專利名稱：一種電池電壓采樣的校準(zhǔn)方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電子技術(shù)檢測(cè)領(lǐng)域，尤其涉及電池電壓釆樣的校準(zhǔn)方法 及裝置。
背景技術(shù)：
由于成本等諸多因素的原因，現(xiàn)在用于對(duì)便攜設(shè)備電池監(jiān)測(cè)大多采用的是設(shè)備的片上模數(shù)轉(zhuǎn)換外設(shè)，即集成在處理器ARM (Advanced RISC Machines,進(jìn)階精簡(jiǎn)指令集機(jī)器，微處理器/技術(shù)/公司)上的模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊， 而這些轉(zhuǎn)換模塊不能提供與分立模數(shù)轉(zhuǎn)換器相當(dāng)?shù)牟蓸有阅?，直接使用這些 轉(zhuǎn)換模塊進(jìn)行采樣數(shù)據(jù)校準(zhǔn)時(shí)，會(huì)出現(xiàn)采樣值不準(zhǔn)和跳動(dòng)問題。所以使用片 上的模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊在對(duì)電池采樣數(shù)據(jù)校準(zhǔn)時(shí)，不能采用原來針對(duì)分立模數(shù)轉(zhuǎn) 換器的簡(jiǎn)單的處理方法。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種電池電壓采樣的校準(zhǔn)方法及裝置， 解決在使用指標(biāo)相對(duì)較差的片上模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊采樣監(jiān)測(cè)電池電壓時(shí)，造成的 采樣不準(zhǔn)和跳動(dòng)問題。為了解決上述問題，本發(fā)明提供了一種電池電壓采樣的校準(zhǔn)方法，包括利用所述電池所在設(shè)備的采樣模塊對(duì)可控電壓源的輸出電壓進(jìn)行采樣 得到參考采樣值，可控電壓源的輸出電壓記為表征電壓值，表征電壓值和對(duì) 該電壓進(jìn)行采樣得到的參考采樣值構(gòu)成一個(gè)電壓參考基準(zhǔn)點(diǎn)，改變可控電壓 源的輸出電壓再次進(jìn)行采樣，獲得多個(gè)電壓參考基準(zhǔn)點(diǎn)；對(duì)電池電壓進(jìn)行采樣得到電池電壓采樣值，才艮據(jù)所述電池電壓采樣值和所述電壓參考基準(zhǔn)點(diǎn)中與所述電池電壓采樣值相鄰的參考采樣值及其對(duì)應(yīng) 的表征電壓值，計(jì)算得到電池電壓。進(jìn)一步地，所述采樣模塊為模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換模塊，所述采樣值為模擬數(shù)字 轉(zhuǎn)換值。進(jìn)一步地，對(duì)所述電池電壓進(jìn)行采樣得到多個(gè)電池電壓采樣值后，計(jì)算 電池電壓采樣平均值，根據(jù)該電池電壓采樣平均值和所述電壓參考基準(zhǔn)點(diǎn)中得到電池電壓。進(jìn)一步地，將采樣得到的多個(gè)電池電壓采樣值進(jìn)行中值濾波后，再計(jì)算 得到電池電壓采樣平均值。進(jìn)一步地，計(jì)算得到電池電壓采樣平均值后，在所述電壓參考基準(zhǔn)點(diǎn)中確定的直線上，找到所述電池采樣模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換平均值對(duì)應(yīng)的電壓值作為電 池電壓。進(jìn)一步地，所述電壓參考基準(zhǔn)點(diǎn)中相鄰表征電壓值的間隔為固定間隔。 進(jìn)一步地，所述方法適用于需監(jiān)測(cè)電池電壓的便攜設(shè)備。為了解決上述問題，本發(fā)明提供了一種電池電壓采樣的校準(zhǔn)裝置，包括 主控模塊，可控電壓源和電池所在設(shè)備，所述主控模塊，用于向所述可控電壓源發(fā)送控制命令；所述可控電壓源，用于收到所述主控模塊發(fā)送的控制命令后，向所述電 池所在設(shè)備輸出電壓，該電壓記為表征電壓值；所述電池所在設(shè)備，包含一采樣模塊，該采樣^t塊對(duì)所述可控電壓源輸 出的電壓進(jìn)行采樣，得到參考采樣值，與該表征電壓值相對(duì)應(yīng)，每個(gè)參考采 樣值和其對(duì)應(yīng)的表征電壓值構(gòu)成一電壓參考基準(zhǔn)點(diǎn)，改變可控電壓源的輸出 電壓，進(jìn)行多次采樣后獲得多個(gè)電壓參考基準(zhǔn)點(diǎn)；該電池所在設(shè)備還用于通過采樣模塊對(duì)電池電壓進(jìn)行采樣得到電池電 壓采樣值，根據(jù)所述電池電壓采樣值和電壓參考基準(zhǔn)點(diǎn)中與所述電池電壓采樣值相鄰的參考采樣值及其對(duì)應(yīng)的表征電壓值，計(jì)算得到電池電壓。進(jìn)一步地，所述電池所在設(shè)備，還用于通過采樣模塊按照對(duì)電池電壓進(jìn) 行采樣得到多個(gè)電池電壓采樣值，根據(jù)采樣得到的多個(gè)電池電壓采樣值計(jì)算 電池電壓采樣平均值，根據(jù)所述電池電壓釆樣平均值和電壓參考基準(zhǔn)點(diǎn)中與到電池電壓。進(jìn)一步地，所述電池所在設(shè)備，還用于計(jì)算得到電池電壓采樣平均值后， 在所述電壓參考基準(zhǔn)點(diǎn)中與所述電池電壓采樣平均值相鄰的兩個(gè)參考采樣 值及其對(duì)應(yīng)的表征電壓值確定的直線上，找到所述電池采樣模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換平 均^f直對(duì)應(yīng)的電壓<直作為電池電壓。采用本發(fā)明的方法和裝置，可以解決在使用指標(biāo)相對(duì)較差的片上模數(shù)轉(zhuǎn) 換模塊采樣監(jiān)測(cè)電池電壓時(shí)，造成的采樣不準(zhǔn)和跳動(dòng)問題，并防止片上模數(shù) 轉(zhuǎn)換模塊引入的數(shù)值偏移量的問題。


圖l是本發(fā)明中電池電壓采樣的校準(zhǔn)裝置的結(jié)構(gòu)連接框圖； 圖2是本發(fā)明中電壓參考基準(zhǔn)點(diǎn)設(shè)置方法的流程圖； 圖3是本發(fā)明中采樣算法校準(zhǔn)方法的流程圖； 圖4是本發(fā)明中校準(zhǔn)算法曲線圖。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明的方法主要包括利用電池所在設(shè)備的采樣模塊對(duì)可控電壓源的 輸出電壓進(jìn)行采樣得到參考采樣值，可控電壓源的輸出電壓記為表征電壓 值，表征電壓值和對(duì)該電壓進(jìn)行采樣得到的參考采樣值構(gòu)成一個(gè)電壓參考基 準(zhǔn)點(diǎn)，改變可控電壓源的輸出電壓再次進(jìn)行采樣，獲得多個(gè)電壓參考基準(zhǔn)點(diǎn)； 對(duì)電池電壓進(jìn)行采樣得到電池電壓采樣值，根據(jù)所述電池電壓釆樣值和所述 電壓參考基準(zhǔn)點(diǎn)中與所述電池電壓采樣值相鄰的參考采樣值及其對(duì)應(yīng)的表征電壓值，計(jì)算得到電池電壓。如圖l所示，以手機(jī)為例，電池電壓采樣的校準(zhǔn)裝置包括，可控電壓源(101)，待校準(zhǔn)手機(jī)(102)和主控模塊(103)?？煽仉妷涸春痛?zhǔn)手機(jī)通過電 源線相連，待校準(zhǔn)手機(jī)和主控模塊間以及可控電壓源和主控模塊間通過連接 線相連。所述主控模塊，用于向所述可控電壓源發(fā)送控制命令；所述可控電壓源，用于收到所述主控模塊發(fā)送的控制命令后，向所述電 池所在設(shè)備輸出電壓，該電壓記為表征電壓值；所述電池所在設(shè)備，包含一采樣模塊，該采樣模塊對(duì)所述可控電壓源輸 出的電壓進(jìn)行采樣，得到參考采樣值，與該表征電壓值相對(duì)應(yīng)，每個(gè)參考采 樣值和其對(duì)應(yīng)的表征電壓值構(gòu)成一電壓參考基準(zhǔn)點(diǎn)，改變可控電壓源的輸出 電壓，進(jìn)行多次釆樣后獲得多個(gè)電壓參考基準(zhǔn)點(diǎn)；該電池所在設(shè)備還用于通過采樣模塊對(duì)電池電壓進(jìn)行釆樣得到電池電 壓采樣值，根據(jù)所述電池電壓釆樣值和電壓參考基準(zhǔn)點(diǎn)中與所述電池電壓采 樣值相鄰的參考采樣值及其對(duì)應(yīng)的表征電壓值，計(jì)算得到電池電壓。所述主控模塊可以是安裝校準(zhǔn)軟件的電腦，所述可控電壓源可以是可控 精密電壓源。如圖2所示，電壓參考基準(zhǔn)點(diǎn)的設(shè)置方法包括以下步驟步驟201,確定各個(gè)電壓參考基準(zhǔn)點(diǎn)的表征電壓值；電壓參考基準(zhǔn)點(diǎn)由采樣值(模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換值，Analog-Digital Converter , 簡(jiǎn)稱ADC)和表征電壓值組成，可控電壓源的輸出電壓記為表征電壓值。例 如某個(gè)電壓參考基準(zhǔn)點(diǎn)為(0XA3, 4000)，其中，0XA3為采樣值，4000 為表征電壓值，由采樣值可以計(jì)算出與之對(duì)應(yīng)的實(shí)際電壓值。電壓參考基準(zhǔn) 點(diǎn)的設(shè)定可根據(jù)具體情況而定。如在本實(shí)施方案中，電壓參考基準(zhǔn)點(diǎn)中的表征電壓值設(shè)置在 4200mv~3300mv的區(qū)間內(nèi)，按照lOOmv的間隔進(jìn)行劃分，電壓參考基準(zhǔn)點(diǎn)中表征電壓值取4200mv 3300mv范圍內(nèi)按照固定電壓間隔1 OOmv劃分處的 值，即4200, 4300……3200， 3300。在其它實(shí)施例中，電壓間隔可以為不 固定的間隔。電壓參考基準(zhǔn)點(diǎn)中表征電壓值的設(shè)置通過經(jīng)驗(yàn)值確定，作為默 認(rèn)值。步驟202,主控模塊向待校準(zhǔn)手機(jī)發(fā)送進(jìn)入設(shè)置模式命令；步驟203,待校準(zhǔn)手機(jī)接收到上述命令后進(jìn)入設(shè)置模式；并向主控模塊 返回應(yīng)答消息；步驟204，主控模塊向可控電壓源發(fā)送控制命令；步驟205，可控電壓源按照設(shè)定的電壓區(qū)間及間隔輸出相應(yīng)參照基準(zhǔn)點(diǎn) 電壓值；例如，可控電壓源根據(jù)設(shè)定的電壓區(qū)間4200mv—3300mv (毫伏)及間 隔100mv，輸出參照基準(zhǔn)點(diǎn)電壓值4200, 4300……3200, 3300。步驟206，主控模塊向待校準(zhǔn)手機(jī)發(fā)送設(shè)置控制命令；步驟207，待校準(zhǔn)手機(jī)接收到命令后，其采樣模塊對(duì)可控電壓源的輸出 電壓進(jìn)行采樣得到參考釆樣值，并將可控電壓源的輸出電壓和確定的參考釆 樣值保存到非易失性存儲(chǔ)器中，使上述數(shù)據(jù)在手機(jī)掉電后不會(huì)丟失，以供正 常開機(jī)時(shí)使用；步驟208，判斷是否完成所有電壓參考基準(zhǔn)點(diǎn)的設(shè)置，如果是，流程結(jié) 束；否則，轉(zhuǎn)到步驟204,繼續(xù)進(jìn)行設(shè)置。如圖3所示，根據(jù)設(shè)置的電壓參考基準(zhǔn)點(diǎn)對(duì)手機(jī)電壓采樣校準(zhǔn)的方法包 括以下步驟步驟301,電池所在設(shè)備的采樣模塊間隔一定時(shí)間對(duì)電池電壓采樣；步驟302，對(duì)采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行初步的處理，丟棄明顯異常的數(shù)據(jù)；此步驟是軟件中的一個(gè)容錯(cuò)處理部分。采樣失敗時(shí)，采樣得到的值會(huì)是 一個(gè)明顯的異常數(shù)據(jù)，大多數(shù)情況為"0X0"或"OXff，。在此類錯(cuò)誤值的 基礎(chǔ)上進(jìn)行計(jì)算，明顯會(huì)影響校準(zhǔn)結(jié)果。所以需丟棄此類明顯異常的數(shù)據(jù)。步驟303，將采樣數(shù)據(jù)保存到一個(gè)環(huán)形隊(duì)列中，并維持隊(duì)列更新；當(dāng)隊(duì)列數(shù)據(jù)滿時(shí)，存入新的數(shù)據(jù)時(shí)，丟棄掉最老的采樣數(shù)據(jù)以存入新的 數(shù)據(jù)，保持?jǐn)?shù)據(jù)在滑動(dòng)的更新。取小于或等于滿隊(duì)列時(shí)間，作為平滑時(shí)間段。 例如采樣數(shù)據(jù)更新間隔為2秒，隊(duì)列可容納采樣數(shù)據(jù)的個(gè)數(shù)為4個(gè)，則可 以設(shè)置平滑時(shí)間段為8秒。步驟304，按照中值濾波的原理，每次釆樣后對(duì)隊(duì)列中的數(shù)據(jù)進(jìn)行中值 濾波(去除最大值和最小值后)，計(jì)算出平均值為sample—adc。需要計(jì)算得 到的值是sample—voltage 。步驟305,與設(shè)置的電壓參考基準(zhǔn)點(diǎn)比較，找到與此平均值相鄰的兩個(gè) ADC值對(duì)應(yīng)的電壓參考基準(zhǔn)點(diǎn)；如圖4所示為相鄰的兩個(gè)參考點(diǎn)的ADC值為ref—adcl, ref—adc2 ，與之對(duì) 應(yīng)的電壓值是ref—voltagel和ref—voltage2 。步驟306,根據(jù)直線公式得到校準(zhǔn)后的電池電壓。如圖4所示，找到電壓參考基準(zhǔn)點(diǎn)中與此平均值相鄰的兩個(gè)采樣值對(duì)應(yīng) 的電壓參考基準(zhǔn)點(diǎn)后，在這兩個(gè)電壓參考基準(zhǔn)點(diǎn)確定的直線上，找到此平均 值對(duì)應(yīng)的電壓寸直。按照下面的7〉式計(jì)算得到經(jīng)過才交準(zhǔn)后的sample_voltage :sample—voltage = re/一 vo/togel + s""^&一"dcW — x (ref— voitage2陽ref— voltagel) — 一 r^/"一adc2 — r^ — a^/cl — —橫軸為模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊的采樣值，縱軸電壓的單位為mv (毫伏)， 采用的固定間隔100mv時(shí)，上式可簡(jiǎn)化為 sample—voltage 二 — w/鄉(xiāng)el +-~=--x 100通過對(duì)手機(jī)的電壓參考基準(zhǔn)點(diǎn)的進(jìn)行設(shè)置，保證手機(jī)的電壓與實(shí)際的電池電壓偏差最大不超過^:定的電壓間隔(100 mv),這樣就可以忽略片上才莫 數(shù)轉(zhuǎn)換模塊的精度不足引入的采樣值偏移量問題。上述方法除了可用于手機(jī)設(shè)備外，還可用于其它需要監(jiān)測(cè)電池的便攜設(shè) 備上。本發(fā)明還可有其他多種實(shí)施例，在不背離本發(fā)明精神及其實(shí)質(zhì)的情況 些相應(yīng)的改變和變形都應(yīng)屬于本發(fā)明所附的權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1、一種電池電壓采樣的校準(zhǔn)方法，其特征在于，包括利用所述電池所在設(shè)備的采樣模塊對(duì)可控電壓源的輸出電壓進(jìn)行采樣得到參考采樣值，可控電壓源的輸出電壓記為表征電壓值，表征電壓值和對(duì)該電壓進(jìn)行采樣得到的參考采樣值構(gòu)成一個(gè)電壓參考基準(zhǔn)點(diǎn)，改變可控電壓源的輸出電壓再次進(jìn)行采樣，獲得多個(gè)電壓參考基準(zhǔn)點(diǎn)；對(duì)電池電壓進(jìn)行采樣得到電池電壓采樣值，根據(jù)所述電池電壓采樣值和所述電壓參考基準(zhǔn)點(diǎn)中與所述電池電壓采樣值相鄰的參考采樣值及其對(duì)應(yīng)的表征電壓值，計(jì)算得到電池電壓。
2、 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述采樣模塊為模擬數(shù)字 轉(zhuǎn)換模塊，所述采樣值為模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換值。
3、 如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，對(duì)所述電池電壓進(jìn)^f亍采樣得到多個(gè)電池電壓采樣值后，計(jì)算電池電壓采 樣平均值，根據(jù)該電池電壓采樣平均值和所述電壓參考基準(zhǔn)點(diǎn)中與所述電池 電壓釆樣平均值相鄰的參考采樣值及其對(duì)應(yīng)的表征電壓值，計(jì)算得到電池電 壓。
4、 如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，將采樣得到的多個(gè)電池電壓釆樣值進(jìn)行中值濾波后，再計(jì)算得到電池電 壓采樣平均值。
5、 如權(quán)利要求3或4所述的方法，其特征在于，計(jì)算得到電池電壓采樣平均值后，在所述電壓參考基準(zhǔn)點(diǎn)中與所述電池上，找到所述電池采樣模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換平均值對(duì)應(yīng)的電壓值作為電池電壓。
6、 如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，所述電壓參考基準(zhǔn)點(diǎn)中相鄰表征電壓值的間隔為固定間隔。
7、 如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于， 所述方法適用于需監(jiān)測(cè)電池電壓的便攜設(shè)備。
8、 一種電池電壓采樣的校準(zhǔn)裝置，其特征在于，包括主控模塊，可 控電壓源和電池所在設(shè)備，所述主控模塊，用于向所述可控電壓源發(fā)送控制命令；所述可控電壓源，用于收到所述主控模塊發(fā)送的控制命令后，向所述電 池所在設(shè)備輸出電壓，該電壓記為表征電壓值；所述電池所在設(shè)備，包含一采樣模塊，該采樣模塊對(duì)所述可控電壓源輸 出的電壓進(jìn)行采樣，得到參考采樣值，與該表征電壓值相對(duì)應(yīng)，每個(gè)參考采 樣值和其對(duì)應(yīng)的表征電壓值構(gòu)成一電壓參考基準(zhǔn)點(diǎn)，改變可控電壓源的輸出 電壓，進(jìn)行多次采樣后獲得多個(gè)電壓參考基準(zhǔn)點(diǎn)；該電池所在設(shè)備還用于通過采樣模塊對(duì)電池電壓進(jìn)行采樣得到電池電 壓采樣值，根據(jù)所述電池電壓采樣值和電壓參考基準(zhǔn)點(diǎn)中與所述電池電壓采 樣值相鄰的參考采樣值及其對(duì)應(yīng)的表征電壓值，計(jì)算得到電池電壓。
9、 如權(quán)利要求8所述的校準(zhǔn)裝置，其特征在于，所述電池所在設(shè)備，還用于通過采樣模塊按照對(duì)電池電壓進(jìn)行采樣得到 多個(gè)電池電壓采樣值，根據(jù)采樣得到的多個(gè)電池電壓采樣值計(jì)算電池電壓采 樣平均值，根據(jù)所述電池電壓采樣平均值和電壓參考基準(zhǔn)點(diǎn)中與所述電池電 壓采樣平均值相鄰的參考采樣值及其對(duì)應(yīng)的表征電壓值，計(jì)算得到電池電壓。
10、 如權(quán)利要求9所述的校準(zhǔn)裝置，其特征在于，所述電池所在i殳備，還用于計(jì)算得到電池電壓采樣平均值后，在所述電 壓參考基準(zhǔn)點(diǎn)中與所述電池電壓采樣平均值相鄰的兩個(gè)參考采樣值及其對(duì) 應(yīng)的表征電壓值確定的直線上，找到所述電池采樣才莫擬數(shù)字轉(zhuǎn)換平均值對(duì)應(yīng) 的電壓值作為電池電壓。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種電池電壓采樣的校準(zhǔn)方法及裝置，包括利用所述電池所在設(shè)備的采樣模塊對(duì)可控電壓源的輸出電壓進(jìn)行采樣得到參考采樣值，可控電壓源的輸出電壓記為表征電壓值，表征電壓值和對(duì)該電壓進(jìn)行采樣得到的參考采樣值構(gòu)成一個(gè)電壓參考基準(zhǔn)點(diǎn)，改變可控電壓源的輸出電壓再次進(jìn)行采樣，獲得多個(gè)電壓參考基準(zhǔn)點(diǎn)；對(duì)電池電壓進(jìn)行采樣得到電池電壓采樣值，根據(jù)所述電池電壓采樣值和所述電壓參考基準(zhǔn)點(diǎn)中與所述電池電壓采樣值相鄰的參考采樣值及其對(duì)應(yīng)的表征電壓值，計(jì)算得到電池電壓。采用上述方法，可解決在使用性能相對(duì)較差的片上模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊采樣電池電壓時(shí)，造成的采樣不準(zhǔn)和跳動(dòng)問題，防止片上模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊引入的數(shù)值偏移量問題。
文檔編號(hào)G01R31/36GK101221225SQ20081000424
公開日2008年7月16日 申請(qǐng)日期2008年1月24日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月24日
發(fā)明者川 葉, 春 張, 闕石峰 申請(qǐng)人:中興通訊股份有限公司