一种电源管理方法与流程

1.本发明涉及电源管理技术领域，具体涉及一种电源管理方法。


背景技术：

2.电源管理是指如何将电源有效分配给设备或系统的不同组件。电源管理对于依赖电池电源的设备至关重要，通过降低组件闲置时的能耗，优秀的电源管理系统能够将电池寿命延长两到三倍。一些安全监测设备比如车辆测速装置的用电高峰通常在发送测速数据时，完成数据发送后，测速装置进入待机状态，耗电量大幅降低，针对此类存在用电高低峰的设备如何对供电电源进行有效管理，防止电池馈电以延长电池使用寿命成为行业目前亟待解决的技术问题。


技术实现要素：

3.本发明以实现对存在用电高低峰的设备的电源供电的有效管理，防止电池馈电，延长电池使用寿命为目的，提供了一种电源管理方法。
4.为达此目的，本发明采用以下技术方案：
5.提供一种电源管理方法，步骤包括：
6.1)设备的电源管理系统接收设备轮询发送的标志，
7.若接收到的所述标志为“1”，则读取电池组的当前电池电压作为所述电池组当前可用的最高电压并写入内存暂存为暂存电压；
8.若接收到的所述标志为“0”，则转入步骤2)；
9.2)读取所述电池组的当前电池电压并判断当前电池电压是否大于预设的电池组最大极限电压，
10.若是，则停止为所述电池组充电；
11.若否，则转入步骤3)；
12.3)判断所述电池组的当前电压是否大于上一时刻轮询到标志“1”时写入的所述暂存电压，
13.若是，则以所述步骤2)读取的电池组电池电压作为所述电池组当前可用的最高电压并更新所述暂存电压；
14.若否，则转入电源管理流程；
15.4)重复执行所述步骤1)
‑
3)，实现对所述设备的电源管理。
16.作为本发明的一种优选方案，若所述标志从“0”轮询到“1”的轮询间隔时间大于60s，且在所述轮询间隔时间内，所述电池组的当前电池电压始终大于上一次轮询到“1”时写入的所述暂存电压，则将在所述步骤2)中读取的所述电池组的当前电池电压的电压值存储到eeprom存储器中。
17.作为本发明的一种优选方案，若所述步骤2)中读取的所述电池组的当前电池电压大于安全电压且小于等于所述暂存电压，则所述步骤3)中的所述电源管理流程为：
18.实时监测所述电池组的当前电池电压；
19.若所述步骤2)中读取的所述电池组的当前电池电压大于最低电压且小于等于所述安全电压，则所述步骤3)中的所述电源管理流程包括步骤：
20.3.1a)判断是否已对所述电池组进行分组，
21.若是，则转入步骤3.2a)；
22.若否，则将所述电池组分离为输出组和备用组后转入所述步骤3.2a)；
23.3.2a)对所述备用组进行充电，对所述输出组进行输出电压实时监测；
24.3.3a)根据所述输出组和所述备用组的电压变化，对所述输出组和所述备用组进行功能切换或重新合并为所述电池组。
25.作为本发明的一种优选方案，若所述步骤2)中读取的所述电池组的当前电池电压小于等于最低电压，则所述步骤3)中的所述电源管理流程包括步骤：
26.3.1b)判断是否已将所述电池组分组为备用组和输出组，
27.若是，则转入步骤3.2b)；
28.若否，则生成电池异常报警信息并连续报警；
29.3.2b)判断所述备用组的电池电压是否小于等于所述最低电压，
30.若是，则生成停机报警信息并连续报警；
31.若否，则转入步骤3.3b)；
32.3.3b)生成停机预警信息并预警，然后根据所述备用组和所述输出组的电压变化，对所述输出组和所述备用组进行功能切换或重新合并为所述电池组。
33.作为本发明的一种优选方案，对所述输出组和所述备用组进行功能切换或重新合并为所述电池组的方法为：
34.当所述备用组充电到其电池电压大于所述最低电压且小于等于所述电池组的安全电压时，将所述备用组作为所述输出组为所述设备供电，将所述输出组作为所述备用组进行充电；
35.当所述备用组的电池电压大于所述电池组的所述安全电压且所述备用组和所述输出组的电池电压的压差小于预设的压差阈值时，将所述备用组和所述输出组重新合并为所述电池组为所述设备供电，并生成供电恢复信息以提示用户。
36.作为本发明的一种优选方案，所述电池组的所述安全电压通过以下公式(1)计算而得：
37.a＝b c
×2ꢀꢀꢀꢀ
公式(1)
38.公式(1)中，a表示所述安全电压；
39.b表示所述电池组的最小极限电压；
40.c表示所述设备每次发送数据的单次耗电电压。
41.作为本发明的一种优选方案，所述最低电压通过以下公式(2)计算而得：
42.d＝b c
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
公式(2)
43.公式(2)中，d表示所述最低电压；
44.b表示所述电池组的最小极限电压；
45.c表示所述设备每次发送数据时的单次耗电电压。
46.作为本发明的一种优选方案，所述单次耗电电压为所述设备发送数据前后的所述
电池组的电池电压差。
47.本发明实现了对存在用电高低峰的设备的电源供电的有效管理，可避免供电电池出现馈电，有利于延长电池使用寿命。
附图说明
48.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
49.图1是本发明一实施例提供的电源管理方法的实现步骤图；
50.图2是本发明实施例提供的电源管理方法的流程图；
51.图3是本发明实施例提供的电源管理流程图一；
52.图4是本发明实施例提供的电源管理流程图二；
53.图5是本发明实施例提供的电源管理流程图三；
54.图6是本发明实施例提供的电源管理流程图四；
55.图7是对新设备进行电源管理初始化的流程图一；
56.图8是对旧设备进行电源管理初始化的流程图二；
57.图9是对设备的用电功耗进行计算和结果存储的流程图；
58.图10是对设备的电池状态进行查询与控制的流程图。
具体实施方式
59.下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
60.其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
61.本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若出现术语“上”、“下”、“左”、“右”、“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，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
62.在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“连接”等指示部件之间的连接关系，该术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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，可以是两个部件内部的连通或两个部件的相互作用关系。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。
63.本发明实施例提供的电源管理方法，如图1和图2所示，具体包括如下步骤：
64.1)设备的电源管理系统接收设备轮询发送的标志，
65.若接收到的标志为“1”(表示设备已完成数据发送)，则读取电池组的当前电池电压作为电池组当前可用的最高电压并写入内存作为暂存电压；
66.若接收到的标志为“0”(表示设备未发送数据)，则转入步骤2)；
67.步骤2)读取电池组的当前电池电压并判断当前电池电压是否大于预设的电池组最大极限电压(优选为4.2v)，
68.若是，则停止为电池组充电；
69.若否，则转入步骤3)；
70.步骤3)判断电池组的当前电压是否大于上一时刻轮询到标志“1”时写入的暂存电压(即图3中的“最高电压”)，
71.若是，则以步骤2)读取的电池组电池电压作为电池组当前可用的最高电压，并以该最高电压更新步骤1)写入的暂存电压；
72.若否，则转入电源管理流程；
73.步骤4)重复执行步骤1)
‑
3)，实现对设备的电源管理。
74.这里需要说明的是，由于在标志轮询时间间隔中电池组可能处于持续充电中，所以从上一时刻(比如标志“1”)轮询到当前时刻(标志“0”)时，在当前时刻获取的电池组电压可能大于上一轮询时刻写入的暂存电压。
75.由于一些突发状态比如突然断电可能导致内存数据(暂存在内存中的暂存电压)被清除，导致无法实现后续的电源管理流程，优选地，若标志从“0”轮询到“1”的轮询间隔时间大于60s，且在60s的轮询间隔时间内，电池组的当前电池电压始终大于上一次轮询到“1”时写入的暂存电压，则将在步骤2)中读取的电池组的当前电池电压的电压值(优选为轮询间隔时间内读取到的最大电池电压值或多次读取的电池电压值的平均值)存储到eeprom存储器中。后续如果发生突发状态导致内存数据被清除，电源管理系统将直接冲eeprom存储器中获取存储的电池电压值。
76.以下对本发明提供的电源管理方法进行具体阐述：
77.若步骤2)中读取的电池组的当前电池电压大于安全电压且小于等于暂存电压，则如图3所示，步骤3)中的电源管理流程为：继续实时监测电池组的当前电池电压；
78.若步骤2)中读取的电池组的当前电池电压大于最低电压且小于等于安全电压，则如图4所示，步骤3)中的电源管理流程包括：
79.步骤3.1a)判断是否已对电池组进行分组；
80.若是，则转入步骤3.2a)；
81.若否，则将电池组分离为输出组和备用组后转入步骤3.2a)，电池组分离后，备用组不再为设备供电，由输出组继续供电；
82.步骤3.2a)对备用组进行充电，对输出组进行输出电压实时监测；
83.步骤3.3a)根据输出组和备用组的电压变化，对输出组和备用组进行功能切换或重新合并为电池组。
84.若步骤2)中读取的电池组的当前电池电压小于等于最低电压，则如图5所示，步骤3)中的电源管理流程包括如下步骤：
85.步骤3.1b)判断是否已将电池组分组为备用组和输出组，
86.若是，则转入步骤3.2b)；
87.若否，则生成电池异常报警信息并连续报警；
88.步骤3.2b)判断备用组的电池电压是否小于等于最低电压，
89.若是，则生成停机报警信息并连续报警；
90.若否，则转入步骤3.3b)；
91.步骤3.3b)生成停机预警信息并预警，然后根据备用组和输出组的电压变化，对输出组和备用组进行功能切换或重新合并为电池组。
92.以下对步骤3.3a)或步骤3.3b)中所述的对输出组和备用组进行功能切换或重新合并为电池组的过程进行具体阐述：
93.如图4、图5和图6所示，本发明对输出组和备用组进行功能切换或重新合并为电池组的方法为：
94.当备用组充电到其电池电压大于最低电压且小于等于电池组的安全电压时，将备用组作为输出组为设备供电，将输出组作为备用组进行充电，实现输出组和备用组的功能切换。
95.当备用组的电池电压大于电池组的安全电压且备用组和输出组的电池电压的压差小于预设的压差阈值时，将备用组和输出组重新合并为电池组为设备供电，并生成供电恢复信息以提示用户。
96.图9示出了本发明实施例对设备的用电功耗进行计算和对计算结果进行存储的流程图。本发明实施例中，电池组的安全电压通过以下公式(1)计算而得：
97.a＝b c
×2ꢀꢀꢀꢀ
公式(1)
98.公式(1)中，a表示安全电压；
99.b表示电池组的最小极限电压；
100.c表示设备每次发送数据的单次耗电电压。
101.上述的最低电压通过以下公式(2)计算而得：
102.d＝b c
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
公式(2)
103.公式(2)中，d表示最低电压；
104.b表示电池组的最小极限电压；
105.c表示设备每次发送数据时的单次耗电电压。
106.公式(1)和公式(2)中的单次耗电电压为设备发送数据前后的电池组的电池电压差。
107.以下对本发明初始化电源管理系统的方法进行简要阐述：
108.初始化电源管理系统包括对新设备的电源管理系统进行初始化和对旧设备的电源管理系统进行初始化。如图1和图2所示，对新设备和旧设备进行初始化的区别在于，对新设备进行初始化是向数据为空的eeprom存储器和内存写入初始化数据，对旧设备进行初始化是向数据为非空的eeprom存储器和内存写入初始化数据，初始化数据包括电池组的最高电压、充电时间、设备发送数据的单次耗电量、安全电压、数据发送标志、暂存电压、电源管理起始时间、电池起始状态等。
109.图10示出了本发明实施例对设备的电池状态进行查询与控制的流程图。当电源管理系统接收到查询指令“0x01”时，电源管理系统将返回查询到的电池组最高电压、充电时间、单次耗电量、安全电压。又比如，当电源管理系统接收到控制指令“0x10”时，电源管理系
统将关断对设备的主供电(比如关闭对设备的数据发送模块、数据采集模块等主要功能模块的供电)，保留对设备的mcu的供电(比如在设备休眠模式下，仅保留对设备单片机的供电)。
110.需要声明的是，上述具体实施方式仅仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员应该明白，还可以对本发明做各种修改、等同替换、变化等等。但是，这些变换只要未背离本发明的精神，都应在本发明的保护范围之内。另外，本技术说明书和权利要求书所使用的一些术语并不是限制，仅仅是为了便于描述。