CN101252448A - 受电设备的断电检测方法和系统以及供电设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种受电设备的断电检测方法。本发明在供电设备对连接有受电设备的以太网端口所对应的供电电流或阻抗进行采样之前，先判断连接有该受电设备的以太网端口的Link状态是否为Link up，如果是，则表明该受电设备仍连接于该以太网端口，无需执行采样；否则，才执行采样、并根据对采样值的检测结果判断是否需要断电。这样，由于本发明能够在以太网端口的Link状态为Link up时，无需采样即可确定不断电，因而不受采样的稳定性或采样误差的影响，从而提高了断电检测的可靠性。本发明还公开了一种受电设备的断电检测系统和一种能够实现受电设备断电检测的供电设备。

Description

受电设备的断电检测方法和系统以及供电设备

技术领域

本发明涉及以太网供电(Power Over Ethernet，POE)技术，特别涉及一种受电设备(Powered Device，PD)的断电检测方法、一种PD的断电检测系统、以及一种能够实现PD断电检测的供电设备(Power-sourcingequipment，PSE)。

背景技术

在以太网中，各网络终端可通过网线分别连接于以太网交换机的各以太网端口，而POE就是由连接至以太网交换机的PSE通过对应的以太网端口和网线为各网络终端供电。

其中，被PSE供电的各网络终端称为PD，PD可以为互联网协议(IP)电话、无线接入点(AP)、便携设备充电器、刷卡机、摄像头、数据采集装置等网络终端。

图1为传统POE检测状态机的示意图。如图1所示，在实现POE的过程中，依次涉及如下处理步骤：

探测(Detection)，PSE探测连接于以太网端口的网络终端是否为可供电的设备，即该网络终端是否可以作为PD；

分级(Classification)，对探测到的PD进行分级，即确定该PD的消耗功率范围；

上电(Powerup)，根据确定的消耗功率范围对该PD上电；

运行(Operation)，对上电后的PD进行实时监控和电源管理；

断电(Disconnection)，在对PD的上电稳定之后，执行断电检测，即判断连接自以太网端口的PD是否与该以太网端口断开，如果是，则停止对该以太网端口的供电、即断电，并返回执行探测这一处理步骤。

上述断电这一处理步骤中，通常采用的断电检测方式为：对连接有受电设备的以太网端口所对应的供电电流或阻抗进行采样，并根据对采样值的检测结果来判断是否需要断电。

其中，涉及对供电电流采样的断电检测方式可称为直流(DC)断电检测，其具体处理过程为：PSE对提供给PD所在以太网端口的供电电流进行采样，并检测采样得到的电流值是否在一定时间段内均小于或小于等于预设的电流下限阈值，如果检测结果为是，则判断该PD已从对应的以太网端口断开并断电；否则，判断该PD仍与对应的以太网端口相连并继续供电。

涉及对阻抗采样的断电检测方式可称为交流(AC)断电检测，其具体处理过程为：PSE对PD所在以太网端口所对应的电源线对间的阻抗进行采样，并检测采样得到的阻抗值是否在一定时间段内小于或小于等于预设的阻抗下限阈值，如果检测结果为是，则判断该PD已从对应的以太网端口断开并断电；否则，判断该PD仍与对应的以太网端口相连并继续供电。

然而，对于上述两种断电检测方式，其断电检测的可靠性主要依赖于采样电路。如果采样电路不稳定或采样误差较大，则可能在实际的供电电流或阻抗仍大于下限阈值的情况下，采样得到的电流值或阻抗值可能会小于对应的下限阈值，从而误认为PD与以太网端口断开并断电，使得POE的可靠性不高。

而且，在断电之后，由于PD其实仍连接自以太网端口，因而PSE会通过Detection的处理流程重新探测到该PD，并重新给该PD供电，从而造成对该PD的反复上电、断电，进一步降低了POE的可靠性。

可见，现有断电检测的可靠性不高。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种受电的断电检测方法、一种受电的断电检测系统、以及一种能够实现受电设备断电检测的供电设备，能够提高断电检测的可靠性。

本发明提供的一种受电设备的断电检测方法，包括：

供电设备对连接有受电设备的以太网端口所对应的供电电流或阻抗进行采样，并根据对采样值的检测结果来判断是否需要断电；

在所述采样之前，该方法还包括：

供电设备检测连接有受电设备的以太网端口的链路Link状态，并在检测到以太网端口的Link状态为断开Link down时执行所述采样。

根据对采样值的检测结果来判断不需要断电后，返回所述检测连接有受电设备的以太网端口的链路Link状态的步骤。

所述供电设备检测连接有受电设备的以太网端口的Link状态之前，该方法进一步包括：

如果受电设备上电，则连接有该受电设备的以太网端口与其进行物理协商，将Link状态切换为Link up并通知供电设备；

如果受电设备从其所在的以太网端口断开，则该以太网端口将Link状态切换为Link down并通知供电设备。

所述以太网端口通知供电设备包括：

以太网端口的物理层PHY芯片将该端口的Link状态，通过中断方式通知运行于供电设备的供电控制芯片的以太网供电POE软件。

所述以太网端口通知供电设备包括：

预先为供电设备的供电控制芯片设置一用于检测以太网端口Link状态的管脚；

以太网端口的PHY芯片产生一表示该端口的Link状态的预设中断信号，并通过该PHY芯片的预设中断管脚输出至供电设备的供电控制芯片的预设管脚。

所述以太网端口通知供电设备之后、供电设备检测连接有受电设备的以太网端口的Link状态之前，该方法进一步包括：

供电设备将连接有受电设备的以太网端口的Link状态记录于寄存器中，并通过对寄存器的轮询执行所述检测。

本发明提供的一种受电设备的断电检测系统，包括：供电设备和与其相连的以太网交换机，其中，所述以太网交换机具有用于连接受电设备的以太网端口；

所述供电设备，对连接有受电设备的以太网端口所对应的供电电流或阻抗进行采样，并根据对采样值的检测结果来判断是否需要断电；

所述供电设备先检测连接有受电设备的以太网端口的链路Link状态，在检测到以太网端口的Link状态为断开Link down时再执行所述采样。

所述供电设备在根据对采样值的检测结果来判断不需要断电后，继续所述检测连接有受电设备的以太网端口的链路Link状态。

连接受电设备的以太网端口，进一步在该受电设备上电后与其进行物理协商，将Link状态切换为Link up并通知所述供电设备；在受电设备断开后将Link状态切换为Link down并通知所述供电设备。。

所述供电设备具有供电控制芯片、所述以太网端口具有物理层PHY芯片；

所述供电设备的供电控制芯片中运行有以太网供电POE软件；

所述以太网端口的PHY芯片，将该端口的Link状态通过中断方式通知所述POE软件。

所述供电设备具有供电控制芯片、所述以太网端口具有PHY芯片；

所述供电设备的供电控制芯片具有一预先设置的管脚，用于接收表示以太网端口Link状态的中断信号；

所述以太网端口的PHY芯片具有预先设置的中断管脚，与所述供电设备的供电控制芯片的预设管脚物理连接；

所述以太网端口的PHY芯片用于产生一表示该端口的Link状态的预设中断信号，并通过所述中断管脚输出至供电设备的供电控制芯片的预设管脚。

所述供电设备中还包括寄存器，用于记录连接有受电设备的以太网端口的Link状态；

运行于供电设备的供电控制芯片的POE软件，以轮询方式检测所述寄存器中的Link状态。

本发明提供的一种能够实现受电设备断电检测的供电设备，包括：供电部件和控制部件，

所述控制部件用于对连接有受电设备的以太网端口所对应的供电电流或阻抗进行采样，并根据对采样值的检测结果来判断是否需要断电；

所述控制部件还用于检测连接有受电设备的以太网端口的链路Link状态，并在检测到以太网端口的Link状态为断开Link down时执行所述采样。

所述控制部件进一步用于在根据对采样值的检测结果来判断不需要断电后，继续所述检测连接有受电设备的以太网端口的链路Link状态。

由上述技术方案可见，本发明在供电设备对连接有受电设备的以太网端口所对应的供电电流或阻抗进行采样之前，先判断连接有受电设备的以太网端口的Link状态是否为Link up，如果是，则表明受电设备仍连接于该以太网端口、且供电设备对该以太网端口的供电正常，无需根据对采样值的检测结果来判断是否需要断电，因而无需执行采样；否则，才执行采样、并根据对采样值的检测结果判断是否需要断电。这样，由于本发明能够无需任何检测而由供电设备直接获知以太网端口的Link状态，且在以太网端口的Link状态为Link up时，无需采样即可确定不断电，因而不受采样的稳定性或采样误差的影响，从而提高了断电检测的可靠性。

附图说明

图1为传统POE检测状态机的示意图。

图2为本发明实施例中PD的断电检测方法的流程示意图。

图3为本发明实施例中PD的断电检测系统的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本发明进一步详细说明。

对于具有以太网交换功能的PD来说，在PD上电后会与其所连接的以太网端口进行物理协商，从而使得该以太网端口的链路(Link)状态由断开(Link down)切换为连接(Link up)，以便于该PD进行网络传输数据。而且，只要PD连接于该以太网端口、且PSE对该以太网端口的供电正常，其Link状态均会保持为Link up。

因此，在本发明在PSE对连接有PD的以太网端口所对应的供电电流或阻抗进行采样之前，增加了一个判断条件，即先判断连接有PD的以太网端口的Link状态是否为Link up，如果是，则表明PD仍连接于该以太网端口、且PSE对该以太网端口的供电正常，无需根据对采样值的检测结果来判断是否需要断电，因而无需执行采样；否则，即连接有PD的以太网端口的Link状态为Link down，无法确定PD是否仍连接于该以太网端口，因而按照本文背景技术部分所述的方式执行采样、并根据对采样值的检测结果判断是否需要断电。

这样，本发明能够在以太网端口的Link状态为Link up时，无需采样即可确定不断电，因而不受采样的稳定性或采样误差的影响，从而能够提高断电检测的可靠性。

而且，本发明无需以太网端口从PD获取任何额外的电信号，只需获知以太网端口自身的Link状态即可，因而无需对PD进行任何改进、也无需额外占用以太网端口的软硬件资源，从而还能够提高断电检测的成本和通用性。

图2为本发明实施例中PD的断电检测方法的流程示意图。如图2所示，该方法包括：

步骤201，PSE检测连接有PD的以太网端口的链路Link状态。

步骤202，PSE判断检测到的Link状态是否为Link up，如果是，则返回步骤201，否则，执行步骤203。

步骤203，PSE对连接有PD的以太网端口所对应的供电电流或阻抗进行采样，并执行步骤204。

步骤204，根据对采样值的检测结果来判断是否需要断电，如果需要断电，则执行步骤205；如果不需要断电，则返回步骤201。

本步骤中判断是否需要断电的具体处理方式，与本文背景技术部分所述的相同，在此不再赘述。

步骤205，判断出PD已从对应的以太网端口断开并断电。

至此，本流程结束。

需要说明的是，PSE可以对以太网交换机中的每一个连接有PD的以太网端口同时、或依次执行上述流程。

上述流程中，在步骤201之前、如图1所示的Detection这一处理步骤之后，连接有PD的以太网端口可以主动将其自身的Link状态通知给PSE，具体包括：

如果PD正常上电，则连接有该PD的以太网端口与其进行物理协商，将Link状态切换为Link up并通知PSE；

如果PD从其所在的以太网端口断开，则该以太网端口将Link状态切换为Link down并通知PSE。

实际应用中，PSE具有供电控制芯片、以太网端口具有物理层(PHY)芯片，以太网端口的PHY芯片可以通过软件方式或硬件方式，将该端口的Link状态通知给PSE的供电控制芯片。

对于软件方式，PSE的供电控制芯片中运行有POE软件，以太网端口的PHY芯片将该端口的Link状态，通过中断方式通知运行于PSE的供电控制芯片的POE软件。

对于硬件方式，以太网端口的PHY芯片可以预先引出一个专门用于通知该端口Link状态的中断管脚，该中断管脚连接至PSE的供电控制芯片的预设专用于检测以太网端口Link状态的管脚。这样，以太网端口的PHY芯片产生一表示该端口的Link状态的预设中断信号，例如高电平表示Link up、低电平表示Link down，并通过其中断管脚输出至PSE的供电控制芯片的预设管脚，PSE的供电控制芯片即可获知该端口的Link状态。

实际应用中，PSE可以在接收到以太网端口通知的Link状态之后立即开始步骤201的处理，也可以先接收并记录多个以太网端口通知的Link状态之后，再基于对寄存器的轮询执行步骤201，从而周期性地对各以太网端口进行批量处理。如果需要记录以太网端口的Link状态，则PSE可以将其记录于寄存器中。PSE中的寄存器可以是供电控制芯片内部自带的寄存器，也可以是独立于供电控制芯片的其他电路中的寄存器。

以上，是对本发明实施例中PD的断电检测方法的详细说明。下面，再对本发明实施例中PD的断电检测系统进行说明。

图3为本发明实施例中PD的断电检测系统的结构示意图。如图3所示，该系统包括：PSE、以及与PSE相连的以太网交换机，其中，以太网交换机具有用于连接PD的至少一个以太网端口。

PSE先检测连接有PD的以太网端口的链路Link状态，如果该以太网端口的Link状态为连接Link up，则继续检测该以太网端口的Link状态，而不对连接有PD的以太网端口所对应的供电电流或阻抗进行采样；如果该以太网端口的Link状态为断开Link down，才对连接有PD的以太网端口所对应的供电电流或阻抗进行采样、并根据对采样值的检测结果来判断是否需要断电。

如果PSE对连接有PD的以太网端口所对应的供电电流或阻抗进行了采样，且根据对采样值的检测结果判断出无需断电，则可以继续检测以太网端口的Link状态。

其中，连接PD的以太网端口，可以在该PD上电后与其进行物理协商，将Link状态切换为Link up并通知PSE；并在PD断开后将Link状态切换为Link down并通知PSE。这样，PSE即可获知各以太网端口的Link状态，并实现对各以太网端口的Link状态的检测。

具体来说，在该系统中，PSE中包括供电部件和控制部件(图3中未示出)。

其中，供电部件用于通过以太网交换机向PD提供供电电流；控制部件则用于对连接有受电设备的以太网端口所对应的供电电流或阻抗进行采样，并根据对采样值的检测结果来判断是否需要断电。

实际应用中，PSE中的控制部件可以包括供电控制芯片，而以太网端口则具有其自身的PHY芯片(图3中未示出)，以太网端口的PHY芯片可以通过软件方式或硬件方式，将该端口的Link状态通知给PSE的供电控制芯片。

对于软件方式，PSE的供电控制芯片中运行有POE软件；以太网端口的PHY芯片则将该端口的Link状态通过中断方式通知POE软件。

对于硬件方式，以太网端口的PHY芯片可以预先引出一个专门用于通知该端口Link状态的中断管脚，而PSE的供电控制芯片则具有预设专用于检测以太网端口Link状态的管脚，且以太网端口PHY芯片的中断管脚与PSE供电控制芯片的预设管脚直接物理连接。这样，以太网端口的PHY芯片，产生一表示该端口的Link状态的预设中断信号，例如高电平表示Linkup、低电平表示Link down，并通过其中断管脚输出至PSE的供电控制芯片的预设管脚，PSE的供电控制芯片即可获知该端口的Link状态。

PSE中还可以包括寄存器(图3中未示出)，用于记录连接有PD的以太网端口的Link状态。PSE中的寄存器可以是供电控制芯片内部自带的寄存器，也可以是独立于供电控制芯片的其他电路中的寄存器。这样，PSE可以先接收并记录多个以太网端口通知的Link状态之后，再基于对寄存器的轮询读取所记录的Link状态，然后根据记录的Link状态实现对各以太网端口的Link状态检测，而不是必需在接收到以太网端口通知的Link状态之后立即进行相应的处理。

由上述实施方式可见，在PD与以太网端口正常相连时，以太网端口的Link状态肯定是Link up，因而本发明无需进行采样、也无需根据对采样值的检测结果判断是否需要断电，使得断点检测不会受到采样的稳定性和采样精度的影响，从而能够提高断电检测的可靠性。

一旦有PD与以太网端口的物理连接断开，则以太网端口会首先会将Link状态协商为Link down，PSE在运行如图1所示的状态机时，就会因为以太网端口的Link状态为Link down而开始进行采样、并根据对采样值的检测结果判断是否需要断电，此时，由于PD与以太网端口在物理上已经断开，供电电流值和电源线对间的阻抗通常会很小，且此时该以太网端口的Link状态为Link down，则可以确定PD已离开该以太网端口的概率接近100％，因而会停止对以太网端口的供电。

而如果PD仍与以太网端口保持物理连接，但由于物理协商失败而导致的短暂Link down，只要采样的稳定性和精度足够高，则采样得到的供电电流值和电源线对间的阻抗不会很小，因而不会将该PD误认为是与以太网端口的物理连接断开。而且，在PD与以太网端口保持物理连接的情况下，Linkdown、和根据采样值的误检测同时发生的概率很低，从而能够进一步提高断电检测的可靠性。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换以及改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (14)

1、一种受电设备的断电检测方法，该方法包括：

供电设备对连接有受电设备的以太网端口所对应的供电电流或阻抗进行采样，并根据对采样值的检测结果来判断是否需要断电；

其特征在于，在所述采样之前，该方法还包括：

供电设备检测连接有受电设备的以太网端口的链路Link状态，并在检测到以太网端口的Link状态为断开Link down时执行所述采样。

2、如权利要求1所述的方法，其特征在于，根据对采样值的检测结果来判断不需要断电后，返回所述检测连接有受电设备的以太网端口的链路Link状态的步骤。

3、如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述供电设备检测连接有受电设备的以太网端口的Link状态之前，该方法进一步包括：

如果受电设备上电，则连接有该受电设备的以太网端口与其进行物理协商，将Link状态切换为Link up并通知供电设备；

如果受电设备从其所在的以太网端口断开，则该以太网端口将Link状态切换为Link down并通知供电设备。

4、如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述以太网端口通知供电设备包括：

以太网端口的物理层PHY芯片将该端口的Link状态，通过中断方式通知运行于供电设备的供电控制芯片的以太网供电POE软件。

5、如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述以太网端口通知供电设备包括：

预先为供电设备的供电控制芯片设置一用于检测以太网端口Link状态的管脚；

以太网端口的PHY芯片产生一表示该端口的Link状态的预设中断信号，并通过该PHY芯片的预设中断管脚输出至供电设备的供电控制芯片的预设管脚。

6、如权利要求3至5中任意一项所述的方法，其特征在于，所述以太网端口通知供电设备之后、供电设备检测连接有受电设备的以太网端口的Link状态之前，该方法进一步包括：

供电设备将连接有受电设备的以太网端口的Link状态记录于寄存器中，并通过对寄存器的轮询执行所述检测。

7、一种受电设备的断电检测系统，包括：供电设备和与其相连的以太网交换机，其中，所述以太网交换机具有用于连接受电设备的以太网端口；

所述供电设备，对连接有受电设备的以太网端口所对应的供电电流或阻抗进行采样，并根据对采样值的检测结果来判断是否需要断电；

其特征在于，

所述供电设备先检测连接有受电设备的以太网端口的链路Link状态，在检测到以太网端口的Link状态为断开Link down时再执行所述采样。

8、如权利要求7所述的系统，其特征在于，所述供电设备在根据对采样值的检测结果来判断不需要断电后，继续所述检测连接有受电设备的以太网端口的链路Link状态。

9、如权利要求8所述的系统，其特征在于，连接受电设备的以太网端口，进一步在该受电设备上电后与其进行物理协商，将Link状态切换为Linkup并通知所述供电设备；在受电设备断开后将Link状态切换为Link down并通知所述供电设备。

10、如权利要求9所述的系统，其特征在于，所述供电设备具有供电控制芯片、所述以太网端口具有物理层PHY芯片；

所述供电设备的供电控制芯片中运行有以太网供电POE软件；

所述以太网端口的PHY芯片，将该端口的Link状态通过中断方式通知所述POE软件。

11、如权利要求9所述的系统，其特征在于，所述供电设备具有供电控制芯片、所述以太网端口具有PHY芯片；

所述供电设备的供电控制芯片具有一预先设置的管脚，用于接收表示以太网端口Link状态的中断信号；

所述以太网端口的PHY芯片具有预先设置的中断管脚，与所述供电设备的供电控制芯片的预设管脚物理连接；

所述以太网端口的PHY芯片用于产生一表示该端口的Link状态的预设中断信号，并通过所述中断管脚输出至供电设备的供电控制芯片的预设管脚。

12、如权利要求9至11中任意一项所述的系统，其特征在于，所述供电设备中还包括寄存器，用于记录连接有受电设备的以太网端口的Link状态；

运行于供电设备的供电控制芯片的POE软件，以轮询方式检测所述寄存器中的Link状态。

13、一种能够实现受电设备断电检测的供电设备，包括：供电部件和控制部件，

所述控制部件用于对连接有受电设备的以太网端口所对应的供电电流或阻抗进行采样，并根据对采样值的检测结果来判断是否需要断电；

其特征在于，

所述控制部件还用于检测连接有受电设备的以太网端口的链路Link状态，并在检测到以太网端口的Link状态为断开Link down时执行所述采样。

14、如权利要求13所述的供电设备，其特征在于，所述控制部件进一步用于在根据对采样值的检测结果来判断不需要断电后，继续所述检测连接有受电设备的以太网端口的链路Link状态。

Images