CN102299858B - 一种使网络交换设备具有远端感知功能的方法、系统及设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及网络技术领域，尤其涉及一种使网络交换设备具有远端感知功能的方法与系统。该方法是网络交换设备中的感知模块产生并发送叠加信号，叠加信号通过与网络交换设备连接的网络匹配终端传输到传感探头，从传感探头中出来的叠加信号最终通过网络匹配终端回到网络交换设备，感知模块检测叠加信号发生的变化，并根据检测到的信息判断传感探头处发生的变化，该方法的应用有着广阔的市场前景。
Description
所属技术领域
本发明涉及网络技术领域，尤其涉及一种使网络交换设备具有远端感知功能的方法、系统及设备。
背景技术
随着网络技术的发展，网络交换设备（如：路由器、交换机、宽带共享器等）已经越来越成为人们工作生活不可分割的一部分，为了更进一步的充分发挥网络交换设备的优势，使网络交换设备不但能起数据传输、交换作用，而且还能与传感功能结合，远端感知有线网络周边的烟雾、温度、湿度、压力等各种变化。
目前，对远端环境感知常用方法有三种：一是在需要远端感知的地方安装无线传感探头，无线传感探头会将感应到的信息通过无线方式发送给远端的无线接收设备，最后再由网络交换设备将数据传输到指定位置。这种方法的缺点是：1.无线信号易被屏蔽、受干扰。2.无线对码复杂。3.无线传感探头的电池需经常更换。4.成本高。二是通过有线方式，单独布专线，传感探头将传感信息通过专线发送给远端的接收设备，然后再由网络交换设备将数据传输到指定位置。这种方法的缺点是：1.要单独布线。2.施工难度大。3.设备重复投入。4.成本高。三是通过TCP/IP方式，走网线传输，远端的传感探头作为网络信息点，将传感信息通过网线传输给远端的接收设备。这种方法的缺点是：1.传感探头的功率大。2.专用TCP/IP通讯芯片成本高。3.每个传感探头要占用一个IP地址，IP地址资源会被大量占用。4.不易维护。
发明内容
为了充分利用已有资源，节约成本，本发明提出一种使网络交换设备具有远端感知功能的方法、系统及设备。该方法及系统有如下优点：1.不占IP地址资源。2.结构简单，易于维护。3.支持百兆、千兆及以上的网络环境。4.利用原有网线安装，无需额外布线，节省材料及安装成本。5.将感知功能与网络交换设备结合，有利用远程管理。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
使网络交换设备具有远端感知功能的系统中包含网络交换设备、网络匹配终端和传感探头，网络交换设备中包含感知模块，用于产生并发送叠加信号，以及通过检测接收到的叠加信号的变化判断传感探头处的变化；网络匹配终端与传感探头、网络交换设备连接，将网络交换设备发送的叠加信号分离并传送到传感探头。其特征在于网络匹配终端通过网线与网络交换设备相连。其特征在于，所述通过检测叠加信号的变化判断传感探头处的变化具体为：感知模块检测回到网络交换设备的叠加信号发生的变化，并根据检测到的信息判断传感探头处发生的变化。其特征在于，所述网络匹配终端将来自网络交换设备的叠加信号分离出来并发送到传感探头，从传感探头中出来的叠加信号可以通过网络匹配终端回到网络交换设备。其特征在于：所述的感知模块，它的硬件部分是通过在网络交换设备中嵌入独立的感知硬件模块来实现，或者是在共用网络交换设备中原有硬件模块的部分或全部的基础上来实现。其特征在于：所述的感知模块，该模块中包含信号源模块和信号检测模块。其特征在于：所述的信号源模块用于产生和发送叠加信号。其特征在于：所述的信号检测模块用于通过检测接收到的叠加信号的变化判断传感探头处的变化，该模块中的信号检测电路是A/D采样电路或者是具有电压、电流检测功能的其他检测电路。其特征在于：所述的网络匹配终端包含阻抗模块、滤波器模块和探头连接模块。其特征在于：所述的网络匹配终端连接一个或若干个传感探头。其特征在于：所述的阻抗模块是电阻元件或者是其他阻抗组件，主要用于抑制干扰，阻止网络通讯信号的通过，保证网络通讯信号的通讯速率。其特征在于：所述的滤波器模块是电容元件或者是其他滤波组件。其特征在于：所述的探头连接模块用于连接传感探头。其特征在于：所述的传感探头是任何使叠加信号发生变化的组件。一种使网络交换设备具有远端感知功能的方法，其特征在于：网络交换设备中的感知模块产生并发送叠加信号，叠加信号通过与网络交换设备连接的网络匹配终端传输到传感探头，从传感探头中出来的叠加信号最终通过网络匹配终端回到网络交换设备，感知模块检测叠加信号发生的变化，并根据检测到的信息判断传感探头处发生的变化。其特征在于：所述的叠加信号是低频交流信号、直流信号或者低频交流信号和直流信号的组合。其特征在于网络交换设备与网络匹配终端之间通过网线连接。一种具有远端感知功能的网络交换设备，其特征在于：网络交换设备中包括感知模块，感知模块包含信号源模块和信号检测模块，信号源模块用于产生并发送叠加信号，信号检测模块通过检测接收到的叠加信号的变化判断传感探头处的变化，从而使网络交换设备具有远端感知功能。一种网络匹配终端，包含阻抗模块、滤波器模块和探头连接模块,其特征在于：网络匹配终端与传感探头相连并且通过网线与网络交换设备连接，网络匹配终端将来自网络交换设备的叠加信号分离出来并发送到传感探头，从传感探头中出来的叠加信号最终通过网络匹配终端回到网络交换设备。
本发明的有益效果是：1.不占IP地址资源。2.结构简单，易于维护。3.支持百兆、千兆及以上的网络环境。4.利用原有网线安装，无需额外布线，节省材料及安装成本。5.将感知功能与网络交换设备结合，有利用远程管理。
附图说明
图1具有远端感知功能的网络交换设备使用连接示意图；
图2网络交换设备中感知模块的工作原理图；
图3一种网络匹配终端的工作原理图；
图4另一种网络匹配终端的工作原理图；
图5一种通过网络设备构成回路的网络匹配终端工作原理图；
图6网络设备中网口附近的典型电路图；
图7使网络交换设备具有远端感知功能的系统示意图。
具体实施方式
下面结合附图来说明本发明的具体实施方式。
如图1所示，为具有远端感知功能的网络交换设备使用连接示意图。图中（1）是具有远端感知功能的网络交换设备，（2）是网线，（3）是网络匹配终端，（4）是网线或有RJ45网口的网络设备，（5）是传感探头。网络交换设备（1）中的感知模块产生低频交流或直流信号，信号在网线（2）中传输，并可叠加在网络中已有的通讯信号中，叠加的信号在网络匹配终端（3）中被分离出并传输到传感探头（5）上，从传感探头（5）中出来的叠加信号又在网络匹配终端（3）中汇合，叠加信号可以通过网络匹配终端中的回路，回到网络交换设备中，也可以通过所连接的网络设备（4）构成的回路回到网络交换设备中。网络交换设备（1）中感知模块中的信号源模块能产生一种信号源，可以是低频交流信号，也可以是直流信号，该信号可以叠加到网络中已有的通讯信号中。当叠加信号是低频交流信号时，该叠加信号还能作为低速通讯信号使用，在网络交换设备与网络匹配终端之间起通讯作用，这时的网络匹配终端中也有信号源模块和信号检测模块。由于可以做到叠加信号与网络通讯信号的频率或幅度的不同，所以可将网络通讯信号通过技术手段过滤出来，这样叠加信号就不会对网络通讯信号有影响。在使用传感探头探测外界变化时，网络匹配终端要和网络交换设备配合使用。网络交换设备（1）中感知模块中的信号检测模块可以是A/D采样电路，也可以是具有电压、电流检测功能的其他检测电路。网络交换设备（1）中的感知模块，它可以是在网络交换设备中嵌入的独立的感知模块来实现，也可以是在共用网络交换设备中原有硬件模块的部分或全部的基础上来实现。传感探头（5）可以是任何使叠加信号发生变化的组件，功能方面可以是烟感探头、温度传感探头、湿度传感探头、压力传感探头、红外传感探头、防盗传感探头等，它可以被安装到需要感知的任何地方，一旦外界使传感探头发生变化，则叠加信号也会随之发生变化，这些信息经网络交换设备处理后，还能通过网络交换设备的数据交换功能，传输数据到指定电脑的监控软件中。在使用网络交换设备的远端感知功能时，网络交换设备中每个使用远端感知功能的RJ45网口都可以对应一个网络匹配终端。
如图2所示，为网络交换设备中感知模块的工作原理图。图中（8）-（9）、（10）-（11）是网络交换设备中与八芯网线中两芯有电气连接的线路，（6）是感知模块中的信号源模块，（7）是感知模块中的信号检测模块，（12）是感知模块中的滤波器模块。信号源模块产生低频交流或直流信号，叠加在网络交换设备的线路（8）-（9）上，叠加信号最终通过网络交换设备的线路（10）-（11）构成回路。信号检测模块（7）可以是A/D采样电路，也可以是具有电压、电流检测功能的其他检测电路。信号检测模块（7）根据设计需要可以放于叠加信号回路的任何位置。滤波器模块（12）用于阻止叠加信号通过网络交换设备中的变压器线圈等电路构成经由网络交换设备内部电路构成的回路，当某些网络交换设备中没有经由内部的回路电路时，这个滤波器模块可以省去。滤波器模块（12）可以是电容元件，也可以是其他滤波组件。信号源模块（6）和信号检测模块（7）只是感知模块的核心电路，根据实际设计需求，感知模块中还可以增加通讯电路、智能控制等电路。另外，感知模块的硬件实现可以是在网络交换设备中嵌入独立的感知硬件模块来实现，也可以是在共用网络交换设备中原有硬件模块的部分或全部的基础上实现感知功能，从而节约硬件成本。
如图3所示，为一种网络匹配终端的工作原理图。图中（13）-（14）、（15）-（16）是与八芯网线中两芯有电气连接的线路，分别对应图2中的（8）-（9）和（10）-（11）。（17）是滤波器模块，可以是电容元件，也可以是其他滤波组件，（18）和（19）都是阻抗模块，可以是电阻元件，也可以是其他阻抗组件，（20）是探头连接模块，可以连接一个或若干个传感探头，（21）是阻抗模块，可以是电阻元件，也可以是其他阻抗与感抗的组件，（22）和（23）是滤波器模块，可以是电容元件，也可以是其他滤波组件。网络匹配终端的工作原理是，叠加信号和网络通讯信号从（13）输入，在经过（17）时，大部分的网络通讯信号从（17）中通过，叠加信号不能从（17）中通过，经（18）、（20）、（19）后与网络通讯信号汇合，再传输到（22）和（21）。（18）和（19）是阻抗模块，主要用于抑制干扰，阻止网络通讯信号的通过，保证网络通讯信号的通讯速率。叠加信号和网络通讯信号在（21）和（22）处又被分离，网络通讯信号通过（22）被传输到（14），而叠加信号通过（21）被传输到（15），构成叠加信号回路。由（15）处进入的网络通讯信号经过（23）被传输到（16）。叠加信号经过与（20）相连的传感探头时，如果传感探头感应到外界的变化，就会将叠加信号的电流和电压改变，这种变化会被网络交换设备中的信号检测模块检测到，感知模块将检测到的信息用于判断传感探头处发生的变化，从而使网络交换设备具有远端感知功能。在实际应用的设计中，如果叠加信号不会通过网络设备构成回路，则滤波器模块（23）可以省去,直接用导线替代。
如图4所示，为另一种网络匹配终端的工作原理图。图中（24）-（25）、（26）-（27）是与八芯网线中两芯有电气连接的线路，分别对应图2中的（8）-（9）和（10）-（11）。（28）和（30）都是阻抗模块，可以是电阻元件，也可以是其他阻抗组件，（29）是探头连接模块，可以连接一个或若干个传感探头，（31）和（32）是滤波器模块，可以是电容元件，也可以是其他滤波组件。网络匹配终端的工作原理是，叠加信号和网络通讯信号从（24）输入，在经过（28）和（31）时，大部分的网络通讯信号从（31）中通过，叠加信号不能从（31）中通过，经（28）、（29）、（30）后，由（30）构成的回路从（26）输出。（28）和（30）是阻抗模块，主要用于抑制干扰，阻止网络通讯信号的通过，保证网络通讯信号的通讯速率，同时（30）又用于构成叠加信号的回路。由（26）处进入的网络通讯信号经过（32）被传输到（27）。叠加信号经过与（29）相连的传感探头时，如果传感探头感应到外界的变化，就会将叠加信号的电流和电压改变，这种变化会被网络交换设备中的信号检测模块检测到，感知模块将检测到的信息用于判断传感探头处发生的变化，从而使网络交换设备具有远端感知功能。在实际应用的设计中，如果叠加信号不会通过网络设备构成回路，则滤波器模块（32）可以省去,直接用导线替代。
如图5所示，为一种通过网络设备构成回路的网络匹配终端工作原理图。图中（33）-（34）是与八芯网线中一芯有电气连接的线路，对应图2中的（8）-（9）。(35)-（36）、(37)-（38）、(39)-（40）、(41)-（42）、(43)-（44）、(45)-（46）、(47)-（48）是八芯网线中剩余的七根网线。（50）和（52）都是阻抗模块，可以是电阻元件，也可以是其他阻抗组件，（51）是探头连接模块，可以连接一个或若干个传感探头，（49）是滤波器模块，可以是电容元件，也可以是其他滤波组件。网络匹配终端的工作原理是，叠加信号和网络通讯信号从（33）输入，在经过（49）时，大部分的网络通讯信号从（49）中通过，叠加信号不能从（49）中通过，经（50）、（51）、（52）后与网络通讯信号汇合，再传输到（34）。（50）和（52）是阻抗模块，主要用于抑制干扰，阻止网络通讯信号的通过，保证网络通讯信号的通讯速率。叠加信号经过（34）被传输到网络设备（53），通过网络设备内部电路（参见图6“网络设备中网口附近的典型电路”）和剩余七根网线中的一根或若干根构成叠加信号回路。叠加信号经过与（51）相连的传感探头时，如果传感探头感应到外界的变化，就会将叠加信号的电流和电压改变，这种变化会被网络交换设备中的信号检测模块检测到，感知模块将检测到的信息用于判断传感探头处发生的变化，从而使网络交换设备具有远端感知功能。
如图6所示，为网络设备中网口附近的典型电路图。图中（N1）-(N8)分别与网线的八芯相连，(L1)-(L8)是电路中的电感，（R1）-（R4）是电路中的电阻，叠加信号可以通过网络匹配终端、网络设备中的电阻和电感、网线构成电路回路，从而回到网络交换设备（1）中。
如图7所示，为使网络交换设备具有远端感知功能的系统示意图。图中（57）是网络交换设备，（56）是感知模块，（55）是信号源模块，（54）信号检测模块，（61）、（62）、（63）是网络匹配终端，（60）是阻抗模块，（59）是滤波器模块，（58）是探头连接模块，（64）、（65）、（66）是网线，（67）、（68）、（69）是传感探头。使网络交换设备具有远端感知功能的系统中包含网络交换设备、感知模块、网络匹配终端和传感探头，感知模块放于网络交换设备中，网络匹配终端通过网线与网络交换设备相连，传感探头连接于网络匹配终端上，感知模块、网络匹配终端和传感探头配合，可以使网络交换设备具有远端感知功能。在使用网络交换设备的远端感知功能时，网络交换设备中每个使用远端感知功能的RJ45网口都可以对应一个网络匹配终端，如图中的（61）、（62）、（63）。网络交换设备中的感知模块产生低频交流或直流信号，信号在网线中传输，并可叠加在网络中已有的通讯信号中，叠加的信号在网络匹配终端中被分离出并传输到与探头连接模块相连的传感探头上，传感探头可以是任何使叠加信号发生变化的组件，功能方面可以是烟感探头、温度传感探头、湿度传感探头、压力传感探头、红外传感探头、防盗传感探头等，它可以被安装到需要感知的任何地方，一旦外界使传感探头发生变化，则叠加信号也会随之发生变化，这些信息的变化能被网络交换设备检测到并做相应的处理。网络交换设备感知的信息还能通过网络交换设备的数据交换功能，传输数据到指定电脑的监控软件中。网络交换设备中感知模块的信号源模块能产生一种信号源，可以是低频交流信号、直流信号或者低频交流信号和直流信号的组合，该信号可以叠加到网络中已有的通讯信号中。网络交换设备中感知模块中的信号检测模块可以是A/D采样电路，也可以是具有电压、电流检测功能的其他检测电路。网络交换设备中的感知模块，它可以是在网络交换设备中嵌入的独立的感知模块来实现，也可以是在共用网络交换设备中原有硬件模块的部分或全部的基础上来实现。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式之一，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉该技术的人在本发明所揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (11)
1.一种使网络交换设备具有远端感知功能的系统，其特征在于：该系统中包含网络交换设备、网络匹配终端和传感探头，网络交换设备中包含感知模块，用于产生并发送叠加信号，以及通过检测接收到的叠加信号的变化判断传感探头处的变化；网络匹配终端与传感探头连接；网络匹配终端通过网线与网络交换设备相连；网络匹配终端将来自网络交换设备的叠加信号分离出来并发送到传感探头，从传感探头中出来的叠加信号最终通过网络匹配终端回到网络交换设备；感知模块检测回到网络交换设备的叠加信号发生的变化，并根据检测到的信息判断传感探头处发生的变化；传感探头是任何使叠加信号发生变化的组件；叠加信号是低频交流信号、直流信号或者低频交流信号和直流信号的组合。
2.如权利要求1所述的使网络交换设备具有远端感知功能的系统，其特征在于：所述的感知模块，它的硬件部分是通过在网络交换设备中嵌入独立的感知硬件模块来实现，或者是在共用网络交换设备中原有硬件模块的部分或全部的基础上来实现。
3.如权利要求1所述的使网络交换设备具有远端感知功能的系统，其特征在于：所述的感知模块，该模块中包含信号源模块和信号检测模块。
4.如权利要求3所述的使网络交换设备具有远端感知功能的系统，其特征在于：所述的信号源模块用于产生和发送叠加信号。
5.如权利要求3所述的使网络交换设备具有远端感知功能的系统，其特征在于：所述的信号检测模块用于通过检测接收到的叠加信号的变化判断传感探头处的变化，该模块中的信号检测电路是A/D采样电路或者是具有电压、电流检测功能的其他检测电路。
6.如权利要求1所述的使网络交换设备具有远端感知功能的系统，其特征在于：所述的网络匹配终端包含阻抗模块、滤波器模块和探头连接模块。
7.如权利要求6所述的使网络交换设备具有远端感知功能的系统，其特征在于：所述的阻抗模块是电阻元件或者是其他阻抗组件，主要用于抑制干扰，阻止网络通讯信号的通过，保证网络通讯信号的通讯速率。
8.如权利要求6所述的使网络交换设备具有远端感知功能的系统，其特征在于：所述的滤波器模块是电容元件或者是其他滤波组件。
9.一种使网络交换设备具有远端感知功能的方法，其特征在于：网络交换设备中的感知模块产生叠加信号并将叠加信号发送到与网络交换设备连接的网络匹配终端，叠加信号在网络匹配终端中被分离出来并传输到传感探头，从传感探头中出来的叠加信号最终通过网络匹配终端回到网络交换设备，感知模块检测叠加信号发生的变化，并根据检测到的信息判断传感探头处发生的变化；传感探头是任何使叠加信号发生变化的组件；叠加信号是低频交流信号、直流信号或者低频交流信号和直流信号的组合；网络交换设备与网络匹配终端之间通过网线连接。
10.一种具有远端感知功能的网络交换设备，其特征在于：网络交换设备中包括感知模块，感知模块包含信号源模块和信号检测模块，信号源模块产生叠加信号并将叠加信号发送到与网络交换设备连接的网络匹配终端，叠加信号在网络匹配终端中被分离出来并传输到传感探头，从传感探头中出来的叠加信号最终通过网络匹配终端回到网络交换设备，信号检测模块检测叠加信号发生的变化，并根据检测到的信息判断传感探头处发生的变化，从而使网络交换设备具有远端感知功能；感知模块的硬件部分是通过在网络交换设备中嵌入独立的感知硬件模块来实现，或者是在共用网络交换设备中原有硬件模块的部分或全部的基础上来实现；叠加信号是低频交流信号、直流信号或者低频交流信号和直流信号的组合。
11.一种网络匹配终端，包含阻抗模块、滤波器模块和探头连接模块，其特征在于：来自网络交换设备的叠加信号和网络通讯信号在经过滤波器模块时，大部分的网络通讯信号从滤波器模块中通过，叠加信号不能从滤波器模块中通过，被滤波器模块分离出来，叠加信号经阻抗模块和探头连接模块后，最终回到网络交换设备，叠加信号经过与探头连接模块相连的传感探头时，如果传感探头感应到外界的变化，就会将叠加信号的电流和电压改变，这种变化会被网络交换设备中的感知模块检测到，感知模块将检测到的信息用于判断传感探头处发生的变化，从而使网络交换设备具有远端感知功能；阻抗模块是电阻元件或者是其他阻抗组件，用于抑制干扰，阻止网络通讯信号的通过，保证网络通讯信号的通讯速率，构成叠加信号的回路；滤波器模块是电容元件或者是其他滤波组件，用于阻止叠加信号的通过；探头连接模块用于连接传感探头；叠加信号是低频交流信号、直流信号或者低频交流信号和直流信号的组合；网络匹配终端通过网线与网络交换设备连接。
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