[發(fā)明專利]帶有藍牙功能的蓄電池狀態(tài)監(jiān)測裝置及方法

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• 申請日: 2016-06-22
• 公開（公告）號: CN107526036A
• 公開（公告）日: 2017-12-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 席紅軍
• 申請（專利權(quán)）人: 席紅軍
• 主分類號: G01R31/36
• 分類號: G01R31/36
• 代理公司: 北京輕創(chuàng)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司11212
• 代理人: 談杰

1.帶有藍牙功能的蓄電池狀態(tài)監(jiān)測裝置，其特征在于，包括有作為上位機的手機、作為下位機的MCU系統(tǒng)，手機內(nèi)安裝有APP軟件，其中所述的APP軟件的人機界面包括有已使用天數(shù)、當前電量、啟動次數(shù)和電池健康程度四個組件；所述的MCU系統(tǒng)包括有MCU最小系統(tǒng)和外圍電路，外圍電路包括有電源電路、備用電源電路、基準電壓源電路、AD采樣電路、蓄電池接入檢測電路、藍牙傳輸電路及數(shù)碼管驅(qū)動顯示電路；其中，所述的AD采樣電路直接連接蓄電池的輸入電源的一路，對電池電壓進行采樣；所述的基準電壓源電路連接蓄電池的輸入電源的另一路，該路上串聯(lián)有變壓器將電源電壓降壓穩(wěn)壓后成3.3V電壓，該3.3V電源還經(jīng)過基準電壓產(chǎn)生電路輸出1.25V的基準電壓，以供給AD采樣電路作為參考電壓源；所述的蓄電池接入檢測電路連入并控制藍牙傳輸電路，若無蓄電池接入電源則藍牙進入待機模式以節(jié)約電量，此時備用電源電路輸出電壓向外供給能量；所述的藍牙傳輸電路檢測到有網(wǎng)絡(luò)連接時，MCU會將用戶實時數(shù)據(jù)通過藍牙傳輸電路傳送到用戶手機APP軟件上，刷新四個組件的數(shù)據(jù)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有藍牙功能的蓄電池狀態(tài)監(jiān)測裝置，其特征在于，所述的MCU最小系統(tǒng)包括有MCU控制器、復位電路C21、K0和R7、振蕩電路C19、C20和Y2、低能耗振蕩電路C9、C10和Y1、電源VCC、濾波電容C5、C6、C7、C8、C11、C12和C13。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有藍牙功能的蓄電池狀態(tài)監(jiān)測裝置，其特征在于，所述的電源電路包括有限流電阻R1、防反接二極管D1、濾波電容C1、C2、C3、C4、降壓穩(wěn)壓芯片U1和肖特基二極管D2、電阻R0，電源電路為整個系統(tǒng)提供能量。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有藍牙功能的蓄電池狀態(tài)監(jiān)測裝置，其特征在于，所述的基準電壓源電路包括有芯片U2和電阻R2，基準電壓源電路為MCU進行AD轉(zhuǎn)換提供參考電壓。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有藍牙功能的蓄電池狀態(tài)監(jiān)測裝置，其特征在于，所述的備用電源電路包括有3V電池BAT1和肖特基二極管D3，備用電源電路將為系統(tǒng)提供在蓄電池未接入系統(tǒng)時提供能量。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有藍牙功能的蓄電池狀態(tài)監(jiān)測裝置，其特征在于，所述的AD采樣電路包括有精密電阻R3、R4、D4、D5和C22；其中D4和D5組成鉗位電路確保MCU的I/O口不被干擾脈沖擊穿，AD采樣電路通過將蓄電池的模擬電壓轉(zhuǎn)換成MCU能夠識別的數(shù)字量并通過計算，最終仍以數(shù)字量的形式輸出蓄電池電壓。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有藍牙功能的蓄電池狀態(tài)監(jiān)測裝置，其特征在于，所述的蓄電池接入檢測電路包括有Q1、R8和R9，蓄電池接入檢測電路是判斷蓄電池有沒有接入系統(tǒng)的電路，如果MCU檢測到蓄電池沒有接入，則藍牙處于待機狀態(tài)以節(jié)約電量。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有藍牙功能的蓄電池狀態(tài)監(jiān)測裝置，其特征在于，所述的藍牙傳輸電路包括有電容C14、C15、C16、C17、C18和電感線圈L1、L2、L3、L4組成傳輸天線向外發(fā)送和接收2.4GHZ網(wǎng)絡(luò)信號。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有藍牙功能的蓄電池狀態(tài)監(jiān)測裝置，其特征在于，所述的數(shù)碼管驅(qū)動顯示電路包括有三位八段共陽數(shù)碼管LDP1、PNP三極管Q2、Q3、Q4和NPN三極管Q5、Q6、Q7、Q8、Q9、Q10、Q11、Q12、電阻R10、R11、R12、R13、R14、R15、R16、R17、R18、R19、R20、R21、R22、R23、R24、R25、R26、R27、R28、R29、R30、R31和C23；其中，PNP三極管Q2、Q3、Q4組成位碼控制開關(guān)，電阻R10、R11、R12、R13、R14、R15組成其偏置電路，NPN三極管Q5、Q6、Q7、Q8、Q9、Q10、Q11、Q12組成段碼控制開關(guān)，電阻R10、R11、R12、R13、R14、R15、R16、R17、R18、R19、R20、R21、R22、R23、R24、R25、R26、R27、R28、R29、R30、R31組成其偏置電路，當MCU以低電平輪流掃描DC1、DC2、DC3位時，相應(yīng)的LC1、LC2、LC3位輸出高電平，該位數(shù)碼管選通，MCU對LA、LB、LC、LD、LE、LF、LG、LP輸出段碼控制電平時，相應(yīng)的在DA、DB、DC、DD、DE、DF、DG、DP得到段碼，從而在該位數(shù)碼管顯示0到9某位數(shù)字或字符。

10.采用如權(quán)利要求1所述的裝置的蓄電池狀態(tài)監(jiān)測方法，其特征在于，當蓄電池與外接負載連接的瞬間，蓄電池回路電流將急劇增加時，MCU的A/D采樣電路實時捕捉內(nèi)阻和電壓的變化，并記錄這種變化的次數(shù)，一方面存儲到自身內(nèi)部存儲器EEPROM中供下次處理數(shù)據(jù)之用，另一方面將這種變化次數(shù)通過所連接的三位八段共陽數(shù)碼管進行顯示；

蓄電池使用天數(shù)及壽命計算：當蓄電池成功啟動10次后，從第11次開始記錄啟動次數(shù)作為第1次啟動，并啟動MCU內(nèi)部實時時鐘記錄該次的使用日期，在此基礎(chǔ)上累加使用天數(shù)，將檢測結(jié)果送LED數(shù)碼管顯示，當檢測到有網(wǎng)絡(luò)連接時，啟動藍牙傳輸功能將用戶數(shù)據(jù)通過APP軟件發(fā)送到用戶手機上；

蓄電池健康程度檢測：對蓄電池的健康程度檢測是通過對蓄電池的當前滿充電量與蓄電池的額定電量的比值來計算，蓄電池的開路電壓與蓄電池的電量存在定量關(guān)系，通過開路電壓法來測算蓄電池的電量比從而來推算蓄電池的健康度的，其計算公式為：當前蓄電池的滿充電量時，

SOC=(V1-V2)/(V0-V2)

其中，V0——制造商提供的出廠滿充開路電壓；

V1——蓄電池當前的滿充開路電壓；

V2——蓄電池充分放電時的開路電壓。