本發(fā)明涉及動(dòng)力電池領(lǐng)域，尤其涉及了一種鋰電池?cái)?shù)據(jù)采集裝置及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

自動(dòng)化測(cè)控技術(shù)在傳統(tǒng)工業(yè)中的應(yīng)用主要是利用單片機(jī)等微處理器通過(guò)串口與上位機(jī)實(shí)現(xiàn)通信，這種方式在數(shù)據(jù)傳輸距離上有很大的限制。而且，傳統(tǒng)工業(yè)中的數(shù)據(jù)傳輸主要依賴于有線傳輸?shù)姆绞?，但無(wú)論是rs485或者rs232總線，還是因特網(wǎng)等通信方式，都會(huì)在很大程度上受地理位置和環(huán)境因素的制約。常見(jiàn)的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸方式主要有利用低壓電力線載波、利用無(wú)線電臺(tái)以及利用移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)等幾種方式。其中，利用低壓電力線載波的方式使用較為方便快捷，但是目前電力網(wǎng)污染還較為嚴(yán)重，而且電網(wǎng)干擾特性不能通過(guò)特定的模型或者公式進(jìn)行解析。利用無(wú)線電臺(tái)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，雖然理論上可行，但是每一個(gè)通道都需要使用一個(gè)單獨(dú)的頻率，造成極大的資源浪費(fèi)，也不宜推廣使用。而利用移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)，可以很方便快捷的進(jìn)行數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程無(wú)線傳輸，而且我國(guó)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)覆蓋面積廣、資費(fèi)低廉、應(yīng)用方便，特別適用于應(yīng)用場(chǎng)合不固定的設(shè)備作為數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳輸?shù)氖侄巍?/p>

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程制約條件多，傳輸質(zhì)量差的缺點(diǎn)，提供了一種鋰電池?cái)?shù)據(jù)采集裝置及系統(tǒng)。

本發(fā)明解決了數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程制約條件多，傳輸質(zhì)量差的問(wèn)題，本設(shè)計(jì)方案利用了gprs網(wǎng)絡(luò)，代替了原有的有線連接方式，使得數(shù)據(jù)傳輸不再受到地理?xiàng)l件制約，另外直接利用覆蓋面廣的基站信號(hào)進(jìn)行傳輸，不用再增設(shè)電臺(tái)或者占用固定頻率波段，節(jié)省了人力物力資源。其次，基站信號(hào)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展成熟，傳輸過(guò)程穩(wěn)定快捷，保證了數(shù)據(jù)在傳輸過(guò)程中的完整性和正確性。

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明通過(guò)下述技術(shù)方案得以解決：

一種鋰電池?cái)?shù)據(jù)采集裝置，與鋰電池和鋰電池外部的環(huán)境檢測(cè)元件連接，包括數(shù)據(jù)采集模塊、控制模塊、數(shù)據(jù)傳輸模塊、電源模塊和人機(jī)交換模塊；數(shù)據(jù)采集模塊采集鋰電池參數(shù)和鋰電池所在地環(huán)境參數(shù)；控制模塊控制數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)傳輸模塊和人機(jī)交換模塊工作；電源模塊進(jìn)行供電，人機(jī)交換模塊用于輸入和顯示數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)傳輸模塊負(fù)責(zé)不同模塊之間的數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程，以及通過(guò)gprs無(wú)線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)的無(wú)線傳輸。

gprs網(wǎng)絡(luò)基于手機(jī)信號(hào)基站建立，基站數(shù)量眾多，覆蓋面廣，使得數(shù)據(jù)傳輸不再受到地理?xiàng)l件制約。直接利用基站傳輸數(shù)據(jù)，不用再增設(shè)電臺(tái)或者占用固定頻率波段，節(jié)省了人力物力資源?；拘盘?hào)穩(wěn)定，強(qiáng)度大，保證了數(shù)據(jù)在傳輸過(guò)程中的完整性和正確性。

作為優(yōu)選，數(shù)據(jù)采集模塊包括電源電壓轉(zhuǎn)換電路和信號(hào)調(diào)理電路，信號(hào)調(diào)理電路包括正脈沖調(diào)幅電路和負(fù)脈沖調(diào)幅電路，正脈沖調(diào)幅電路通過(guò)感性元件對(duì)采集的正脈沖信號(hào)進(jìn)行濾波，負(fù)脈沖調(diào)幅電路通過(guò)感性元件對(duì)采集的負(fù)脈沖信號(hào)進(jìn)行濾波。

信號(hào)調(diào)理電路主要實(shí)現(xiàn)對(duì)模擬信號(hào)進(jìn)行濾波處理和對(duì)脈沖信號(hào)進(jìn)行調(diào)幅處理。由于系統(tǒng)所采集的模擬信號(hào)主要為直流信號(hào)，因此利用感性元件對(duì)其摻雜的交流信號(hào)進(jìn)行濾除。

作為優(yōu)選，控制模塊包括arm控制電路和調(diào)試接口電路，調(diào)試接口電路包括電池預(yù)警電路和i/v轉(zhuǎn)換電路；其中，電池預(yù)警電路包括二極管、分壓電阻和超級(jí)電容，兩個(gè)二極管反向并聯(lián)后一端與鋰電池正極連接，另一端與超級(jí)電容正極連接，超級(jí)電容負(fù)極接地；分壓電阻串聯(lián)在鋰電池正極和接地端之間，分壓后的電壓信號(hào)送入arm控制電路。

二極管用于在鋰電池電壓變化時(shí)對(duì)電路進(jìn)行相應(yīng)的通斷控制，鋰電池電壓正常時(shí)，超級(jí)電容進(jìn)行充電，當(dāng)鋰電池電量不足導(dǎo)致電壓降低時(shí)，超級(jí)電容進(jìn)行放電，為電路提供應(yīng)急電源。分壓后的電壓信號(hào)送入arm控制電路，由控制電路判斷電池電量情況，超級(jí)電容開(kāi)始放電后，電壓信號(hào)也發(fā)生改變，arm控制電路做出響應(yīng)。

作為優(yōu)選，arm控制電路包括單片機(jī)和內(nèi)存存儲(chǔ)電路，單片機(jī)接收各模塊數(shù)據(jù)并根據(jù)接收到的數(shù)據(jù)做出響應(yīng)；內(nèi)存存儲(chǔ)電路與單片機(jī)連接。單片機(jī)接收到大量采集到的數(shù)據(jù)，本身的存儲(chǔ)空間不能滿足要求，需要另外連接外部?jī)?nèi)存來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。

作為優(yōu)選，數(shù)據(jù)傳輸模塊包括無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸電路和有線數(shù)據(jù)傳輸電路；無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸電路包括gprs封裝元件和sim卡電路，gprs封裝元件分別與sim卡電路和控制模塊連接；gprs封裝元件連接有g(shù)sm信號(hào)天線并通過(guò)天線進(jìn)行無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸；有限數(shù)據(jù)傳輸電路包括rs485總線。

gprs封裝元件具有模擬接口、數(shù)字接口、模擬基帶、數(shù)字基帶以及射頻發(fā)射元件，射頻發(fā)射元件與與相應(yīng)的信號(hào)發(fā)射天線連接。該元件與sim電路連接，用于接入gprs網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸。

作為優(yōu)選，人機(jī)交互模塊包括lcd顯示電路和鍵盤輸入電路；lcd顯示電路包括lcd顯示屏和lcd驅(qū)動(dòng)電路，lcd驅(qū)動(dòng)電路分別與lcd顯示屏和控制模塊連接，接收控制模塊數(shù)據(jù)并根據(jù)接收到的數(shù)據(jù)控制lcd顯示屏工作。

為了節(jié)省arm控制電路單片機(jī)引腳，更合理的規(guī)劃電路板上空間，本發(fā)明選擇通過(guò)另加增加lcd驅(qū)動(dòng)電路來(lái)驅(qū)動(dòng)lcd顯示屏，而非直接使用單片機(jī)上自帶的液晶驅(qū)動(dòng)。這樣設(shè)計(jì)能夠使產(chǎn)品布線更加靈活。

一種基于上述裝置的鋰電池?cái)?shù)據(jù)采集系統(tǒng)，分別與預(yù)先設(shè)置的遠(yuǎn)程服務(wù)器、pc機(jī)和用戶手機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，包括

數(shù)據(jù)采集服務(wù)單元，采集脈沖數(shù)字信號(hào)、模擬電壓信號(hào)和鋰電池所在地環(huán)境參數(shù)，將采集到的數(shù)據(jù)傳輸至嵌入式實(shí)時(shí)操作單元；

數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)服務(wù)單元，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)采集服務(wù)單元采集到的數(shù)據(jù)，當(dāng)采集到的數(shù)據(jù)低于或高于設(shè)定的閾值時(shí)，報(bào)警；

通訊服務(wù)單元，提供系統(tǒng)在線調(diào)試、遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸和模塊信息配置服務(wù)；

系統(tǒng)功耗調(diào)理服務(wù)單元，動(dòng)態(tài)管理系統(tǒng)運(yùn)行狀況，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功耗和效率的最優(yōu)化；

嵌入式實(shí)時(shí)操作單元，控制數(shù)據(jù)采集服務(wù)單元、數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)服務(wù)單元、通訊服務(wù)單元和系統(tǒng)功耗調(diào)理服務(wù)單元工作，接受上述單元數(shù)據(jù)并作出響應(yīng)。

本系統(tǒng)與本發(fā)明硬件裝置配合使用，系統(tǒng)預(yù)先安裝在arm電路單片機(jī)內(nèi)，按照功能劃分出不同的功能單元，使用時(shí)控制相應(yīng)的硬件結(jié)構(gòu)完成不同的操作。

作為優(yōu)選，數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)服務(wù)單元包括遠(yuǎn)程報(bào)警模塊和閾值設(shè)置模塊，遠(yuǎn)程報(bào)警模塊在數(shù)據(jù)采集服務(wù)單元采集到的數(shù)據(jù)低于或高于設(shè)定的閾值時(shí)，向嵌入式實(shí)時(shí)操作單元發(fā)送報(bào)警信號(hào)；閾值設(shè)置模塊接收pc機(jī)指令并根據(jù)接收到的指令修改數(shù)據(jù)閾值。

報(bào)警功能能夠及時(shí)的向用戶報(bào)告鋰電池的可能存在的故障，有效地控制了故障影響范圍。通過(guò)系統(tǒng)進(jìn)行第一輪的監(jiān)測(cè)，能夠?yàn)橛脩艄?jié)省精力和時(shí)間，不需要一直觀察數(shù)據(jù)變化。

作為優(yōu)選，通訊服務(wù)單元包括gprs網(wǎng)絡(luò)模塊、rs485總線模塊和短信息網(wǎng)絡(luò)模塊，gprs網(wǎng)絡(luò)模塊通過(guò)gprs信號(hào)和遠(yuǎn)程服務(wù)器進(jìn)行通訊，rs485總線模塊通過(guò)硬件端口與pc機(jī)進(jìn)行通訊，短信息網(wǎng)絡(luò)模塊通過(guò)基站信號(hào)與用戶手機(jī)進(jìn)行短信息通訊。gprs網(wǎng)絡(luò)模塊用于進(jìn)行遠(yuǎn)程無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸，rs485總線模塊用于進(jìn)行裝置內(nèi)部數(shù)據(jù)傳輸，短信息網(wǎng)絡(luò)模塊用于進(jìn)行接收用戶手機(jī)短信。

作為優(yōu)選，嵌入式實(shí)時(shí)操作單元接收數(shù)據(jù)采集服務(wù)單元數(shù)據(jù)并對(duì)其進(jìn)行整合后，通過(guò)通訊服務(wù)單元將整合后的數(shù)據(jù)發(fā)送至遠(yuǎn)程服務(wù)器或者pc機(jī)；嵌入式實(shí)時(shí)操作單元接收數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)服務(wù)單元報(bào)警信號(hào)，通過(guò)通訊服務(wù)單元將報(bào)警信號(hào)發(fā)送至pc機(jī)。用戶遠(yuǎn)程監(jiān)控鋰電池運(yùn)行狀況，以及鋰電池周圍環(huán)境變化，及時(shí)的對(duì)鋰電池進(jìn)行維修和更換，以及更新鋰電池外其它附屬設(shè)備。

本發(fā)明由于采用了以上技術(shù)方案，具有顯著的技術(shù)效果：本發(fā)明能夠有效監(jiān)測(cè)鋰電池狀態(tài)和鋰電池周圍環(huán)境變化，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)定期穩(wěn)定完整的自動(dòng)上傳到服務(wù)器中，本發(fā)明能及時(shí)檢測(cè)到異常情況并迅速向用戶進(jìn)行報(bào)警，便于盡早排除故障，減少損失。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝方便，可以遠(yuǎn)程進(jìn)行調(diào)試，節(jié)省了大量的人力物力，節(jié)省了用戶的時(shí)間。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明實(shí)施例1的硬件結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本發(fā)明實(shí)施例1電池預(yù)警電路示意圖。

圖3是本發(fā)明實(shí)施例1i/v轉(zhuǎn)換電路示意圖。

圖4是本發(fā)明實(shí)施例1正脈沖調(diào)幅電路示意圖。

圖5是本發(fā)明實(shí)施例1負(fù)脈沖調(diào)幅電路示意圖。

圖6是本發(fā)明實(shí)施例1內(nèi)存存儲(chǔ)電路示意圖。

圖7是本發(fā)明實(shí)施例1sim卡電路示意圖。

圖8是本發(fā)明實(shí)施例1rs485總線電路示意圖。

圖9是本發(fā)明實(shí)施例1lcd驅(qū)動(dòng)電路示意圖。

圖10是本發(fā)明實(shí)施例1系統(tǒng)示意框圖。

圖11是本發(fā)明實(shí)施例1數(shù)據(jù)采集服務(wù)流程圖

圖12是本發(fā)明實(shí)施例1短消息通訊服務(wù)流程圖

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖與實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。

實(shí)施例1

如圖1所示，一種鋰電池?cái)?shù)據(jù)采集裝置，與鋰電池和鋰電池外部的環(huán)境檢測(cè)元件連接，包括數(shù)據(jù)采集模塊、控制模塊、數(shù)據(jù)傳輸模塊、電源模塊和人機(jī)交換模塊。數(shù)據(jù)采集模塊包括電源電壓轉(zhuǎn)換電路和信號(hào)調(diào)理電路；控制模塊包括arm控制電路和調(diào)試接口電路；數(shù)據(jù)傳輸模塊包括無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸電路和有線數(shù)據(jù)傳輸電路；電源模塊包括開(kāi)關(guān)電源電路和線性電源電路；人機(jī)交互模塊包括lcd顯示電路和鍵盤輸入電路。

如圖2所示，電池預(yù)警電路包括二極管、分壓電阻和超級(jí)電容，兩個(gè)二極管反向并聯(lián)后一端與鋰電池正極連接，另一端與超級(jí)電容正極連接，超級(jí)電容負(fù)極接地；分壓電阻串聯(lián)在鋰電池正極和接地端之間，分壓后的電壓信號(hào)送入arm控制電路。本實(shí)施例中，鋰電池輸出電壓為7.2v，d1、d2為兩個(gè)正向?qū)▔航禐?.2v的1n5819型號(hào)二極管，保證了超級(jí)電容正極電壓不高于7v，由于arm控制電路中單片機(jī)的adc處理不了這么高的電壓，因此本發(fā)明利用r2、r3兩個(gè)分壓電阻對(duì)其進(jìn)行分壓，這樣就保證送入adc的電壓在可處理范圍內(nèi)。當(dāng)電池掉電以后，“7.2v”信號(hào)低于6.8v以后，二極管d2就會(huì)導(dǎo)通，超級(jí)電容開(kāi)始放電供系統(tǒng)使用。同時(shí)，adc14采集到的電壓也會(huì)發(fā)生變化，然后單片機(jī)根據(jù)adc14采集到的電壓數(shù)據(jù)來(lái)判斷這一動(dòng)作，當(dāng)判定結(jié)束以后控制無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸模塊發(fā)送預(yù)設(shè)置好的更換電池請(qǐng)求的短信，然后對(duì)整個(gè)數(shù)據(jù)傳輸模塊進(jìn)行關(guān)機(jī)處理。

如圖3所示，假設(shè)輸入電流為i0，輸出電壓為v0。由于輸入是電流信號(hào)，而且可以認(rèn)為運(yùn)算放大器同向端輸入阻抗遠(yuǎn)大于電阻r7，即流入運(yùn)算放大器的電流可以忽略不計(jì)。那么，根據(jù)基爾霍夫節(jié)點(diǎn)電流法，所有電流都經(jīng)過(guò)電阻r7，那么電阻r7對(duì)運(yùn)放同向端的電壓就有一個(gè)確定的作用，即vin+＝i0×r7。然后，當(dāng)運(yùn)算放大器為理想狀態(tài)時(shí)，可以推導(dǎo)出以下公式：uo＝i0×r7。

這樣，圖3所示電路就實(shí)現(xiàn)了電流信號(hào)到電壓信號(hào)的轉(zhuǎn)換。由于轉(zhuǎn)換得到的電壓信號(hào)需要由微處理器進(jìn)行ad轉(zhuǎn)換，而本實(shí)施例中選用的是3.3v供電的arm微處理器，其內(nèi)置adc可處理電壓范圍也不得高于3.3v。同時(shí)，電流輸入范圍為4ma至20ma，因此取電阻r7的值為150ω，這樣i/v轉(zhuǎn)換后的電壓范圍在0.6至3v，滿足ad轉(zhuǎn)換的電壓范圍。對(duì)于系統(tǒng)而言，只需對(duì)ad采樣得到的電壓值進(jìn)行換算即可得到所采集的電流值。

如圖4和圖5所示，本發(fā)明中信號(hào)調(diào)理電路主要是實(shí)現(xiàn)以下兩個(gè)功能：對(duì)模擬信號(hào)進(jìn)行濾波處理、對(duì)脈沖信號(hào)進(jìn)行調(diào)幅處理。由于系統(tǒng)所采集的模擬信號(hào)主要為直流信號(hào)，因此本發(fā)明利用感性元件對(duì)其摻雜的交流信號(hào)進(jìn)行濾除。本發(fā)明所采集的脈沖信號(hào)有正脈沖和負(fù)脈沖兩種，因此信號(hào)調(diào)理電路包括正脈沖調(diào)幅電路和負(fù)脈沖調(diào)幅電路，正脈沖調(diào)幅電路通過(guò)感性元件對(duì)采集的正脈沖信號(hào)進(jìn)行濾波，負(fù)脈沖調(diào)幅電路通過(guò)感性元件對(duì)采集的負(fù)脈沖信號(hào)進(jìn)行濾波。

如圖6所示，arm控制電路包括單片機(jī)和內(nèi)存存儲(chǔ)電路，內(nèi)存存儲(chǔ)電路與單片機(jī)連接，用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。本實(shí)施例中單片機(jī)采用stm32系列單片機(jī)的stm32l152型號(hào)。由于使用的單片機(jī)內(nèi)部flash空間僅為128kb，而要達(dá)到對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行保存的目的，對(duì)存儲(chǔ)空間的拓展是必要的。在眾多存儲(chǔ)器中flash的開(kāi)發(fā)最為方便，而且同等存儲(chǔ)空間下flash芯片體積更小價(jià)格更優(yōu)，即使其數(shù)據(jù)寫入速度不及eeprom，但依然可以滿足本發(fā)明的使用需求。因此，本發(fā)明選用flash作為單片機(jī)的外部存儲(chǔ)器，本實(shí)施例中選用的flash芯片sst25vf080b是一款內(nèi)存為8mb的spi串行閃存，該芯片構(gòu)成簡(jiǎn)單開(kāi)發(fā)便捷，采用串行接口架構(gòu)，兼容spi的mode0和mode3；芯片有大于100年的數(shù)據(jù)保存期。而且該芯片還能夠快速擦除和字節(jié)編程，芯片擦除時(shí)間僅為25ms，字節(jié)編程時(shí)間也僅為7us；還可以可使用軟件寫保護(hù)功能；超低功耗。

如圖7所示，sim卡電路simdata引腳與gprs封裝元件連接。sim卡電路比較容易收到干擾，引起不識(shí)卡或者掉卡等情況，所以在設(shè)計(jì)時(shí)pcb布局時(shí)應(yīng)將sim卡座遠(yuǎn)離gsm天線；其次，sim卡走線要遠(yuǎn)離rf線、vbat和高速信號(hào)線，同時(shí)sim卡走線不宜太長(zhǎng)。為防止sim_clk對(duì)其它信號(hào)的干擾，應(yīng)將sim_clk做保護(hù)處理，在本實(shí)施例中采用esda6vi型號(hào)元件進(jìn)行保護(hù)。另外，sim卡座的接地電壓要和模塊的接地電壓等電位。sim卡座和模塊之間要串聯(lián)電阻來(lái)增強(qiáng)esd防護(hù)；sim卡信號(hào)線增加對(duì)地電容，防止射頻干擾。

如圖8所示，在系統(tǒng)上設(shè)計(jì)了一個(gè)半雙工的rs485總線，并利用該總線進(jìn)行數(shù)據(jù)的有線傳輸以及相關(guān)參數(shù)配置。本實(shí)施例中的rs485總線僅用作設(shè)備的參數(shù)設(shè)定或者是數(shù)據(jù)直讀。因此選用支持32個(gè)節(jié)點(diǎn)的芯片即可滿足要求，又考慮到功耗的因素，采用了sp3483r作為rs485轉(zhuǎn)換芯片。該芯片數(shù)據(jù)傳輸速率理論上高達(dá)250kbps，同時(shí)兼容通用工業(yè)規(guī)范，而且引腳分布可以完美兼容sipexsp483器件。

如圖9所示，lcd顯示電路包括lcd顯示屏和lcd驅(qū)動(dòng)電路，lcd驅(qū)動(dòng)電路分別與lcd顯示屏和控制模塊連接，接收控制模塊數(shù)據(jù)并根據(jù)接收到的數(shù)據(jù)控制lcd顯示屏工作。本發(fā)明的顯示模塊是獨(dú)立于主模塊的，即按鍵和顯示部分與控制部分設(shè)計(jì)在兩塊不同的電路板上。因此，雖然選用的arm處理器上已經(jīng)集成了液晶驅(qū)動(dòng)，但為了更好地保證信號(hào)完整性、布局的合理性以及節(jié)約控制引腳的原則，本發(fā)明選用了一款液晶驅(qū)動(dòng)，在布局時(shí)放在顯示屏旁邊，讓設(shè)計(jì)中敏感信號(hào)的測(cè)量與顯示部分分開(kāi)。本實(shí)施例中選用的驅(qū)動(dòng)芯片是微控公司的mcp144型號(hào)芯片，該芯片可做到最大144段位輸出，擁有4條公共線、36條段線，內(nèi)置144位顯示內(nèi)存映射。而且該芯片低功耗模式下，實(shí)測(cè)工作電流約為5.5ua，關(guān)閉顯示時(shí)，休眠電流約為0.1ua，完全滿足本設(shè)計(jì)對(duì)于低功耗的設(shè)計(jì)要求。該款驅(qū)動(dòng)芯片應(yīng)用電路并不復(fù)雜，外圍器件少。而且僅占用單片機(jī)兩個(gè)控制端口，這極大地節(jié)約了片上資源，也減少了布線壓力。lcd顯示屏是完全與驅(qū)動(dòng)芯片直連，不需要任何中間環(huán)節(jié)，其中com0～com3為4條公共線、s0～s30為31條段線。而驅(qū)動(dòng)芯片占用單片機(jī)的兩個(gè)控制端口對(duì)應(yīng)圖中信號(hào)分別為：lcd_scl、lcd_sda，他們的作用分別是：iic總線的時(shí)鐘線、iic總線的數(shù)據(jù)線。

如圖10所示，一種鋰電池?cái)?shù)據(jù)采集系統(tǒng)，分別與預(yù)先設(shè)置的遠(yuǎn)程服務(wù)器、pc機(jī)和用戶手機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，包括

數(shù)據(jù)采集服務(wù)單元、數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)服務(wù)單元、通訊服務(wù)單元、系統(tǒng)功耗調(diào)理服務(wù)單元和嵌入式實(shí)時(shí)操作單元。嵌入式實(shí)時(shí)操作單元，控制數(shù)據(jù)采集服務(wù)單元、數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)服務(wù)單元、通訊服務(wù)單元和系統(tǒng)功耗調(diào)理服務(wù)單元工作，接受上述單元數(shù)據(jù)并作出響應(yīng)。數(shù)據(jù)采集單元包括模擬量采集模塊和數(shù)字量采集模塊，分別采集脈沖數(shù)字信號(hào)、模擬電壓信號(hào)和鋰電池所在地環(huán)境參數(shù)，將采集到的數(shù)據(jù)傳輸至嵌入式實(shí)時(shí)操作單元。數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)服務(wù)單元監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)采集服務(wù)單元采集到的數(shù)據(jù)，當(dāng)采集到的數(shù)據(jù)低于或高于設(shè)定的閾值時(shí)報(bào)警；包括遠(yuǎn)程報(bào)警模塊和閾值設(shè)置模塊，閾值設(shè)置模塊接收pc機(jī)指令。通訊服務(wù)單元提供系統(tǒng)在線調(diào)試、遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸和模塊信息配置服務(wù)；包括gprs網(wǎng)絡(luò)模塊、rs485總線模塊和短信息網(wǎng)絡(luò)模塊，gprs網(wǎng)絡(luò)模塊通過(guò)gprs信號(hào)和遠(yuǎn)程服務(wù)器進(jìn)行通訊，rs485總線模塊通過(guò)硬件端口與pc機(jī)進(jìn)行通訊，短信息網(wǎng)絡(luò)模塊通過(guò)基站信號(hào)與用戶手機(jī)進(jìn)行短信息通訊。系統(tǒng)功耗調(diào)理服務(wù)單元，動(dòng)態(tài)管理系統(tǒng)運(yùn)行狀況，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功耗和效率的最優(yōu)化；包括硬件模塊管理模塊和軟件模塊管理模塊。

如圖11所示，數(shù)據(jù)采集單元控制數(shù)據(jù)采集模塊工作，主要實(shí)現(xiàn)對(duì)信號(hào)的采集，包括數(shù)字脈沖信號(hào)、模擬信號(hào)以及本地溫濕度等環(huán)境參數(shù)。進(jìn)行脈沖信號(hào)采集時(shí)，數(shù)據(jù)采集服務(wù)程序主要是利用單片機(jī)stm32l152內(nèi)部的中斷功能實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)脈沖采集程序初始化完成后，等待脈沖信號(hào)的輸入，等到數(shù)據(jù)采集服務(wù)單元檢測(cè)到脈沖信號(hào)時(shí)，對(duì)模塊運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行判斷，若模塊處于休眠狀態(tài)下，待脈沖信號(hào)計(jì)數(shù)完畢后模塊繼續(xù)處于休眠狀態(tài)；若模塊處于激活狀態(tài)下，待脈沖信號(hào)計(jì)數(shù)完畢后繼續(xù)進(jìn)行其他工作；模塊在激活狀態(tài)下模擬信號(hào)采用間斷性采集方式，模擬信號(hào)包括電壓模擬信號(hào)、本地溫度、本地濕度等。嵌入式實(shí)時(shí)操作單元對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后加入到發(fā)送列表中，通過(guò)通訊服務(wù)單元上傳給遠(yuǎn)程服務(wù)器或者pc機(jī)。

如圖12所示，短消息網(wǎng)絡(luò)模塊與gprs網(wǎng)絡(luò)模塊的工作方式相同，但短消息通訊服務(wù)主要用于接收短消息，短消息通訊服務(wù)任務(wù)創(chuàng)建后，通訊服務(wù)單元查詢gprs網(wǎng)絡(luò)模塊是否接收到新信息，如果沒(méi)有接收到新信息，通訊服務(wù)單元將任務(wù)掛起，如果接收到新信息，在接收完新信息后將任務(wù)掛起。

總之，以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，凡依本發(fā)明申請(qǐng)專利范圍所作的均等變化與修飾，皆應(yīng)屬本發(fā)明專利的涵蓋范圍。