一种GNSS接收机充电控制方法及装置与流程

本发明涉及gnss接收机的电池充电自动控制，特别涉及一种gnss接收机充电控制方法及装置。

背景技术：

1、早期gnss接收机的电池基本都可拆卸，当电池电量不足时，用户可将电池拆下使用配套的专用充电装置对电池进行充电，这样既增加了成本，也给用户造成了不便，而且电池存在遗失的可能性。

2、随着电池电芯技术的发展以及gnss接收机的集成度提高，为缩减接收机的体积和重量，gnss接收机电池逐渐变为内置不可拆卸方式，这要求接收机具备内置充电控制电路，用户可以直接通过usb接口对接收机的内置电池进行充电；接收机内置电池容量一般较大，采用usb pd快充技术可缩短充电时间，给用户更好的体验，usb pd快充充电电流较大，当用户使用电脑连接gnss接收机的usb接口，进行数据拷贝时，由于电脑的usb接口最大只能提供500ma的电流输出，远小于gnss接收机usb快充所需电流，因此电脑usb端口会因电流超出限制而自动保护，导致电脑无法正常识别gnss接收机设备，用户拷贝数据失败。此问题常规解决办法一般有两种：

3、一是采用高度集成的电池电源管理i c器件，自动识别usb接口接入的是电脑设备还是充电适配器，通过软件配置对充电电流进行控制，这种方法存在的缺点是具备该功能的i c芯片选择较少，只能依赖国外厂商，无国产替代方案，且软件配置较复杂，开发工作量大；

4、二是在充电控制方法上，当检测到充电电压为5v时，限制充电电流不超过500ma，这种方法存在的缺点是当用户使用普通非快充充电适配器时，也只能以小于500ma的充电电流进行充电，使充电时间大大延长，给用户使用造成不便。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种gnss接收机充电控制方法及装置，可自动判断gnss接收机usb接口连接的设备，对内置电池的充电功能进行开关控制，在gnss接收机连接电脑进行数据通信时，自动关闭充电功能，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种gnss接收机充电控制方法，包括以下步骤：

4、s1：判断gnss接收机的开关机状态：基于mcu控制模块获取gnss接收机的运行数据，判断gnss接收机当前是否处于开机状态或关机状态，并基于判断结果输出usb控制信号；

5、s2：usb总线切换：usb总线切换模块接收所述usb控制信号后做出响应，将usb接口进行相应的切换，并确定所述usb接口的切换状态；

6、其中，所述切换状态包括gnss接收机主处理器连接状态和开路状态；

7、s3：判断比较器输出电平：比较器检测模块对所述usb接口的d+信号线的电压进行采样，其中，所述比较器检测模块包括两路电压比较器电路，电压比较器vm1和电压比较器vm2；

8、所述两路电压比较器电路的基准电压不同，通过两个运算放大器的i n+输入端对usb接口的d+信号线的电压值进行采样，i n-端为所述两路电压比较器电路的基准电压输入端；

9、两路电压比较器在开关机状态下，对usb接口的d+信号的电压值和所述两路电压比较器电路的基准电压值进行比较，输出比较结果信号；

10、所述mcu控制模块获取比较结果信号进行判断处理，并向电池充电管理模块输出与处理结果相匹配的控制信号；

11、s4：充电输出：所述电池充电管理模块根据所述控制信号打开或关闭电池的充电功能，并基于所述gnss接收机的开关机状态和两路电压比较器的输出电平高低设置最大充电电流限值。

12、进一步的，针对s1中mcu控制模块，具体为：

13、mcu控制模块包括mcu控制器，所述mcu控制器通过两路gpio输入分别与两路电压比较器输出相连，对所述比较器检测模块的输出结果进行采样；

14、所述mcu控制器通过一路gpio输出与usb总线切换模块的切换选择开关相连，并根据当前的开关机状态对usb总线的连通选择进行切换；

15、所述mcu控制器通过两路gpio输出分别与电池充电管理模块的充电功能和充电电流阈值选择端相连，对充电功能的开关和充电电流阈值的选择进行相应的控制。

16、进一步的，针对s2中将usb接口进行相应的切换，具体为：

17、当usb总线切换模块接收到所述gnss接收机处于开机状态时输出的usb控制信号，usb总线切换模块将usb接口切换到接收机主处理器usb总线接口；

18、当usb总线切换模块接收到所述gnss接收机处于关机状态时输出的usb控制信号，usb总线切换模块将usb接口切换到开路状态。

19、进一步的，针对s4中充电输出，包括：

20、当gnss接收机处于开机状态时，usb总线切换模块将usb接口切换到接收机主处理器usb总线接口；

21、当接收机的usb接口连接电脑的usb端口时，所述usb接口的d+信号电压采样值为0v±0.1v，低于两路电压比较器电路各自的基准电压值，电压比较器均输出低电平，mcu控制模块关闭电池充电模块的充电功能；

22、当接收机的usb接口连接充电适配器时，usb接口的d+信号电压采样值为2.7v±0.1v，高于电压比较器vm1基准电压值，低于电压比较器vm2基准电压值，电压比较器vm1输出高电平，mcu控制模块打开电池充电模块的充电功能，并设置最大充电电流为3a。

23、进一步的，针对s4中充电输出，还包括：

24、当gnss接收机处于关机状态时，usb总线切换模块将gnss接收机usb接口切换到开路状态，usb接口的d+信号使用电阻上拉至3.3v±0.1v；

25、当接收机的usb接口连接电脑的usb端口时，usb d+信号电压采样值为3.0v±0.1v，高于电压比较器vm1基准电压值，低于电压比较器vm2基准电压值，电压比较器vm1输出高电平，mcu控制模块打开电池充电模块的充电功能，并设置最大充电电流为500ma；

26、当接收机的usb接口连接充电适配器时，usb接口的d+信号电压采样值为3.3v±0.1v，高于电压比较器vm1和vm2的基准电压值，电压比较器vm1和电压比较器vm2均输出高电平，mcu控制模块打开电池充电模块的充电功能，并设置最大充电电流为3a。

27、本发明提供另一种技术方案，一种gnss接收机充电控制装置，包括mcu控制模块、usb总线切换模块、比较器检测模和电池充电管理模块，mcu控制模块通过两路gpio输入分别与比较器检测模块的电压比较器vm1和电压比较器vm2输出电连接，mcu控制模块通过一路gpio输出与usb总线切换模块的切换选择开关电连接，mcu控制模块通过两路gpio输出分别与电池充电管理模块的充电功能和充电电流阈值选择端电连接。

28、进一步的，mcu控制模块根据当前开关机状态对usb总线切换模块进行控制，并根据比较器检测模块的输出信号判断是否打开电池充电模块的充电功能以及设置最大充电电流。

29、进一步的，usb总线切换模块根据mcu控制模块的控制信号对usb总线的连通通路选择进行切换，一路与gnss接收机主处理器的usb接口相连通，一路将gnss接收机的usb接口切换至悬空开路状态，并在usb接口的d+信号上基于电阻使其电压上拉至3.3v，d-信号为开路悬空状态。

30、进一步的，比较器检测模块包括两路电压比较器电路，所述两路比较器电路的基准电压不同，分别在开关机状态下，对usb接口的d+信号的电压值进行采样，根据两路比较器电路各自的基准电压值，输出比较结果信号，供所述mcu控制模块进行判断处理。

31、进一步的，电池充电管理模块包括电池管理芯片和充电电流阈值选择切换开关，电池管理芯片根据mcu控制模块的充电控制信号输入，打开或关闭接收机内置电池的充电功能；

32、充电电流阈值选择切换开关对电池管理芯片的充电电流阈值配置电阻进行切换，根据mcu控制模块的充电电流阈值选择控制信号输入，选择最大充电电流500ma或3a的配置电阻。

33、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

34、1.可自动判断gnss接收机usb接口连接的设备，对内置电池的充电功能进行开关控制，并可设置最大充电电流阈值，在gnss接收机连接电脑进行数据通信时，自动关闭充电功能，以避免因充电电流过大导致用户电脑的usb接口损坏或影响usb通信功能；在gnss接收机关机连接电脑时，自动打开充电功能，并设置最大充电电流阈值为500ma，实现电脑给gnss接收机充电功能；

35、2.当gnss接收机连接充电适配器时，自动打开充电功能，并设置最大充电电流阈值为3a，提高充电速度，给gnss接收机的充电和使用带来了更多的选择性和更大的便利性，在身边缺少usb充电适配器或野外使用gnss接收机作业时，可使用随身携带的笔记本电脑对接收机进行应急充电，当用户使用usb充电适配器时，最大充电电流阈值提高为3a，可显著提高充电速度，节省充电时间。