CN102160252B - 增加以太网供电系统所支持受电设备的个数的方法及装置 - Google Patents

Abstract

为了增加以太网供电系统所能支持的受电设备的个数，本发明提出了为受电设备配备电能存储设备，即将供电设备的供电能力在时间上进行了搬移。供电设备对电能存储设备进行充电，然后在一般情况下由电能存储设备对受电设备进行供电，这样就在不增加供电设备的电量供应能力的前提下，增加了以太网供电系统所能支持的受电设备的个数。采用本发明的方案，不需要对供电设备的硬件进行改动；提高了以太网供电系统的受电设备容量；不需要对布线进行改动。

Description

增加以太网供电系统所支持受电设备的个数的方法及装置

技术领域

本发明涉及通信网络，尤其涉及以太网中的供电设备和受电设备。

背景技术

以太网供电技术(Power Over Ethernet，PoE)指的是在现有的以太网五类线(Cat.5)布线基础架构不做何改动的情况下，在为一些基于因特网协议(IP)的终端，例如IP电话机、无线局域网接入点(Access Point，AP)、网络摄像机等传输数据信号的同时，还能为此类设备提供直流供电的技术。以太网供电技术能在确保现有结构化布线安全的同时保证现有网络的正常运作，最大限度地降低成本。

以太网供电也被称为基于局域网的供电系统(POL，Power overLAN)或有源以太网(Active Ethernet)，有时也被简称为以太网供电，这是利用现存标准以太网传输电缆的同时传送数据和电功率的标准规范，并保持了与现存以太网系统和用户的兼容性。IEEE 802.3af标准是基于以太网供电系统POE的标准，它在IEEE 802.3的基础上增加了通过网线直接供电的相关标准，是现有以太网标准的扩展，也是第一个关于电源分配的国际标准。

一个完整的以太网供电系统包括供电设备(Power SourcingEquipment，PSE)和受电设备(Powered Device，PD)两部分，两者基于IEEE802.3af标准建立有关受电设备的连接情况、设备类型、功耗级别等方面的信息联系，并以此为根据控制供电设备通过以太网向受电设备供电。

一个典型的以太网供电系统的拓扑结构图如图1所示。用一个供电设备1，例如一个带电源供电集线器给局域网的双绞线提供电源。在双绞线的末端，该电源用来驱动受电设备2，包括IP电话、无线接入点、相机和其他设备等。

参考图2A-图2C，分别示出了使用以太网的传输电缆输送直流电(DC)到以太网供电兼容的受电设备的供电方式：

一种方法是“末端跨接法”(End-Span)，包括已经内置了PoE功能的以太网供电交换机/集线器，如图2A和图2B所示，其中，又包括两种方案，方案A如图2A所示，输电采用未传输数据的空闲脚；方案B如图2B所示，在传输数据所用的芯线上同时传输直流电，因为输电与数据传输共线，因而省去了需要设置独立输电的专用线。

另一种方法是“中间跨接法”，如图2C所示，用于在传统以太网交换机和受电设备之间插入具有以太网供电功能的设备，其采用方案A，输电采用未传输数据的空闲脚，如图2C中的供电设备1。

对于供电设备，以太网供电工作过程可以描述如下：

1.检测过程(detection)

刚开始的时候，供电设备在端口只是输出很小的电压，直到其检测到其线缆的终端连接为一个支持IEEE 802.3af标准的受电端设备。

2.受电设备分类(classification)

当检测到受电设备之后，供电设备可能会为受电设备进行分类，并且评估此受电设备所需的功率损耗。

3.开始供电(power up)

在一个可配置的时间(一般小于15微秒)的启动期内，供电设备开始从低电压开始向受电设备供电，直至提供到正常工作电压，例如48V直流电源。

4.供电(operating)。供电设备为受电设备提供稳定可靠的48V直流电，满足PD设备不超过13W的功率消耗，在PoE plus系统中，甚至可以提供20W-40W的功率。

5.断电(power down)。如果受电设备被物理或者电子上从网络上去掉，供电设备就会快速地(一般在300-400ms的时间之内)停止为受电设备供电，并且又开始检测过程检测线缆的终端是否连接受电设备。

在整个过程当中，一些事件如受电设备功率消耗过载、短路、超过供电设备的供电负荷等会造成整个过程在中间会中断，供电设备又会从第一步检测过程开始。

由上述描述可知，如果受电设备没有外接电源，则供电设备需要一直为其供电，直至受电设备被物理或电子上从网络上去掉。

可以理解，以太网供电系统的容量取决于供电设备的电量供应能力和每个受电设备的最大功耗。

以下述的参数为例，对以太网供电系统的容量进行具体分析：

i)供电设备的电量供应能力为1000W(瓦)，

ii)受电设备的待机能量消耗为1W；

iii)受电设备的最大功率消耗为100W。

如果所有的受电设备均处于待机状态，供电设备可以支持1000/1＝1000个受电设备；如果所有的受电设备在最大功耗状态，供电设备仅能支持1000/100＝10个受电设备。所以，考虑到安全的因素，如果受电设备全部工作在最大功耗状态，则系统可支持的受电设备，也即，以太网供电系统的容量仅为10个。

以电话系统为例进行说明，其中，受电设备均为IP电话机，根据经验，在同一时刻，并不是所有的电话均处于通话的状态下，也即，并不是所有的电话均处于大功耗的状态下，通常地，只有少于30％的电话同时在使用状态下，并且大多数电话的持续时间少于5分钟，如果供电设备1同时按照每个受电设备均处于最大功率消耗的情形为待机状态下和处于通话状态下的受电设备2供电，则供电设备1所能支持的受电设备的个数就极为有限。

为了扩展以太网供电系统所支持的受电设备的个数，如果仅仅扩大供电设备的电量供应能力，会使供电设备设计更复杂，因而增加了成本，单纯地扩大供电设备的电量供应能力还需要解决冷却的问题；如果使用外接的直流/交流电源，又会丧失了以太网供电设备的优势。因此，如何有效地扩充以太网供电系统的容量成为一个亟待解决的问题。

发明内容

为了扩充以太网供电系统所能接入的受电设备的个数，本发明提出了为受电设备配备电能存储设备，即将供电设备的供电能力在时间上进行了搬移。供电设备对电能存储设备进行充电，然后在一般情况下由电能存储设备对受电设备进行供电，这样就在不增加供电设备的电量供应能力的前提下，增加了以太网供电系统所能支持的受电设备的个数。

根据本发明的第一方面，提供了一种在以太网的供电设备中用于为受电设备供电的方法，其中，包括以下步骤：判断是否满足预定充电条件；当满足预定充电条件时，为所述受电设备的电能存储设备充电，所述电能存储设备用于为所述受电设备提供工作电源。

根据本发明的第二方面，提供了一种在以太网的受电设备中辅助供电设备为所述受电设备供电的方法，其中，所述受电设备包括电能存储设备，该方法包括以下步骤：向所述供电设备发送充电相关信息。

本发明的优点如下：

1.不需要对供电设备的硬件进行改动；

2.提高了以太网供电系统的受电设备容量；

3.不需要对布线进行改动。

附图说明

通过参照附图阅读以下所作的对非限制性实施例的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显。

图1为一个典型的以太网供电系统的拓扑结构图；

图2A、图2B和图2C分别示出了三种不同的供电设备的供电方式；

图3示出了根据本发明的一个具体实施例的方法流程图；

图4示出了根据本发明的一个具体实施例的装置框图。

其中，相同或相似的附图标记代表相同或相似的装置(模块)或步骤。

具体实施方式

参照图1，对本发明的应用场景进行简单描述如下，图1所示的供电设备1可以与交换机或集线器集成在一起，如图2A和图2B所示，也可以是分立的，如图2C所示。可以是用一个供电设备1，例如一个带电源供电集线器给局域网的双绞线提供电源，此外，供电设备1还可以包括带供电功能的路由器、集线器等。在双绞线的末端，该电源用来驱动受电设备2，如图1所示，包括受电设备2a：IP电话，受电设备2b：接入节点，例如，蓝牙接入点、无线局域网接入点，受电设备2c：网络摄像头，受电设备2d：网络照相机，当然，受电设备2还包括灯光工作、网络打印机、无线网桥、建筑的保安系统如门禁读卡机与监测系统、个人数字助理或者笔记本电脑等。

其中，受电设备2中还包括电能存储设备(图中未示出)，用于存储来自供电设备1的电能，并为受电设备2提供工作电源。

电能存储设备可以是充电电池，或者是大容量电容，例如超级电容，该充电电池或电容的容量可以由受电设备的生产厂家按照实际情况选择，典型地，超级电容的电容量可以从1法拉至数千法拉，甚至更大。与普通的化学充电电池相比，超级电容具有充电快速和能量转换效率高，因为它的能量存储的方式为电能，其仅仅在充电、放电电路上产生损耗。而普通的化学充电电池需要进行化学能和电能之间的转换，损耗大。

以下结合图3，对根据本发明的一个具体实施例的方法流程图进行描述。

在图3中，首先以受电设备2a，即IP电话为例对本发明进行描述，本领域技术人员可以理解，受电设备也可以是其他支持802.3af协议的设备，以下举出的IP电话仅为受电设备2的一个示例，本发明同样也可以应用于其他以太网供电系统的受电设备中。

本发明的方法从步骤S10开始。

在步骤S10中，受电设备2a向供电设备1发送充电相关消息。该充电相关消息可以包括以下各项中的任意一项或者任意多项：

电能存储设备的电量指示信息

该电量指示信息可以是剩余电量的指示信息，也可以是已用电量的指示信息。可以是以相对值的形式表示，也可以是以绝对值的形式表示。例如，以相对值的形式表示的剩余电量为10％，或已用电量为90％，以绝对值的形式表示的剩余电量为50mAh(毫安时)，或已用电量为1500mAh。

可以理解，因为电池电压和剩余电量之间存在的某种已知关系，受电设备2a通过获取电能存储设备的电压途径，就可以获得电能存储设备的电量指示信息。当然，受电设备2a可以采用其他途径获得电能存储设备的剩余/已用电量。因为其是本领域技术人员已知的，因此其具体实现在此不予赘述。

充电请求消息

在一个变化的实施例中，当受电设备2a获取了电能存储设备的电量指示信息后，受电设备2a进一步地根据厂家或者用户的初始/动态设置，判断供电设备1是否需要对该电能存储设备进行充电。

例如，在受电设备2a中预存了厂家或者用户的设置：当电能存储设备的剩余电量低于预定阈值，例如，30％或者100mAh时，或者，等同地，已用电量高于另一预定阈值，例如，70％或者1000mAh时，受电设备2a就判断出供电设备1需要对受电设备2a充电的指示信息。因此，受电设备2a根据该指示信息，并根据受电设备2a获取的该剩余电量/已用电量，判断出供电设备1需要对该电能存储设备进行充电，并发送充电请求消息，用于请求供电设备1为电能存储设备充电。

受电设备的功耗模式相关信息

电能存储设备的电量指示信息如上所述，在此不予赘述，受电设备的功耗模式相关信息包括该受电设备是工作在大功耗的状态下，还是一般功耗的状态下。大功耗的状态，例如，该受电设备2a，即IP电话正在通话中，一般功耗的状态例如IP电话在待机。

推荐充电模式相关信息

在一个变化的实施例中，如果受电设备2a获取了电能存储设备的电量指示信息和受电设备的功耗模式相关信息，受电设备2a还可以进一步判断出推荐充电设备1所采用的推荐充电模式。

例如，由厂家或者用户在初始时配置或者动态配置以下信息：当受电设备的电能存储设备的电量满足第一预定阈值，且受电设备处于大功耗的模式下时，受电设备2a推荐供电设备1持续地为该受电设备充电，即，采用紧急充电模式。例如，剩余电量低于10％或者100mAh或者已用电量高于90％或者900mAh且该受电设备2a正在通话中；当受电设备的电能存储设备的电量满足第二预定阈值，且受电设备处于待机的模式下时，受电设备2a推荐供电设备1采用根据时间段周期性(时序轮流)地为该受电设备2a充电，即，采用正常充电模式，例如，剩余电量高于10％或者100mAh或者已用电量低于90％或者900mAh，且受电设备2a处于待机状态，则采用正常充电模式；或者虽然受电设备2a处于工作状态，但是剩余电量高于30％或者300mAh或者已用电量低于70％或者700mAh，受电设备2a推荐供电设备1采用正常充电模式为受电设备2a充电。

在受电设备端，可以通过扩展链路层发现协议-媒体端点发现(Link Layer Discovery Protocol-Media Endpoint Discovery，LLDP-MED)，并定义不同的长度值(Type Length Value，TLV)消息实现本发明。

例如，分别定义：电量指示信息、充电请求消息(或充电结束消息)、功耗模式相关信息和推荐充电模式相关信息之中的任一项或者任多项。此外，也可以定义专有协议，均属于本发明的保护范围，在上述实施例中，对现有的LLDP-MED协议的扩展，是考虑到不同的设备之间的互通和兼容性。

当供电设备1接收到来自受电设备2a的充电相关消息，本发明的方法进入步骤S11，供电设备1判断是否满足预定充电条件，当满足充电条件，则该方法进入步骤S12，供电设备1为受电设备2a的电能存储设备充电。具体地：

当供电设备1接收到来自受电设备2a的充电相关消息中包括

充电请求消息

供电设备1判断为满足充电条件，即供电设备1需要为电能存储设备充电；

当供电设备1接收到来自受电设备2a的充电相关消息中包括

推荐充电模式相关信息

供电设备1判断为满足充电条件，并且，供电设备1根据受电设备2a所推荐的充电模式，为受电设备2a的电能存储设备采用相应的紧急充电模式/正常充电模式进行充电；

当供电设备1接收到来自受电设备2a的充电相关消息中不包

括充电请求消息，而包括电量相关信息：

供电设备1还需要根据该电量相关信息进行判断。具体地，例如，在供电设备1中预存了厂家或者用户对不同的受电设备的设置：例如，对于受电设备2a，当电能存储设备的剩余电量低于预定阈值，例如，30％或者150mAh时，或者，等同地，已用电量高于另一预定阈值，例如，70％或者350mAh时，供电设备1就判断为供电设备1需要对受电设备2a充电的指示信息。供电设备1根据该指示信息，并根据受电设备2a报告的充电相关消息中的该剩余电量/已用电量，判断出本供电设备1需要对该电能存储设备进行充电，也即，满足预定充电条件。

供电设备1接收到的来自受电设备2a的充电相关消息中包括电能存储设备的电量相关信息和受电设备2a的功耗模式相关信息

此时，当供电设备1判断出满足预定充电条件，需要对受电设备2a进行充电时，还可以进一步地确定采用何种充电模式为该受电设备2a进行充电。

例如，由厂家或者用户在初始时配置或者动态配置：当受电设备的电能存储设备的电量满足第一预定阈值，且受电设备处于大功耗的模式下时，持续地为该受电设备充电，即，采用紧急充电模式，例如，剩余电量低于10％或者100mAh或者已用电量高于90％或者900mAh，且该受电设备2a处于大功耗的工作状态下，例如IP电话处于通话状态，或者当受电设备为网络摄像头时，处于视频压缩和数据传输的状态，即受电设备所消耗的功率较大；当受电设备的电能存储设备的电量满足第二预定阈值，且受电设备处于待机的模式下时，采用根据时间段周期性(时序轮流)地为该受电设备2a充电，即，采用正常充电模式，例如，剩余电量高于10％或者100mAh或者已用电量低于90％或者900mAh，且处于待机状态，则采用正常充电模式；或者虽然处于工作状态，但是剩余电量高于30％或者300mAh或者已用电量低于70％或者700mAh，则采用正常充电模式。

其中，第一预定阈值和第二预定阈值仅作示例，本领域技术人员应可根据实际情况选择其他阈值。

例如，一个正在使用的剩余电量低于10％的受电设备经过充电后，其剩余电量高于30％或者虽然其剩余电量仍低于10％，但转换为待机状态，例如，正在使用的IP电话结束通话，则供电设备1判断由紧急充电模式转换为正常充电模式对该受电设备进行充电。

然后，在步骤S12中，供电设备1为受电设备2a的电能存储设备进行充电。供电设备采用正常充电模式或紧急充电模式为受电设备2a的电能存储设备充电。当然，电能存储设备作为受电设备2a的一部分，可以是与受电设备集成在一起的，也可以是与受电设备2a分离的。当受电设备1处于紧急充电模式下时，供电设备1在为受电设备2a的电能存储设备1提供充电电源的同时，还需要为受电设备2a提供工作电源，这是一种高效的方式，降低了能量转换带来的损耗，因为受电设备2a直接消耗了来自供电设备1的电能，以维持受电设备2a的正常工作。然而，在一个变化的实施例中，若电能存储设备的充电路径与放电路径是分离的，也即，电能存储设备可以既被充电又可以对受电设备同时供电，则供电设备1可以仅为电能存储设备提供充电电源，而不需要向受电设备2a提供工作电源，而由电能存储设备为受电设备2a提供工作电源。

然后，当供电设备1通过检测受电设备2a的电能存储设备的电压，检测到受电设备2a的电量满足一定阈值，例如，已充满或者充电达到80％，或者供电设备1根据受电设备2a报告的充电已达到一定阈值，例如，充满或者充电达到80％的报告消息，结束充电。可以理解，上述阈值可以由受电设备的生产厂家进行设置，其取值可以视具体情况定义。

在一个变化的实施例中，例如，对于采用周期轮换的充电模式的受电设备，每个受电设备均有一个充电周期，该充电周期可以是受电设备出厂设置系统默认的，也可以由用户动态设定的。当供电设备1检测到某一特定的受电设备的周期充电的时间已超过，或者供电设备1接收到来自该受电设备的退出充电时隙的请求，供电设备1就停止为该受电设备充电。

在一个变化的实施例中，如果不考虑受电设备工作的稳定性，为了达到同时支持更多的受电设备的目的，供电设备1可以为所有的受电设备的电能存储设备都采用周期轮换的方式进行充电。相对地，为了为受电设备提供稳定可靠的服务，供电设备1也可以为所有的受电设备的电能存储设备均提供持续的充电模式。

在上述实施例中，采用受电设备2a向供电设备1报告的方式，以告知需要供电设备1需要对受电设备2a进行充电，该方式减少不必要的信令交互，因而能够节省网络带宽。考虑到如果受电设备出现软件故障等情形，其不能及时地向供电设备1进行报告，供电设备1无法获取受电设备的信息时，在一个变化的实施例中，可以考虑采用查询的方式，即在步骤S10之前还包括以下步骤：

由供电设备1周期性地/非周期性地向受电设备发送查询请求，以用于查询其是否需要充电。

在上述实施例中，受电设备2a的功耗模式相关信息是由受电设备2a提供的。在一个变化的实施例中，供电设备1可以通过检测特定端口的数据流量，来判断受电设备处于何种工作模式，以获得相应的功耗模式相关信息，而不需要依赖于受电设备2a的报告。

可以通过为供电设备1扩展链路层发现协议-媒体端点发现(Link Layer Discovery Protocol Media Endpoint Discovery)，并定义不同的长度值(Type Length Value，TLV)消息实现本发明。

例如，分别定义：电量指示信息、充电响应消息(或充电结束消息)、功耗模式相关信息和推荐充电模式响应相关信息、充电状态查询消息之中的任一项或者任多项。当然也可以定义专有协议，均属于本发明的保护范围，在上述实施例中，对现有的LLDP-MED协议的扩展，是考虑到不同的设备之间的互通和兼容性。

当供电设备1不需要对受电设备2a充电时，例如，当电能存储设备的剩余电量高于一定的阈值时，该方法进入步骤SA，由受电设备的电能存储设备为受电设备2a提供工作电源，此时，供电设备1可以对其他受电设备充电，或者处于待机状态。

本发明中的实施例描述了以太网中的供电设备，本领域技术人员可以理解，本发明不局限于以太网，本发明也适用于可以通过数据线供电的现场总线，且通过该现场总线传输直流电，不会对数据污染的情形。

以下参照图4，并结合图1和图3，对根据本发明的一个具体实施例的装置框图进行描述。

图4示出了根据本发明的一个具体实施例的装置框图。在图4中，供电装置10位于图1所示的供电设备1中。其中，包括判断装置100和电源提供装置101。

辅助装置20位图1所示的受电设备2a中，首先以受电设备2a包括IP电话为例对本发明进行描述，本领域技术人员可以理解，受电设备也可以是其他支持802.3af协议的设备，以下举出的IP电话仅为受电设备2的一个示例，本发明同样也可以应用于其他以太网供电系统的受电设备中。其中，辅助装置20还包括发送装置200。

首先，辅助装置20中的发送装置200向供电设备1发送充电相关消息。该充电相关消息可以包括以下各项中的任意一项或者任意多项：

电能存储设备的电量指示信息

该电量指示信息可以是剩余电量的指示信息，也可以是已用电量的指示信息。可以是以相对值的形式表示，也可以是以绝对值的形式表示。例如，以相对值的形式表示的剩余电量为10％，或已用电量为90％，以绝对值的形式表示的剩余电量为50mAh，或已用电量为1500mAh。

可以理解，因为电池电压和剩余电量之间存在的某种已知关系，受电设备2a通过获取电能存储设备的电压途径，就可以获得电能存储设备的电量指示信息。当然，受电设备2a可以采用其他途径获得电能存储设备的剩余/已用电量。因为其是本领域技术人员已知的，因此其具体实现在此不予赘述。

充电请求消息

在一个变化的实施例中，辅助装置20还包括检测装置、比较装置和消息生成装置(图中均未示出)。当检测装置检测到电能存储设备的电量信息后，比较装置进一步地将该电能存储设备的电量信息与厂家或者用户的初始/动态设置的阈值相比较，以判断供电设备1是否需要对该电能存储设备进行充电。

例如，在受电设备2a中预存了厂家或者用户的设置：当电能存储设备的剩余电量低于预定阈值，例如，30％或者100mAh时，或者，等同地，已用电量高于另一预定阈值，例如，70％或者1000mAh时，受电设备2a就判断出供电设备1需要对受电设备2a充电的指示信息。因此，受电设备2a根据该指示信息，并根据受电设备2a获取的该剩余电量/已用电量，判断出供电设备1需要对该电能存储设备进行充电，因此，消息生成装置生成充电请求消息，用于请求供电设备1为电能存储设备充电，然后，发送装置200发送消息生成装置所生成的充电请求消息。

受电设备的功耗模式相关信息

电能存储设备的电量指示信息如上所述，在此不予赘述，受电设备的功耗模式相关信息包括该受电设备是工作在大功耗的状态下，还是一般功耗的状态下。大功耗的状态，例如，该受电设备2a，即IP电话正在通话中，一般功耗的状态例如IP电话在待机。或者受电设备2c，即网络摄像头处于视频压缩和数据传输状态时，该网络摄像头处于大功耗的状态，受电设备2c在未传输数据时，处于一般功耗状态。

推荐充电模式相关信息

在一个变化的实施例中，如果受电设备2a获取了电能存储设备的电量指示信息和受电设备的功耗模式相关信息，受电设备2a还可以进一步判断出推荐充电设备1所采用的推荐充电模式。

例如，由厂家或者用户在初始时配置或者动态配置以下信息：当受电设备的电能存储设备的电量满足第一预定阈值，且受电设备处于大功耗的模式下时，受电设备2a推荐供电设备1持续地为该受电设备充电，即，采用紧急充电模式。例如，剩余电量低于10％或者100mAh或者已用电量高于90％或者900mAh且该受电设备2a正在通话中；当受电设备的电能存储设备的电量满足第二预定阈值，且受电设备处于待机的模式下时，受电设备2a推荐供电设备1采用根据时间段周期性(时序轮流)地为该受电设备2a充电，即，采用正常充电模式，例如，剩余电量高于10％或者100mAh或者已用电量低于90％或者900mAh，且受电设备2a处于待机状态，则采用正常充电模式；或者虽然受电设备2a处于工作状态，但是剩余电量高于30％或者300mAh或者已用电量低于70％或者700mAh，受电设备2a推荐供电设备1采用正常充电模式为受电设备2a充电。然后，发送装置200将推荐充电模式相关信息发送给供电设备1。

在受电设备端，可以通过扩展链路层发现协议-媒体端点发现(Link Layer Discovery Protocol-Media Endpoint Discovery，LLDP-MED)，并定义不同的长度值(Type Length Value，TLV)消息实现本发明。

例如，分别定义：电量指示信息、充电请求消息(或充电结束消息)、功耗模式相关信息和推荐充电模式相关信息之中的任一项或者任多项。此外，也可以定义专有协议，均属于本发明的保护范围，在上述实施例中，对现有的LLDP-MED协议的扩展，是考虑到不同的设备之间的互通和兼容性。

当供电设备1接收到来自受电设备2a的充电相关消息，判断装置100判断是否满足预定充电条件，当满足充电条件，电源提供装置101为受电设备2a的电能存储设备充电。具体地：

当供电设备1接收到来自受电设备2a的充电相关消息中包括

充电请求消息

判断装置100判断为满足充电条件，即供电设备1需要为电能存储设备充电；

当供电设备1接收到来自受电设备2a的充电相关消息中包括

推荐充电模式相关信息

判断装置100判断为满足充电条件，并且，电源提供装置101根据受电设备2a所推荐的充电模式，为受电设备2a的电能存储设备采用相应的紧急充电模式/正常充电模式进行充电；

当供电设备1接收到来自受电设备2a的充电相关消息中不包

括充电请求消息，而包括电量相关信息：

判断装置100还需要根据该电量相关信息进行判断。具体地，例如，在供电设备1中预存了厂家或者用户对不同的受电设备的设置：例如，对于受电设备2a，当电能存储设备的剩余电量低于预定阈值，例如，30％或者150mAh时，或者，等同地，已用电量高于另一预定阈值，例如，70％或者350mAh时，判断装置100就判断为供电设备1需要对受电设备2a充电的指示信息。判断装置100根据该指示信息，并根据受电设备2a报告的充电相关消息中的该剩余电量/已用电量，判断出本供电设备1需要对该电能存储设备进行充电，也即，满足预定充电条件。

供电设备1接收到的来自受电设备2a的充电相关消息中包括电能存储设备的电量相关信息和受电设备2a的功耗模式相关信息

此时，当判断装置100判断出满足预定充电条件，需要对受电设备2a进行充电时，电源提供装置101还可以进一步地确定采用何种充电模式为该受电设备2a进行充电。

例如，由厂家或者用户在初始时配置或者动态配置：当受电设备的电能存储设备的电量满足第一预定阈值，且受电设备处于大功耗的模式下时，则电源提供装置101持续地为该受电设备充电，即，采用紧急充电模式，例如，剩余电量低于10％或者100mAh或者已用电量高于90％或者900mAh，且该受电设备2a处于大功耗的工作状态下，例如IP电话处于通话状态，或者当受电设备为网络摄像头时，处于视频压缩和数据传输的状态，即受电设备所消耗的功率较大；当受电设备的电能存储设备的电量满足第二预定阈值，且受电设备处于待机的模式下时，采用根据时间段周期性(时序轮流)地为该受电设备2a充电，即，采用正常充电模式，例如，剩余电量高于10％或者100mAh或者已用电量低于90％或者900mAh，且处于待机状态，则电源提供装置101采用正常充电模式；或者虽然处于工作状态，但是剩余电量高于30％或者300mAh或者已用电量低于70％或者700mAh，则电源提供装置101采用正常充电模式。

其中，第一预定阈值和第二预定阈值仅作示例，本领域技术人员应可根据实际情况选择其他阈值。

例如，一个正在使用的剩余电量低于10％的受电设备经过充电后，其剩余电量高于30％或者虽然其剩余电量仍低于10％，但转换为待机状态，例如，正在使用的IP电话结束通话，则电源提供装置101判断由紧急充电模式转换为正常充电模式对该受电设备进行充电。

也即，电源提供装置101为受电设备2a的电能存储设备进行充电。供电设备采用正常充电模式或紧急充电模式为受电设备2a的电能存储设备充电。当然，电能存储设备作为受电设备2a的一部分，可以是与受电设备集成在一起的，也可以是与受电设备2a分离的。当受电设备1处于紧急充电模式下时，供电设备1在为受电设备2a的电能存储设备1提供充电电源的同时，还需要为受电设备2a提供工作电源，这是一种高效的方式，降低了能量转换带来的损耗，因为受电设备2a直接消耗了来自供电设备1的电能，以维持受电设备2a的正常工作。然而，在一个变化的实施例中，若电能存储设备的充电路径与放电路径是分离的，也即，电能存储设备可以既对受电设备进行充电又可以对受电设备同时放电，则供电设备1可以仅为电能存储设备提供充电电源，而不需要向受电设备2a提供工作电源，而由电能存储设备为受电设备2a提供工作电源。

然后，当供电设备1通过检测受电设备2a的电能存储设备的电压，检测到受电设备2a的电量满足一定阈值，例如，已充满或者充电达到80％，或者供电设备1根据受电设备2a报告的充电已达到一定阈值，例如，充满或者充电达到80％的报告消息，结束充电。可以理解，上述阈值可以由受电设备的生产厂家进行设置，其取值可以视具体情况定义。

在一个变化的实施例中，例如，对于采用周期轮换的充电模式的受电设备，每个受电设备均有一个充电周期，该充电周期可以是受电设备出厂设置系统默认的，也可以由用户动态设定的。当供电设备1检测到某一特定的受电设备的周期充电的时间已超过，或者供电设备1接收到来自该受电设备的退出充电时隙的请求，供电设备1就停止为该受电设备充电。

在一个变化的实施例中，如果不考虑受电设备工作的稳定性，为了达到同时支持更多的受电设备的目的，电源提供装置101可以为所有的受电设备的电能存储设备都采用周期轮换的方式进行充电。相对地，为了为受电设备提供稳定可靠的服务，电源提供装置101也可以为所有的受电设备的电能存储设备均提供持续的充电模式。

在上述实施例中，采用受电设备2a向供电设备1报告的方式，以告知需要供电设备1需要对受电设备2a进行充电，该方式减少不必要的信令交互，因而能够节省网络带宽。考虑到如果受电设备出现软件故障等情形，其不能及时地向供电设备1进行报告，供电设备1无法获取受电设备的信息时，在一个变化的实施例中，可以考虑采用查询的方式，即供电装置10还包括查询装置(图中未示出)：

由查询装置周期性地/非周期性地向受电设备发送查询请求，以用于查询其是否需要充电。

在上述实施例中，受电设备2a的功耗模式相关信息是由发送装置200提供的。在一个变化的实施例中，供电设备1可以通过检测特定端口的数据流量，来判断受电设备处于何种工作模式，以获得相应的功耗模式相关信息，而不需要依赖于受电设备2a的报告。

可以通过为供电设备1扩展链路层发现协议-媒体端点发现(Link Layer Discovery Protocol Media Endpoint Discovery)，并定义不同的长度值(Type Length Value，TLV)消息实现本发明。

例如，分别定义：电量指示信息、充电响应消息(或充电结束消息)、功耗模式相关信息和推荐充电模式响应相关信息、充电状态查询消息之中的任一项或者任多项。当然也可以定义专有协议，均属于本发明的保护范围，在上述实施例中，对现有的LLDP-MED协议的扩展，是考虑到不同的设备之间的互通和兼容性。

当供电设备1不需要对受电设备2a充电时，例如，当电能存储设备的剩余电量高于一定的阈值时，由受电设备的电能存储设备为受电设备2a提供工作电源，此时，供电设备1可以对其他受电设备充电，或者处于待机状态。

本发明中的实施例描述了以太网中的供电设备，本领域技术人员可以理解，本发明不局限于以太网，本发明也适用于可以通过数据线供电的现场总线，且通过该现场总线传输直流电，不会对数据污染的情形。

以上对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于特定的系统、设备和具体协议，本领域内技术人员可以在所附权利要求的范围内做出各种变形或修改。

Claims (19)

1.一种在以太网的供电设备中用于为多个受电设备供电的方法，包括以下步骤：

A.基于所述多个受电设备的电能存储设备的电量和所述多个受电设备的工作状态以确定所述供电设备的充电模式；以及

B.根据所确定的充电模式为所述多个受电设备的所述电能存储设备充电和/或向所述多个受电设备直接供电，所述充电模式包括持续为所述电能存储设备充电，以及按照时间段周期性的对所述电能存储设备充电,对于每个所述受电设备来说所述充电模式包括：

-第一充电模式，用于当所述受电设备的电能存储设备电量低于第一预定阈值且所述受电设备工作在第一状态时，持续为所述电能存储设备充电和/或直接为所述受电设备供电；

-第二充电模式，用于当所述受电设备的电能存储设备电量高于第一预定阈值且所述受电设备工作在第二状态时，按照时间段周期性地对所述电能存储设备充电；或

-第三充电模式，用于当所述受电设备的电能存储设备电量高于第二预定阈值且所述受电设备工作在第一状态时，按照时间段周期性地为所述受电设备的电能存储设备充电；

其中，所述第一预定阈值小于所述第二预定阈值，所述受电设备在所述第一状态的功耗高于在所述第二状态的功耗；其中所述电能存储设备用于为所述多个受电设备提供工作电源。

2.根据权利要求1所述的方法还包括，

-接收来自所述多个受电设备的充电相关消息，每条所述充电相关消息包括每个所述电能存储设备的电量指示信息和每个相应的所述受电设备的工作状态信息；以及

-检测所述多个受电设备的数据流量信息；

-根据所述工作状态信息和/或所述数据流量信息判断所述多个受电设备的工作状态。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述充电相关消息包括充电请求或充电结束消息。

4.根据权利要求2所述的方法，其中所述步骤A还包括：

-将所述电量指示信息与所述第一或第二预定阈值相比较。

5.根据权利要求2所述的方法，其中所述受电设备的工作状态信息包括所述受电设备的功耗模式相关信息。

6.根据权利要求2所述的方法，其中，

所述步骤A之前还包括以下步骤：

-向所述受电设备发送查询消息，所述查询消息用于查询所述充电相关消息。

7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述供电设备包括交换机、路由器或者集线器。

8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述多个受电设备包括因特网协议电话、网络摄像机、网络相机、网络打印机、接入节点、交换机、无线网桥、个人数字助理或者笔记本电脑。

9.根据权利要求1所述的方法，其中，所述电能存储设备包括充电电池或者大容量电容。

10.一种在以太网的供电设备中用于为多个受电设备供电的供电装置，其中，包括：

判断装置，用于根据所述多个受电设备的电能存储设备的电量和所述多个受电设备的工作状态确定充电模式，所述充电模式包括持续为所述电能存储设备充电，以及按照时间段周期性的对所述电能存储设备充电,对于每个所述多个受电设备来说，所述充电模式包括：

-第一充电模式，用于当所述受电设备的电能存储设备电量低于第一预定阈值且所述受电设备工作在第一状态时，持续为所述受电设备的电能存储设备充电，和/或直接为所述受电设备供电；

-第二充电模式，用于当所述受电设备的电能存储设备电量高于第一预定阈值且所述受电设备工作在第二状态时，按照时间段周期性地为所述受电设备的电能存储设备充电；或

-第三充电模式，用于当所述受电设备的电能存储设备电量高于第二预定阈值且所述受电设备工作在第一状态时，按照时间段周期性地为所述受电设备的电能存储设备充电；

其中，所述第一预定阈值小于所述第二预定阈值，所述受电设备在所述第一状态的功耗高于在所述第二状态的功耗；以及电源提供装置，用于根据所确定的充电模式为所述多个受电设备的所述电能存储设备充电和/或向所述多个受电设备直接供电。

11.根据权利要求10所述的供电装置，还包括接收装置，用于接收到来自所述多个受电设备的充电相关消息包括所述电能存储设备的电量指示信息和所述受电设备的工作状态信息；以及检测装置，用于检测所述多个受电设备的数据流量信息；其中所述判断装置还用于基于所述充电相关消息和/或所述数据流量信息判断所述多个受电设备的工作状态。

12.根据权利要求11所述的供电装置，其中，所述接收装置还用于接收来自所述多个受电设备的请求充电的充电请求或充电结束消息。

13.根据权利要求12所述的供电装置，其中所述判断装置还用于：

-将所述电量指示信息与所述第一或第二预定阈值相比较。

14.根据权利要求11所述的供电装置，其特征在于，所述受电设备的工作状态信息包括所述受电设备的功耗模式相关信息。

15.根据权利要求11所述的供电装置，其中，还包括：查询装置，用于向所述受电设备发送查询消息，用于查询所述充电相关信息。

16.根据权利要求10所述的供电装置，其中，所述供电设备包括交换机、路由器或者集线器。

17.根据权利要求10所述的供电装置，其中，所述多个受电设备包括因特网协议电话、网络摄像机、网络相机、网络打印机、接入节点、交换机、无线网桥、个人数字助理或者笔记本电脑。

18.根据权利要求10所述的供电装置，其中，所述电能存储设备包括充电电池或者大容量电容。

19.一种以太网中的供电设备，包括根据权利要求10至18中任一项所述的用于为多个受电设备供电的供电装置。