CN114928818A - 基于4g网络的bms数据上传系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及电池技术领域，且公开了基于4G网络的BMS数据上传系统，包括控制模块和上传模块，其特征在于：所述上传模块包括初始化配置模块、获取信息模块、检测状态模块、信息填充模块、上传信息模块、检测闲置模块和休眠模块，所述上传模块的输出端与初始化配置模块的输入端通过串口通讯连接。通过给上传模块上电之后，MCU首先会通过UART的模式给EC200U模块进行初始化配置，配置完成后时EC200U模块进入工作模式，该模式下模块可以接收AT指令及数据，实时执行数据上传命令，MCU随后获取电池信息，当获取到完整的电池信息时，触发上传机制，MCU控制EC200U模块进行TCP连接，登录TCP服务器并保持长连接，当成功登录至服务器时。
Description
技术领域
本发明涉及电池技术领域，具体为基于4G网络的BMS数据上传系统。
背景技术
电池指盛有电解质溶液和金属电极以产生电流的杯、槽或其他容器或复合容器的部分空间，能将化学能转化成电能的装置，具有正极、负极之分，随着科技的进步，电池泛指能产生电能的小型装置，如太阳能电池，电池的性能参数主要有电动势、容量、比能量和电阻，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，受外界影响很小的电流，并且电池结构简单，携带方便，充放电操作简便易行，不受外界气候和温度的影响，性能稳定可靠，在现代社会生活中的各个方面发挥有很大作用。
现有市场上的电池数据传输在使用中存在很多缺陷，比如上传系统无法电池使用状态下，实时准确的上报电池使用信息，而在电池未使用时，没有进入休眠模式的功能，增加系统功耗，增加了对电池续航的影响，为此，我们提出了一种基于4G网络的BMS数据上传系统。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了基于4G网络的BMS数据上传系统，具备降低功耗和增加电池续航等优点，解决了电池功耗大和续航消耗快的问题。
(二)技术方案
为实现上述降低功耗和增加电池续航目的，本发明提供如下技术方案：基于4G网络的BMS数据上传系统，包括控制模块和上传模块，其特征在于：所述上传模块包括初始化配置模块、获取信息模块、检测状态模块、信息填充模块、上传信息模块、检测闲置模块和休眠模块，所述上传模块的输出端与初始化配置模块的输入端通过串口通讯连接，所述初始化配置模块的输出端与获取信息模块的输入端通过串口通讯连接，所述获取信息模块的输出端与检测状态模块的输入端通过串口通讯连接，所述检测状态模块的输出端与信息填充模块的输入端通过串口通讯连接，所述信息填充模块的输出端与上传信息模块的输入端通过串口通讯连接，所述上传信息模块的输出端与检测闲置模块的输入端通过串口通讯连接，所述检测闲置模块的输出端与信息填充模块的输入端通过串口通讯连接，所述信息填充模块的输出端与上传信息模块的输入端通过串口通讯连接，所述上传信息模块的输出端与检测闲置模块的输入端通过串口通讯连接，所述检测闲置模块的输出端与休眠模块的输入端通过串口通讯连接。
优选的，所述检测状态模块的输出端与获取信息模块的输入端通过串口通讯连接，所述检测闲置模块的输出端与获取信息模块的输入端通过串口通讯连接。
优选的，控制模块的输出端与初始化模块的输入端通过串口通讯连接，所述初始化模块的输出端与数据比较模块的输入端通过串口通讯连接。
优选的，所述数据比较模块的输出端与检测更新模块的输入端通过串口通讯连接，所述检测更新模块的输出端与上传机制模块的输入端通过串口通讯连接。
优选的，所述上传机制模块的输出端与检测休眠模块的输入端通过串口通讯连接，所述检测休眠模块的输出端与进入休眠模块的输入端通过串口通讯连接。
优选的，所述检测更新模块的输出端与数据比较模块的输入端通过串口通讯连接，所述休眠模块的输出端与数据比较模块的输入端通过串口通讯连接。
优选的，所述上传模块通过采用移远通信EC200U无线模组，所述运行硬件环境为：以意法半导体STM32F072C8T6芯片为主控MCU，且通过串口通讯与EC200U无线模组进行数据交互。
优选的，所述EC200U模块关机时用于降低整个系统的功耗，所述主控MCU用于获取电池信息，当获取到完整的电池信息时，触发上传机制。
优选的，所述上传信息模块用于将电池信息进行上传，在使用时检测闲置模块会检测电池是否闲置超时，如果电池为闲置超时就回到获取电池信息的步骤，如果并没有超过闲置时间就会通过休眠模块将电池进入休眠状态。
优选的，所述获取信息模块用于获取电池信息后通过检测状态模块对电池进行检测状态是否活跃，如果状态不活跃就会回到获取电池信息再次获取，如果电池状态为活跃就通过信息填充模块对电池的信息进行填充。
(三)有益效果
与现有技术相比，本发明提供了基于4G网络的BMS数据上传系统，具备以下有益效果：
1、该基于4G网络的BMS数据上传系统，通过给上传模块上电之后，MCU首先会通过UART的模式给EC200U模块进行初始化配置，配置完成后时EC200U模块进入工作模式，该模式下模块可以接收AT指令及数据，实时执行数据上传命令，MCU随后获取电池信息，当获取到完整的电池信息时，触发上传机制，MCU控制EC200U模块进行TCP连接，登录TCP服务器并保持长连接，当成功登录至服务器时，MCU通过UART的方式将电池数据封装后发送至EC200U模块，然后等待服务器响应，当接收到服务器的对应指令响应时，表示电池数据上传成功，MCU退出上传模式，继续访问电池数据，当电池数据波动超过一定阈值时，再次上传电池数据，当电池长期处于固定状态或未使用时，MCU进行休眠模式，EC200U模块关机，降低整个系统的功耗，当电池启用时，通过UART向电池数据上传系统发送唤醒指令，系统MCU重新进入工作状态，EC200U模块在系统初始化时MCU会通过UART方式对其进行初始化配置，配置的内容包括：开机流程、网络状态查询、网络注册状态查询、SIM卡读取状态查询，当EC200U模块处于工作模式时，EC200U模块可以接收AT指令及数据，EC200U接收数据后，将数据上传至对应服务器，接收AT指令时，EC200U模块执行相应命令操作，获取电池信息后通过检测状态模块对电池进行检测状态是否活跃，如果状态不活跃就会回到获取电池信息再次获取，如果电池状态为活跃就通过信息填充模块对电池的信息进行填充，然后再通过上传信息模块将电池信息进行上传，在使用时检测闲置模块会检测电池是否闲置超时，如果电池为闲置超时就回到获取电池信息的步骤，如果并没有超过闲置时间就会通过休眠模块将电池进入休眠状态；
2、该基于4G网络的BMS数据上传系统，通过给控制模块上电后，系统及相关芯片进行初始化配置，配置成功之后系统进入正常模式，此时MCU及其它相关的芯片此时全速运行，若电池数据长时间稳定无变化或电池处于未使用状态，则系统进入休眠状态，主控MCU及相关IC进入低功耗模式，低功耗模式：当电池进入休眠状态后，MCU及相关IC会进入低功耗模式，如主控MCU会进入深度睡眠，MCU可通过串口中断进行唤醒，EC200U模块处于关机状态，处于休眠状态下的系统需要检测到串口通讯唤醒指令才能重新唤醒进入正常模式，唤醒方式：当电池进入工作状态时，将向数据上传系统通过UART方式发送唤醒指令，数据上传系统接收到唤醒指令，进入工作模式，获取此时电池信息，从而保证数据上传的实时性。
附图说明
图1为本发明提出的基于4G网络的BMS数据上传系统结构模块示意图；
图2为本发明提出的基于4G网络的BMS数据上传系统结构模块示意图；
图3为本发明提出的基于4G网络的BMS数据上传系统结构流程图；
图4为本发明提出的基于4G网络的BMS数据上传系统结构控制原理图；
图5为本发明提出的基于4G网络的BMS数据上传系统结构MCU芯片STM32F072C8T6的内部框架图；
图6为本发明提出的基于4G网络的BMS数据上传系统结构MCU芯片STM32F072C8T6的管脚定义图；
图7为本发明提出的基于4G网络的BMS数据上传系统结构EC200U模块的内部框架图；
图8为本发明提出的基于4G网络的BMS数据上传系统结构EC200U的管脚定义图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-8，基于4G网络的BMS数据上传系统，包括控制模块和上传模块，其特征在于：所述上传模块包括初始化配置模块、获取信息模块、检测状态模块、信息填充模块、上传信息模块、检测闲置模块和休眠模块，所述上传模块的输出端与初始化配置模块的输入端通过串口通讯连接，所述初始化配置模块的输出端与获取信息模块的输入端通过串口通讯连接，所述获取信息模块的输出端与检测状态模块的输入端通过串口通讯连接，所述检测状态模块的输出端与信息填充模块的输入端通过串口通讯连接，所述信息填充模块的输出端与上传信息模块的输入端通过串口通讯连接，所述上传信息模块的输出端与检测闲置模块的输入端通过串口通讯连接，所述检测闲置模块的输出端与信息填充模块的输入端通过串口通讯连接，所述信息填充模块的输出端与上传信息模块的输入端通过串口通讯连接，所述上传信息模块的输出端与检测闲置模块的输入端通过串口通讯连接，所述检测闲置模块的输出端与休眠模块的输入端通过串口通讯连接。
在使用时，通过给上传模块上电之后，MCU首先会通过UART的模式给EC200U模块进行初始化配置，配置完成后时EC200U模块进入工作模式，该模式下模块可以接收AT指令及数据，实时执行数据上传命令，MCU随后获取电池信息，当获取到完整的电池信息时，触发上传机制，MCU控制EC200U模块进行TCP连接，登录TCP服务器并保持长连接，当成功登录至服务器时，MCU通过UART的方式将电池数据封装后发送至EC200U模块，然后等待服务器响应，当接收到服务器的对应指令响应时，表示电池数据上传成功，MCU退出上传模式，继续访问电池数据，当电池数据波动超过一定阈值时，再次上传电池数据，当电池长期处于固定状态或未使用时，MCU进行休眠模式，EC200U模块关机，降低整个系统的功耗，当电池启用时，通过UART向电池数据上传系统发送唤醒指令，系统MCU重新进入工作状态，EC200U模块在系统初始化时MCU会通过UART方式对其进行初始化配置，配置的内容包括：开机流程、网络状态查询、网络注册状态查询、SIM卡读取状态查询，当EC200U模块处于工作模式时，EC200U模块可以接收AT指令及数据，EC200U接收数据后，将数据上传至对应服务器，接收AT指令时，EC200U模块执行相应命令操作，获取电池信息后通过检测状态模块对电池进行检测状态是否活跃，如果状态不活跃就会回到获取电池信息再次获取，如果电池状态为活跃就通过信息填充模块对电池的信息进行填充，然后再通过上传信息模块将电池信息进行上传，在使用时检测闲置模块会检测电池是否闲置超时，如果电池为闲置超时就回到获取电池信息的步骤，如果并没有超过闲置时间就会通过休眠模块将电池进入休眠状态。
综上所述，该基于4G网络的BMS数据上传系统，通过给上传模块上电之后，MCU首先会通过UART的模式给EC200U模块进行初始化配置，配置完成后时EC200U模块进入工作模式，该模式下模块可以接收AT指令及数据，实时执行数据上传命令，MCU随后获取电池信息，当获取到完整的电池信息时，触发上传机制，MCU控制EC200U模块进行TCP连接，登录TCP服务器并保持长连接，当成功登录至服务器时，MCU通过UART的方式将电池数据封装后发送至EC200U模块，然后等待服务器响应，当接收到服务器的对应指令响应时，表示电池数据上传成功，MCU退出上传模式，继续访问电池数据，当电池数据波动超过一定阈值时，再次上传电池数据，当电池长期处于固定状态或未使用时，MCU进行休眠模式，EC200U模块关机，降低整个系统的功耗，当电池启用时，通过UART向电池数据上传系统发送唤醒指令，系统MCU重新进入工作状态，EC200U模块在系统初始化时MCU会通过UART方式对其进行初始化配置，配置的内容包括：开机流程、网络状态查询、网络注册状态查询、SIM卡读取状态查询，当EC200U模块处于工作模式时，EC200U模块可以接收AT指令及数据，EC200U接收数据后，将数据上传至对应服务器，接收AT指令时，EC200U模块执行相应命令操作，获取电池信息后通过检测状态模块对电池进行检测状态是否活跃，如果状态不活跃就会回到获取电池信息再次获取，如果电池状态为活跃就通过信息填充模块对电池的信息进行填充，然后再通过上传信息模块将电池信息进行上传，在使用时检测闲置模块会检测电池是否闲置超时，如果电池为闲置超时就回到获取电池信息的步骤，如果并没有超过闲置时间就会通过休眠模块将电池进入休眠状态，然后通过给控制模块上电后，系统及相关芯片进行初始化配置，配置成功之后系统进入正常模式，此时MCU及其它相关的芯片此时全速运行，若电池数据长时间稳定无变化或电池处于未使用状态，则系统进入休眠状态，主控MCU及相关IC进入低功耗模式，低功耗模式：当电池进入休眠状态后，MCU及相关IC会进入低功耗模式，如主控MCU会进入深度睡眠，MCU可通过串口中断进行唤醒，EC200U模块处于关机状态，处于休眠状态下的系统需要检测到串口通讯唤醒指令才能重新唤醒进入正常模式，唤醒方式：当电池进入工作状态时，将向数据上传系统通过UART方式发送唤醒指令，数据上传系统接收到唤醒指令，进入工作模式，获取此时电池信息，从而保证数据上传的实时性。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (10)
1.基于4G网络的BMS数据上传系统，包括控制模块和上传模块，其特征在于：所述上传模块包括初始化配置模块、获取信息模块、检测状态模块、信息填充模块、上传信息模块、检测闲置模块和休眠模块，所述上传模块的输出端与初始化配置模块的输入端通过串口通讯连接，所述初始化配置模块的输出端与获取信息模块的输入端通过串口通讯连接，所述获取信息模块的输出端与检测状态模块的输入端通过串口通讯连接，所述检测状态模块的输出端与信息填充模块的输入端通过串口通讯连接，所述信息填充模块的输出端与上传信息模块的输入端通过串口通讯连接，所述上传信息模块的输出端与检测闲置模块的输入端通过串口通讯连接，所述检测闲置模块的输出端与信息填充模块的输入端通过串口通讯连接，所述信息填充模块的输出端与上传信息模块的输入端通过串口通讯连接，所述上传信息模块的输出端与检测闲置模块的输入端通过串口通讯连接，所述检测闲置模块的输出端与休眠模块的输入端通过串口通讯连接。
2.根据权利要求1所述的基于4G网络的BMS数据上传系统，其特征在于：所述检测状态模块的输出端与获取信息模块的输入端通过串口通讯连接，所述检测闲置模块的输出端与获取信息模块的输入端通过串口通讯连接。
3.根据权利要求1所述的基于4G网络的BMS数据上传系统，其特征在于：所述控制模块的输出端与初始化模块的输入端通过串口通讯连接，所述初始化模块的输出端与数据比较模块的输入端通过串口通讯连接。
4.根据权利要求3所述的基于4G网络的BMS数据上传系统，其特征在于：所述数据比较模块的输出端与检测更新模块的输入端通过串口通讯连接，所述检测更新模块的输出端与上传机制模块的输入端通过串口通讯连接。
5.根据权利要求4所述的基于4G网络的BMS数据上传系统，其特征在于：所述上传机制模块的输出端与检测休眠模块的输入端通过串口通讯连接，所述检测休眠模块的输出端与进入休眠模块的输入端通过串口通讯连接。
6.根据权利要求3所述的基于4G网络的BMS数据上传系统，其特征在于：所述检测更新模块的输出端与数据比较模块的输入端通过串口通讯连接，所述休眠模块的输出端与数据比较模块的输入端通过串口通讯连接。
7.根据权利要求1所述的基于4G网络的BMS数据上传系统，其特征在于：所述上传模块通过采用移远通信EC200U无线模组，所述运行硬件环境为：以意法半导体STM32F072C8T6芯片为主控MCU，且通过串口通讯与EC200U无线模组进行数据交互。
8.根据权利要求7所述的基于4G网络的BMS数据上传系统，其特征在于：所述EC200U模块关机时用于降低整个系统的功耗，所述主控MCU用于获取电池信息，当获取到完整的电池信息时，触发上传机制。
9.根据权利要求1所述的基于4G网络的BMS数据上传系统，其特征在于：所述上传信息模块用于将电池信息进行上传，在使用时检测闲置模块会检测电池是否闲置超时，如果电池为闲置超时就回到获取电池信息的步骤，如果并没有超过闲置时间就会通过休眠模块将电池进入休眠状态。
10.根据权利要求1所述的基于4G网络的BMS数据上传系统，其特征在于：所述获取信息模块用于获取电池信息后通过检测状态模块对电池进行检测状态是否活跃，如果状态不活跃就会回到获取电池信息再次获取，如果电池状态为活跃就通过信息填充模块对电池的信息进行填充。
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Application publication date: 20220819 |