本发明属于电池寿命管理技术领域，特别涉及一种基于物联网的电池监测统计系统及其方法。
背景技术：
电池是指能将化学能转化成电能的装置。利用电池作为能量来源，可以得到具有稳定电压，稳定电流，长时间稳定供电，受外界环境限制较小，低功耗的设计，维护方便性能稳定可靠，在现代社会生活中各个方面被广泛运用。产品正常工作过程中，需要对电池的使用数据进行统计，不同的电池用电模型，会影响真实的使用寿命，通过各类加速试验往往会失真，所以，最真实的数据来源于对现场数据的统计，但是这种数据统计工作量非常庞大，虽然现有技术中也有针对于电池的统计系统，但统计方式不完整，统计数量有限。且电池在使用的过程中，可能出现故障，现有的统计系统也无法将故障数据剔除，统计结果存在误差。
技术实现要素：
本发明的目的是针对现有技术中存在的上述问题，提供了一种完整、精确的基于物联网的电池监测统计系统及其方法。
本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种基于物联网的电池监测统计系统，其特征在于，包括服务器端以及与服务器端通讯连接的被监测端；
所述的被监测端包括电池、数据采集模块、数据发送模块；
所述的服务器端包括数据接收模块、数据暂存模块、数据计算模块、存储对比模块、统计模块、报障模块、显示模块；
所述的数据采集模块用于读取电池的电压值和电压值对应的时间点、形成检测数据信号并将检测数据信号发送至数据发送模块；
所述的数据发送模块用于接收检测数据信号并转发至数据接收模块；
所述的数据接收模块用于接收检测数据信号并转发至数据暂存模块；
所述的数据暂存模块用于接收、存储检测数据信号并供读取；
所述的数据计算模块用于读取检测数据信号、对检测数据信号进行计算并将计算后的数据信号发送至存储对比模块；
所述的存储对比模块用于存储对比数据，所述的存储对比模块用于接收计算后的数据信号并与对比数据进行比对，判断被监测端的电池是否故障，若电池被判断为正常，所述的统计模块读取检测数据信号、进行统计并产生统计数据，若电池被判断为故障，所述的报障模块产生报障信号；
所述的显示模块用于显示统计数据或报障信号。
工作原理：电池安装后，被监测端的数据采集模块读取电池的初始电压值和初始电压值对应的时间点，并读取电池的终止电压值和终止电压值对应的时间点，形成检测数据信号并发送至数据发送模块，数据发送模块接收检测数据信号后转发至服务器端的数据接收模块，数据接收模块接收检测数据信号后转发至数据暂存模块，此时服务器端的数据计算模块读取数据暂存模块中的检测数据信号并计算，并将计算所得的数据信号发送至存储对比模块，存储对比模块对检测数据信号与对比数据进行比对，进而判断电池正常或故障，如果判断电池为正常，则指令统计模块向数据暂存模块读取检测数据信号，由统计模块进行检测数据统计后形成统计数据；如果判断电池为故障状态，则报障模块产生报障信号，最后显示模块接收统计数据或者报障信号并显示。本发明可以进行大范围的电池数据统计，方便高效，而且极大获取电池实验数据的低成本，降低实验人工成本。还可以进行大范围的监测某一类装有电池设备的使用状态，在监测到故障时进行报障，方便工作人员及时进行设备维护，节约了检测成本。
在上述的基于物联网的电池监测统计系统中，所述的数据采集模块读取电池的初始电压值设为v1、记录v1的读取时间点设为t1，读取电池的终止电压值为v2、记录v2的读取时间点设为t2，所述的数据计算模块用于计算电池放电曲线的斜率并设为k，所述电池放电曲线的斜率k通过以下公式计算：k＝(v1-v2)/(t2-t1)。
在上述的基于物联网的电池监测统计系统中，所述的存储对比模块预设有电池放电曲线的斜率k预，所述的k预为预设的电池放电曲线斜率范围，
-当k在k预范围内时，电池判断为正常，
-当k超出k预范围时，电池判断为故障。
在上述的基于物联网的电池监测统计系统中，所述的数据采集模块还连接有阈值判定模块，所述的阈值判定模块用于设置被监测端的最低工作电压v阈，所述的v2＝v阈。
在上述的基于物联网的电池监测统计系统中，所述的统计模块还连接有数据剔除模块，所述的数据剔除模块设有电压值v初，当v初为电池预设的初始电压范围，所述的v1超出v初的范围时，即剔除该组检测数据。
在上述的基于物联网的电池监测统计系统中，被监测端含有地址信息，所述的数据发送模块还用于发送被监测电池的地址信息至数据接收模块，所述的数据接收模块转发地址信息至数据暂存模块，数据暂存模块接收、存储地址信息并供读取，当电池被判断为故障时，显示模块读取地址信息并显示。
在上述的基于物联网的电池监测统计系统中，所述的电池特指于用于计量仪表上的碱性电池或/和碳性电池。
在上述的基于物联网的电池监测统计系统中，所述的k预包括k碱和k碳，所述的k碱为碱性电池放电曲线的斜率范围，所述的k碳为碳性电池放电曲线的斜率范围，所述的统计模块包括碱性统计模块和碳性统计模块，
-所述的碱性统计模块用于统计碱性电池，当k在k碱范围中时，碱性统计模块读取检测数据信号并统计，
-所述的碳性统计模块用于统计碳性电池，当k在k碳范围中时，碳性统计模块读取检测数据信号并统计。
本发明的另一方面，还提供了一种基于物联网的电池监测统计方法，包括以下步骤：
步骤a数据采集，数据采集模块读取电池的初始电压值设为v1、记录v1的读取时间点设为t1，读取电池的终止电压值为v2、记录v2的读取时间点设为t2；
步骤b数据收集，被监测端均包含有地址信息，数据发送模块将v1、t1、v2、t2以及地址信息发送至服务器端；
步骤c数据计算，数据计算模块中计算电池放电曲线的斜率设为k，并通过公式：k＝(v1-v2)/(t2-t1)计算电池放电曲线的斜率k；
步骤d数据对比，存储对比模块预设有电池放电曲线的斜率k预，所述的k预为预设的电池放电曲线斜率范围，当k在k预范围内时，电池判断为正常，当k超出k预范围时，电池判断为故障；
步骤e故障追踪，当电池被判断为故障时，显示模块显示报障信号以及故障电池的地址信息。
在上述的基于物联网的电池监测统计方法中，还包括步骤f数据统计，当电池被判断为正常，统计模块读取检测数据信号、进行统计并产生统计数据，显示模块显示统计数据。
在上述的基于物联网的电池监测统计方法中，步骤f之前还包括步骤g，步骤g数据剔除，数据剔除模块设有电压值v初，当v初为电池预设的初始电压范围，v1超出v初的范围时，即剔除该组检测数据。
在上述的基于物联网的电池监测统计方法中，步骤d还包括步骤h，步骤h数据分类，k预包括k碱和k碳，k碱为碱性电池放电曲线的斜率范围，k碳为碳性电池放电曲线的斜率范围，当k在k碱范围中时，碱性统计模块读取检测数据信号并统计，当k在k碳范围中时，碳性统计模块读取检测数据信号并统计。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1、本发明能够针对基数庞大的被监测端，每一台被监测端将最真实的使用数据发送至服务器端，供服务器端统计，排除了数据失真的情况发生。
2、本发明能够检测被监测端的燃气表是否存在故障，当燃气表存在故障时，能够定位故障的燃气表，且将该组数据剔除，方便维修人员及时修理故障燃气表，且提高了统计的精确度。
3、本发明能够针对不同种类的电池，自动识别被监测端使用电池的类型，并分类进行统计，使得统计更加精确且适用范围广泛。
4、本发明还能够剔除由于电池本身初始电压不达标而产生的异常数据，进一步降低了统计结果的误差。
附图说明
图1是本发明的系统原理示意图。
图2是本发明的方法流程示意图。
图中，1、服务器端；2、被监测端；3、电池；4、数据采集模块；5、数据发送模块；6、数据接收模块；7、数据暂存模块；8、数据计算模块；9、存储对比模块；10、碱性统计模块；11、碳性统计模块；12、报障模块；13、显示模块；14、统计模块；15、数据剔除模块；16、阈值判定模块。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
如图1所示，本基于物联网的电池监测统计系统包括服务器端1以及与服务器端1通讯连接的多个被监测端2，被监测端2包括电池3、数据采集模块4、数据发送模块5，服务器端1包括数据接收模块6、数据暂存模块7、数据计算模块8、存储对比模块9、统计模块14、报障模块12、显示模块13；数据采集模块4用于读取电池3的电压值及电压值对应的时间点，具体的，数据采集模块4读取电池3的初始电压值设为v1、记录v1的读取时间点设为t1，读取电池3的终止电压值为v2、记录v2的读取时间点设为t2，从而形成检测数据信号并将该检测数据信号发送至数据发送模块5，数据发送模块5接收检测数据信号后转发至数据接收模块6，数据接收模块6接收检测数据信号后转发至数据暂存模块7，检测数据信号存储于数据暂存模块7以后可以供其他模块从中读取。数据计算模块8从数据暂存模块7中读取检测数据信号后计算电池放电曲线的斜率k，电池放电曲线的斜率k通过以下公式计算：k＝(v1-v2)/(t2-t1)，从而得出计算后的数据信号并转发给存储对比模块9。存储对比模块9预设有电池放电曲线的斜率k预，k预为预设的电池放电曲线斜率范围。存储对比模块9接收计算后的数据信号与对比数据k预进行比对，当k在k预范围内时，电池3判断为正常后指令统计模块14读取检测数据信号、进行统计并产生统计数据，当k超出k预范围时，电池3判断为故障并指令报障模块12产生报障信号，之后产生的统计数据或报障信号在显示模块13中显示。
进一步细说，数据采集模块4连接有阈值判定模块16，阈值判定模块16用于设置被监测端2的最低工作电压v阈，v2＝v阈。不同的设备要求的最低工作电压，因此被监测端2有必要根据设备来调整终止电压，进而计算出在该设备使用情形下电池3的放电曲线的斜率k用于判断。本发明中设置阈值判定模块16，系统可以通过该模块调整被监测端2的最低工作电压v阈，调整检测的最低工作电压v2＝v阈，数据采集模块4此时读取时间点t2实际就是v阈对应的时间点，即检测调整后的最低工作电压v阈对应的时间点，而数据计算模块8从数据暂存模块7中读取检测数据信号后计算电池放电曲线的斜率，就是从初始电压到最低工作电压v阈对应时间段内的电池放电曲线斜率。
进一步细说，统计模块14还连接有数据剔除模块15，数据剔除模块15设有电压值v初，当v初为电池3预设的初始电压范围，v1超出v初的范围时，即剔除该组检测数据。在实际使用中，使用的电池并非都是充满电的电池，充电不满的电池监测得到的电池使用时长相较于正常电池较短，会对实验数据产生影响。另外，非充满电状态电池计算的从初始电压到最低工作电压对应时间段内的电池放电曲线斜率在研发过程中参考意义并不大，有必要剔除该部分数据，进而保证实验数据统计的有效性。
进一步细说，被监测端2含有地址信息，数据发送模块5还用于发送被监测电池3的地址信息至数据接收模块6，数据接收模块6转发地址信息至数据暂存模块7，数据暂存模块7接收、存储地址信息并供读取，当电池3被判断为故障时，显示模块13读取地址信息并显示。被监测端2的信息中包含唯一地址信息，数据发送模块5向服务器端1发送的信息中包含该地址信息，当被监测端2经判断为故障后服务器端1的显示模块13及时显示被监测端2的地址信息，以方便工作人员及时的到指定地址进行维护维修。
进一步细说，电池3特指于用于计量仪表上的碱性电池或/和碳性电池。
进一步细说，k预包括k碱和k碳，k碱为碱性电池放电曲线的斜率范围，k碳为碳性电池放电曲线的斜率范围，统计模块14包括碱性统计模块10和碳性统计模块11，碱性统计模块10用于统计碱性电池，当k在k碱范围中时，碱性统计模块10读取检测数据信号并统计，碳性统计模块11用于统计碳性电池，当k在k碳范围中时，碳性统计模块11读取检测数据信号并统计。日常使用的被监测端2中，使用的干电池主要包括碱性电池和碳性电池。为此，对于碱性电池和碳性电池的使用信息进行专项统计，方便后期实验时的管理和使用。
如图2所示，本发明的另一方面，还提供了一种基于物联网的电池监测统计方法，包括以下步骤：
步骤a数据采集，数据采集模块4读取电池3的初始电压值设为v1、记录v1的读取时间点设为t1，读取电池3的终止电压值为v2、记录v2的读取时间点设为t2；
步骤b数据收集，被监测端2均包含有地址信息，数据发送模块5将v1、t1、v2、t2以及地址信息发送至服务器端1；
步骤c数据计算，数据计算模块8中计算电池放电曲线的斜率设为k，并通过公式：k＝(v1-v2)/(t2-t1)计算电池放电曲线的斜率k；
步骤d数据对比，存储对比模块9预设有电池放电曲线的斜率k预，所述的k预为预设的电池放电曲线斜率范围，当k在k预范围内时，电池3判断为正常，当k超出k预范围时，电池3判断为故障；
步骤e故障追踪，当电池3被判断为故障时，显示模块13显示报障信号以及故障电池的地址信息；
步骤g数据剔除，数据剔除模块15设有电压值v初，当v初为电池预设的初始电压范围，v1超出v初的范围时，即剔除该组检测数据；
步骤f数据统计，当电池3被判断为正常，统计模块14读取检测数据信号、进行统计并产生统计数据，显示模块13显示统计数据。
为了对电池进行分类统计，步骤d还包括步骤h，步骤h数据分类，k预包括k碱和k碳，k碱为碱性电池放电曲线的斜率范围，k碳为碳性电池放电曲线的斜率范围，当k在k碱范围中时，碱性统计模块10读取检测数据信号并统计，当k在k碳范围中时，碳性统计模块11读取检测数据信号并统计。
本发明中，首先检测电池放电曲线的斜率是否在正常的范围内，即可得出提供该组数据的燃气表是否故障，若存在故障，及时报障且剔除该组数据，同时还能通过电池放电曲线的斜率判断电池的类型，能够对不同类型电池的数据进行分类，然后，通过检测电池的初始电压，剔除初始电压过低的异常数据，经过多重剔除之后仅留下正常的数据，统计模块记录每一块正常使用的电池的使用寿命并进行统计。
应用例：本系统统计监测应用于物联网中的燃气表电池，本领域燃气表电池通常使用碱性电池和碳性电池，燃气表电池的出厂初始电压值为一般都是6.5v，最低工作电压为5v，本系统通过计算从初始电压到最低工作电压的放电曲线的斜率与预设放电曲线斜率对比，来判断电池是否故障并进行分类统计。现有预设放电曲线斜率为：碱性燃气表电池从初始电压工作至5v其电池放电斜率为0.08，碳性燃气表电池从初始电压工作至5v其电池放电斜率为0.2，当被监测端2的电池放电斜率为其他较大数值时可以判断出现故障。具体的：安装电池3后，数据采集模块4读取燃气表电池3的初始电压值为v1，记录时间点为t1，在电池3放电至最低工作电压5v时，记录时间点为t2，从而形成检测数据信号并将该检测数据信号发送至数据发送模块5，数据发送模块5接收检测数据信号后转发至数据接收模块6，数据接收模块6接收检测数据信号后转发至数据暂存模块7，检测数据信号存储于数据暂存模块7以后可以供其他模块从中读取。数据计算模块8从数据暂存模块7中读取检测数据信号后计算电池放电曲线的斜率k，电池放电曲线的斜率k计算为k＝(v1-5)/(t2-t1)，从而得出计算后的数据信号并转发给存储对比模块9，存储对比模块9预设有电池放电曲线的斜率k碱＝0.08、k碳＝0.2，存储对比模块9根据斜率k值与预设的对比数据的比对结果进行统计或报障，在统计之前，对数据暂存模块7中存储的检测数据信号进行有选择的剔除无用数据，数据剔除模块15设有电压值v初，当v初为电池3预设的初始电压范围，v1超出v初的范围时，即剔除该组检测数据。存储对比模块9的具体的判断为：当k值等于k碱或k碳时，电池3判断为正常，存储对比模块9指令统计模块14读取数据暂存模块7中的检测数据信号，当k值等于k碱时检测数据信号进入碱性统计模块10进行检测数据信号统计，当k值等于k碳时检测数据信号进入碳性统计模块11进行检测数据信号统计；当k值不等于k碱或k碳时，代表燃气表电池电量在短时间内即漏完，电池3存在故障产生报障信号。另外，当被监测端2使用其他型号的燃气表，其最低工作电压不是5v时，使用阈值判定模块16调整最低工作电压为v阈，数据采集模块4读取电池3电压为最低工作电压v阈，记录时间点为t2，数据采集模块4将该检测数据信号发送至数据接收模块6重复上述步骤进行判断和统计。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
尽管本文较多地使用了服务器端1、被监测端2、电池3、数据采集模块4、数据发送模块5、数据接收模块6、数据暂存模块7、数据计算模块8、存储对比模块9、碱性统计模块10、碳性统计模块11、报障模块12、显示模块13、统计模块14、数据剔除模块15、阈值判定模块16等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。