CN113010463B - 一种用于锂电池管理的iic通信方法及系统 - Google Patents

一种用于锂电池管理的iic通信方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于锂电池管理的IIC通信方法及系统，方法包括：主设备发送包括第一从设备地址、写标识和序列号的第一消息到IIC总线；与IIC总线相连接的所有从设备接收所述第一消息，判断所述序列号与自身的序列号是否一致，如果一致，将自身的地址修改为第二从设备地址；主设备发送包括第二从设备地址和读标识的第二消息到IIC总线；设置有所述第二从设备地址的从设备接收所述第二消息，将自身的设备数据发送给所述主设备，同时将自身的设备地址修改为所述第一从设备地址。本发明的所有从设备可以使用相同的地址，因此从设备的数量能够突破128个的限制，此外，对于相同功能的从设备，从设备端软件可以设置成相同，便于版本管理。

Description

一种用于锂电池管理的IIC通信方法及系统
技术领域
本发明涉及IIC和锂电池技术领域，特别是一种用于锂电池管理的IIC通信方法及系统。
背景技术
目前IIC(Inter-integrated circuit)总线通信规定采用7位寻址字节，D7～D1位组成从设备的地址，D0位是数据传送方向位，“0”时表示写数据，“1”时表示读数据。每个从设备有一个唯一的7位设备地址D7～D1(0～127)，因此一个主设备最多连接128个不同地址的从设备。但是在进行锂电池/模组管理时，锂电池/模组的数量往往大大超出了128个，这样的话存在如下问题：
(1)由于一个主设备最多只能连接128个从设备，因此当锂电池/模组数量超过128时，需要有更多的主设备来进行管理；这样的话一方面不能将所有的锂电池/模组进行统一管理，如果需要统一管理，需要再一次对数据进行汇总，多层结构可能导致数据收集有延时；另一方面使用多个主设备导致资源浪费；
(2)由于每个锂电池/模组的地址不一样，因此即使使用相同型号相同功能锂电池/模组，从设备的软件也会存在区别，导致维护不方便，比如当地址需要修改时，所有软件都需要进行修改。
发明内容
本发明的主要目的在于克服现有技术中的上述缺陷，提出一种从设备数量能够大于128的用于锂电池管理的IIC通信方法及系统。
本发明采用如下技术方案：
一方面，本发明一种用于锂电池管理的IIC通信方法，包括：
主设备发送包括第一从设备地址、写标识和序列号的第一消息到IIC总线；所述主设备为管理终端；所述第一从设备地址为所有与IIC总线相连接的从设备设置的地址；所述从设备为锂电池或锂电池模组；所述序列号为与IIC总线相连接的一个从设备的唯一标识；
与IIC总线相连接的所有从设备接收所述第一消息，判断所述序列号与自身的序列号是否一致，如果一致，将自身的地址修改为第二从设备地址；
主设备发送包括第二从设备地址和读标识的第二消息到IIC总线；
设置有所述第二从设备地址的从设备接收所述第二消息，将自身的设备数据发送给所述主设备，同时将自身的设备地址修改为所述第一从设备地址。
优选的，所述方法还包括：
主设备发送包括第一从设备地址和写标识的第三消息到IIC总线，请求对所有从设备进行统一操作；
与IIC总线相连接的所有从设备接收所述第三消息，执行所述第三消息中的操作。
优选的，如果与IIC总线相连接的从设备判断出所述序列号与自身的序列号不一致，不做处理，保持设备地址为第一从设备地址。
优选的，所述第一从设备地址或第二从设备地址用7个比特位表示；所述写标识或读标识用1个比特位表示；所述第一从设备地址和所述写标识组成一个字节；所述第二从设备地址和所述读标识组成一个字节。
优选的，所述从设备的数量能够大于128。
另一方面，本发明一种用于锂电池管理的IIC通信系统，包括：主设备和若干从设备，所述主设备和从设备通过IIC总线进行通信；所述从设备为锂电池或锂电池模组，且所有从设备预设有相同的第一从设备地址，每个从设备包括唯一标识该从设备的序列号；所述主设备为管理终端，用于对多个锂电池或锂电池模组进行管理；
所述主设备与从设备的通信过程包括：
第一消息请求模块，主设备发送包括第一从设备地址、写标识和序列号的第一消息到IIC总线；
第一消息响应模块，与IIC总线相连接的所有从设备接收所述第一消息，判断所述序列号与自身的序列号是否一致，如果一致，将自身的地址修改为第二从设备地址；
第二消息请求模块，主设备发送包括第二从设备地址和读标识的第二消息到IIC总线；
第二消息响应模块，设置有所述第二从设备地址的从设备接收所述第二消息，将自身的设备数据发送给所述主设备，同时将自身的设备地址修改为所述第一从设备地址。
优选的，所述系统还包括：
第三消息请求模块，主设备发送包括第一从设备地址和写标识的第三消息到IIC总线，请求对所有从设备进行统一操作；
第三消息响应模块，与IIC总线相连接的所有从设备接收所述第三消息，执行所述第三消息中的操作。
优选的，如果与IIC总线相连接的从设备判断出所述序列号与自身的序列号不一致，不做处理，保持设备地址为第一从设备地址。
优选的，所述第一从设备地址或第二从设备地址用7个比特位表示；所述写标识或读标识用1个比特位表示；所述第一从设备地址和所述写标识组成一个字节；所述第二从设备地址和所述读标识组成一个字节。
优选的，所述从设备的个数能够大于128。
由上述对本发明的描述可知，与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
本发明一种用于锂电池管理的IIC通信方法及系统，所有从设备使用相同的地址，主设备需要读取数据时，发送唯一标识从设备的序列号的写消进行广播，判断出序列号与自身序列号相同的从设备将地址修改为预先预定好的地址，主设备再发送携带修改后地址的读消息，判断出地址与自身设备地址相同的从设备发送对应的数据至主设备；本发明能够解决一个主设备最多只能连接128个从设备的问题，满足对多个锂电池/模组的管理需求(如管理一个车队或多个车队所有车辆的锂电池/模组)，同时维护方便；此外，由于所述从设备使用相同的地址，当主设备需要向所有从设备发送相同的指令时(如控制所有锂电池/模组充电或停止充电，供电或停止供电等)，通过一条消息就能处理，而不需要向每个从设备重复发送相同的指令，导致消息拥塞或影响主设备从设备读取数据。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚地了解本发明的技术手段，从而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下列举本发明的具体实施方式。
根据下文结合附图对本发明具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本发明的上述及其他目的、优点和特征。
附图说明
图1为本发明实施例的主流程图；
图2为本发明实施例的主设备读取从设备数据的交互流程图；其中(a)表示主设备发送写消息的流程图；(b)表示主设备发送读消息的流程图；
图3为本发明实施例的主设备向从设备写数据的流程图；
图4为本发明实施例系统结构图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步的详细描述。
一方面，参见图1所示，本发明一种用于锂电池管理的IIC通信方法，包括：
S101，主设备发送包括第一从设备地址、写标识和序列号的第一消息到IIC总线；所述主设备为管理终端；所述第一从设备地址为所有与IIC总线相连接的从设备设置的地址；所述从设备为锂电池或锂电池模组；所述序列号为与IIC总线相连接的一个从设备的唯一标识；
S102，与IIC总线相连接的所有从设备接收所述第一消息，判断所述序列号与自身的序列号是否一致，如果一致，将自身的地址修改为第二从设备地址；如果不一致，不做处理；
S103，主设备发送包括第二从设备地址和读标识的第二消息到IIC总线；
S104，设置有所述第二从设备地址的从设备接收所述第二消息，将自身的设备数据发送给所述主设备，同时将自身的设备地址修改为所述第一从设备地址。
具体的，参见图2所示，为1个主设备连接4个从设备的实例，所述主设备为电池管理系统BMS，该电池管理系统BMS可以布置在终端设备如服务器上，所述4个从设备包模块1、模块2、模块3和模块4，为具有相同功能的电池模组，其中模块1、模块2、模块3和模块4的地址均设置为D1，模块1的序列号为01，模块2的序列号为02，模块3的序列号为03，模块4的序列号为04。
当电池管理系统需要从模块3读取数据时，IIC通信方法包括：
电池管理系统发送包括地址D1、写标识0和序列号03的第一消息到IIC总线；
与IIC总线相连接的模块1、模块2、模块3和模块4接收所述第一消息，模块3判断出所述序列号与自身的序列号一致，将自身的地址D1修改为第二从设备地址D4，为数据读取做准备；模块1、模块2和模块4的地址保持为D1；
电池管理系统发送包括第二从设备地址D4和读标识1的第二消息到IIC总线；
模块3接收所述第二消息，将自身的设备数据发送给所述电池管理系统，同时将自身的设备地址修改为D1，以便电池管理系统进行其他模块的数据读取。
需要说明的是，多数电池管理系统从各模块读取的数据可以在所述第二消息中进行指示，如读取电池剩余电量、电池使用时长、电池空置时长、电池放电时长、电池而定电容、电池剩余寿命等电池相关参数。
具体的，所述第一从设备地址或第二从设备地址用7个比特位表示；所述写标识或读标识用1个比特位表示；所述第一从设备地址和所述写标识组成一个字节；所述第二从设备地址和所述读标识组成一个字节。
由于使用相同的地址，所以从设备数量不受7个比特位的数量限制，所述从设备的数量能够大于128。同样的，当从设备数大于128时，主设备和从设备也使用同样的方法进行通信，以获取从设备的数据。
通过上述IIC通信方法，所有从设备使用相同的地址，主设备需要读取数据时，发送唯一标识从设备的序列号的写消进行广播，判断出序列号与自身序列号相同的从设备将地址修改为预先预定好的地址，主设备再发送携带修改后地址的读消息，判断出地址与自身设备地址相同的从设备发送对应的数据至主设备；本发明能够解决一个主设备最多只能连接128个从设备的问题，满足对多个锂电池/模组的管理需求(如管理一个车队或多个车队所有车辆的锂电池/模组)，同时维护方便。
参见图3所示，所述IIC通信方法还包括：
S105，主设备发送包括第一从设备地址和写标识的第三消息到IIC总线，请求对所有从设备进行统一操作；
S106，与IIC总线相连接的所有从设备接收所述第三消息，执行所述第三消息中的操作。
优选的，如果与IIC总线相连接的从设备判断出所述序列号与自身的序列号不一致，不做处理，保持设备地址为第一从设备地址。
具体的，本场景主要应用在主设备需要向所有从设备发送相同的指令时，如控制所有锂电池/模组充电或停止充电，供电或停止供电等，由于所述从设备使用相同的地址，通过一条消息就能处理，而不需要向每个从设备重复发送相同的指令，导致消息拥塞或影响主设备从设备读取数据。
另一方面，本发明一种用于锂电池管理的IIC通信系统，包括：主设备10和若干从设备20，所述主设备和从设备通过IIC总线进行通信；所述从设备为锂电池或锂电池模组，且所有从设备预设有相同的第一从设备地址，每个从设备包括唯一标识该从设备的序列号；所述主设备为管理终端，用于对多个锂电池或锂电池模组进行管理；
所述主设备与从设备的通信过程包括：
第一消息请求模块101，主设备发送包括第一从设备地址、写标识和序列号的第一消息到IIC总线；
第一消息响应模块201，与IIC总线相连接的所有从设备接收所述第一消息，判断所述序列号与自身的序列号是否一致，如果一致，将自身的地址修改为第二从设备地址；
第二消息请求模块102，主设备发送包括第二从设备地址和读标识的第二消息到IIC总线；
第二消息响应模块202，设置有所述第二从设备地址的从设备接收所述第二消息，将自身的设备数据发送给所述主设备，同时将自身的设备地址修改为所述第一从设备地址。
优选的，所述系统还包括：
第三消息请求模块103，主设备发送包括第一从设备地址和写标识的第三消息到IIC总线，请求对所有从设备进行统一操作；
第三消息响应模块203，与IIC总线相连接的所有从设备接收所述第三消息，执行所述第三消息中的操作。
最后，还需要说明的是，在本实施例中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。此外，上述的步骤标识只是为了方便阅读，具体实施时，可以对步骤进行对应的调整。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (8)

1.一种用于锂电池管理的IIC通信方法，其特征在于，包括：
主设备发送包括第一从设备地址、写标识和序列号的第一消息到IIC总线；所述主设备为管理终端；所述第一从设备地址为所有与IIC总线相连接的从设备设置的地址；所述从设备为锂电池或锂电池模组；所述序列号为与IIC总线相连接的一个从设备的唯一标识；
与IIC总线相连接的所有从设备接收所述第一消息，判断所述序列号与自身的序列号是否一致，如果一致，将自身的地址修改为第二从设备地址；
主设备发送包括第二从设备地址和读标识的第二消息到IIC总线；
设置有所述第二从设备地址的从设备接收所述第二消息，将自身的设备数据发送给所述主设备，同时将自身的设备地址修改为所述第一从设备地址；
所述方法还包括：
主设备发送包括第一从设备地址和写标识的第三消息到IIC总线，请求对所有从设备进行统一操作；
与IIC总线相连接的所有从设备接收所述第三消息，执行所述第三消息中的操作。
2.根据权利要求1所述的用于锂电池管理的IIC通信方法，其特征在于，如果与IIC总线相连接的从设备判断出所述序列号与自身的序列号不一致，不做处理，保持设备地址为第一从设备地址。
3.根据权利要求1所述的用于锂电池管理的IIC通信方法，其特征在于，所述第一从设备地址或第二从设备地址用7个比特位表示；所述写标识或读标识用1个比特位表示；所述第一从设备地址和所述写标识组成一个字节；所述第二从设备地址和所述读标识组成一个字节。
4.根据权利要求1所述的用于锂电池管理的IIC通信方法，其特征在于，所述从设备的数量能够大于128。
5.一种用于锂电池管理的IIC通信系统，其特征在于，包括：主设备和若干从设备，所述主设备和从设备通过IIC总线进行通信；所述从设备为锂电池或锂电池模组，且所有从设备预设有相同的第一从设备地址，每个从设备包括唯一标识该从设备的序列号；所述主设备为管理终端，用于对多个锂电池或锂电池模组进行管理；
所述主设备与从设备的通信过程包括：
第一消息请求模块，主设备发送包括第一从设备地址、写标识和序列号的第一消息到IIC总线；
第一消息响应模块，与IIC总线相连接的所有从设备接收所述第一消息，判断所述序列号与自身的序列号是否一致，如果一致，将自身的地址修改为第二从设备地址；
第二消息请求模块，主设备发送包括第二从设备地址和读标识的第二消息到IIC总线；
第二消息响应模块，设置有所述第二从设备地址的从设备接收所述第二消息，将自身的设备数据发送给所述主设备，同时将自身的设备地址修改为所述第一从设备地址；
所述系统还包括：
第三消息请求模块，主设备发送包括第一从设备地址和写标识的第三消息到IIC总线，请求对所有从设备进行统一操作；
第三消息响应模块，与IIC总线相连接的所有从设备接收所述第三消息，执行所述第三消息中的操作。
6.根据权利要求5所述的用于锂电池管理的IIC通信系统，其特征在于，如果与IIC总线相连接的从设备判断出所述序列号与自身的序列号不一致，不做处理，保持设备地址为第一从设备地址。
7.根据权利要求5所述的用于锂电池管理的IIC通信系统，其特征在于，所述第一从设备地址或第二从设备地址用7个比特位表示；所述写标识或读标识用1个比特位表示；所述第一从设备地址和所述写标识组成一个字节；所述第二从设备地址和所述读标识组成一个字节。
8.根据权利要求5所述的用于锂电池管理的IIC通信系统，其特征在于，所述从设备的个数能够大于128。
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