CN112578297B - 一种基于通信模组工作特征的设备电量状态检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于通信模组工作特征的设备电量状态检测方法，首先在设备终端安装复位检测模块和电量判定模块：通过复位检测模块监测终端MCU与通信模组连接的串口中的报文信息，对复位报文进行分析，并将分析结果发送至电量判定模块；电量判定模块根据接收到的通信模组供电不足复位信息进行判断：当电量判定模块判定为电池电量不足后，会控制设备发出警报，提醒用户更换电池。本发明一方面避开了直接测量所要应对的电路干扰问题，另一方面可直接在单个设备电池电量不足以支持设备工作的时候给出电量不足的判断结果，适用于解决物联网设备对电量不足的误判和最大化地利用电池电量。

Description

一种基于通信模组工作特征的设备电量状态检测方法

技术领域

本发明涉及物联网领域，具体涉及一种基于通信模组工作特征的设备电量状态检测方法。

背景技术

物联网已经历了近20年的发展，智能穿戴、智能家居、工业物联网等概念已走向现实。物联网在各终端之间实现数据交互，这需要物联网通信模组的支持，物联网网络与物联网通信模组也经历了从2G、3G到4G、以及到5G的发展过程，物联网的发展已经变得更便宜、更容易、更被广泛接受，从而引发了整个行业的创新浪潮。早期的物联网设备包括手机、台式电脑和笔记本电脑。此后，烟雾报警器、空调、路灯、监控、水电气表、恒温器等众多生产和生活设备都逐渐接入了物联网，物联网最终会变成万物互联，并在智慧城市、智能家居、智慧物流、智慧交通等领域发挥越来越大的作用。

物联网作为一个系统网络平台，与其他网络一样，也有其内部特有的架构。物联网系统有三个层次，一是感知层，即利用RFID、传感器、二维码等随时随地获取物体的信息；二是网络层，通过各种电信网络与互联网的融合，将物体的信息实时准确地传递出去；三是应用层，把感知层的得到的信息进行处理，实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理等实际应用。整体产业链涉及传感器/芯片/通信模块提供商等硬件厂商，提供网络基建的电信运营商，提供各类服务的系统集成商/服务提供商/中间件及应用商。

随着物联网产业的发展、尤其是移动网络的发展，越来越多的物联网设备都是移动设备以及使用电池供电的设备，这些设备要么要求电池容量大到足够支持设备的整个生命周期使用，要么要求电池可更换，这就要求对电池电量进行实时或固定间隔的检测。现有的电池电量检测方法通常是通过ADC芯片或MCU自带的ADC模块去直接测量设备电池的电压值、再通过电压来表征或估算电池电量。

这种直接测量方法存在以下问题，1.在测量过程中、电子设备工作产生的干扰信号会叠加到测量电路上、会直接影响测量的精度，对于耗电大的机电设备和通信设备、甚至会影响电池出现大幅度的电压波动，导致直接测量电池电压的方法失效，以至于不得不使用成本高的更复杂的测量电路或在电池电压波动较大期间直接放弃测量；2.测量出电池电量后、设备一般会设置一个电量低的阈值，当检测到电池电量低于这个阈值后、设备会关机或关闭部分功能；这个阈值是通过电压来推算的，并不能直接反应电池电量的多少，有一定的估算误差，此时的电池还是能够支持设备继续工作的，此时关机会使得设备和电池都达不到最大的使用效率；同时对于可更换电池的设备而言，不同的电池显然不能使用同样的阈值。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种基于通信模组工作特征的设备电量状态检测方法。

一种基于通信模组工作特征的设备电量状态检测方法，步骤如下：

步骤(1)、首先在设备终端安装复位检测模块和电量判定模块：

通过出厂预先烧录或软件升级方法，在设备的终端MCU中加载复位检测模块和电量判定模块；

步骤(2)、通过所述的复位检测模块监测终端MCU与通信模组连接的串口中的报文信息，检测通信模组是否发出复位报文，当通信模组发送复位报文时，对复位报文进行分析，并将分析结果发送至电量判定模块。

所述的复位检测模块是一个监测程序，实时且异步地监测通信模组发出的报文信息；通信模组复位的原因包括终端MCU控制下的手动复位、通信模组上电开机复位和通信模组供电不足复位。

其中，终端MCU控制下的手动复位是指MCU给通信模组发送复位指令，通信模组收到指令后会重启并发出复位的报文信息；

通信模组上电开机复位为：通信模组供电电路带有电子开关，终端MCU 通过电子开关来控制通信模组的供电，当电子开关打开时，通信模组供电电路给通信模组供电，通信模组将开始开机并发出复位的报文信息，即模组上电开机复位；

所述的通信模组供电不足复位为：通信模组在搜网和收发数据时，需要消耗大量的电流，当通信模组供电不足时，通信模组在搜网和收发数据时就会将通信模组侧的电压大幅拉低，导致通信模组复位，同时发出复位的报文信息。

复位检测模块检测到通信模组发出的复位报文后，根据通信模组复位的原因来区分复位类型，然后将通信模组供电不足复位信息作为复位检测模块的输出发送至电量判断模块。

步骤(3)、电量判定模块根据接收到的通信模组供电不足复位信息进行判断：

电量判定模块每天启动一次，当接收到复位检测模块发送的通信模组供电不足复位信息时，则将当天标记为已经出现了通讯模组供电不足复位，当检测到通讯模组连续出现供电不足复位情况的天数超过设定阈值时，则判定电池电量不足：在使用专用电池给通信模组供电的设备中，电量判定模块会给出通信电池电量不足的结果；在使用主电池给通信模组供电的设备中，电量判定模块会给出主电池电量不足的结果。

步骤(4)、当电量判定模块判定为电池电量不足后，会控制设备发出警报(液晶显示电量低、蜂鸣器发出鸣响)，提醒用户更换电池。

进一步的，所述的设定阈值为5天。

本发明有益效果如下：

本发明一方面避开了直接测量所要应对的电路干扰问题，另一方面可直接在单个设备电池电量不足以支持设备工作的时候给出电量不足的判断结果，适用于解决物联网设备对电量不足的误判和最大化地利用电池电量；本发明通过对模组进行复位检测，结合电量判定逻辑将其运用到设备电池电量的检测中。该方法不对电压进行直接测量，舍弃了原本需要的抗干扰电路，大大地减少了测量电路的复杂度。同时、电量判定逻辑只在电池电量不足以支持设备正常工作时才给出电量不足的判定结果，使得电池的使用效率达到其本应达到的最大使用效率。同时，本发明已经被实际设备使用证明是切实可行的，满足了物联网设备对电池电量测量与电池使用寿命最大化的使用需求。

附图说明

图1本发明方法流程图；

图2本发明实施例流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。

如图1所示，一种基于通信模组工作特征的设备电量状态检测方法，步骤如下：

步骤(1)、首先在设备终端安装复位检测模块和电量判定模块：

通过出厂预先烧录或软件升级方法，在设备的终端MCU中加载复位检测模块和电量判定模块；

步骤(2)、通过所述的复位检测模块监测终端MCU与通信模组连接的串口中的报文信息，检测通信模组是否发出复位报文，当通信模组发送复位报文时，对复位报文进行分析，并将分析结果发送至电量判定模块。

所述的复位检测模块是一个监测程序，实时且异步地监测通信模组发出的报文信息；通信模组复位的原因包括终端MCU控制下的手动复位、通信模组上电开机复位和通信模组供电不足复位。

其中，终端MCU控制下的手动复位是指MCU给通信模组发送复位指令，通信模组收到指令后会重启并发出复位的报文信息；

通信模组上电开机复位为：通信模组供电电路带有电子开关，终端MCU 通过电子开关来控制通信模组的供电，当电子开关打开时，通信模组供电电路给通信模组供电，通信模组将开始开机并发出复位的报文信息，即模组上电开机复位；

所述的通信模组供电不足复位为：通信模组在搜网和收发数据时，需要消耗大量的电流，其值可达平时的10倍以上，当通信模组供电不足时，通信模组在搜网和收发数据时就会将通信模组侧的电压大幅拉低，导致通信模组复位，同时发出复位的报文信息。

复位检测模块检测到通信模组发出的复位报文后，根据通信模组复位的原因来区分复位类型，然后将通信模组供电不足复位信息作为复位检测模块的输出发送至电量判断模块。

步骤(3)、电量判定模块根据接收到的通信模组供电不足复位信息进行判断：

电量判定模块每天启动一次，当接收到复位检测模块发送的通信模组供电不足复位信息时，则将当天标记为已经出现了通讯模组供电不足复位，当检测到通讯模组连续出现供电不足复位情况的天数超过设定阈值时，则判定电池电量不足：在使用专用电池给通信模组供电的设备中，电量判定模块会给出通信电池电量不足的结果；在使用主电池给通信模组供电的设备中，电量判定模块会给出主电池电量不足的结果。

步骤(4)、当电量判定模块判定为电池电量不足后，会控制设备发出警报(液晶显示电量低、蜂鸣器发出鸣响)，提醒用户更换电池。

进一步的，所述的设定阈值为5天。

实施例1：

本实施例是在一个智能燃气表中的应用实例，其中通信模组负责接入网络并与上位系统进行数据交互，燃气表中的MCU与通信模组之间采用串口连接、它们之间通过串口进行指令交互，同时、模组在复位时会通过串口向MCU发送复位报文("AT Command Ready")。在控制模组接入物联网并与上位进行数据交互的过程中，MCU异步地接收来自模组的复位报文。

下面对模组供电不足复位的实例进行描述，对基于通信模组工作特征来检测设备电量状态的方法过程进行详细说明：

步骤A：首先在燃气表终端安装复位检测模块和电量判定模块：

通过出厂预先烧录或软件升级方法，在燃气表的终端MCU中加载复位检测模块和电量判定模块；

步骤B：终端MCU打开通信模组供电电路开关，通信模组上电并开始开机，通信模组开机后，终端MCU向通信模组发送指令序列，控制通信模组接入物联网，并向上位系统发送数据，同时接收系统下发的数据。通信模组将向终端MCU反馈接入物联网是否成功的结果，同时在成功后会向MCU 发送上位系统下发的数据。在通信过程中，终端MCU通过复位检测模块对通信模组的复位报文进行检测，其具体步骤包括：

a：MCU向通信模组发送指令序列，控制通信模组执行搜网动作并附着到网络；

b：当通信模组搜网和附着网络的过程中需要的电流大于电池可供给的电流时，通信模组将发生复位，复位后的通信模组将重启并向终端MCU发送复位报文；

c：终端MCU中的复位检测模块收到复位报文后，复位检测模块根据复位报文会记录复位次数，复位次数小于5次则转到步骤a，当连续5次搜网过程中都收到通信模组的复位报文后，复位检测模块确认通信模组发生供电不足复位。

步骤C：当复位检测模块确认通信模组发生供电不足复位后，将检测结果即通信模组供电不足复位信息发送至电量判定模块，电量判定模块将当天标记为已经出现了通讯模组供电不足复位。

步骤D：终端MCU通过电量判定模块每天定时检查通信模组的复位信息，当连续5天都检测到模组供电不足复位时，电量判定模块发出电量不足信息，表示电池电量已经不足以支持智能燃气表的联网和数据收发工作。同时，燃气表上的液晶显示电量低，蜂鸣器发出鸣响，提醒用户更换电池。

虽然通过实施例描绘了本发明，本领域普通技术人员知道，本发明有许多变形和变化而不脱离本发明的精神，希望所附的权利要求包括这些变形和变化而不脱离本发明的精神。

Claims (2)

1.一种基于通信模组工作特征的设备电量状态检测方法，其特征在于，步骤如下：

步骤(1)、首先在设备终端安装复位检测模块和电量判定模块：

步骤(2)、通过所述的复位检测模块监测终端MCU与通信模组连接的串口中的报文信息，检测通信模组是否发出复位报文，当通信模组发送复位报文时，对复位报文进行分析，并将分析结果发送至电量判定模块；

步骤(3)、电量判定模块根据接收到的通信模组供电不足复位信息进行判断：

步骤(4)、当电量判定模块判定为电池电量不足后，会控制设备发出警报，提醒用户更换电池；

步骤(1)具体操作如下：

通过出厂预先烧录或软件升级方法，在设备的终端MCU中加载复位检测模块和电量判定模块；

步骤(2)具体操作如下：

所述的复位检测模块是一个监测程序，实时且异步地监测通信模组发出的报文信息；通信模组复位的原因包括终端MCU控制下的手动复位、通信模组上电开机复位和通信模组供电不足复位；

其中，终端MCU控制下的手动复位是指MCU给通信模组发送复位指令，通信模组收到指令后会重启并发出复位的报文信息；

通信模组上电开机复位为：通信模组供电电路带有电子开关，终端MCU通过电子开关来控制通信模组的供电，当电子开关打开时，通信模组供电电路给通信模组供电，通信模组将开始开机并发出复位的报文信息，即模组上电开机复位；

所述的通信模组供电不足复位为：通信模组在搜网和收发数据时，需要消耗大量的电流，当通信模组供电不足时，通信模组在搜网和收发数据时就会将通信模组侧的电压大幅拉低，导致通信模组复位，同时发出复位的报文信息；

复位检测模块检测到通信模组发出的复位报文后，根据通信模组复位的原因来区分复位类型，然后将通信模组供电不足复位信息作为复位检测模块的输出发送至电量判断模块；

步骤(3)具体操作如下：

电量判定模块每天启动一次，当接收到复位检测模块发送的通信模组供电不足复位信息时，则将当天标记为已经出现了通讯模组供电不足复位，当检测到通讯模组连续出现供电不足复位情况的天数超过设定阈值时，则判定电池电量不足：在使用专用电池给通信模组供电的设备中，电量判定模块会给出通信电池电量不足的结果；在使用主电池给通信模组供电的设备中，电量判定模块会给出主电池电量不足的结果。

2.根据权利要求1所述的一种基于通信模组工作特征的设备电量状态检测方法，其特征在于，所述的设定阈值为5天。