以太网供电系统中受电连接检测方法及供电装置与流程

1.本发明涉及以太网供电技术，更具体地，涉及用于以太网供电系统中的受电连接检测方法及供电装置。


背景技术：

2.以太网供电(poe，power over ethernet)技术是指在现有以太网布线基础架构的基础上，通过网线为网络中终端设备提供直流供电的技术。在以太网供电技术中，网线兼有传输数据信号和直流供电的作用。该技术使终端设备无需依赖外部电源适配器供电，从而可以省去电源适配器、供电线缆和插头，节省布线与硬件成本。
3.根据ieee 802.3协议，以太网供电(poe)既支持供电设备(powersourcing equipment，pse)的两个供电端口连接在一起向单个受电设备 (single
‑
signature pd)实现高功率供电，也支持两个供电端口分别向两个单独的受电设备(dual
‑
signature pd)供电。
4.然而，现有技术中并未提供确定两个供电设备在受电端连接在一起向一个受电设备高功率供电还是两个供电设备在受电端各自独立给不同的受电设备供电的方法。


技术实现要素：

5.鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种以太网供电系统中的受电连接检测方法及供电装置，通过保持一个供电端口的电流信号不变，改变另外一个供电端口的电流信号，根据供电信号不变的供电端口的多个端口电压判断两个供电端口分别向各自独立连接的受电设备供电，还是同时向一个受电设备供电。
6.根据本发明的一方面，提供一种以太网供电系统中受电连接检测方法，其中，所述以太网供电系统包括第一供电端口和第二供电端口，所述受电连接检测方法包括：在第一供电端口和第二供电端口分别提供第一电流信号和第二电流信号以向受电设备供电，并获取第二供电端口出的多个端口电压组成第一数组；在第一供电端口和第二供电端口分别提供第三电流信号和第二电流信号，并获取第二供电端口处的多个端口电压组成第二数组，所述第二数组中数据的个数与所述第一数组中数据的个数相同；根据所述第一数组和所述第二数组判断第一供电端口和第二供电端口同时向同一个受电设备供电还是第一供电端口和第二供电端口分别向各自独立连接的受电设备供电。
7.优选地，在第一供电端口和第二供电端口分别提供第一电流信号和第二电流信号以向受电设备供电，并获取第二供电端口出的多个端口电压组成第一数组包括：第一预定时间段内，在第一供电端口提供第一电流信号以及在第二供电端口提供第二电流信号以向受电设备供电；在第一预定时间段内，每隔预设时间获取第二供电端口处的端口电压以得到第一数组，其中，所述第一数组包括多个第一电压。
8.优选地，在第一供电端口和第二供电端口分别提供第三电流信号和第二电流信号，并获取第二供电端口处的多个端口电压组成第二数组包括：第二预定时间段内，在第一
供电端口处提供第三电流信号，第二供电端口处的第二电流信号保持不变；在第二预定时间段内，每隔预设时间获取第二供电端口处的端口电压以得到第二数组，其中，所述第二数组包括多个第二电压。
9.优选地，所述受电连接检测方法还包括：根据多个第一电压判断第二供电端口处的端口电压在第一预设时间段后是否处于稳定状态；当第二供电端口处的端口电压在第一预设时间段后处于稳定状态时，判断每个第二电压是否大于第一电压；当第二数组中的第二电压均大于第一数组中的第一电压时，确定第一供电端口和第二供电端口同时向同一个受电设备供电。
10.优选地，所述受电连接检测方法还包括：当第二数组中的第二电压与第一数组中的第一电压相同时，确定第一供电端口和第二供电端口分别向各自独立连接的受电设备供电。
11.优选地，所述受电连接检测方法还包括：当第二供电端口处的端口电压在第一预设时间段后不处于稳定状态时，根据第二数组的初始斜率与第一数组的终端斜率判断第一供电端口和第二供电端口同时向同一个受电设备供电还是第一供电端口和第二供电端口分别向各自独立连接的受电设备供电；其中，初始斜率为数组中最前面两个电压值之间的斜率；终端斜率为数组中最后面两个电压值之间的斜率。
12.优选地，所述受电连接检测方法还包括：当第二数组的初始斜率大于第一数组的终端斜率时，确定第一供电端口和第二供电端口同时向同一个受电设备供电。
13.优选地，当第二数组的初始斜率不大于第一数组的终端斜率时，确定第一供电端口和第二供电端口分别向各自独立连接的受电设备供电。
14.优选地，所述第三电流信号比所述第一电流信号大至少预定量。
15.根据本发明的另一方面，提供一种以太网供电系统中的供电装置，其特征在于，包括：第一供电端口，用于向受电设备供电；第二供电端口，用于向受电设备供电；第一检测电源，与所述第一供电端口连接，用于向第一供电端口提供第一电流信号或第三电流信号；第二检测电源，与所述第二供电端口连接，用于向第一供电端口提供第二电流信号；以及控制单元，与所述第一检测电源、第二检测电源以及第一供电端口和第二供电端口连接；其中，所述控制单元用于控制第一检测电源在第一供电端口提供第一电流信号，以及同时控制第二检测电源在第二供电端口提供第二电流信号以向受电设备供电，并获取第二供电端口出的多个端口电压组成第一数组；所述控制单元用于控制第一检测电源在第一供电端口提供第三电流信号，以及同时控制第二检测电源在第二供电端口提供第二电流信号，并获取第二供电端口处的多个端口电压组成第二数组，所述第二数组中数据的个数与所述第一数组中数据的个数相同；所述控制单元还用于根据所述第一数组和所述第二数组判断第一供电端口和第二供电端口同时向同一个受电设备供电还是第一供电端口和第二供电端口分别向各自独立连接的受电设备供电。
16.优选地，所述控制单元还用于在第一预定时间段内控制第一检测电源在第一供电端口提供第一电流信号，以及同时控制第二检测电源在第二供电端口提供第二电流信号；所述控制单元还用于在第一预定时间段内，每隔预设时间获取第二供电端口处的端口电压以得到第一数组，其中，所述第一数组包括多个第一电压。
17.优选地，所述控制单元还用于在第二预定时间段内，控制第一检测电源在第一供
电端口处提供第三电流信号，以及控制第二检测电源在第二供电端口处的第二电流信号保持不变；所述控制单元还用于在第二预定时间段内，每隔预设时间获取第二供电端口处的端口电压以得到第二数组，其中，所述第二数组包括多个第二电压。
18.优选地，所述控制单元还根据多个第一电压判断第二供电端口处的端口电压在第一预设时间段后是否处于稳定状态；所述控制单元还当第二供电端口处的端口电压在第一预设时间段后处于稳定状态时，判断每个第二电压是否大于第一电压；所述控制单元还当第二数组中的第二电压均大于第一数组中的第一电压时，确定第一供电端口和第二供电端口同时向同一个受电设备供电。
19.优选地，所述控制单元还当第二数组中的第二电压与第一数组中的第一电压相同时，确定第一供电端口和第二供电端口分别向各自独立连接的受电设备供电。
20.优选地，所述控制单元还当第二供电端口处的端口电压在第一预设时间段后不处于稳定状态时，根据第二数组的初始斜率与第一数组的终端斜率判断第一供电端口和第二供电端口同时向同一个受电设备供电还是第一供电端口和第二供电端口分别向各自独立连接的受电设备供电。
21.优选地，所述控制单元还当第二数组的初始斜率大于第一数组的终端斜率时，确定第一供电端口和第二供电端口同时向同一个受电设备供电。
22.优选地，当第二数组的初始斜率不大于第一数组的终端斜率时，确定第一供电端口和第二供电端口分别向各自独立连接的受电设备供电。
23.优选地，所述第三电流信号比所述第一电流信号大至少预定量。
24.根据本发明实施例的以太网供电系统中的受电连接检测方法及供电装置，在两个供电端口处分别提供相同的电源，即在两个供电端口处均提供电流源，在不同的时间段向其中一个供电端口提供不同幅值的电流信号，另一个供电端口的电流信号保持不变，根据不同时间段获取多个端口电压形成的第一数组和第二数组确定两个供电端口分别向各自独立的受电设备供电，还是同时向一个受电设备供电。
25.进一步地，根据第一数组中的多个第一电压判断供电端口的端口电压在第一预设时间段内是否达到稳定状态，当供电端口的端口电压在第一预设时间段内可以达到稳定状态时，根据第二电压和第一电压的大小关系就可以确定两个供电端口分别向各自独立的受电设备供电，还是同时向一个受电设备供电。
26.进一步地，当供电端口的端口电压在第一预设时间段内不能达到稳定状态，则可以根据第一数组的终端斜率和第二数组的初始斜率来确定两个供电端口分别向各自独立的受电设备供电，还是同时向一个受电设备供电。不论是对于大阻容签名的传统受电设备还是标准受电设备均可以实现正确的连接检测。
27.本发明实施例的电路结构简单，检测方法简单，成本低，损耗小，只需要一个恒流源，以及获取两个不同时间段的多个端口电压就可以确定是两个供电端口分别向各自独立连接的受电设备供电，还是同时向一个受电设备供电。
附图说明
28.通过以下参照附图对本发明实施例的描述，本发明的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：
29.图1示出现有技术中一种poe供电系统的示意性电路图；
30.图2示出现有技术中另一种poe供电系统的示意性电路图；
31.图3示出根据本发明实施例的供电装置的示意性电路图；
32.图4示出根据本发明实施例的受电连接检测方法的流程图；
33.图5示出根据本发明实施例的受电连接检测方法中步骤s401的流程图；
34.图6示出根据本发明实施例的受电连接检测方法中步骤s402的流程图；
35.图7示出根据本发明实施例的受电连接检测方法中步骤s403的流程图；
36.图8至图12示出根据本发明实施例的供电信号和端口电压信号的波形图。
具体实施方式
37.以下将参照附图更详细地描述本发明的各种实施例。在各个附图中，相同的元件采用相同或类似的附图标记来表示。为了清楚起见，附图中的各个部分没有按比例绘制。
38.下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。
39.图1示出了现有技术中提供的一种poe供电系统100的示意性电路图。如图1所示，poe供电系统100包括供电装置10、受电装置20以及连接供电装置10和受电装置20之间的接口单元30。
40.其中，供电装置10包括第一供电端口11、第二供电端口12以及供电控制电路13。
41.受电装置20包括第一受电端口21、第二受电端口22以及受电设备 pd，其中，受电设备pd包括第一受电控制电路23以及负载24。
42.在本实施例中，第一受电端口21为第一电桥结构，第二受电端口 22为第二电桥结构。
43.接口单元30包括多个与供电端口连接的变压器(t1
‑
t4)以及多个与受电端口连接的变压器(t5
‑
t8)以及多个供电线对，每个供电端口与一对变压器连接，每个受电端口与一对变压器连接；其中，第一供电端口11 分别与第一变压器t1和第二变压器t2连接，第二供电端口12分别与第三变压器t3和第四变压器t4连接；第一受电端口21分别与第五变压器t5和第六变压器t6连，第二受电端口22分别与第七变压器t7和第八变压器t8连接。
44.与供电端口连接的变压器的次级绕组与相应的供电线对的第一端连接，供电线通常被列为两组：第一组供电线包括两个供电线对，即第一供电线对(p1、p2)和第二供电线对(p3、p4)；第二组供电线包括两个供电线对，即第三供电线对(p5、p6)和第四供电线对(p7、p8)，从而实现在第一组导线和第二组导线上传输功率和信号。具体地，第一变压器t1 的次级绕组与第一供电线对(p1、p2)连接，第二变压器t2的次级绕组与第二供电线对(p3、p4)连接；第三变压器t3的次级绕组与第三供电线对 (p5、p6)连接，第四变压器t4的次级绕组与第四供电线对(p7、p8)连接。
45.第一供电端口11的第一输出端连接到与第一供电线对连接的变压器的次级绕组的中心抽头，并且第一供电端口11的第二输出端连接到与第二供电线对连接的变压器的次级绕组的中心抽头。即第一供电端口11 连接在第一变压器t1的次级绕组的中心抽头与第二变压器t2的次级绕组的中心抽头之间。第二供电端口12的第一输出端连接到与第三供电线对连接的变压器的次级绕组的中心抽头，并且第二供电端口12的第二输出端连接到与第四供电线对连接的变压器的次级绕组的中心抽头。即第二供电端口12连接在第三变压器t3
的次级绕组的中心抽头与第四变压器t4的次级绕组的中心抽头之间。第一供电端口11通过第一组导线(即第一供电线对和第二供电线对)向受电装置20供电；第二供电端口12通过第二组导线(即第三供电线对和第四供电线对)向受电装置20供电。
46.与受电端口连接的变压器的初级绕组与相应的供电线对的第二端连接，即第五变压器t5的初级绕组与第一供电线对(p1、p2)连接；第六变压器t6的初级绕组与第二供电线对(p3、p4)连接；第七变压器t7的初级绕组与第三供电线对(p5、p6)连接；第八变压器t8的初级绕组与第四供电线对(p7、p8)连接。
47.第一受电端口21的第一输入端与和第一供电线对连接的变压器的初级绕组的中心抽头连接，第一受电端口21的第二输入端与和第二供电线对连接的变压器的初级绕组的中心抽头连接。即第一受电端口21的第一输入端和第二输入端分别与第五变压器t5的初级绕组的中心抽头和第六变压器t6的初级绕组的中心抽头连接。
48.第二受电端口22的第一输入端与和第三供电线对连接的变压器的初级绕组的中心抽头连接，第二受电端口22的第二输入端与和第四供电线对连接的变压器的初级绕组的中心抽头连接。即第二受电端口22的第一输入端和第二输入端分别与第七变压器t7的初级绕组的中心抽头和第八变压器t8的初级绕组的中心抽头连接。
49.第一受电端口21和第二受电端口22的正输出端共同连接到第一受电控制电路23的正输入端，并且第一受电端口21和第二受电端口22 的负输出端共同连接到第一受电控制电路23的负输入端。第一受电控制电路23具有从正输入端到其正输出端的通路以及具有从负输入端到其负输出端的通路。负载24的正输入端与第一控制电路23的正输出端连接。即第一受电端口21和第二受电端口22的输出端同时连接同一个受电设备，因此，第一供电端口11和第二供电端口12向一个受电设备供电。供电装置10通过两个供电端口以及连接到一起的两个受电端口向一个受电设备供电。图2示出了现有技术中另一种poe供电系统200的示意性电路图。poe供电系统200在所有方面等同于poe供电系统100，不同之处在于，接口单元30分别连接至两个独立的受电装置20a和20b。
50.在本实施例中，受电装置20a例如为摄像头，受电装置20b例如为电话会议机，但并不局限于此及。
51.受电装置20a包括第一受电端口21和第一受电设备pd1，其中，第一受电设备pd1包括第一受电控制电路23和负载24。受电装置20b包括第二受电端口22和第二受电设备pd2，其中，第二受电设备pd2包括第二受电控制电路25和向负载26供电。
52.第一供电端口11通过两个供电线对以及第一受电端口21单独向第一受电设备pd1供电；第二供电端口12通过两个供电线对、第二受电端口22单独向第二受电设备pd2供电。即第一受电端口21和第二受电端口22分别连接各自相应的受电设备，从而第一供电端口11和第二供电端口12分别向各自独立连接的受电设备供电。供电装置10通过两个供电端口、两个受电端口向各自独立的受电设备供电。
53.poe供电系统100和200各自在四个供电线对上向受电设备pd提供功率，现有技术中虽然提供了判断供电装置的两个供电端口是向同一个受电设备供电还是分别向各自独立的受电设备供电的方法，但是现有技术中的方法较为复杂。
54.图3示出本发明实施例提供的供电装置的示意性框图。如图3所示，供电装置300包括第一供电端口11、第二供电端口12以及控制单元310、第一检测电源320和第二检测电源
330。
55.在本实施例中，第一检测电源320和第二检测电源均为电流源。
56.控制单元310可设置在供电控制电路13中，或者控制单元310与供电控制电路13连接，根据供电控制电路13的控制命令执行。
57.第一检测电源320与第一供电端口11连接，第二检测电源330与第二供电端口12连接。第一供电端口11和第二供电端口12均包括两个输出端，分别与相应的变压器的次级绕组连接以用于通过相应的一组供电线与受电装置20连接。具体而言，如上面关于poe供电系统100、200 所描述的，每个变压器连接到四个供电线对中的相应一个供电线对；一对变压器连接到两个供电线对。第一供电端口11的两个输出端分别与第一对变压器连接，即第一供电端口11的两个输出端分别与第一变压器 t1和第二变压器t2连接；第二供电端口12的两个输出端分别与第二对变压器连接，即第二供电端口12的两个输出端分别与第三变压器t3和第四变压器t4连接。
58.图4示出了根据本发明实施例的受电连接检测方法的流程图。如图 4所述，所述受电连接检测方法包括以下步骤。
59.在步骤s401中，在第一供电端口和第二供电端口分别提供第一电流信号和第二电流信号以向受电设备供电，并获取第二供电端口出的多个端口电压组成第一数组。
60.具体地，参见图5，步骤s401包括以下步骤。
61.在步骤s4011中，第一预定时间段内，在第一供电端口提供第一电流信号以及在第二供电端口提供第二电流信号以向受电设备供电。
62.其中，第一电流信号由第一检测电源320提供，第一电流信号为电压信号，幅值为ia1。第二电流信号由第二检测电源330提供，第二电流信号为电流信号，幅值为ib。
63.在步骤s4012中，在第一预定时间段内，每隔预设时间获取第二供电端口处的端口电压以得到第一数组，其中，所述第一数组v1[n]包括多个第一电压。
[0064]
在本实施例中，第一预定时间段为预设时间的整数倍；第一数组的个数n至少为2，本实施例中以n＝10为例进行说明，但并不局限于此。
[0065]
在步骤s402中，在第一供电端口和第二供电端口分别提供第三电流信号和第二电流信号，并获取第二供电端口处的多个端口电压组成第二数组，所述第二数组中数据的个数与所述第一数组中数据的个数相同。
[0066]
具体地，参见图6，步骤s402包括以下步骤。
[0067]
在步骤s4021中，第二预定时间段内，在第一供电端口处提供第三电流信号，第二供电端口处提供的第二电流信号保持不变。
[0068]
在本实施例中，第二供电端口处的第二电流信号保持不变，改变第一供电端口处的第一电流信号，将其更改为第三电流信号，第三电流信号与第一电流信号的类型相同，幅值不同。第三电流信号的幅值为ia2。第三电流信号比第一电流信号大至少预定量，例如ia2＝2ia1。
[0069]
在步骤s4022中，在第二预定时间段内，每隔预设时间获取第二供电端口处的端口电压以得到第二数组，其中，所述第二数组包括多个第二电压，所述第二数组中数据的个数与所述第一数组中数据的个数相同。
[0070]
在本实施例中，第一预定时间段为预设时间的整数倍；第二数组 v2[n]的个数与
第一数组v1[n]的个数相同。
[0071]
在步骤s403中，根据所述第一数组和所述第二数组判断第一供电端口和第二供电端口同时向同一个受电设备供电还是第一供电端口和第二供电端口分别向各自独立连接的受电设备供电。
[0072]
在本实施例中，步骤s403具体包括以下步骤。
[0073]
参见图7，在步骤s4031中，根据多个第一电压判断第二供电端口处的端口电压在第一预设时间段后是否处于稳定状态。
[0074]
当第二供电端口处的端口电压在第一预设时间段后处于稳定状态时，执行步骤s4032；当第二供电端口处的端口电压在第一预设时间段后不处于稳定状态时，执行步骤s4033。
[0075]
在步骤s4032中，根据第二数组中多个第二电压和第一数组中多个第一电压的大小判断第一供电端口和第二供电端口同时向同一个受电设备供电还是第一供电端口和第二供电端口分别向各自独立连接的受电设备供电。
[0076]
在本实施例中，当第二数组中的第二电压均大于第一数组中的第一电压时，确定第一供电端口和第二供电端口同时向同一个受电设备供电，否则确定第一供电端口和第二供电端口分别向各自独立连接的受电设备供电。
[0077]
在步骤s4033中，根据第二数组的初始斜率与第一数组的终端斜率判断第一供电端口和第二供电端口同时向同一个受电设备供电还是第一供电端口和第二供电端口分别向各自独立连接的受电设备供电。
[0078]
在本实施例中，相邻两个第一电压之间可以获取相应的斜率，将每个数组中最前面两个电压值之间的斜率作为数组的初始斜率，最后面两个电压值之间的斜率作为数组的终端斜率。将第一数组的终端斜率与第二数组的初始斜率进行比较。
[0079]
当第二数组的初始斜率大于第一数组的终端斜率时，确定第一供电端口和第二供电端口同时向同一个受电设备供电。当第二数组的初始斜率不大于第一数组的终端斜率时，确定第一供电端口和第二供电端口分别向各自独立连接的受电设备供电。
[0080]
图8至图12为本发明实施例的各供电信号和端口电压信号的波形图，下面结合附图对本实施例的受电连接检测方法进行说明。
[0081]
具体地，根据多个第一电压判断第二供电端口处的端口电压在第一预设时间段后是否处于稳定状态。
[0082]
当第二供电端口处的端口电压在第一预设时间段后处于稳定状态时 (参见图9和图10)，根据第二数组中多个第二电压和第一数组中多个第一电压的大小判断第一供电端口和第二供电端口同时向同一个受电设备供电还是第一供电端口和第二供电端口分别向各自独立连接的受电设备供电。
[0083]
参见图9，当第二数组中的第二电压均大于第一数组中的第一电压时，判断第一供电端口和第二供电端口同时向同一个受电设备供电。
[0084]
参见图10，当第二数组中的第二电压与第一数组中的第一电压相同时，确定第一供电端口和第二供电端口分别向各自独立连接的受电设备供电。
[0085]
当第二供电端口处的端口电压在第一预设时间段后不处于稳定状态时(参见图11和图12)，根据第二数组的初始斜率与第一数组的终端斜率判断第一供电端口和第二供电
端口同时向同一个受电设备供电还是第一供电端口和第二供电端口分别向各自独立连接的受电设备供电。
[0086]
参见图11，当第二数组的初始斜率大于第一数组的终端斜率时，确定第一供电端口和第二供电端口同时向同一个受电设备供电。
[0087]
参见图12，当第二数组的初始斜率小于第一数组的终端斜率时，确定第一供电端口和第二供电端口分别向各自独立连接的受电设备供电。
[0088]
根据本发明实施例的以太网供电系统中的受电连接检测方法及供电装置，
[0089]
在两个供电端口处分别提供相同的电源，即在两个供电端口处均提供电流源，在不同的时间段向其中一个供电端口提供不同幅值的电压电流信号，另一个供电端口的电流信号保持不变，根据不同时间段获取多个端口电压形成的第一数组和第二数组确定两个供电端口分别向各自独立的受电设备供电，还是同时向一个受电设备供电。
[0090]
进一步地，根据第一数组中的多个第一电压判断供电端口的端口电压在第一预设时间段内是否达到稳定状态，当供电端口的端口电压在第一预设时间段内可以达到稳定状态时，根据第二电压和第一电压的大小关系就可以确定两个供电端口分别向各自独立的受电设备供电，还是同时向一个受电设备供电。
[0091]
进一步地，当供电端口的端口电压在第一预设时间段内不能达到稳定状态，则可以根据第一数组的终端斜率和第二数组的初始斜率来确定两个供电端口分别向各自独立的受电设备供电，还是同时向一个受电设备供电。不论是对于大阻容签名的传统受电设备还是标准受电设备均可以实现正确的连接检测。
[0092]
本发明实施例的电路结构简单，检测方法简单，成本低，损耗小，只需要一个恒流源，以及获取两个不同时间段的多个端口电压就可以确定是两个供电端口分别向各自独立连接的受电设备供电，还是同时向一个受电设备供电。
[0093]
依照本发明的实施例如上文所述，这些实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施例。显然，根据以上描述，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地利用本发明以及在本发明基础上的修改使用。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。