据更新的时间会影响两次数据读取周期，进一步会影响这两次数据读取周期读取的相应数据，即存在两个无效数据。另一方面。当当数据更新的时间大于间隔时间且小于数据读取周期时，且此时数据更新的时间仅落在一次数据读取周期内，此时仅影响这一次数据读取周期，即影响该数据读取周期内读取的相应数据，此时存在一个无效数据。另一方面，当数据更新的时间大于数据读取周期且数据更新的时间与数据读取周期的差值大于间隔时间时，此时数据更新的时间至少落在两个相邻的数据读取周期内，即最少影响两次数据读取周期内读取的相应数据，则最少存在两个无效数据。需要说明的是，随着数据更新的时间的增大，影响的数据读取周期的个数也增加，即出现的无效数据也会增多，同时，需要连续读取的多次数据的次数也随之增加，此处不再一一列举赘述。
进一步地，在本发明的一个实施例中，该系统100例如还包括滤除模块(图中未示出)。滤除模块用于滤除无效数据。即在查找到MCU读取的ADC芯片进行数据更新时产生的无效数据后，滤除该无效数据，获取有效数据，进而完成AD采集，保证了数据的正确性。
进一步地，在本发明的一个实施例中，连续读取的多次数据包括电流数据和/或电压数据，有效数据包括电流有效数据和/或电压有效数据。基于此，结合图8所示，该数据的采集系统100还包括：处理模块140，处理模块140用于通过电压有效数据和/或电流有效数据进行后续相关的处理。具体包括：根据采集的电流有效数据计算动力电池的SOC(Stateof Charge，荷电状态)；或者也可以根据电流有效数据进行过流保护，即当电流有效数据超过设定电流阈值时，采取相应保护措施，并发出报警信号，以实现过流保护。另一方面，可根据电压有效数据对动力电池进行过压保护和欠压保护。具体地，将电压有效数据与设定电压阈值进行比较，当电压有效数据大于电压阈值时，采取相应保护措施，防止过压，并发出报警信号，实现过压保护；当电压有效数据小于电压阈值时，采取相应保护措施，防止欠压，并发出报警信号，实现欠压保护；另外，也可以根据采集的电压有效数据和电流有效数据计算动力电池组的充放电功率和充放电电量。也就是说，本发明实施例的数据的采集系统所筛选得到的有效数据具有准确性高的优点，能够有效、广泛地适用于实际应用中。
需要说明的是，本发明实施例的数据的采集系统的具体实现方式与本发明实施例的数据的采集方法的具体实现方式类似，具体请参见方法部分的描述，为了减少冗余，此处不再赘述。
综上，根据本发明实施例的数据的采集系统，通过连续的数据读取方式和根据无效数据出现的原理和特点对读取的多次数据进行比较分析，查找出其中的有效数据和无效数据，以便MCU滤除无效数据，筛选出有效数据，即能够有效查找和滤除MCU读取到的无效数据，且ADC芯片无需向MCU发送转换完成标志信号，即无需增加转换完成标志信号通讯线路，既节省了硬件资源，使电路更加简化，同时也能够保证数据的正确性。
本发明的进一步实施例还提出了一种电池管理系统。该电池管理系统包括本发明上述任意一个实施例所描述的数据的采集系统。
根据本发明实施例的电池管理系统，能够有效筛选出电流数据和电压数据中的有效数据和无效数据，便于后续处理应用，且ADC芯片无需向MCU发送转换完成标志信号，即无需增加转换完成标志信号通讯线路，既节省了硬件资源，使电路更加简化，同时也能够保证数据的正确性。
本发明的进一步实施例还提出了一种电动汽车。该电动汽车包括本发明上述实施例所描述的电池管理系统。
根据本发明实施例的电动汽车，在其硬件电路的工作过程中，ADC芯片无需向MCU发送转换完成标志信号，即无需增加转换完成标志信号通讯线路，既节省了硬件资源，使电路更加简化，同时也能够保证数据的正确性。
另外，根据本发明实施例的电动汽车的其它构成以及作用对于本领域的普通技术人员而言都是已知的，为了减少冗余，不做赘述。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同限定。

Claims (5)

1.一种数据的采集方法，其特征在于，包括以下步骤：
在一个AD转换周期内，MCU从ADC芯片的数据寄存器中连续读取多次数据；
获取所述多次数据中出现的连续相同的数据，并确定所述连续相同的数据出现的次数；
根据所述连续相同的数据出现的次数，以及所述多次数据中发生数据变化的次数，筛选出有效数据，其中，所述连续相同的数据出现的次数及所述多次数据中发生数据变化的次数，由MCU数据读取过程中数据更新所干扰数据的最大次数以及数据更新时间与多次连续读取周期的对应关系确定；
所述数据更新所干扰数据的最大次数由所述数据更新时间、数据读取周期及相邻数据读取周期的间隔时间确定；
当所述数据更新所干扰数据的最大次数为a时，连续读取的多次数据的次数至少为2a+1次，则将出现的连续相同的a+1次数据作为有效数据，其中所述a为大于0的整数；
当未出现所述连续相同的a+1次数据时，将连续读取的所述多次数据中第一次读取的数据和最后一次读取的数据作为所述有效数据。
2.根据权利要求1所述的数据的采集方法，其特征在于，所述连续读取的多次数据包括电流数据和/或电压数据，所述有效数据包括电流有效数据和/或电压有效数据，所述方法还包括：
根据所述电流有效数据计算动力电池的荷电状态，或根据所述电流有效数据对所述动力电池进行过流保护；
根据所述电压有效数据对所述动力电池进行过压保护和欠压保护；
根据所述电压有效数据和电流有效数据计算所述动力电池的充放电功率和充放电电量。
3.一种数据的采集系统，其特征在于，包括：
采集模块(110)，所述采集模块(110)用于采集一个AD转换周期内MCU从ADC芯片的数据寄存器中连续读取的多次数据；
获取模块(120)，所述获取模块(120)用于获取所述多次数据中出现的连续相同的数据，并确定所述连续相同的数据出现的次数；
筛选模块(130)，所述筛选模块(130)，用于根据所述连续相同的数据出现的次数，以及所述多次数据中发生数据变化的次数，筛选出有效数据，其中，所述连续相同的数据出现的次数及所述多次数据中发生数据变化的次数，由MCU数据读取过程中数据更新所干扰数据的最大次数以及数据更新时间与多次连续读取周期的对应关系确定；
所述数据更新所干扰数据的最大次数由所述数据更新时间、数据读取周期及相邻数据读取周期的间隔时间确定；
当所述数据更新所干扰数据的最大次数为a时，连续读取的多次数据的次数至少为2a+1次，则将出现的连续相同的a+1次数据作为有效数据，其中所述a为大于0的整数；
当未出现所述连续相同的a+1次数据时，将连续读取的所述多次数据中第一次读取的数据和最后一次读取的数据作为所述有效数据。
4.一种电池管理系统，其特征在于，包括如权利要求3所述的数据的采集系统。
5.一种电动汽车，其特征在于，包括如权利要求4所述的电池管理系统。
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