CN114578257A - 一种外置电源管理单元模块检测方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种外置电源管理单元模块检测方法及装置，涉及电源检测领域。本发明能够解决多块电源对无人机供电时各电源的电压值、电流值的监测，以及与飞行控制系统远距离传输通信时误差会增大的问题。具体技术方案为：微控制单元获取第N个电池设置通信地址，收到第N个电池的电流信息、电压信息，通过模拟数字转换处理，得到第N个电池实际电压值、实际电流值，微控制单元通过收发器收到第N个电池检测地址寻址请求信息进行处理后，并通过收发器传送第N个电池实际电压值、实际电流值并携带N个目标电源通信地址，本发明用于无人机飞控外置电源管理。

Description

一种外置电源管理单元模块检测方法及装置
技术领域
本发明涉及外置电源检测领域，尤其涉及一种外置电源管理单元模块检测方法及装置。
背景技术
目前，无人机应用非常广泛，随着人们对无人机各个领域的应用，较长时间的使用无人机操作各种业务，如长距离航拍、无人区的电力设备的使用情况的监控等，对无人机的电源长时间或是否正常运行，都提出了一系列的要求，现有的无人机飞控外置电源管理单元模块，通常都只有一个外置电源管理单元模块与飞控连接的供电及通信端口，只能对无人机的一路电源进行电压、电流监测，一路外置电源管理单元模块自身无法扩展监测多路电源，在面对采用多块电源供电的无人机时，就无法对每块电源进行独立的监测。如果要对多个电源进行监控，需添加或改变原有飞行控制系统的端口，扩展成本过高，若直接采用多个现有的外置电源管理单元模块，飞行控制系统端口会出现不够用的情况。其次现有的外置电源管理单元模块工作方式为电压、电流采集部分采集得到的模拟电压值、电流值，从端口通过导线传输给飞行控制系统，由飞行控制系统内部的ADC端口在进行转换得到对应的实际电压、电流值。现有外置电源管理单元模块，在与飞行控制系统远距离传输通信时，导线传输距离短，导线会带来电压降，因此电压值、电流值误差相对比较大，需飞行控制系统配合校准，占用飞行控制系统自身ADC端口与运算转换资源，不能很好的应用到大型无人机上，大型无人机电源采用分布式配置多个电池时，容易受到动力线的电磁干扰，并无法做到在每块电池准确监测电压值、电流值。
发明内容
本实施例提供一种外置电源管理单元模块检测方法及装置，能够解决大型无人机电源采用分布式配置多个电池时，容易受到动力线的电磁干扰，无法做到在每块电池准确监测电压值、电流值的问题。
为解决上述问题本发明提供了一种外置电源管理单元模块检测方法，该方法包括：
微控制单元获取第N个电池设置通信地址信息，收到第N个电池的电流信息、电压信息；微控制单元通过模拟数字转换处理，获得第N个电池实际电压值、实际电流值；微控制单元收到第N个电池检测寻址请求信息后，将第N个电池实际电压值、实际电流值并携带第N个电池通信地址通过RS-485收发器传送给飞行控制系统。
其中，微控制单元获取第N个电池设置通信地址信息是由第N个地址拨码开关给第N个电池设置唯一可识别的通信地址信息，微控制单元上电初始化自检时获取第N个电池的通信地址信息，其中，N大于等于2。
优选地， 微控制单元通过模拟数字转换处理是指微控制单元收到第N个电池的电流信息、电压信息，通过多点的线性校准标定,完成实际电流值的转换和实际电压值的转换，获得第N个电池的实际电流值和实际电压值，并将第N个电池的实际电流值和实际电压值并携带通讯地址以数据包的形式保存在所述微控制单元中。
优选地，微控制单元收到第N个电池检测寻址请求信息后，比对微控制单元已储存第N个电池的数据包的通讯地址与第N个电池检测寻址信息的通信地址一致时，微控制单元将所述第N个电池的数据包以接收数据包、发送数据包的形式传输给RS-485收发器。
优选地，微控制单元通过串口将第N个电池的数据包传输给RS-485收发器，RS-485收发器将收到微控制单元串口发出的通信TTL电平转化为RS-485协议的差分电平的电平信号。
优选地，RS-485收发器通过对外飞控连接端口将所述第N个电池的数据包传输给飞行控制系统。
本发明实施例提供的一种外置电源管理单元模块检测方法，微控制单元收到第N个电池的电流信息、电压信息通过模拟数字转换处理，得到实际电压、电流值后，再通过RS-485收发器通信方式，将实际的电压、电流数据信息以数据包方式传输给飞行控制系统。本方法采用组合外置电源管理单元模块的设计方案，对每块电池进行检测并根据需求自由组合扩展连接端口。不用在飞行控制系统上添加额外的外置电源管理单元模块连接端口，便可达到使用方便、操作快捷、改善动力线电磁辐射对信号的干扰、增长通信距离，减少误差、提高精度，适用于实际大型无人机的飞行作业中。
根据本发明实施例的第二方面，提供一种外置电源管理单元检测装置，包括：采集单元、微控制单元、地址拨码开关、RS-485收发器、飞控连接单元；
所述采集单元一端与电池输入端口连接，另一端与微控制单元连接；所述微控制单元输入端与所述采集单元连接，输出端与所述RS-485收发器一端连接；所述RS-485收发器另一端与所述飞控连接单元的端口连接；所述微控制单元还与所述地址拨码开关连接；或者
N个所述采集单元与一个微控制单元的输入端N个接口依次连接，所述一个微控制单元输出端与一个所述RS-485收发器一端连接，所述RS-485收发器的另一端与飞控单元的端口连接；所述微控制单元还与所述地址拨码开关连接；
所述采集单元，用于获取第N个电池的电流信息、电压信息；
所述地址拨码开关，用于给第N个电池设置唯一可识别的通信地址信息；
所述微控制单元，用于将接收第N个电池的电压信息、电流信息进行数模转换得到实际电流值和实际电压值并以数据包的形式保存；
当接收到所述第N个电池检测寻址请求信息后，微控制单元比对所述微控制单元已储存第N个电池的数据包的通讯地址与第N个电池检测寻址信息的通信地址一致时，所述微控制单元将第N个电池实际的电压值、电流值并携带通讯地址以数据包的形式传输给RS-485收发器；
RS-485收发器，用于将第N个电池实际电压值、实际电流值并携带第N个电池通信地址传送给飞控连接单元端口；
飞控连接单元，用于输出第N个电池实际电压值、实际电流值、通信地址信息的接口。
优选地，微控制单元，还用于上电初始化自检时获得第N个电池的通信地址信息；
采集单元，还包括电流采集部分、电压采集部分；
电流采集部分，用于采集第N个电池的电流信息；
电压采集部分，用于采集第N个电池的电压信息。
优选地，微控制单元通过串口将第N个电池的数据包传输给RS-485收发器，所述RS-485收发器将收到所述微控制单元串口发出的通信TTL电平转化为RS-485协议的差分电平的电平信号。
优选地，飞控连接单元的端口是采用两个相同的端子和线序定义端口，所述端口的一个端口接电源正极、负极、两路通信信号线；另一个端口为扩展端口，为连接下一个外置电源管理单元模块的飞控连接单元的扩展端口，依次类推扩展m个端口，m大于等于2。
本发明公开实施例提供的一种外置电源管理单元模块检测装置，采集单元一端与电池输入端口连接，采集电压值、电流值数据，另一端与微控制单元连接得到实际的电压、电流值；地址拨码开关和微控制单元输入端连接；直接给多个外置电源管理单元设置通讯地址，微控制单元输出端与收发器连接，收发器另一端与飞控连接端口连接，将实际的电压、电流数据信息以数据包方式传输给飞行控制系统。本装置采用组合外置电源管理单元模块的设计方案，对每块电池进行检测并根据需求自由组合扩展连接端口。不用在飞行控制系统上添加额外的外置电源管理单元模块连接端口，便可达到使用方便、操作快捷、改善动力线电磁辐射对信号的干扰、减少转换误差、提高精度，适用于实际大型无人机的飞行作业中。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。
图1是本发明公开实施例提供的一种外置电源管理单元模块检测方法的流程图；
图2是本发明公开实施例提供的一种外置电源管理单元模块检测方法结构示意图；
图3是本发明公开实施例提供的一种收发器RS-485的端口定义图；
图4是本发明实施例提供的一种地址拨码开关连接应用示例图；
图5是本发明实施例提供的一种N个外置电源管理单元模块串联应用连接结构示意图；
图6是本发明实施例提供的另一种外置电源管理单元模块检测方法结构示意图；
图7是本发明实施例提供的一种外置电源管理单元模块检测装置的结构图；
图8是本发明实施例提供的另一种外置电源管理单元模块检测装置的结构图；
图9是本发明实施例提供的另一种外置电源管理单元模块检测装置的采集单元的结构图。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置和方法的例子。
实施例一
本发明实施例提供一种外置电源管理单元模块检测方法，如图1所示，该方法包括以下步骤：
101、微控制单元获取N个电池设置通信地址信息，收到第N个电池的电流信息、电压信息。
获取N个电池设置通信地址是由第N个地址拨码开关给第N个电池分别设置唯一可识别的通信地址信息，N大于等于2；
微控制单元获取第N个电池设置通信地址信息是由第N个地址拨码开关给第N个电池设置唯一可识别的通信地址信息，微控制单元上电初始化自检时获取第N个电池的通信地址信息；
微控制单元收到由采集单元发送的第N个电池的电流值、电压值；
102、微控制单元通过模拟数字转换处理，获得第N个电池实际电压值、实际电流值；
微控制单元通过模拟数字转换处理是指微控制单元收到第N个电池的电流信息、电压信息，通过多点的线性校准标定,完成实际电流值的转换和实际电压值的转换，获得第N个电池的实际电流值和实际电压值，并将第N个电池的实际电流值和实际电压值并携带通讯地址以数据包的形式保存在微控制单元中，其中，数据包的形式为以（RXD receivedata）接收数据包、（TXD transmit data）形式；
103、所述微控制单元收到第N个电池检测寻址请求信息后，将第N个电池实际电压值、实际电流值并携带第N个电池通信地址通过RS-485收发器传送给飞行控制系统；
微控制单元收到第N个电池检测寻址请求信息后，比对微控制单元已储存第N个电池的数据包的通讯地址与第N个电池检测寻址信息的通信地址一致时，微控制单元将第N个电池的数据包传输给RS-485收发器；
其中，微控制单元通过串口将第N个电池的数据包传输给RS-485收发器，RS-485收发器将收到微控制单元串口发出的通信TTL电平转化为RS-485协议的差分电平的电平信号；RS-485收发器通过对外飞控连接端口将所述第N个电池的数据包传输给飞行控制系统。
本发明实施例提供的一种外置电源管理单元模块检测方法，微控制单元收到第N个电池的电流信息、电压信息通过模拟数字转换处理，得到实际的电压、电流值后，再通过RS-485收发器通信方式，将实际的电压、电流数据信息以数据包方式传输给飞行控制系统。本方法采用组合外置电源管理单元模块的设计方案，对每块电池进行检测并根据需求自由组合扩展连接端口，不用在飞行控制系统上添加额外的外置电源管理单元模块连接端口，便可达到使用方便、操作快捷、改善动力线电磁辐射对信号的干扰、增长通信距离、减少误差、提高精度等特点，适用于实际大型无人机的飞行作业中。
实施例二
如图2所示，本发明实施例提供一种外置电源管理单元模块检测方法的具体实施方式。
在一个实施例中， 电池输入端口为无人机动力电池的连接端口，用于连接无人机供电的电池组，即称之为电源。通过连接外置电源单元模块监测每块电池的输出电压、电流的供电情况；外置电源管理单元模块采用DC/DC电源降压芯片，可监测电压输入范围为10V-60V（3s至14s电池）锂电池组，其中，3s至14s电池为3节锂电池串联的锂电池组至14节锂电池串联的锂电池组。
在一个实施例中，外置电源管理单元模块对电池组的每块电池进行供电情况进行管理，包括电流采集部分、电压采集部分、MCU微控制单元、RS-485收发器、地址拨码开关、对外飞控连接端口；微控制单元获取电池设置通信地址信息，收到电池的电流信息、电压信息；微控制单元通过模拟数字转换处理，获得电池实际的电压值、实际的电流值；微控制单元收到电池检测寻址请求信息后，将电池实际电压值、实际电流值并携带电源通信地址通过RS-485收发器传送给飞行控制系统。
BEC（Battey Elimination Circuit）功能，则是外置电源管理单元模块专为飞行控制系统、接收机以及GPS/ OSD/空速计等配件供电；
电压转换部分，则是对外置电源管理单元模块的内部RS-485收发器部分、电流采集部分、微控制单元MCU提供合适电压的电源，以及给出微控制单元MCU的ADC转换所需的基准参考电压。
在一个实施例中图2所示，电池输入端口正极连接电流采集部分一端，电流采集部分串入一个采样电阻，可以获的采样电流，电流采样部分另一端为供电输出口，供电输出口两路，一路为无人机外置电源管理单元模块对供电；一路与连接转接板的电调供电端口连接，为无人机电调电机提供动力供电，其电压大小与电池输入端口连接的电池输入电压值相比会略低。
在一个实施例中，电流采集部分采用毫欧级电阻，使用采样电阻测电流的方式。对输入电池的正极串进去一个毫欧级电阻，再使用电流感应运放大器采样电阻两边的电压差，调整采样电阻的阻值、功率以及电流感应运放放大器的放大增益，使的过上限电流100A时，电流感应运放放大器增益输出的模拟电压值落在ADC转化的范围内（一般为0至3.3V，该ADC转化的范围以实际转换端口的模拟电压输入范围为准），再连接控制单元MCU的ADC端口，对电流感应运放大器增益输出的模拟电压进行数模转换，采集到的模拟电压值再与实际流过的电流值进行线性对齐标注关联。重复多次不同电流值的标定后，便可完成电流的采集和转换。
在一个实施例中，以电池端口输入电压60V、电流100A为例，具体如下：
采样电阻选型依据，为了减少模块采样电阻的功耗，选用7瓦、0.6毫欧、0.1%高精度的采样电阻。通过欧姆定律：U=I×R以及功率公式：P=I2×R；可知：在采样电阻流过100A上限电流时，采样电阻两端分得的电压差为0.06V，电阻此时的发热功率为6W。采样电阻两端的电压差为0.06V相对于60V的输入电压，小了3个数量级，因此采样电阻通过100A电流时，分压带来的电压降为可以接受。
采样电阻在100A电流的通过时，其自身的发热功率为6W，小于其最大的7W上限功率值。不会发生毁坏。
很显然0.06V的这个电阻分压电压值较小，需要用到电流感应运放放大器芯片，通过调节该芯片外部设定增益电阻的大小，选用其50倍的放大增益，可以将0.06V电压放大成3V电压。该3V的电压接入微控制单元MCU的ADC端口，进行ADC的数模转换。
ADC端口的数模转换后得到具体接入ADC端口的电压值，即上述中电流感应运放放大器放大后的3V电压值转化为具体的3V数字信息存入微控制单元MCU中，微控制单元MCU在通过逻辑运算（预处理），使该ADC端口识别的这个3V电压与实际输入的100A电流进行标定对应。
在一个实施例中，电压采集部分一端与电池输入端口正极连接，电压采集部分通过分压电阻的方式对输入电压进行比例缩放。在实施例中，对输入电压60V进行比例缩放。因选用MCU的ADC端口耐压最大为3.3V容忍。故需要比例缩放至3.3V以下。对于分压电阻的大小选择，主要从负载能力、电压稳定性、耗电量、抗干扰能力等几个方面综合考虑。例如，采用的是阻值120K、精度0.1%、封装0603低温漂的电阻与阻值6.2K、精度0.1%、封装0603低温漂的电阻。通过欧姆定律可以算出，两个分压电阻整体在60输入电压的情况下，电流为60A/126200Ω≈0.0004754A≈475uA。
两个电阻分压得到的电压约为2.95V，近似缩小了20倍。得到的分压电压2.95V电压接入微控制单元MCU的另一个ADC端口，进行ADC的数模转换。后面的数模转换以及逻辑运算，和得到实际电流的过程类似。这样也可得到实际的电压值60V。
在一个实施例中，微控制单元MCU，可为单片机或单片机与高精度的数模转换芯片ADC。主要进行ADC采集转换、逻辑运算以及与RS-485收发器的通信。即上述中电流采集部分得到的差值电压值和电压采集部分得到的分压电压，分别进行ADC采集转换及对应的后续运算，再通过串口通信传输给RS-485收发器。
微控制单元（MCU）得到实际的电压、电流值后，将数据打包后以其接收数据包（RXD）、发送数据包（TXD）串口输出，串口的TTL电平在经过芯片转换成RS-485协议的差分电平信号，通过RS-485收发器传输给对外飞控连接端口，由对外飞控连接端口与飞行控制系统的端口连接；这样就将得到的实际电压值、电流值传送到飞行控制系统。
在一个实施例中，上述电流采集部分传输给微控制单元MCU的ADC端口3V电压时，微控制单元MCU就对外传输实际的电流值就是100A。同理，ADC端口1.5V电压时，微控制单元MCU就对外传输实际的电流值就是50A。
通过多点的线性校准标定，便可将ADC端口输入的电压与实际采样电阻流过的实际电流值对应起来。便可完成实际电流的转换。
在一个实施例中，RS-485收发器由于采用总线制的RS-485 通信，为避免实际通信中出现混乱，故采用了地址拨码开关对每块电池进行通讯地址命名。
RS-485收发器的一端与飞行控制系统连接，另一端与外置电源管理单元模块连接，外置电源管理单元模块通过地址拨码开关为电池组的每块电池设置唯一的通讯地址，当飞行控制系统与外置电源管理单元模块连接后，飞行控制系统上电后对所有的外置电源管理单元模块经行一次通讯地址扫描识别，确认连接每个外置电源管理单元模块的通讯地址与电池的数量。
飞行控制系统先发送一个寻址请求信息，外置电源管理单元模块接收到后，与自己通讯地址比对，只有当比对通讯地址与第N个电池检测寻址信息的通信地址一致时，通讯地址一致的外置电源管理单元模块被唤醒，外置电源管理单元模块给飞行控制系统发送一次得到的实际电压、电流值及自身的通讯地址。
飞行控制系统第一次扫描识别是按顺序，逐个发出点名寻址请求信息，寻址超时没有返回信息的认为就没有此地址的外置电源管理单元模块，直接跳过。后面每块电池监管中就只对第一次识别到的通讯地址外置电源管理单元模块进行唤醒请求进行监管。
正式通信时，飞行控制系统先发送一个寻址地址，对应通讯地址的外置电源管理单元模块响应应答，传回自身通讯地址和转换得到的实际电压、电流值给飞行控制系统，外置电源管理单元模块完成电池电压、电流的采集监测。
RS-485收发器，采用的是MAX485EAS芯片。则是完成MCU串口发出的通信TTL电平转化为RS-485差分电平的电平逻辑转换。用以抵抗远距离信号传输的干扰及衰弱。完成转换后的RS-485信号通过对外飞控连接端口1与端口2输出。
在一个实施例中，BEC（battey elimination circuit 免电池电路）功能则是连接电池输入端口，输入60V电压后，通过电源降压芯片，以DC/DC的方式进行降压处理。因考虑导线阻抗带来的压降问题，故调整输出电压为5.3V。
BEC功能部分对外提供5.3V、5A的一个电源，不仅对外供电，还是电压转换部分输入的电源。因外置电源管理单元模块内部的微控制单元MCU、地址拨码开关、RS-485收发器、电流采集部分，都需要不同的电压电源供电，所以电压转换部分是5.3V输入电池，通过滤波降噪后直接输出提供5.3V的供电。滤波降噪后的5.3V电压电源，通过线性稳压器（LDO）,实现电源电压的5.3V转3.3V转换。为3.3V的供电芯片提供电源供电，滤波降噪后的5.3V电压电源，通过电压基准芯片转化为高精度的3.3V电压电源，此高精度的3.3V电压电源作为ADC转换的标准参考电压使用。因选用的MCU的ADC端口最大模拟输入电压为3.3V，实际输入电压为3V左右，因此只要基准参考电压大于实际ADC端口输入模拟电压3V且小于等于3.3V都是可以的。因此此处直接选用电压基准芯片，提供一个3.3V的高精度参考电压源。
在一个实施例中，电压转换部分，则是对外置电源管理单元模块的内部RS-485收发器部分、电流采集部分、微控制单元MCU提供合适电压的电源，以及给出微控制单元MCU的ADC转换所需的基准参考电压。本实施例通过线性稳压器（LDO）,实现电源电压的5.3V转3.3V转换。基准电源输入5.3V输出3.3V基准参考电压的转化。
本发明实施例提供的一种外置电源管理单元模块检测方法，通过微控制单元收到电池的电流信息、电压信息通过模拟数字转换处理，得到实际的电压、电流值后，再通过RS-485收发器通信方式，将实际的电压、电流数据信息以数据包方式传输给飞行控制系统。本方法采用组合外置电源管理单元模块的设计方案，对每块电池进行检测并根据需求自由组合扩展连接端口。不用在飞行控制系统上添加额外的外置电源管理单元模块连接端口，便可达到使用方便、操作快捷、改善动力线电磁辐射对信号的干扰、增长通信距离，减少误差、提高精度，适用于实际大型无人机的飞行作业中。
实施例三
本发明提供的一种外置电源管理单元模块检测方法种的 实施例中具体对外飞控连接端口的设计方法如图3所示，对外置电源管理单元模块通过外飞控连接端口对接飞行控制系统，在一个实施例中，对外飞行控制系统连接对外飞控连接端口1和对外飞控连接端口2 。则是采用同样的端子物理型号和线序定义，保证两个端口一模一样。即两个端口，一个为另一个端口的相同扩展端口，其端口内引线定义包含BEC功能输出的电源正极5.3v与负极GND，以及RS-485收发器通信的A、B信号线。这样便能实现每个外置电源管理单元模块都自身带有一个扩展口，用于直接扩展连接使用。该处端口设计为两个的布线，因RS-485收发器布线规范是必须要串联（也称为手牵手）的布线，两个端口刚好可以做成手牵手的布线方式，借助RS-485收发器的集线器和RS-485收发器的中继器直接布设成星型连接和树形连接，使得总线RS-485收发器信号传输稳定；
在一个实施例中，举例为两个对外飞控连接端口，但不限于两个，可以为两个以上的扩展设计。例如：BEC功能输出的电源正极5.3V与负极（GND），RS485-A和RS485-B，即为的RS485通信的A、B信号线。对外飞控连接端口1与对外飞控连接端口2，实际选用中物理接口的类型及线序完全一致，这样可方便自由对接扩展。
本发明实施例提供的一种外置电源管理单元模块检测方法，通过微控制单元收到电池的电流信息、电压信息通过模拟数字转换处理，得到实际的电压、电流值后，再通过RS-485收发器通信方式，将实际的电压、电流数据信息以数据包方式传输给飞行控制系统。使用两个完全相同的对外飞控连接端口1和端口2，不仅在线材方面能避免误插入，且更利于故障的维修。同时这种相同的端子物理型号和线序定义，也是便于快速扩展对接，不用考虑连接线材的区别。也利于RS-485收发器做成手牵手的布线方式。
实施例四
在一个实施例中，基于实施例一、实施例二的一种外置电源管理单元模块检测方法中的地址拨码开关设计如图4所示，为了在硬件上实现对每块电池的通讯地址管理，即通过SW1地址拨码开关给外置电源管理单元模块设置唯一可识别通信地址，接电源V3.3v；R1、R2、R3、R4为上拉电阻；P0.0、P0.1、P0.3、P0.4为微控制单元MCU的接口编号，通过高低电平来构成不同的编码组合，微控制单元MCU上电后通过识别地址拨码开关连接管脚的电平情况，获得对应的高低电平信息，再通过逻辑转换为二进制编码，获得该电池的通信地址，每个管脚的高低电平0与1进行二进制的排列组合，接通为1，断开为0，便可得到16种不同的组合方式（0000；0001；0011；......；1110 ；1111），即可进行通讯地址的区分，对应排列方式以逻辑编码写死，例如检测到0000的四个低电平时，代表第1个通信地址，检测到0001的3个低电平一个高电平时，代表第2个通信地址,以此类推，检测到1110的3个高电平1个低电平时，代表第15个通信地址。
后期改变地址拨码开关便可得到不同的编码通讯地址，飞行控制系统正常通信识别时，飞行控制系统采用轮流唤醒的方式，唤醒对应的外置电源管理单元模块，再进行数据的传输通信若采用3位地址拨码开关，则配出8个通讯地址，采用4位地址拨码开关，则可以有16个地址。一般对于无人机来说8个通讯地址基本够用了，若有需求，则就需更多位的地址拨码开关来编码，外场根据需求直接自由更改。
本发明实施例提供的一种外置电源管理单元模块检测方法，通过地址拨码开关给外置电源管理单元模块唯一可识别的通信地址，实现对每块电池对应管理单元模块的通信地址管理，微控制单元得到实际的电压、电流值后，再通过RS-485收发器总线通信方式，将实际的电压值、电流值信息并携带通讯地址传输飞行控制系统。本方法采用组合外置电源管理单元模块的设计方案，对每块电池进行检测并根据需求自由组合扩展连接端口。不用在飞行控制系统上添加额外的外置电源管理单元模块连接端口，便可达到使用方便、操作快捷、改善动力线电磁辐射对信号的干扰、增长通信距离，减少误差、提高精度，适用于实际大型无人机的飞行作业中。
实施例五
实际应用中，大型无人机需要多个电池组供电，每块电池组都是由多个电池组成，对每块电池的监测管理，由多个外置电源管理单元模块进行监控，如图5所示。
在一个实施例中，基于实施例二提供一种外置电源管理单元模块检测方法具体实施例，若有一个电池，对即电池1进行电压值、电流值的监测，那就用一个外置电源管理单元模块对电池1的电流值和电压值进行监测，外置电源管理单元模块1中电池1输入端口也就是图5中电池1的IN+、IN-端口，分别接被监测电池1的正极和负极。
外置电源管理单元模块1中地址拨码开关1，就是图5中的地址拨码开关1的作用就是给外置电源管理单元模块1唯一的通信地址。
外置电源管理单元模块1中对外飞控连接端口1、外飞控连接端口2，就是图5中的端口1、端口2（区分1、2只是便于表述，实际无区分，为端口物理定义及性质完全一样的两个端口），设置2个端口一是为连续扩展模块所需；其次是为了满足RS-485收发器串联（手牵手）的线性布线规范方式。连接端口1与飞行控制系统供电及电池电压电流监测输入口上对应的4位端口连接，连接端口1的电源5.3V导线与G（GND地线）导线为飞行控制系统提供5.3V的供电驱动电源，连接端口1的A、B、G端口，为RS-485通信A信号线、B信号线及GND导线又构成了RS-485的通信输出传输线，用于传输外置电源管理单元模块ADC转换及逻辑运算后得到的实际电压值、电流值数据。外置电源管理单元模块1的端口2，相当于一个预留端口，在只对一个电池监测时，此端口不用连接，保留用于扩展。
在一个实施例中，如图5所示当对两个及两个以上的电池进行电压值、电流值的监测时，电池1、电池2，采用两个外置电源管理单元模块，如图5所示外置电源管理单元模块1和外置电源管理单元模块2，这两个模块的地址拨码开关1和地址拨码开关2对应的地址通讯编号有所区别，即产生不同的两个通讯地址，用于通信时的区分识别。两个外置电源管理单元模块1和外置电源管理单元模块2的IN+、IN-端口，分别接被监测电池1和电池2的正极和负极。对外供电的OUT+、OUT-端口，可以给同一设备同时供电，也可分别给不同的设备供电，只要电池参数符合要求，根据需求连接，如连接设备可以是电调、舵机、云台等用电设备。此时外置电源管理单元模块1的端口1与飞行控制连接端口的对应端口连接，外置电源管理单元模块1的端口2就可以和外置电源管理单元模块2的端口1连接。这样外置电源管理单元模块2的端口2，又会被预留出来扩展端口，成为外置电源管理单元模块3的端口1连接。就这样以此类推，依次串行连接N个外置电源管理单元模块，连接前一个外置电源管理单元模块剩下的那个端口2，并且通讯地址不相同，便可一直扩展下去。
飞行控制系统先发送一个寻址请求信息，第N个外置电源管理单元模块接收到后寻址请求信息，第N个外置电源管理单元模块通讯地址与寻址请求信息的通讯地址进行比对，当比对第N个电池通讯地址与检测寻址信息的通信地址一致时，第N个的外置电源管理单元模块被唤醒，第N个外置电源管理单元模块将得到的实际电压、电流值及携带通讯地址通过RS-485收发器传送给飞行控制系统，完成一次第N个电池的实际电压、电流值监测。
实现了每块电池的实际电压值、实际电流值都可通过外飞连接端口传输进飞行控制系统，且还不用过多占用飞控控制系统紧张的端口资源。
本发明实施例提供的一种外置电源管理单元模块检测方法，通过微控制单元收到第N个电池的电流信息、电压信息通过模拟数字转换处理，得到第N个电池的实际的电压、电流值后，再通过RS-485收发器通信方式，将实际的电压、电流数据信息以数据包方式传输给飞行控制系统。本方法采用组合外置电源管理单元模块的设计方案，对每块电池进行检测并根据需求自由组合扩展连接端口。不用在飞行控制系统上添加额外的外置电源管理单元模块连接端口，便可达到使用方便、操作快捷、改善动力线电磁辐射对信号的干扰、增长通信距离，减少误差、提高精度，适用于实际大型无人机的飞行作业中。
实施例六
本实施例提供另一种外置电源管理单元模块检测方法，如图6所示，具体方法为：实施例五的变形。可以变形为一个外置电源管理单元模块与N个电池输入端口、N个电压采集部分、N个电流采集部分、N个连接转接板电调供电端口、N个地址拨码开关连接。其中，微控制单元MCU、RS-485收发器、BEC功能、电压转换部分分别使用一个。这样一个微控制单元MCU就可以通过不同的ADC端口，对电源管理单元模块上的N个电压采集部分及N个电流采集部分的数据进行ADC转换，得到输入ADC端口的电压值，微控制单元MCU再对对应的每个ADC端口采集的电压值进行实际电压或实际电流的逻辑转换校准。这样所有通道的实际电压值、实际电流值都能得到，并将每块电池的实际电压值、实际电流值保存在微控制单元中，在收到寻址请求信息时，需要第N个电池输入端口的实际电压、实际电流值，就去找对应的ADC采集通信地址唯一标识的第N个通道，第N个通道对应得到的第N个电池的实际电压、实际电流值；第N个的外置电源管理单元模块被唤醒后，第N个外置电源管理单元模块将得到的实际电压、电流值及携带通讯地址通过RS-485收发器传送给飞行控制系统，完成一次第N个电池的实际电压、电流值监测；这样的方法可以实现一个外置电源管理单元模块自身就可实现N路电池的监控；也可串联起来实现再扩展。
本发明实施例提供的一种外置电源管理单元模块检测方法，通过微控制单元收到第N个电池的电流信息、电压信息通过模拟数字转换处理，得到第N个电池的实际的电压、电流值后，再通过RS-485收发器通信方式，将实际的电压、电流数据信息以数据包方式传输给飞行控制系统。本方法采用组合外置电源管理单元模块的设计方案，对每块电池进行检测并根据需求自由组合扩展连接端口。不用在飞行控制系统上添加额外的外置电源管理单元模块连接端口，便可达到使用方便、操作快捷、改善动力线电磁辐射对信号的干扰、增长通信距离，减少误差、提高精度，适用于实际大型无人机的飞行作业中。
实施例七
本发明实施例提供一种外置电源管理单元模块的装置，如图7所示，该装置70包括：采集单元701、微控制单元702、收发器703、地址拨码开关704、飞控连接单元705；
采集单元701，一端与电池输入端口连接，另一端与微控制单元连接；微控制单元一端与所述采集单元连接，另一端与收发器一端连接，收发器另一端与飞控连接单元端口连接；微控制单元还与地址拨码开关连接；
采集单元701，用于获取第N个电池的电流信息、电压信息；
微控制单元702，用于将获取的电压、电流信息进行数模转换得到实际电流值和实际电压值，当接收到第N个电池检测地址信息后，将第N个电池实际电压值、实际电流值并携带第N个电池通信地址传输给收发器；
收发器703，用于传送第N个电池实际电压值、实际电流值并携带第N个电池通信地址；N个收发器串口与N个微控制单元分别串联。
地址拨码开关704，用于给电池设置唯一可识别的通信地址，并发送给微控制单元；
飞控连接单元705，用于传输飞控实际电压值、实际电流值、第N个电池通信地址的端口。
其中，微控制单元702，用于通过多点的线性校准标定,完成实际电流值的转换和实际电压值的转换，并传输给所述收发器。
其中，收发器703是RS-485收发器，用于微控制单元MCU串口发出的通信TTL电平转化为RS-485差分电平的电平逻辑转换，完成转换后的RS-485信号通过对外飞控连接单元对应的端口传输。
其中，采集单元还包括电流采集部分7011、电压采集部分7012，
电流采集部分7011，用于为MCU采集电流，是采用毫欧级电阻，使用采样电阻测电流的方式，采集电池输入口电流值
电压采集部分7012，用于为MCU电压采集，通过分压电阻的方式，对电池输入电压进行比例缩放。
其中，飞控连接单元705是采用同样的端子物理型号和线序定义，其中，一个端口为另一个端口的相同扩展端口，所述一个端口接电源正极与负极，另一端口传输通信信息；依次类推扩展m个端口，m≥2。
本发明实施例提供的一种外置电源管理单元模块检测装置，采集单元一端与电池输入端口连接，采集电压值、电流值数据，另一端与微控制单元连接进行ADC转换，再得到实际的电压、电流值；地址拨码开关和微控制单元连接；直接给多个外置电源管理单元设置通讯地址，微控制单元一端与收发器连接，收发器另一端与飞控连接端口连接，将实际的电压、电流数据信息以数据包方式传输给飞行控制系统。本装置采用组合外置电源管理单元模块的设计方案，对每块电池进行检测并根据需求自由组合扩展连接端口。不用在飞行控制系统上添加额外的外置电源管理单元模块连接端口，便可达到使用方便、操作快捷、改善动力线电磁辐射对信号的干扰、增长通信距离，减少误差、提高精度，适用于实际大型无人机的飞行作业中。
实施例八
本发明实施例提供一种外置电源管理单元模块的装置，基于实施例七的变形，如图8所示，N个采集单元801与一个微控制单元802的输入端N个接口依次连接，一个微控制单元输出端与一个收发器803一端连接，该收发器803的输出端与飞控单元端口连接805；微控制单元802还与地址拨码开关804连接；
采集单元801，一端与电池输入端口连接，另一端与微控制单元连接；微控制单元一端与所述采集单元连接，另一端与收发器一端连接，收发器另一端与飞控连接单元端口连接；微控制单元还与地址拨码开关连接；
采集单元801，用于获取第N个电池的电流信息、电压信息；
微控制单元802，用于将获取第N个电池的电压、电流信息进行数模转换得到第N个电池的实际电流值和实际电压值，当接收到第N个电池检测寻址地址请求信息后，将第N个电池实际电压值、实际电流值并携带第N个电池通信地址传输给收发器；
收发器803，用于传送第N个电池实际电压值、实际电流值并携带第N个电池通信地址；收发器803串口与微控制单元802分别串联连接；
地址拨码开关804，用于给电池设置唯一可识别的通信地址，并发送给微控制单元；
飞控连接单元805，用于传输第N个电池的实际电压值、实际电流值、第N个电池通信地址的端口。
其中，微控制单元802，用于通过多点的线性校准标定,完成实际电流值的转换和实际电压值的转换，并传输给所述收发器。
其中，收发器803是RS-485收发器，用于微控制单元MCU串口发出的通信TTL电平转化为RS-485差分电平的电平逻辑转换，完成转换后的RS-485信号通过对外飞控连接单元对应的端口传输。
如图9所示，采集单元801，采集单元有N个，8011包括电流采集部分80111、电压采集部分80112。
电流采集部分80111，用于为微控制单元MCU采集电流，采用毫欧级电阻，使用采样电阻测电流的方式，采集电池输入口电流值。
电压采集部分80112，用于为微控制单元MCU电压采集，通过分压电阻的方式，对电池输入电压进行比例缩放。
其中，飞控连接单元805是采用同样的端子物理型号和线序定义，其中，一个端口为另一个端口的相同扩展端口，所述一个端口接电源正极与负极，另一端口传输通信信息；依次类推扩展m个端口，m≥2。
本发明实施例提供的一种外置电源管理单元模块检测装置，N个采集单元一端与N个电池输入端口连接，采集第N个电池的电压值、电流值数据，另一端与微控制单元N个端口连接进行ADC转换，得到第N个电池的实际的电压、电流值；N个电池的地址拨码开关和微控制单元连接；直接给N个外置电源管理单元设置通讯地址，微控制单元将实际的电压、电流数据信息以数据包方式传输给飞行控制系统。本装置采用组合外置电源管理单元模块的设计方案，对每块电池进行检测并根据需求自由组合扩展连接端口。不用在飞行控制系统上添加额外的外置电源管理单元模块连接端口，便可达到使用方便、操作快捷、改善动力线电磁辐射对信号的干扰、增长通信距离，减少误差、提高精度，适用于实际大型无人机的飞行作业中。
基于上述图1、图2、图5、图6对应的实施例中所描述的一种外置电源管理单元模块检测方法，本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，例如，非临时性计算机可读存储介质可以是只读存储器（英文：Read ONly Memory，ROM）、随机存取存储器（英文：RaNdomAccess Memory，RAM）、CD-ROM、磁带、软盘和光数据存储装置等。该存储介质上存储有计算机指令，用于执行上述图1、图2、图5、图6对应的实施例中所描述的外置电源管理单元模块检测方法，此处不再赘述。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的公开后，将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

Claims (10)

1.一种外置电源管理单元模块检测方法，其特征在于，微控制单元获取第N个电池设置通信地址信息，收到第N个电池的电流信息、电压信息；所述微控制单元通过模拟数字转换处理，获得第N个电池实际电压值、实际电流值；所述微控制单元收到第N个电池检测寻址请求信息后，将第N个电池实际电压值、实际电流值并携带第N个电池通信地址通过RS-485收发器传送给飞行控制系统。
2.根据权利要求1所述的一种外置电源管理单元模块检测方法，其特征在于，所述微控制单元获取第N个电池设置通信地址信息是由第N个地址拨码开关给第N个电池设置唯一可识别的通信地址信息，所述微控制单元上电初始化自检时获取第N个电池的通信地址信息，其中，N大于等于2。
3.根据权利要求1所述的一种外置电源管理单元模块检测方法，其特征在于，所述微控制单元通过模拟数字转换处理是指所述微控制单元收到所述第N个电池的电流信息、电压信息，通过多点的线性校准标定,完成实际电流值的转换和实际电压值的转换，获得第N个电池的实际电流值和实际电压值，并将第N个电池的实际电流值和实际电压值并携带通讯地址以数据包的形式保存在所述微控制单元中。
4.根据权利要求3所述的一种外置电源管理单元模块检测方法，其特征在于，所述微控制单元收到第N个电池检测寻址请求信息后，比对所述微控制单元已储存所述第N个电池的数据包的通讯地址与第N个电池检测寻址信息的通信地址一致时，所述微控制单元将所述第N个电池的数据包以接收数据包、发送数据包的形式传输给RS-485收发器。
5.根据权利要求4所述的一种外置电源管理单元模块检测方法，其特征在于，所述微控制单元通过串口将第N个电池的数据包传输给RS-485收发器，所述RS-485收发器将收到所述微控制单元串口发出的通信TTL电平转化为RS-485协议的差分电平的电平信号。
6.根据权利要求5所述的一种外置电源管理单元模块检测方法，其特征在于，所述RS-485收发器通过对外飞控连接端口将所述第N个电池的数据包传输给飞行控制系统。
7.一种外置电源管理单元模块检测的装置，其特征在于，包括采集单元、微控制单元、地址拨码开关、收发器、飞控连接单元；
所述采集单元一端与电池输入端口连接，另一端与微控制单元连接；所述微控制单元输入端与所述采集单元连接，输出端与所述RS-485收发器一端连接；所述RS-485收发器另一端与所述飞控连接单元的端口连接；所述微控制单元还与所述地址拨码开关连接；或者
N个所述采集单元与一个微控制单元的输入端N个接口依次连接，所述一个微控制单元输出端与一个所述RS-485收发器一端连接，所述RS-485收发器的另一端与飞控单元的端口连接；所述微控制单元还与所述地址拨码开关连接；
所述采集单元，用于获取第N个电池的电流信息、电压信息；
所述地址拨码开关，用于给第N个电池设置唯一可识别的通信地址信息；
所述微控制单元，用于将接收第N个电池的电压信息、电流信息进行数模转换得到实际电流值和实际电压值并以数据包的形式保存；
当接收到所述第N个电池检测寻址请求信息后，所述微控制单元比对所述微控制单元已储存所述第N个电池的数据包的通讯地址与第N个电池检测寻址信息的通信地址一致时，所述微控制单元将第N个电池的实际电压值、电流值并携带通讯地址以数据包的形式传输给所述RS-485收发器；
所述RS-485收发器，用于将第N个电池实际电压值、实际电流值并携带第N个电池通信地址传送给飞控连接单元端口；
所述飞控连接单元，用于将第N个电池实际电压值、实际电流值并携带通信地址信息传输给飞行控制系统的接口。
8.根据权利要求7所述的一种外置电源管理单元模块检测的装置，其特征在于，所述微控制单元，还用于上电初始化自检时获得第N个电池的通信地址信息；
所述采集单元，还包括电流采集部分、电压采集部分；
所述电流采集部分，用于采集第N个电池的电流信息；
所述电压采集部分，用于采集第N个电池的电压信息。
9.根据权利要求8所述的一种外置电源管理单元模块检测的装置，其特征在于，所述微控制单元通过串口将第N个电池的数据包传输给RS-485收发器，所述RS-485收发器将收到所述微控制单元串口发出的通信TTL电平转化为RS-485协议的差分电平的电平信号。
10.根据权利要求7-9任一项所述的一种外置电源管理单元模块检测的装置，其特征在于，所述飞控连接单元的端口是采用两个相同的端子和线序定义端口，所述端口的一个端口接电源正极、负极、两路通信信号线；另一个端口为扩展端口，为连接下一个外置电源管理单元模块的飞控连接单元的扩展端口，依次类推扩展m个端口，m大于等于2。
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