CN106301802B - 四模poe供电的车辆管理装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种四模POE供电的车辆管理装置，包括射频收发单元、存储单元、实时时钟单元、看门狗单元、接口单元、四模POE供电管理单元、韦根接口单元以及控制单元；其中，射频收发单元、存储单元、实时时钟单元、看门狗单元、接口单元、四模POE供电管理单元以及韦根接口单元均连接所述控制单元。本发明能够提高了车辆读写装置的兼容性，降低了受电设备PD对供电设备PSE的要求；本发明的技术方案可广泛应用于不便于进行电源布线的车辆识别场合，如修车厂工位车辆管理。本发明结构简单，布局合理，易于推广。

Description

四模POE供电的车辆管理装置
技术领域
本发明涉及射频识别(RFID)技术领域，具体地，涉及一种四模POE供电的车辆管理装置。
背景技术
一般来说，RFID具备低频(125KHz/134.2KHz)、高频(13.56MHz)、超高频(915MHz)、微波(2.45GHz、5.8GHz)四个频段，本发明所涉及的RFID技术为微波频段。
POE(Power Over Ethernet)指的是在现有的以太网CAT.5布线基础架构不作任何改动的情况下，在为一些基于IP的终端(如IP电话机、无线局域网接入点AP、网络摄像机等)传输数据的同时，还能为此类设备提供直流供电的技术。POE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，能够简化布线，节省人力成本。此外，只有连接了需要供电的设备电缆上才会有电压存在，因此具有安全性高的优点。
一个完整的POE系统包括供电端设备(PSE，Power Sourcing Equipment)和受电端设备(PD，Power Device)两部分。PSE设备是为以太网客户端设备供电的设备，同时也是整个POE以太网供电过程的管理者，PSE设备一般为交换器。而PD设备是接受供电的PSE负载，即POE系统的客户端设备，如IP电话、网络摄像机。
IEEE802.3at规定在4、5、7、8线对上传输电流，并且规定，4、5为正极，7、8为负极。
IEEE802.3af允许两种线序供电方法：一种是在4、5、7、8线上传输电流，并且规定，4、5为正极，7、8为负极，这跟IEEE802.3at的线序完全相同，我们简记为供电模式A。另一种供电是在1、2、3、6线上传输电源，极性为任意。第一种情况，双绞线1、2为正极，3、6为负极，简记为供电模式B；第二种情况，1、2为负极，3、6为正极，简记为供电模式C。
对于市面上的标准的PSE设备，有供电模式A、供电模式B、供电模式C三种情况，对于非标的PSE还可能出现在4、5、7、8线上传输电流，7、8为正极，4、5为负极的情况。因此，如何提高受电设备的兼容性，受电设备适配以上四种供电模式的PSE，让任一种供电模式都能正常使用，是设计中亟待解决的一个问题。
常见的POE供电读写器采用单模POE供电，如申请号为201521060966.0的专利文献中公开了单模POE供电读写器(又叫路侧单元)，也就是说网线中提供电源的双绞线对是确定的，要么是4、5为电源正极，7、8为电源负极；要么是1、2为电源正极，3、6为电源负极；要么是1、2为电源负极，3、6为电源正极。实际使用中受电设备的供电模式必须要与供电设备的匹配，否则无法正常供电。
因此，如何提高车辆管理装置的兼容性，让车辆管理装置兼容各种PSE的供电模式；成为目前亟待解决的问题之一。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种四模POE供电的车辆管理装置。
根据本发明提供的四模POE供电的车辆管理装置，包括射频收发单元、存储单元、实时时钟单元、看门狗单元、接口单元、四模POE供电管理单元、韦根接口单元以及控制单元；
其中，射频收发单元、存储单元、实时时钟单元、看门狗单元、接口单元、四模POE供电管理单元以及韦根接口单元均连接所述控制单元。
优选地，所述射频收发单元用于2.45GHz和/5.8GHz射频信号的收发。
优选地，所述四模POE供电管理单元包括网络单元、电源单元、隔离单元、第一桥式整流单元、第二桥式整流单元、RJ45接口单元以及POE检测单元；
其中，所述网络单元连接所述隔离单元；所述隔离单元一方面通过第一桥式整流单元连接所述POE检测单元，另一方面依次通过RJ45接口单元、第二桥式整流单元连接所述POE检测单元；
所述POE检测单元连接所述电源单元；所述电源单元连接所述控制单元。
优选地，所述存储单元通过IIC总线与控制单元连接。
优选地，所述实时时钟单元通过IIC总线与控制单元连接。
优选地，看门狗单元的输出口连接在控制单元的复位口。
优选地，四模POE供电管理单元用于实现控制单元数据到外部网络的数据通信和不同供电模式的PSE输入电源的供电管理；
所述四模POE供电管理单元通过UART接口与控制单元连接。
优选地，所述隔离单元采用具有中心抽头的1:1隔离变压器。
优选地，第一桥式整流单元的正极输出口、所述第二桥式整流单元的正极输出口连接POE检测单元的电源正极；
第一桥式整流单元的负极输出口、所述第二桥式整流单元的负极输出口连接POE检测单元的电源负极。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
1、本发明能够提高了车辆读写装置的兼容性，降低了受电设备PD对供电设备PSE的要求；
2、本发明的技术方案可广泛应用于不便于进行电源布线的车辆识别场合，如修车厂工位车辆管理。
3、本发明结构简单，布局合理，易于推广。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明实施例中四模POE供电的车辆管理装置的结构框图；
图2是本发明实施例中四模POE供电管理单元的结构框图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
在本实施例中，本发明提供的四模POE供电的车辆管理装置，包括射频收发单元、存储单元、实时时钟单元、看门狗单元、接口单元、四模POE供电管理单元、韦根接口单元以及控制单元；
其中，射频收发单元、存储单元、实时时钟单元、看门狗单元、接口单元、四模POE供电管理单元以及韦根接口单元均连接所述控制单元。
控制单元104是本发明的控制核心，用于对外围设备进行通信、控制或数据交互。
所述的射频收发单元101与控制单元101进行第一信号1的传输，通过空中接口与标签进行数据交互；具体为，所述的射频收发单元101与控制单元101通过SPI总线连接，之间能够传输中断信号、使能控制信号。
所述射频收发单元用于2.45GHz和/5.8GHz射频信号的收发。
所述四模POE供电管理单元包括网络单元、隔离单元、第一桥式整流单元、第二桥式整流单元、RJ45接口单元以及POE检测单元；
其中，所述网络单元连接所述隔离单元；所述隔离单元一方面通过第一桥式整流单元连接所述POE检测单元，另一方面依次通过RJ45接口单元、第二桥式整流单元连接所述POE检测单元；
所述POE检测单元连接所述电源单元；所述电源单元连接所述控制单元。
所述存储单元通过IIC总线与控制单元连接。所述存储单元用来进行通信异常时标签信息的存储，与控制单元104进行第二信号2的传输。
所述实时时钟单元通过IIC总线与控制单元连接。
所述的实时时钟单元103用于进行时钟和日历的正常走时，与控制单元104连接进行第三信号的传输。
看门狗单元的输出口连接在控制单元的复位口。
所述的看门狗单元105用来对控制单元104的运行情况进行监控，当控制单元104程序跑飞时对其进行复位重新运行，避免程序进入死循环，看门狗单元105控制单元104进行第四信号4的传输。
四模POE供电管理单元用于实现控制单元数据到外部网络的数据通信和不同供电模式的PSE输入电源的供电管理；所述四模POE供电管理单元通过UART接口与控制单元连接。
所述接口单元采用485接口单元106；所述的485接口单元106作为通过上位机对读写器的参数进行配置的一种辅助方式，485接口单元106与控制单元104进行第五信号的传输。所述485接口单元106与控制单元104通过UART接口连接。
所述的韦根接口单元107作为标签信息输出的一种辅助接口，为今后扩展预留。韦根接口单元107通过两个通用I/O口与控制单元104连接。
所述网络单元201，用于实现装置的如交换机、台式电脑的TCP/UDP通信，网络单元201包括但不局限于串口转以太网模块。网络单元201与隔离单元202进行第十信号10的传输。
所述的网络单元201，具备唯一的物理地址即MAC地址，且可以通过RJ45接口和上位机软件对网络单元设置固定的IP地址，通过网络单元的固定IP地址、物理地址与实际位置的一一对应，可以实现车辆信息的定位。
所述第十信号10，包括以太网的两对差分信号。
所述的隔离单元202，用于完成以太网信号的输入输出的隔离以避免外界的浪涌干扰损坏网络单元，包括具有中心抽头的1:1隔离变压器。隔离单元202与第一桥式整流单元203进行第十一信号11、第十二信号12的传输，所述第十一信号11、第十二信号12为网线差分对1-2、3-6汇总于隔离单元中心抽头的引出信号，且第十一信号11、第十二信号12分别可以任意连接隔离单元两个中心抽头的其中一个。
隔离单元202与RJ45接口单元205进行通过第十五信号15的传输，所述第十五信号15为网线的1-2、3-6差分对。
所述的第一桥式整流单元203，用于实现不同供电模式的电源极性适配，包括集成式桥式整流IC、由四个二极管组成的分离式桥式整流组件。第一桥式整流单元203与POE检测单元206进行第十六信号16、第十七信号17的传输。
所述第十六信号16为第一桥式整流单元的正极输出。第十六信号16和第十八信号18汇合后与POE检测单元206的电源正极相连。第十七信号17为第一桥式整流单元的负极输出。第十七信号17和第十九信号19汇合后与POE检测单元206的电源负极相连。
所述的第二桥式整流单元204，用于实现不同供电模式的电源极性适配，包括集成式桥式整流IC、由四个二极管组成的分离式桥式整流组件。第二桥式整流单元203与POE检测单元206进行第十八信号18、第十九信号19的传输。
第十八信号18为第二桥式整流单元的正极输出。第十八信号18和第十六信号16汇合后与POE检测单元206的电源正极相连。
第十九信号19为第二桥式整流单元的负极输出。第十九信号19和第十七信号17汇合后与POE检测单元206的电源负极相连。
所述的RJ45接口单元205，用于实现与网线的连接接口功能，包括一个带屏蔽非隔离RJ45接口座。
所述RJ45接口与第二桥式整流单元204的交流输入端进行第十三信号13、第十四信号14，所述第十三信号13、第十四信号14为网线4-5、7-8差分对信号，且第十三信号13、第十四信号14分别可以任意连接网线4-5、7-8差分对信号的其中一对信号。
所述的POE检测单元206，用于实现符合IEEE802.3at和/或IEEE802.3af标准POE供电的检测、功耗确定、供电、断电等过程。POE检测单元206与电源单元207进行第二十信号20、第二十一信号21的传输。
POE检测单元206与电源单元207之间连接供电线和控制线，供电线包括POE供电输出的电源线和地线。第二十一信号21为一个POE的输出使能控制信号。
所述的电源单元207，用于实现POE输出的电压转换，从而为各功能模块提供所需的供电电压。
作为一个更为优先的实施例，本发明提供的四模POE供电的车辆管理装置中射频收发单元采用集成的射频收发芯片；存储单元的型号为FM24C512；实时时钟单元的型号为PCF85063A；控制单元的型号为C8051F320单片机；看门狗单元的型号为MAX706；485接口单元的型号为MAX485；韦根接口单元是型号为C8051F320单片机的输入输出口。
四模POE供电单元中的网络单元采用串口转以太网模块，隔离单元采用具有中心抽头的1:1隔离变压器，第一桥式整流单元和第二桥式整流单元均的型号为MB2S，RJ45接口单元采用屏蔽非隔离网络插座，POE检测单元采用满足IEEE 802.3af标准的15W受电设备控制器MP8001A，电源单元的型号为MP2459，进行POE输出到+5V的转换。
由于无论桥式整流IC MB2S输入电压极性如何，输出电压总是为正，因此，无论RJ45的信号线4、5和7、8极性如何，经过桥式整流后，输出的电压总为正；差分信号线1、2和信号线3、6的情况也一样。因此，不管供电设备的输出线序如何，使用本发明的提出的四模POE供电管理电路，均能正常供电，所以，本方案具有较高的兼容性。
本发明的技术方案具有以下优点：一、提高了受电设备的兼容性，降低了受电设备PD对供电设备PSE的要求，使用更加方便。二、节省了由更换供电设备PSE带来的成本开销。本发明的技术方案可广泛应用于不便于进行电源布线的车辆识别场合，如修车厂工位车辆管理、不停车收费等。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims (6)

1.一种四模POE供电的车辆管理装置，其特征在于，包括射频收发单元、存储单元、实时时钟单元、看门狗单元、485接口单元、四模POE供电管理单元、韦根接口单元以及控制单元；
其中，射频收发单元、存储单元、实时时钟单元、看门狗单元、485接口单元、四模POE供电管理单元以及韦根接口单元均连接所述控制单元；
所述四模POE供电管理单元包括网络单元、电源单元、隔离单元、第一桥式整流单元、第二桥式整流单元、RJ45接口单元以及POE检测单元；
其中，所述网络单元连接所述隔离单元;所述隔离单元一方面通过第一桥式整流单元连接所述POE检测单元，另一方面依次通过RJ45接口单元、第二桥式整流单元连接所述POE检测单元;所述POE检测单元连接所述电源单元；
所述电源单元连接所述控制单元；所述第一桥式整流单元的正极输出口、所述第二桥式整流单元的正极输出口连接POE检测单元的电源正极;所述第一桥式整流单元的负极输出口、所述第二桥式整流单元的负极输出口连接POE检测单元的电源负极；
所述射频收发单元用于2.45GHz或5.8GHz射频信号的收发。
2.根据权利要求1所述的四模POE供电的车辆管理装置，其特征在于，所述存储单元通过IIC总线与控制单元连接。
3.根据权利要求1所述的四模POE供电的车辆管理装置，其特征在于，所述实时时钟单元通过IIC总线与控制单元连接。
4.根据权利要求1所述的四模POE供电的车辆管理装置，其特征在于，看门狗单元的输出口连接在控制单元的复位口。
5.根据权利要求1所述的四模POE供电的车辆管理装置，其特征在于，四模POE供电管理单元用于实现控制单元数据到外部网络的数据通信和不同供电模式的PSE输入电源的供电管理；
所述四模POE供电管理单元通过UART接口与控制单元连接。
6.根据权利要求1所述的四模POE供电的车辆管理装置，其特征在于，所述隔离单元采用具有中心抽头的1:1隔离变压器。
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