新风系统控制器用锂电池电量采集与评判方法与流程

本发明涉及一种新风控制器用锂电池电量采集与评判方法，属于新风系统技术领域。

背景技术：

随着国内工业化的快速发展，环境受到污染，空气质量变差，雾霾时有发生，人们越来越关注空气的质量，并且需要有一个好的生活环境，新风系统的提出让人们对空气质量看到了希望。新风系统指由能够换气和净化空气的换气风机、管道以及一些附件组成的一套独立空气处理系统，换气风机能够将室外新鲜气体经过过滤、净化，并通过管道输送到室内，同时将室内污浊的空气排出室外。

锂电池由于其能量密度高，体积小，重量轻，环保无污染，无记忆效应等显著优点逐步成为能源领域的首选，锂电池作为新风控制器的动力能源在使用过程中由于电池电压与剩余电量、工作时间之间并不是线性关系，所以不能简单地采用电压采样、函数计算剩余电量。现有技术中通常是在锂电池的充电及其保护电路中增加一款专门用于实时监控电池状态ic，该芯片可以实时监测电池的电压、电流、充放电状况及剩余电量等参数，并可以把这些数据储存起来，提供给mcu作相应处理。这种方式适合手机、数码相机、音频视频播放器等便携式电子设备使用，因为这些设备对电量的管理较为严格。另一种是利用外接高精度检流电阻和高精度的放大器，用运算速度较快的单片机在较短周期下采样得到较为准确的值，由于新风系统控制器对锂电池的电量精度判断需求不太精确，所以以上两种方案从功能上可满足新风控制器的需求，但成本过高，得不偿失。

技术实现要素：

本发明的目的就是为了解决现有技术中存在的上述问题，提供一种新风控制器用锂电池电量采集与评判方法。

本发明的目的将通过以下技术方案得以实现：新风系统控制器用锂电池电量采集与评判方法，该方法包括以下步骤--

s1：mcu初始化完毕后，adc的dma通道开启，定时器开启，adc采样时间定时计时开始，mcu通过adc采集得到锂电池的电压并将读取锂电池各电芯电压参数发送至菜单函数及相关函数进行处理；

s2：菜单函数及相关函数进行处理后，由mcu判断adc采样时间是否定时到达，如果adc采样时间没有定时到达，则重新进行返回至菜单函数及相关函数处理；如果adc采样时间定时到达，则mcu判断锂电池的充电状态是否处于高电平状态；

s3：如果mcu判断锂电池的充电状态处于高电平状态，则显示锂电池正在充电且adc采样时间定时计时清零；如果锂电池的充电状态不是高电平状态，则对adc样本数据进行缓存取样，对测量得到的样本数据运用冒泡算法进行处理，得到一个样本数据的升序数据，对数据中排序在中间的样本数据进行取平均值运算，进而得到相对稳定的数据，按照电阻分压比值计算锂电池的当前电压，然后mcu对比锂电池充放电曲线图，显示锂电池电量情况且adc采样时间定时计时清零；

s4：mcu对比锂电池充放电曲线图后做出相应的判断和处理，当锂电池的电量显示为低电量时，这时系统会发出报警提示，当锂电池的电量显示为正常电量范围时，系统正常工作，当锂电池的电量显示为超低电量时，系统会关闭。

优选地，所述样本数据为32组数据。

优选地，所述冒泡算法包括以下步骤--

s1：adc缓存入口，阶数计数（i）置1，判断阶数计数（i）是否小于32，如否，则判断数据改变标志位是否为0，如不为0，则返回，如为0，则输出排序好的数组，程序结束；

s2：如阶数计数（i）小于32，则数据改变标志位置0，计数（j）置0，然后判断计数（j）是否小于32-i，如是则进行判断缓存数据【j】是否大于缓存数据【j+1】，如大于，则数据改变标志位置1，缓存数据【j】与缓存数组【j+1】交换，计数（j）自增1，返回到阶数计数（i）自增1，如小于，则计数（j）自增1，返回到阶数计数（i）自增1。

本发明技术方案的优点主要体现在：本发明的技术方案可准确地计算出当前锂电池的电压情况，大大地提高了新风控制器对锂电池的电量精度判断需求的精确性，降低了新风控制器的产品成本。

附图说明

图1是本发明新风控制器锂电池电压检测电路图。

图2是本发明新风控制器锂电池电压采样程序图。

图3是本发明新风控制器锂电池的32组电压值进行冒泡算法的程序图。

具体实施方式

本发明的目的、优点和特点，将通过下面优选实施例的非限制性说明进行图示和解释。这些实施例仅是应用本发明技术方案的典型范例，凡采取等同替换或者等效变换而形成的技术方案，均落在本发明要求保护的范围之内。

本发明揭示了一种新风控制器用锂电池电量采集与评判方法。新风控制器的锂电池电压检测电路如图1所示，该锂电池电压检测电路包括电阻r3、电阻r4、mcu、充电ic，电阻r3的第一端与锂电池电连接，电阻r3的第二端与mcu的adc接口、电阻r4的第一端电连接，电阻r4的第二端接地，mcu的数据输出口与充电ic的数据输入口电连接。mcu与充电ic通过rs串口连接，充电ic的充电状态io口连接到mcu的输入检测端口。

mcu选用32位的单片机，mcu指微控制单元，adc指模拟/数字转换模块，adc的精度为12位，电阻r3和r4为高精度电阻，mcu、adc、高精度电阻r3和高精度电阻r4构成了分压电路，保证输入电压不超过mcu的参考电压，充电ic的充电状态io口连接到mcu的输入检测端口，通过该端口mcu通过判断电平状态，就可知道锂电池是否处于充电状态。mcu通过adc采集，得到当前锂电池的电压，然后将电压与锂电池的充放电曲线图作对比，就得到当前锂电池的电量情况。

新风控制器锂电池电压采样程序图，如图2所示，新风系统控制器用锂电池电量采集与评判方法包括以下步骤--

s1：mcu初始化完毕后，adc的dma通道开启，定时器开启，adc采样时间定时计时开始，mcu通过adc采集得到锂电池的电压并将读取锂电池各电芯电压参数发送至菜单函数及相关函数进行处理；dma的英文拼写为“directmemoryaccess”，即直接内存访问，是一种不经过cpu而直接从内存存取数据的数据交换模式。在dma模式下，dma使用专门的硬件把数据直接传送到计算机内存，从而提高了系统的数据吞吐量，cpu只须向dma控制器下达指令，让dma控制器来处理数据的传送，数据传送完毕再把信息反馈给cpu，这样就很大程度上减轻了cpu资源占有率，可以大大节省系统资源。

s2：菜单函数及相关函数进行处理后，由mcu判断adc采样时间是否定时到达，如果adc采样时间没有定时到达，则重新进行返回至菜单函数及相关函数处理；如果adc采样时间定时到达，则mcu判断锂电池的充电状态是否处于高电平状态；

s3：如果mcu判断锂电池的充电状态处于高电平状态，则显示锂电池正在充电且adc采样时间定时计时清零；如果锂电池的充电状态不是高电平状态，则对adc样本数据进行缓存取样，所述样本数据优选为32组数据，该样本数据不仅限于32组样本数据还可为其它数据，对测量得到的样本数据运用冒泡算法进行处理，得到一个样本数据的升序数据，对数据中排序在中间的样本数据进行取平均值运算，具体地，对数据中排序在中间的16组数据进行取平均值计算，当样本数据选取其它值时，排序在中间的样本数据取值也会跟着发生变化，进而得到相对稳定的数据，按照电阻分压比值计算锂电池的当前电压，然后mcu对比锂电池充放电曲线图，显示锂电池电量情况且adc采样时间定时计时清零；

s4：mcu对比锂电池充放电曲线图后做出相应的判断和处理，当锂电池的电量显示为低电量时，这时系统会发出报警提示，当锂电池的电量显示为正常电量范围时，系统正常工作，当锂电池的电量显示为超低电量时，系统会关闭。

所述冒泡算法包括以下步骤--

s1：adc缓存入口，阶数计数（i）置1，判断阶数计数（i）是否小于32，如否，则判断数据改变标志位是否为0，如不为0，则返回，如为0，则输出排序好的数组，程序结束；

s2：如阶数计数（i）小于32，则数据改变标志位置0，计数（j）置0，然后判断计数（j）是否小于32-i，如是则进行判断缓存数据【j】是否大于缓存数据【j+1】，如大于，则数据改变标志位置1，缓存数据【j】与缓存数组【j+1】交换，计数（j）自增1，返回到阶数计数（i）自增1，如小于，则计数（j）自增1，返回到阶数计数（i）自增1。

本发明的技术方案可准确地计算出当前锂电池的电压情况，大大地提高了新风控制器对锂电池的电量精度判断需求的精确性，降低了新风控制器的产品成本。