專利名稱：數(shù)據(jù)傳輸方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種數(shù)據(jù)傳輸方法，尤其是一種用于電動車中、在電池管理系統(tǒng)與至少一種相關(guān)設(shè)備之間的數(shù)據(jù)傳輸方法。
背景技術(shù)：
充電電池是指充電次數(shù)有限的可充電的電池，配合充電器使用。充電電池作為能源提供者在產(chǎn)品上的應(yīng)用非常廣泛，生活中使用的各種電子產(chǎn)品，如相機(jī)、各種類型的音頻播放器、電動玩具等，這些電子產(chǎn)品中使用的充電電池通常是標(biāo)準(zhǔn)型號的充電電池，如5號充電電池、7號充電電池等，這些充電電池的電能用完后，可以使用標(biāo)準(zhǔn)的充電器進(jìn)行充電。 由于電池體積小、充電及使用過程相對簡單，因此，通常不需要電池管理系統(tǒng)。而對于另一些產(chǎn)品，如各種電動車，如電動自行車、電動三輪車或者電動汽車，由于車體及附屬部件的重量大、并且為了維持足夠的行駛里程，需要較大的充電電池以提供足夠的能量。具體地說，目前電動車的供電系統(tǒng)大部分包括充電電池、充電器和控制器，其中，充電電池為電動車上的各種電器提供電力，充電器用于為充電電池充電，控制器由充電電池供電，驅(qū)動電機(jī)及其他電器設(shè)備運(yùn)行。目前，從充電器或控制器到充電電池的連接線的接頭中，作為標(biāo)準(zhǔn)接頭，其有三個(gè)端子，而目前的大部分電動車中，從充電器或控制器到充電電池的連接線的接頭只使用了兩個(gè)端子，即兩個(gè)電源端子，另一個(gè)是空的，沒有被利用。在另外一種情況中，有些電動車的充電電池盒中具有電池管理系統(tǒng)，該電池管理系統(tǒng)用于對充電電池的充、放電進(jìn)行監(jiān)控、管理，并與充電器或控制器進(jìn)行通訊。在這種供電系統(tǒng)中，充電器或控制器與充電電池盒的連接中不但有電源線，還要用通訊線，基于目前的通訊方式，如RS232等，通訊線需要兩個(gè)端子，也即，當(dāng)電動車的供電系統(tǒng)中的具有電池管理系統(tǒng)時(shí)，充電器或控制器與充電電池盒的連接接頭中需要4個(gè)端子，此時(shí)，不能使用標(biāo)準(zhǔn)的接頭，必須要定制。因此，這種接頭的通用性差，這將造成用戶在使用上的不便。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，提供一種用數(shù)據(jù)傳輸方法，用于在電池管理系統(tǒng)與至少一相關(guān)設(shè)備之間進(jìn)行單線雙向傳輸數(shù)據(jù)。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種數(shù)據(jù)傳輸方法，用于在電池管理系統(tǒng)與至少一相關(guān)設(shè)備之間以數(shù)據(jù)幀的形式傳輸數(shù)據(jù)，所述電池管理系統(tǒng)與所述至少一相關(guān)設(shè)備之間由單線雙向通訊線路連接，且所述數(shù)據(jù)傳輸方法包括以下步驟步驟1、源設(shè)備通過發(fā)送數(shù)據(jù)幀的幀頭取得所述單線雙向通訊線路的控制權(quán)，并確定所述數(shù)據(jù)幀的目標(biāo)設(shè)備；步驟2、將所述數(shù)據(jù)幀中的具體內(nèi)容數(shù)據(jù)字節(jié)從所述源設(shè)備發(fā)送到所述目標(biāo)設(shè)備；步驟3、所述源設(shè)備判斷在預(yù)定時(shí)間內(nèi)是否收到由所述目標(biāo)設(shè)備返回的確認(rèn)消息， 若是，則完成所述數(shù)據(jù)幀的傳輸，并釋放對所述單線雙向通訊線路的控制權(quán)，否則返回步驟1重新發(fā)出所述數(shù)據(jù)幀。通過上述方法，可以實(shí)現(xiàn)電池管理系統(tǒng)與其他相關(guān)設(shè)備之間的單線雙向通訊，可以利用現(xiàn)有充電端口的空閑端子實(shí)現(xiàn)通訊，成本低，改動少；并且，可以靈活自定義數(shù)據(jù)幀， 數(shù)據(jù)安全性能好，保密性高；低速的通訊，可靠性高；此外，充電器可根據(jù)從電池管理系統(tǒng)傳輸來的具體數(shù)據(jù)內(nèi)容，對不同生產(chǎn)廠商、不同類型的電池在不同溫度下進(jìn)行最合理的充電，可對電池進(jìn)行最佳的充電及維護(hù)，從而延長電池的壽命。以下通過具體實(shí)施例和詳細(xì)的附圖對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)地說明。


圖1為本發(fā)明應(yīng)用本發(fā)明所述數(shù)據(jù)傳輸方法的一應(yīng)用系統(tǒng)的具體實(shí)施例的通訊連接示意圖；圖2為本發(fā)明應(yīng)用本發(fā)明所述數(shù)據(jù)傳輸方法的一應(yīng)用系統(tǒng)的具體實(shí)施例的另一種通訊連接示意圖；圖3為本發(fā)明所述數(shù)據(jù)傳輸方法的流程圖；圖4為本發(fā)明一具體實(shí)施例中數(shù)據(jù)幀的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為本發(fā)明一具體實(shí)施例中對數(shù)據(jù)中的二進(jìn)制位“1”和“0”的數(shù)據(jù)波形圖；圖6為本發(fā)明所述數(shù)據(jù)幀的幀頭實(shí)施例一的數(shù)據(jù)波形圖；圖7為本發(fā)明所述數(shù)據(jù)幀的幀頭實(shí)施例二的數(shù)據(jù)波形圖；圖8為本發(fā)明所述數(shù)據(jù)幀發(fā)送過程流程圖；圖9為本發(fā)明所述數(shù)據(jù)幀接收過程流程圖。
具體實(shí)施例方式如圖1所示，為具體實(shí)施例中應(yīng)用本發(fā)明所述數(shù)據(jù)傳輸方法的應(yīng)用系統(tǒng)的具體實(shí)施例的通訊連接圖。該應(yīng)用系統(tǒng)包括電池管理系統(tǒng)1，用于管理電池組2的充放電；電池充電器3，用于給電池組2充電；電動車控制器4，由電池組2供電，可以驅(qū)動電動車的電機(jī)及其他電動車的電氣設(shè)備工作(即使電池組2放電)；PC(上位機(jī))監(jiān)控器5，用于觀察電池管理系統(tǒng)1的工作狀況，及修改電池管理系統(tǒng)1的相應(yīng)參數(shù)等。其中，PC監(jiān)控器5并不是必須的相關(guān)設(shè)備，其可以按照實(shí)際需要增加到該應(yīng)用系統(tǒng)或從該應(yīng)用系統(tǒng)中刪除。當(dāng)然，還可以根據(jù)需要包括其他類型的相關(guān)設(shè)備6。為了管理電池組2的充放電，電池管理系統(tǒng)1需要與電池充電器3、電動車控制器 4等相關(guān)設(shè)備進(jìn)行通訊。根據(jù)本發(fā)明提供的數(shù)據(jù)傳輸方法，可以實(shí)現(xiàn)電動車中的電池管理系統(tǒng)和相關(guān)設(shè)備之間通過單線進(jìn)行雙向通訊。另外，本發(fā)明中所述的單線雙向通訊指的是電池管理系統(tǒng)與一相關(guān)設(shè)備之間通過單線進(jìn)行雙向通訊，但是在具體的通訊線路連接中，電池管理系統(tǒng)1可以分別通過一條通訊線與不同的設(shè)備相連，如圖1所示，也可以通過一條總線與多個(gè)設(shè)備進(jìn)行連接，如圖2所示。但是，無論采用哪種連接方式，電池管理系統(tǒng)與相關(guān)設(shè)備之間的通訊都是單線雙向的。本發(fā)明所述的數(shù)據(jù)傳輸方法具體流程如圖3所示步驟S100、由電池管理系統(tǒng)或一相關(guān)設(shè)備通過發(fā)送數(shù)據(jù)幀的幀頭取得單線雙向通訊線路控制權(quán)，并確定接收所述數(shù)據(jù)幀的目標(biāo)設(shè)備。其中，為了敘述方便，在本發(fā)明中將電池管理系統(tǒng)外的、可與電池管理系統(tǒng)進(jìn)行通訊的設(shè)備均稱為相關(guān)設(shè)備，所述相關(guān)設(shè)備可以為圖1或圖2中的電池充電器3、電動車控制器4、PC監(jiān)控器5或其他類型的相關(guān)設(shè)備6。 另外，發(fā)出數(shù)據(jù)幀的一方稱為源設(shè)備，接受數(shù)據(jù)幀的一方稱為目標(biāo)設(shè)備。顯然，源設(shè)備既可以是電池管理系統(tǒng)，也可以是其他的相關(guān)設(shè)備，對應(yīng)地，目標(biāo)設(shè)備則為其他的相關(guān)設(shè)備或電池管理系統(tǒng)。在本發(fā)明中，在電池管理系統(tǒng)和一相關(guān)設(shè)備之間的單線雙向通訊線路上，以數(shù)據(jù)幀的形式在電池管理系統(tǒng)和相關(guān)設(shè)備之間傳輸數(shù)據(jù)。在本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例中，所述的數(shù)據(jù)幀的結(jié)構(gòu)如圖4所示。在如圖4所示的實(shí)施例中，所述數(shù)據(jù)幀包括五部分，其中，部分Sl為同步字頭，部分S2為數(shù)據(jù)指針，部分S3為具體內(nèi)容數(shù)據(jù)字節(jié)，部分S4為校驗(yàn)字，部分S5為確認(rèn)字。在本發(fā)明的單線雙向通訊線路上，所述數(shù)據(jù)幀以二進(jìn)制的數(shù)據(jù)位為最小單位進(jìn)行傳輸，其中，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，對二進(jìn)制位1、位0作如下定義位1驅(qū)動所述單線雙向通訊線路為邏輯高并持續(xù)第一預(yù)設(shè)時(shí)長，隨后為邏輯低并持續(xù)第二預(yù)設(shè)時(shí)長，第一預(yù)設(shè)時(shí)長大于第二預(yù)設(shè)時(shí)長；位0驅(qū)動所述單線雙向通訊線路為邏輯高并持續(xù)第三預(yù)設(shè)時(shí)長，隨后為邏輯低并持續(xù)第四預(yù)設(shè)時(shí)長，第三預(yù)設(shè)時(shí)長小于第四預(yù)設(shè)時(shí)長。結(jié)合圖5所示，在單線雙向通訊線路上，當(dāng)邏輯高持續(xù)1000(+/-100) μ S，接著邏輯低持續(xù)500(+/-100) μ s，單線雙向通訊線路上的這樣電平邏輯表示位1，而當(dāng)邏輯高持續(xù)500(+/-100) μ s，接著邏輯低電平1000(+/-100) μ s時(shí)，這樣的一種電平邏輯表示位 0。顯然，在本實(shí)施例中，第一預(yù)設(shè)時(shí)長為1000(+/-100) μ s，第二預(yù)設(shè)時(shí)長為500(+/-100) μ S，第三預(yù)設(shè)時(shí)長為500(+/-100) μ S，第四預(yù)設(shè)時(shí)長為1000(+/-100) μ S。其中，位0和位 1都具有10%的時(shí)間容錯(cuò)率。在一個(gè)實(shí)施例中，幀頭進(jìn)一步包括同步字頭，所述同步字頭用于指示所述數(shù)據(jù)傳輸?shù)脑丛O(shè)備和目標(biāo)設(shè)備，具體地，在所述同步字頭中包括單線雙向通訊線路控制位和相關(guān)設(shè)備類型位。如表1所示，為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中同步字頭與其對應(yīng)所指示的含義，該同步字頭為三位二進(jìn)制位，其中，最高位指示數(shù)據(jù)傳輸?shù)脑丛O(shè)備，即為單線雙向通訊線路控制位，而隨后的兩位指示數(shù)據(jù)傳輸?shù)南嚓P(guān)設(shè)備的類型。舉例而言，當(dāng)同步字頭為“100”時(shí)，最高位的位1代表電池管理系統(tǒng)作為源設(shè)備， 即由電池管理系統(tǒng)取得單線雙向通訊線路的控制權(quán)，由電池管理系統(tǒng)向相關(guān)設(shè)備發(fā)送數(shù)據(jù)，而隨后兩位為“00”，指示相關(guān)設(shè)備為電池充電器。換言之，同步字頭為“100”表示由電池管理系統(tǒng)向電池充電器發(fā)送數(shù)據(jù)。再例如同步字頭為“000”，其中，同步字頭的最高位的位0指示由相關(guān)設(shè)備取得單線雙向通訊線路的控制權(quán)，并向電池管理系統(tǒng)發(fā)送數(shù)據(jù)，而隨后兩位為“00”，指示取得單線雙向通訊線路控制權(quán)的相關(guān)設(shè)備為電池充電器。換言之，同步字頭為“000”表示由電池充電器向電池管理系統(tǒng)發(fā)送數(shù)據(jù)。因而，在本發(fā)明中，通過該同步字頭便可以確定源設(shè)備和目標(biāo)設(shè)備，從而確定了數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆较?，并可以進(jìn)一步確定返回的確認(rèn)信息的傳輸方向(即數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆捶较?。表 權(quán)利要求
1.一種數(shù)據(jù)傳輸方法，用于在電池管理系統(tǒng)與至少一相關(guān)設(shè)備之間以數(shù)據(jù)幀的形式傳輸數(shù)據(jù)，其特征在于，所述電池管理系統(tǒng)與所述至少一相關(guān)設(shè)備之間由單線雙向通訊線路連接，且所述數(shù)據(jù)傳輸方法包括以下步驟步驟1、源設(shè)備通過發(fā)送數(shù)據(jù)幀的幀頭取得所述單線雙向通訊線路的控制權(quán)，并確定所述數(shù)據(jù)幀的目標(biāo)設(shè)備；步驟2、將所述數(shù)據(jù)幀中的具體內(nèi)容數(shù)據(jù)字節(jié)從所述源設(shè)備發(fā)送到所述目標(biāo)設(shè)備；步驟3、所述源設(shè)備判斷在預(yù)定時(shí)間內(nèi)是否收到由所述目標(biāo)設(shè)備返回的確認(rèn)消息，若是，則完成所述數(shù)據(jù)幀的傳輸，并釋放對所述單線雙向通訊線路的控制權(quán)，否則返回步驟1 重新發(fā)出所述數(shù)據(jù)幀。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)據(jù)傳輸方法，其特征在于，所述數(shù)據(jù)幀以二進(jìn)制的數(shù)據(jù)位為最小單位進(jìn)行傳輸。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的數(shù)據(jù)傳輸方法，其特征在于，所述數(shù)據(jù)位包括位1和位0。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的數(shù)據(jù)傳輸方法，其特征在于，所述位1驅(qū)動所述單線雙向通訊線路為邏輯高并持續(xù)第一預(yù)設(shè)時(shí)長，隨后為邏輯低并持續(xù)第二預(yù)設(shè)時(shí)長；所述位0驅(qū)動所述單線雙向通訊線路為邏輯高并持續(xù)第三預(yù)設(shè)時(shí)長，隨后為邏輯低并持續(xù)第四預(yù)設(shè)時(shí)長。
5 根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)據(jù)傳輸方法，其特征在于，所述幀頭包括同步字頭，所述同步字頭用于指示所述數(shù)據(jù)傳輸?shù)脑丛O(shè)備和目標(biāo)設(shè)備。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的數(shù)據(jù)傳輸方法，其特征在于，所述幀頭還包括數(shù)據(jù)指針，所述數(shù)據(jù)指針用于指示所述數(shù)據(jù)幀中具體內(nèi)容數(shù)據(jù)字節(jié)的類型。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)據(jù)傳輸方法，其特征在于，在所述步驟2和步驟3之間還包括對數(shù)據(jù)幀校驗(yàn)的步驟。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的數(shù)據(jù)傳輸方法，其特征在于，所述對數(shù)據(jù)幀校驗(yàn)的步驟包括以下子步驟步驟21、所述源設(shè)備對其發(fā)送的所述數(shù)據(jù)幀的幀頭與具體內(nèi)容數(shù)據(jù)字節(jié)進(jìn)行邏輯運(yùn)算得到第一運(yùn)算結(jié)果，并將該第一運(yùn)算結(jié)果在具體內(nèi)容數(shù)據(jù)字節(jié)發(fā)送完之后發(fā)送給所述目標(biāo)設(shè)備；步驟22、所述目標(biāo)設(shè)備對其接收到所述數(shù)據(jù)幀的幀頭與具體內(nèi)容數(shù)據(jù)字節(jié)進(jìn)行與步驟 21相同的邏輯運(yùn)算，得到第二運(yùn)算結(jié)果；步驟23、判斷第一運(yùn)算結(jié)果與第二運(yùn)算結(jié)果是否相同，如果相同，所述目標(biāo)設(shè)備向所述源設(shè)備發(fā)送確認(rèn)消息，如果不相同，所述目標(biāo)設(shè)備不向所述源設(shè)備發(fā)送確認(rèn)消息。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)據(jù)傳輸方法，其特征在于，在步驟1之前，當(dāng)所述電池管理系統(tǒng)和至少一個(gè)所述相關(guān)設(shè)備競爭所述單線雙向通訊線路的控制權(quán)時(shí)，所述電池管理系統(tǒng)優(yōu)先取得所述單線雙向通訊線路的控制權(quán)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)據(jù)傳輸方法，其特征在于，在步驟1之前還包括當(dāng)所述電池管理系統(tǒng)通過所述單線雙向通訊線路與多個(gè)相關(guān)設(shè)備連接時(shí)，在同一時(shí)間按預(yù)定的優(yōu)先級別確定一個(gè)優(yōu)先相關(guān)設(shè)備，所述優(yōu)先相關(guān)設(shè)備與所述電池管理系統(tǒng)進(jìn)行步驟1到步驟3所述的數(shù)據(jù)幀的傳輸。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)據(jù)傳輸方法，其特征在于，所述相關(guān)設(shè)備至少包括電池充電器、上位機(jī)監(jiān)控器或電動車控制器。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的數(shù)據(jù)傳輸方法，其特征在于，在步驟1之前，檢測是否有新的相關(guān)設(shè)備連接到所述單線雙向通訊線路上，如果有，則確定新的相關(guān)設(shè)備和現(xiàn)有相關(guān)設(shè)備分別與所述電池管理系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)膬?yōu)先級別。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種數(shù)據(jù)傳輸方法，用于在電池管理系統(tǒng)與至少一相關(guān)設(shè)備之間以數(shù)據(jù)幀的形式傳輸數(shù)據(jù)，所述數(shù)據(jù)傳輸方法包括以下步驟源設(shè)備通過發(fā)送數(shù)據(jù)幀的幀頭取得單線雙向通訊線路的控制權(quán)，并確定所述數(shù)據(jù)幀的目標(biāo)設(shè)備；將所述數(shù)據(jù)幀中的具體內(nèi)容數(shù)據(jù)字節(jié)從所述源設(shè)備發(fā)送到所述目標(biāo)設(shè)備；若在預(yù)定時(shí)間內(nèi)是否收到由所述目標(biāo)設(shè)備返回的確認(rèn)消息，則完成所述數(shù)據(jù)幀的傳輸，并釋放對所述單線雙向通訊線路的控制權(quán)，否則重新發(fā)出所述數(shù)據(jù)幀。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了電池管理系統(tǒng)與其他相關(guān)設(shè)備之間的單線雙向通訊，可以利用現(xiàn)有充電端口的空閑端子實(shí)現(xiàn)通訊，成本低，并且可以靈活自定義數(shù)據(jù)幀，數(shù)據(jù)安全性能好，保密性高；低速的通訊，可靠性高。
文檔編號H04L1/00GK102468901SQ20101053242
公開日2012年5月23日 申請日期2010年11月2日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月2日
發(fā)明者余封龍, 張衛(wèi), 張濤 申請人:凹凸電子(武漢)有限公司