CN107547210B - 一种非标准供电设备、受电设备及系统 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供一种非标准供电设备、受电设备及系统，用于解决现有以太网供电存在的线缆功耗高的技术问题。所述系统包括：非标准受电设备PD；非标准供电设备PSE，用于通过标准以太网线缆向所述非标准PD提供数据和电压；其中，所述非标准PD的以太网接口的(1)、(2)脚对与(3)、(6)脚对短接，(4)、(5)脚对与(7)、(8)脚对短接；所述非标准PSE的以太网接口的(1)、(2)脚对与(3)、(6)脚对短接，并与所述非标准PSE的供电电源的正极串连；所述非标准PSE的以太网接口的(4)、(5)脚对与(7)、(8)脚对短接，并与所述非标准PSE的供电电源的负极串连。

Description

一种非标准供电设备、受电设备及系统

技术领域

本发明涉及电子技术域，特别涉及一种非标准供电设备、受电设备及系统。

背景技术

以太网供电(Power Over Ethernet，POE)是指供电设备(Power SourcingEquipment，PSE)利用标准以太网线缆为受电设备(Powered Device，PD)传送数据的同时还传输电功率的一种供电技术。在实际应用中，由于线缆本身存在电阻，所以电功率在线缆上传输时会有损耗，造成浪费。在PSE提供的功率不变的情况下，为了让PD获得更大的功率，就必须要减少电功率在传输过程中的损耗。现有技术为了减少电功率在传输过程中的损耗的唯一办法就是尽可能地减小线缆的长度，但是这种方法使用场景十分有限，对于大多数的供电场景都不适用。因此，现有以太网供电存在线缆功耗高的技术问题。

发明内容

本发明提供一种非标准供电设备、受电设备及系统，用于解决现有以太网供电存在的线缆功耗高的技术问题。

本发明实施例第一方面提供一种非标准供电系统，包括：

非标准受电设备PD；

非标准供电设备PSE，用于通过标准以太网线缆向所述非标准PD提供数据和电压；

其中，所述非标准PD的以太网接口的1、2脚对与3、6脚对短接，4、5脚对与7、8脚对短接；所述非标准PSE的以太网接口的1、2脚对与3、6脚对短接，并与所述非标准PSE的供电电源的正极串连；所述非标准PSE的以太网接口的4、5脚对与7、8脚对短接，并与所述非标准PSE的供电电源的负极串连。

在上述方案中，对现有的PSE以及PD的以太网端口上的物理层线序进行了改造，实现了四线对供电的非标准POE模式，有效减小了线缆的传输阻抗，较大程度地降低了电功率在线缆上传输时损耗。

可选的，所述非标准PSE包括探测模块和控制模块；所述探测模块用于：检测所述非标准PSE的以太网接口是否有所述非标准PD接入；在所述非标准PSE的以太网接口有所述非标准PD接入时，向所述控制模块发送第一接入通知信号；所述控制模块用于：接收所述第一接入通知信号，并在接收到所述第一接入通知信号后，控制所述供电电源的输出第一预定电压；其中，所述第一预定电压小于以太网供电标准规定的标准电压。通过本方式提供的非标准POE系统，非标准PSE可以为非标准PD提供低于POE标准规定的48V的非标准供电电压，进而可以降低PD端消耗的电源转换效率，减少散热，降低POE系统成本。

可选的，所述探测模块包含一阻值等于第一阈值的特征电阻，所述非标准PD包含一阻值等于所述第一阈值的特征电阻；所述探测模块用于：探测所述非标准PSE的以太网接口是否有特征电阻阻值等于所述第一阈值的PD接入，若为是，则确定所述非标准PSE的以太网接口有所述非标准PD接入。通过本方式，可以使得非标准PSE只为其适配的非标准PD提供电压，提高非标准POE系统的可靠性，延长使用寿命。

可选的，所述第一预定电压的取值范围为[20V，28V]。通过本方式提供的非标准POE系统，非标准PSE可以为非标准PD提供低于POE标准规定的48V的非标准供电电压，进而可以降低PD端消耗的电源转换效率，减少散热，降低POE系统成本。

可选的，所述探测模块具体包括探测电路和MCU电路，所述控制模块具体包括CPLD电路和开关电路；所述探测电路用于：检测所述非标准PSE的以太网接口是否有所述非标准PD接入；在所述非标准PSE的以太网接口有所述非标准PD接入时，生成第一检测电压信号，并将所述第一检测电压信号发送给所述MCU电路；所述MCU电路用于：接收所述第一检测电压信号，并对其进行模数转换，生成第一数字信号，根据所述第一数字信号生成所述第一接入通知信号，并将所述第一接入通知信号发送给所述CPLD电路；所述CPLD电路用于：接收所述第一接入通知信号，根据所述第一接入通知信号生成第一开启信号，并将所述第一开启信号发送给所述开关电路；所述开关电路用于：接收所述第一开启信号，并在接收到所述第一开启信号后控制所述供电电源输出所述第一预定电压。通过本方式提供的非标准POE系统，非标准PSE可以为非标准PD提供低于POE标准规定的48V的非标准供电电压，进而可以降低PD端消耗的电源转换效率，减少散热，降低POE系统成本。

可选的，所述开关电路还用于：检测所述非标准PD是否离开所述非标准PSE的以太网接口，在所述非标准PD离开所述非标准PSE的以太网接口时，向所述CPLD电路发送异常信号；所述CPLD电路还用于：接收所述异常信号，并在接收到所述异常信号后向所述开关电路发送关闭信号；所述开关电路还用于：接收所述关闭信号，并在接收到所述关闭信号后控制所述供电电源停止输出所述第一预定电压。通过本方式，可以使得非标准PSE在非标准PD断开时及时关闭电源的输出，提高非标准POE系统的安全性能。

可选的，所述CPLD电路还用于：与外部控制器连接，接收所述外部控制发送的强制上/下电指令，根据所述强制上/下电指令向所述开关电路发送强制开启/关闭信号；所述开关电路还用于：接收所述强制开启/关闭信号，并在接收所述强制开启/关闭信号后控制所述供电电源强制输出/强制停止输出所述第一预定电压。通过本方式提供的非标准POE系统，可以更加方便地控制非标准PSE输出非标准电压，提高用户体验，降低POE系统成本。

可选的，所述探测模块还用于：探测所述非标准PSE的以太网接口是否有标准PD接入，在所述非标准PSE的以太网接口有所述标准PD接入时，向所述控制模块发送第二接入通知信号；所述控制模块还用于：接收所述第二接入通知信号，并在接收到所述第二接入通知信号后，将所述非标准PSE的以太网接口上短接的1、2脚对与3、6脚对断开，以及将所述非标准PSE的以太网接口上短接的4、5脚对与7、8脚对断开，控制所述供电电源的输出所述标准电压。通过本方式提供的非标准PSE，不仅可以为非标准PD提供低于POE标准规定的48V的非标准供电电压，还可以为现有的标准PD提供标准电压，通用性高，用户体验更好。

可选的，所述探测模块具体包括探测电路和MCU电路，所述控制模块具体包括CPLD电路和开关电路；所述探测电路用于：检测所述非标准PSE的以太网接口是否有所述标准PD接入；在所述标准PSE的以太网接口有所述标准PD接入时，生成第二检测电压信号，并将所述第二检测电压信号发送给所述MCU电路；所述MCU电路用于：接收所述第二检测电压信号，并对其进行模数转换，生成第二数字信号，根据所述第二数字信号生成所述第二接入通知信号，并将所述第二接入通知信号发送给所述CPLD电路；所述CPLD电路用于：接收所述第二接入通知信号，并根据所述第二接入通知信号生成第二开启信号和线序切换指示信号；所述非标准PSE的以太网接口用于：接收所述线序切换指示信号，并在收到所述线序切换指示信号后将将所述非标准PSE的以太网接口上短接的1、2脚对与3、6脚对断开，以及将所述非标准PSE的以太网接口上短接的4、5脚对与7、8脚对断开；所述开关电路用于：接收所述第二开启信号，并在接收到所述第二开启信号后控制所述供电电源输出所述标准电压。通过本方式提供的非标准PSE，不仅可以为非标准PD提供低于POE标准规定的48V的非标准供电电压，还可以为现有的标准PD提供标准电压，通用性高，成本低，用户体验更好。

本发明实施例第二方面提供一种非标准PSE，所述非标准PSE的以太网接口的1、2脚对与3、6脚对短接，并与所述非标准PSE的供电电源的正极串连，所述非标准PSE的以太网接口的4、5脚对与7、8脚对短接，并与所述非标准PSE的供电电源的负极串连；所述非标准PSE用于：通过标准以太网线缆向标准PD和/或非标准PD提供数据和电压。通过本方式，对现有的PSE的以太网端口上的物理层线序进行了改造，实现了四线对供电的非标准POE模式，有效减小了线缆的传输阻抗，较大程度地降低了电功率在线缆上传输时损耗。

可选的，所述非标准PSE包括探测模块和控制模块；所述探测模块用于：检测所述非标准PSE的以太网接口是否有所述非标准PD接入；在所述非标准PSE的以太网接口有所述非标准PD接入时，向所述控制模块发送第一接入通知信号；所述控制模块用于：接收所述第一接入通知信号，并在接收到所述第一接入通知信号后，控制所述供电电源的输出第一预定电压；其中，所述第一预定电压小于以太网供电标准规定的标准电压。通过本方式，非标准PSE可以输出低于POE标准规定的48V的非标准供电电压，脱离POE标准限制，进而可以降低PD端消耗的电源转换效率，减少散热，降低POE系统成本。

可选的，所述探测模块包含一阻值等于第一阈值的特征电阻，所述非标准PD包含一阻值等于所述第一阈值的特征电阻；所述探测模块用于：探测所述非标准PSE的以太网接口是否有特征电阻阻值等于所述第一阈值的PD接入，若为是，则确定所述非标准PSE的以太网接口有所述非标准PD接入。通过本方式，可以使得非标准PSE只为其适配的非标准PD提供电压，进而提高非标准PSE的可靠性，延长非标准PSE使用寿命。

可选的，所述第一预定电压的取值范围为[20V，28V]。通过本方式，非标准PSE可以为非标准PD提供低于POE标准规定的48V的非标准供电电压，脱离POE标准限制，进而可以降低PD端消耗的电源转换效率，减少散热，降低POE系统成本。

可选的，所述探测模块具体包括探测电路和MCU电路，所述控制模块具体包括CPLD电路和开关电路；所述探测电路用于：检测所述非标准PSE的以太网接口是否有所述非标准PD接入；在所述非标准PSE的以太网接口有所述非标准PD接入时，生成第一检测电压信号，并将所述第一检测电压信号发送给所述MCU电路；所述MCU电路用于：接收所述第一检测电压信号，并对其进行模数转换，生成第一数字信号，根据所述第一数字信号生成所述第一接入通知信号，并将所述第一接入通知信号发送给所述CPLD电路；所述CPLD电路用于：接收所述第一接入通知信号，根据所述第一接入通知信号生成第一开启信号，并将所述第一开启信号发送给所述开关电路；所述开关电路用于：接收所述第一开启信号，并在接收到所述第一开启信号后控制所述供电电源输出所述第一预定电压。通过本方式，非标准PSE可以为非标准PD提供低于POE标准规定的48V的非标准供电电压，脱离POE标准限制，进而可以降低PD端消耗的电源转换效率，减少散热；并且，非标准PSE的内部主要通过硬件实现，脱离现有的标准PSE芯片的束缚，既保证了非标准POE系统的可靠性，又降低了POE系统的成本。

可选的，所述开关电路还用于：检测所述非标准PD是否离开所述非标准PSE的以太网接口，在所述非标准PD离开所述非标准PSE的以太网接口时，向所述CPLD电路发送异常信号；所述CPLD电路还用于：接收所述异常信号，并在接收到所述异常信号后向所述开关电路发送关闭信号；所述开关电路还用于：接收所述关闭信号，并在接收到所述关闭信号后控制所述供电电源停止输出所述第一预定电压。通过本方式，可以使得非标准PSE在非标准PD断开时及时关闭电源的输出，提高非标准POE系统的安全性能，延长非标准PSE的使用寿命。

可选的，所述CPLD电路还用于：与外部控制器连接，接收所述外部控制发送的强制上/下电指令，根据所述强制上/下电指令向所述开关电路发送强制开启/关闭信号；所述开关电路还用于：接收所述强制开启/关闭信号，并在接收所述强制开启/关闭信号后控制所述供电电源强制输出/强制停止输出所述第一预定电压。通过本方式，可以更加方便地控制非标准PSE输出非标准电压，提高用户体验，降低非标准PSE成本。

可选的，所述探测模块还用于：探测所述非标准PSE的以太网接口是否有标准PD接入，在所述非标准PSE的以太网接口有所述标准PD接入时，向所述控制模块发送第二接入通知信号；所述控制模块还用于：接收所述第二接入通知信号，并在接收到所述第二接入通知信号后，将所述非标准PSE的以太网接口上短接的1、2脚对与3、6脚对断开，以及将所述非标准PSE的以太网接口上短接的4、5脚对与7、8脚对断开，控制所述供电电源的输出所述标准电压。通过本方式提供的非标准PSE，不仅可以为非标准PD提供低于POE标准规定的48V的非标准供电电压，还可以为现有的标准PD提供标准电压，通用性高，用户体验更好。

可选的，所述探测模块具体包括探测电路和MCU电路，所述控制模块具体包括CPLD电路和开关电路；所述探测电路用于：检测所述非标准PSE的以太网接口是否有所述标准PD接入；在所述标准PSE的以太网接口有所述标准PD接入时，生成第二检测电压信号，并将所述第二检测电压信号发送给所述MCU电路；所述MCU电路用于：接收所述第二检测电压信号，并对其进行模数转换，生成第二数字信号，根据所述第二数字信号生成所述第二接入通知信号，并将所述第二接入通知信号发送给所述CPLD电路；所述CPLD电路用于：接收所述第二接入通知信号，并根据所述第二接入通知信号生成第二开启信号和线序切换指示信号；所述非标准PSE的以太网接口用于：接收所述线序切换指示信号，并在收到所述线序切换指示信号后将将所述非标准PSE的以太网接口上短接的1、2脚对与3、6脚对断开，以及将所述非标准PSE的以太网接口上短接的4、5脚对与7、8脚对断开；所述开关电路用于：接收所述第二开启信号，并在接收到所述第二开启信号后控制所述供电电源输出所述标准电压。通过本方式提供的非标准PSE，不仅可以为非标准PD提供低于POE标准规定的48V的非标准供电电压，还可以为现有的标准PD提供标准电压，通用性高，成本低，用户体验更好；并且，非标准PSE的内部主要通过硬件实现，脱离现有的标准PSE芯片的束缚，既保证了非标准POE系统的可靠性，又降低了POE系统的成本。

本发明实施例第三方面提供一种非标准PD，所述非标准PD的以太网接口的1、2脚对与3、6脚对短接，4、5脚对与7、8脚对短接；所述非标准PD用于：通过标准以太网线缆向接收非标准PSE提供的数据和第一预定电压；其中，所述第一预定电压小于以太网供电标准规定的标准电压。通过本方式，对现有的PD的以太网端口上的物理层线序进行了改造，进而实现四线对供电的非标准POE模式，有效减小了线缆的传输阻抗，较大程度地降低了电功率在线缆上传输时损耗。

可选的，所述非标准PD包含一阻值等于所述第一阈值的特征电阻，所述非标准PSE包含的特征电阻的阻值等于所述非标准PD包含的特征电阻的阻值。通过本方式，可以使得非标准PD只接收与其适配的非标准PSE提供电压，并且非标准PD可以脱离POE标准限制，可以不采用标准PD芯片，而是采用普通的降压芯片就可以实现低压转换，进而降低整个POE系统的成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有的标准POE系统的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的非标准供电系统的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的非标准供电系统的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的非标准供电系统的结构示意图；

图5为本发明实施例中探测电路的结构示意图；

图6为本发明实施例中MCU的工作原理流程图；

图7为本发明实施例中开关电路的结构示意图。

具体实施方式

下面通过附图以及具体实施例对本发明技术方案做详细的说明，应当理解本发明实施例以及实施例中的具体特征是对本发明技术方案的详细的说明，而不是对本发明技术方案的限定，在不冲突的情况下，本发明实施例以及实施例中的技术特征可以相互组合。

需要理解的是，在本发明实施例的描述中，“第一”、“第二”等词汇，仅用于区分描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性，也不能理解为指示或暗示顺序。在本发明实施例的描述中“多个”，是指两个或两个以上。

本发明实施例中的术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

实施例一

参照图1，现有的POE标准对以太网线缆的线序做出了明确的规定，且规定了POE的两种标准传输方式：(1)1、2线对和3、6线对同时用于传输数据和电功率，4、5线对和7、8线对处于空闲态；(2)1、2线对和3、6线只用于传输数据，4、5线对和7、8线用于传输电功率。同时，在供电设备和受电设备上，采用与以太网线缆线序匹配的以太网接口对接以太网线缆，即以太网接口的1、2脚对对接线缆的1、2线对，以太网接口的3、4脚对对接线缆的3、4线对，以太网接口的5、6脚对对接线缆的5、6线对，以太网接口的7、8脚对对接线缆的7、8线对。针对同一对PSE和PD，POE标准只允许同时使用以上两种供电方式中的一种，因此无论在什么情况下，POE的供电模式均为两线对供电模式。而在这种两线对供电模式下，线缆电阻较大，电功率在线缆上传输时损耗较大。

本发明实施例一提供一种非标准供电系统，所述系统在现有的标准POE系统的基础上，在PSE端和PD端对以太网接口上的物理层线序进行了改造，可以脱离现有的POE标准，实现四线对供电的非标准模式。

参照图2，所述系统包括至少一个非标准PD和至少一个非标准PSE，其中非标准PD和非标准PSE可以通过现有的标准以太网线缆通信相连，并且非标准PSE可通过标准以太网线缆可以向非标准PD提供数据和电压。

其中，所述非标准PD的以太网接口的1、2脚对与3、6脚对短接，4、5脚对与7、8脚对短接；所述非标准PSE的以太网接口的1、2脚对与3、6脚对短接，并与所述非标准PSE的供电电源的正极(或负极)串连；所述非标准PSE的以太网接口的4、5脚对与7、8脚对短接，并与所述非标准PSE的供电电源的负极(或正极)串连。

在电源电压以及传输距离相同的情况下，由于1、2脚对与3、6脚对的短接，以及4、5脚对与7、8脚对的短接，可以使得非标准PSE通过四线对同时向非标准PD传输电压，相对于标准POE的两线对供电模式，线缆的传输阻抗减半，远小于现有标准POE系统中的线缆阻抗，因而能够较大程地降低电功率在线缆上传输时损耗。

在上述方案中，对现有的PSE以及PD的以太网端口上的物理层线序进行了改造，实现了四线对供电的非标准POE模式，有效减小了线缆的传输阻抗，较大程度地降低了电功率在线缆上传输时损耗。

可选的，在具体实施过程中，为了避免本发明实施例中的非标准POE设备和现有的标准POE设备对接时设备损坏，上述短接方式具体可以为：在非标准PSE以及非标准PD的以太网接口上将1、2线对和3、6线对两对双绞线连接的隔变中心抽头进行短接，将4、5线对和7、8线对两对双绞线连接的隔变中心抽头进行短接。当本发明实施例中的非标准PSE与标准POE设备对接时，标准POE设备能在判定短路后及时切断电气连接，进而防止标准POE电源系统对本发明实施例中的非标准POE设备误上电。通过本方式，能够使得非标准POE系统更加可靠，延长使用寿命。

在现有的POE标准中，对PSE传输的电压做了明确设定，现有的PSE只能提供48电源，因而在PD端功耗较小的应用场景下，PD端需要将48V的电源转换为常用的5V/3.3V电源系统，并通过导入开关电源来做降压设计。如此大的压差，不仅导致PD端消耗了大量无用的电源转换效率，增加了散热压力，而且增加了POE系统的设计成本。特别是在无限智分场景下，如果一个PSE同时向多个PD进行标准供电，那么每个PD端都需要一个标准的PD芯片实现48V至5V/3.3V的电压转换，成本极高。鉴于此，本发明实施例中还针对现有技术中标准POE系统存在的PD设计成本高的技术缺陷，对上述供电系统进一步改造，用以实现PSE输出低于POE标准规定的48V的电压。

可选的，基于本发明实施例上述的四线对供电模式，将非标准PSE的输出电压设计为小于以太网供电标准规定的48V的非标准电压，所述非标准PD基于四线对供电模式接收所述非标准PSE输出的非标准电压。

这是因为，如果直接基于现有的两线对供电模式将PSE设计为小于48V的非标准电压，比如24V，虽然有利于降低PD的降压成本，但是从PSE端到PD端上面传输同等数值的功率时，线缆上的电流的值将会增加一倍，线缆的传输损耗将为原来的四倍，而本发明实施例提供的上述非标准的四线对供电模式，能够在降低PD端的降压成本的同时，有效避免由于PSE电压降低带来的线缆损耗增加的问题。

参照图3，所述非标准PSE具体可以包括探测模块和控制模块，所述非标准PSE向所述非标准PD传输非标准电压的具体实现过程包括：所述探测模块检测所述非标准PSE的以太网接口是否有所述非标准PD接入，并且在所述非标准PSE的以太网接口有所述非标准PD接入时，向所述控制模块发送第一接入通知信号；所述控制模块接收所述第一接入通知信号，并在接收到所述第一接入通知信号后，控制所述供电电源的输出第一预定电压，所胡第一预定电压小于48V。

在具体实施过程中，所述非标准PSE的供电电源输出的所述第一预定电压可以根据所述非标准PD的需求进行调节，一个所述非标准PSE可以适配不同供电电压需求的非标准PD。当所述非标准PSE检测到非标准PD之后，可以进一步检测所述非标准PD的供电电压需求，并基于所述非标准PD的供电电压需求进行电压输出。例如，所述第一预定电压可以为[20V，28V]内的任意值。

通过本方式提供的非标准POE系统中，非标准PSE可以为非标准PD提供低于POE标准规定的48V的非标准供电电压，进而可以降低PD端消耗的电源转换效率，减少散热，降低POE系统成本。

可选的，上述非标准PSE还可以用于为现有的标准PD供电。所述非标准PSE向所述标准PD传输标准电压的具体实现过程包括：所述探测模块探测所述非标准PSE的以太网接口是否有标准PD接入，在所述非标准PSE的以太网接口有所述标准PD接入时，将所述PSE的非标准供电模式切换为标准供电模式。

其中，将所述PSE的非标准供电模式切换为标准供电模式的切换方法可以为：所述探测模块向所述控制模块发送第二接入通知信号；所述控制模块在接收到所述第二接入通知信号后，将所述非标准PSE的以太网接口上短接的1、2脚对与3、6脚对断开，以及将所述非标准PSE的以太网接口上短接的4、5脚对与7、8脚对断开，控制所述供电电源的输出48V的标准电压。

通过本方式提供的非标准PSE，不仅可以为非标准PD提供低于POE标准规定的48V的非标准供电电压，还可以为现有的标准PD提供标准电压，通用性高，用户体验更好。

可选的，参照图4，所述非标准PSE的所述探测模块具体可以通过探测电路和微控制单元(Microcontroller Unit；MCU)电路实现，所述非标准PSE的所述控制模块具体通过复杂可编程逻辑器件(Complex Programmable Logic Device，CPLD)电路和开关电路实现。当所述非标准PSE用于向所述非标准PD进行非标准供电时，具体实现过程可以包括以下步骤：

1)所述探测电路检测所述非标准PSE的以太网接口是否有所述非标准PD接入；在所述非标准PSE的以太网接口有所述非标准PD接入时，生成第一检测电压信号，并将所述第一检测电压信号发送给所述MCU电路；

2)所述MCU电路接收所述第一检测电压信号，对其进行模数转换，生成第一数字信号，根据所述第一数字信号生成所述第一接入通知信号，并将所述第一接入通知信号发送给所述CPLD电路；

3)所述CPLD电路接收所述第一接入通知信号，根据所述第一接入通知信号生成第一开启信号，并将所述第一开启信号发送给所述开关电路；所述开关电路接收所述第一开启信号，并在接收到所述第一开启信号后控制所述供电电源输出所述第一预定电压。

在具体实施过程中，所述探测电路可以包含一特征电阻R1，所述非标准PD包含一特征电阻R2，如图5所示。上述步骤1)中所述探测电路检测所述非标准PSE的以太网接口是否有所述非标准PD接入的具体实现方式可以为：所述探测电路探测所述非标准PSE的以太网接口是否有特征电阻为R2的PD接入；若为是，则确定所述非标准PSE的以太网接口有所述非标准PD接入。其中，所述非标准PD的特征电阻R2的阻值与R1的阻值的差值在预定范围内。在具体实时过程中，还可以使得R1和R2的值均等于第一阈值，以保证非标准PD的阻抗在R2这个点上有最大的变化斜率。当特征电阻为R2的非标准PD接入所述非标准PSE时，所述非标准PSE的MCU电路可以检测到所述探测电路R1位置上的电压的值，获得所述第一检测电压信号。

在具体实施过程中，所述MCU电路可以可以有多种实现方式，比如STM32f030R8T6、PIC16F1933T-I等，本发明实施例不做具体限制。所述开关电路可以有多种实现方式，比如TPS1H100芯片、VNQ7140AJ芯片等，本发明实施例不做具体限制。所述CPLD电路除了可以通过CPLD器件实现外，还可以由其它类型的可编程逻辑器件替代实现，比如现场可编程门阵列(Field－Programmable Gate Array，FPGA)器件、通用阵列逻辑(generic array logic，GAL)器件等，本发明实施例不做具体限制。

例如，所述MCU可以采用STM32f030R8T6，该芯片可内置12位的模数转换(ADC，Analog-to-Digital Converter)采集器，并使用直接存储器(DMA，Direct Memory Access)实现数据的存取。上述CPLD电路从所述MCU获得所述第一接入通知信号，可以通过探测STM32f030R8T6的探测成功标志位实现，具体探测流程如图6所示，当STM32f030R8T6探测到非标准PSE有非标准PD接入后，其探测成功标志会由0跳至1，CPLD检测到探测成功标志为1时下发上电通告即第一开启信号给开关电路。由于非标准PD离开所述非标准PSE后STM32f030R8T6的探测成功标志位不会自动恢复，因此需要CPLD在下发下电通告的同时向STM32f030R8T6发送一恢复标志位的命令，将STM32f030R8T6的探测成功标志由1切换到0，以使所述MCU在下一次有非标准PD接入时能够正常工作。

在具体实施过程中，所述开关电路还可以实现对所述非标准PSE进行过流保护、监控接口状态等功能。其中，所述开关电路监控所述非标准PSE接口状态的具体实现方法可以为：所述开关电路检测所述非标准PD是否离开所述非标准PSE的以太网接口，并在所述非标准PD离开所述非标准PSE的以太网接口时，向所述CPLD电路发送异常信号；当所述CPLD电路接收到所述异常信号后，可以向所述开关电路发送关闭信号，以为控制所述供电电源停止输出非标准电压。

例如，所述开关电路可通过TPS1H100芯片实现。参照图7，TPS1H100的引脚3为OP_EN，与CPLD电路连接，作为内部电气开关的使能引脚，接收CPLD下发的上/下电通告；引脚13为CL，通过对地连接电阻RCL，可以调节过流点；引脚14为ST，是异常信号通告引脚，与CPLD电路连接，主要负责开路检测和上报。当非标准PD从非标准PSE的以太网接口断开时，ST信号最终会输出一个稳定的低电平，用来提示CPLD电路末端处于开路状态，以使CPLD向所述开关电路发送强制下电的命令，控制所述供电电源停止输出非标准电压。需要注意的是，在采用TPS1H100进行异常上报时，可能会存在抖动问题，比如在TPS1H100首次上电瞬间，ST引脚会有一个小于50ms的信号抖动，需要进行滤除，如果CPLD在首次上电的50ms时间内收到ST引脚上报的异常信号可以不进行处理，另外在所述非标准PSE为所述非标准PD供电过程中也可能存在偶然的瞬时抖动，也需要进行滤除，具体实现方式可以为设置一阈值时间，比如1ms，如果抖动不超过1ms，则可以将其滤除。

在具体实施过程中，所述CPLD电路除了接收所述MCU上报的第一接入通知信号以及所述开关电路上报的异常信号外，还可以接收执行外部控制器发送的命令。比如，参照图4所示，所述CPLD电路可以与一外部中央处理器(CPU，Central Processing Unit)连接。用户可以通过所述CPU下达强制上/下电指令，所述CPLD可根据所述强制上/下电指令向所述开关电路发送强制开启/关闭信号，以使所述开关电路控制所述供电电源强制输出/强制停止输出非标准电压。

基于上述非标准PSE的实现方式，该供电系统可以同时具备多种供电模式。例如：1)MCU自行检测上电，CPLD处理开路监测信号，实现硬件下电；2)CPLD对MCU上报的逻辑进行屏蔽，直接强制输出供电；3)CPLD对MCU上报的逻辑进行屏蔽，直接强制关闭供电；4)CPLD仅接触对MCU的屏蔽，不做任何处理。需要注意的是，以上只是POE供电模式的举例，不能用来限定本发明实施例的保护范围。上述供电系统在实际工作过程中，由于各个信号的时序在不同情况下会有差异，因此可以根据控制目标来对CPLD的控制信号时序做细节梳理。比如如果要对端口强制进行供电，那么需要先输出供电，再屏蔽MCU的输入通告，避免造成瞬时的系统震荡。

通过本方式，利用标准以太网线缆的全部四线对，配合MCU、TPS1H100、CPLD等搭建非标准的POE系统，实现了PSE端输出低于POE标准的非标准电压；并且，非标准PSE的内部主要通过硬件实现，脱离现有的标准PSE芯片的束缚，既保证了非标准POE系统的可靠性，又降低了POE系统的成本；不仅如此，基于PSE端的低输出，使得PD端可以脱离POE标准限制，可以不采用标准PD芯片，可以采用普通的降压芯片就可以实现低压转换，进一步降低了POE系统的成本。

可选的，基于上述非标准PSE的具体实现，所述非标准PSE还可以用以对标准PD进行供电，供电流程具体可以包括以下步骤：

1)所述探测电路检测所述非标准PSE的以太网接口是否有所述标准PD接入；在所述标准PSE的以太网接口有所述标准PD接入时，生成第二检测电压信号，并将所述第二检测电压信号发送给所述MCU电路；

2)所述MCU电路接收所述第二检测电压信号，并对其进行模数转换，生成第二数字信号，根据所述第二数字信号生成所述第二接入通知信号，并将所述第二接入通知信号发送给所述CPLD电路；

3)所述CPLD电路接收所述第二接入通知信号，并根据所述第二接入通知信号生成第二开启信号和线序切换指示信号；

4)所述非标准PSE的以太网接口接收所述线序切换指示信号，并在收到所述线序切换指示信号后将将所述非标准PSE的以太网接口上短接的1、2脚对与3、6脚对断开，以及将所述非标准PSE的以太网接口上短接的4、5脚对与7、8脚对断开；

5)所述开关电路接收所述第二开启信号，并在接收到所述第二开启信号后控制所述供电电源输出所述标准电压。

通过本方式提供的非标准PSE，不仅可以为非标准PD提供低于POE标准规定的48V的非标准供电电压，还可以为现有的标准PD提供标准电压，成本低，通用性强，用户体验好。

可选的，在具体实施过程中，还可以对上述非标准POE系统进一步改造，提升供电电压，并改造开关电路，比如采用金属—氧化物—半导体场效应晶体管(metal oxidesemiconductor，MOS)替换上述TPS1H100芯片，以实现PSE输出高于POE标准规定48V的非标准电压。通过本方式，可以脱离现有的POE供电标准，实现大功耗POE供电，同时降低POE系统成本。

实施例二

本发明实施例二提供一种非标准PSE，所述非标准PSE的以太网接口的1、2脚对与3、6脚对短接，并与所述非标准PSE的供电电源的正极串连，所述非标准PSE的以太网接口的4、5脚对与7、8脚对短接，并与所述非标准PSE的供电电源的负极串连；所述非标准PSE用于：通过标准以太网线缆向标准PD和/或非标准PD提供数据和电压。

可选的，所述非标准PSE包括探测模块和控制模块；

所述探测模块用于：检测所述非标准PSE的以太网接口是否有所述非标准PD接入；在所述非标准PSE的以太网接口有所述非标准PD接入时，向所述控制模块发送第一接入通知信号；

所述控制模块用于：接收所述第一接入通知信号，并在接收到所述第一接入通知信号后，控制所述供电电源的输出第一预定电压；其中，所述第一预定电压小于以太网供电标准规定的标准电压。

可选的，所述探测模块包含一阻值等于第一阈值的特征电阻，所述非标准PD包含一阻值等于所述第一阈值的特征电阻；

所述探测模块用于：探测所述非标准PSE的以太网接口是否有特征电阻阻值等于所述第一阈值的PD接入，若为是，则确定所述非标准PSE的以太网接口有所述非标准PD接入。

可选的，所述第一预定电压的取值范围为[20V，28V]。

可选的，所述探测模块具体包括探测电路和MCU电路，所述控制模块具体包括CPLD电路和开关电路；

所述探测电路用于：检测所述非标准PSE的以太网接口是否有所述非标准PD接入；在所述非标准PSE的以太网接口有所述非标准PD接入时，生成第一检测电压信号，并将所述第一检测电压信号发送给所述MCU电路；

所述MCU电路用于：接收所述第一检测电压信号，并对其进行模数转换，生成第一数字信号，根据所述第一数字信号生成所述第一接入通知信号，并将所述第一接入通知信号发送给所述CPLD电路；

所述CPLD电路用于：接收所述第一接入通知信号，根据所述第一接入通知信号生成第一开启信号，并将所述第一开启信号发送给所述开关电路；

所述开关电路用于：接收所述第一开启信号，并在接收到所述第一开启信号后控制所述供电电源输出所述第一预定电压。

可选的，所述开关电路还用于：检测所述非标准PD是否离开所述非标准PSE的以太网接口，在所述非标准PD离开所述非标准PSE的以太网接口时，向所述CPLD电路发送异常信号；

所述CPLD电路还用于：接收所述异常信号，并在接收到所述异常信号后向所述开关电路发送关闭信号；

所述开关电路还用于：接收所述关闭信号，并在接收到所述关闭信号后控制所述供电电源停止输出所述第一预定电压。

可选的，所述CPLD电路还用于：

与外部控制器连接，接收所述外部控制发送的强制上/下电指令，根据所述强制上/下电指令向所述开关电路发送强制开启/关闭信号；

所述开关电路还用于：接收所述强制开启/关闭信号，并在接收所述强制开启/关闭信号后控制所述供电电源强制输出/强制停止输出所述第一预定电压。

可选的，所述探测模块还用于：探测所述非标准PSE的以太网接口是否有标准PD接入，在所述非标准PSE的以太网接口有所述标准PD接入时，向所述控制模块发送第二接入通知信号；

所述控制模块还用于：接收所述第二接入通知信号，并在接收到所述第二接入通知信号后，将所述非标准PSE的以太网接口上短接的1、2脚对与3、6脚对断开，以及将所述非标准PSE的以太网接口上短接的4、5脚对与7、8脚对断开，控制所述供电电源的输出所述标准电压。

可选的，所述探测模块具体包括探测电路和MCU电路，所述控制模块具体包括CPLD电路和开关电路；

所述探测电路用于：检测所述非标准PSE的以太网接口是否有所述标准PD接入；在所述标准PSE的以太网接口有所述标准PD接入时，生成第二检测电压信号，并将所述第二检测电压信号发送给所述MCU电路；

所述MCU电路用于：接收所述第二检测电压信号，并对其进行模数转换，生成第二数字信号，根据所述第二数字信号生成所述第二接入通知信号，并将所述第二接入通知信号发送给所述CPLD电路；

所述CPLD电路用于：接收所述第二接入通知信号，并根据所述第二接入通知信号生成第二开启信号和线序切换指示信号；

所述非标准PSE的以太网接口用于：接收所述线序切换指示信号，并在收到所述线序切换指示信号后将将所述非标准PSE的以太网接口上短接的1、2脚对与3、6脚对断开，以及将所述非标准PSE的以太网接口上短接的4、5脚对与7、8脚对断开；

所述开关电路用于：接收所述第二开启信号，并在接收到所述第二开启信号后控制所述供电电源输出所述标准电压。

实施例三

本发明实施例三提供一种非标准PD，所述非标准PD的以太网接口的1、2脚对与3、6脚对短接，4、5脚对与7、8脚对短接，用于：通过标准以太网线缆向接收非标准PSE提供的数据和第一预定电压；其中，所述第一预定电压小于以太网供电标准规定的标准电压。

可选的，所述非标准PD包含一阻值等于所述第一阈值的特征电阻，所述非标准PSE包含的特征电阻的阻值等于所述非标准PD包含的特征电阻的阻值。

本发明实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

1、对PSE以及PD的以太网端口上的物理层线序进行了改造，实现四线对供电的非标准POE模式，有效减小了线缆的传输阻抗，降低了电功率在线缆上传输时损耗。

2、利用标准以太网线缆的全部四线对实现电压传输，配合MCU、TPS1H100、CPLD等搭建非标准POE系统，可以使得非标准PSE输出低于POE标准规定的非标准电压。

3、非标准PSE的内部主要通过硬件实现，脱离现有的标准PSE芯片的束缚，既保证了非标准POE系统的可靠性，又降低了POE系统的成本。

4、基于非标准PSE的非标准电压输出，非标准PD可以脱离POE标准限制，可以不采用标准PD芯片，进一步降低了POE系统的成本。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种非标准供电设备PSE，其特征在于，所述非标准PSE的以太网接口的(1)、(2)脚对连接的隔变中心抽头与(3)、(6)脚对连接的隔变中心抽头短接，并与所述非标准PSE的供电电源的正极串连，所述非标准PSE的以太网接口的(4)、(5)脚对连接的隔变中心抽头与(7)、(8)脚对连接的隔变中心抽头短接，并与所述非标准PSE的供电电源的负极串连；所述非标准PSE用于：通过标准以太网线缆向非标准PD提供数据和电压。

2.如权利要求1所述的非标准PSE，特征在于，所述非标准PSE包括探测模块和控制模块；

所述探测模块用于：检测所述非标准PSE的以太网接口是否有所述非标准PD接入；在所述非标准PSE的以太网接口有所述非标准PD接入时，向所述控制模块发送第一接入通知信号；

所述控制模块用于：接收所述第一接入通知信号，并在接收到所述第一接入通知信号后，控制所述供电电源的输出第一预定电压；其中，所述第一预定电压小于以太网供电标准规定的标准电压。

3.如权利要求2所述的非标准PSE，其特征在于，所述探测模块包含一阻值等于第一阈值的特征电阻，所述非标准PD包含一阻值等于所述第一阈值的特征电阻；

所述探测模块用于：探测所述非标准PSE的以太网接口是否有特征电阻阻值等于所述第一阈值的PD接入，若为是，则确定所述非标准PSE的以太网接口有所述非标准PD接入。

4.如权利要求2所述的非标准PSE，其特征在于，所述第一预定电压的取值范围为[20V，28V]。

5.如权利要求2所述的非标准PSE，其特征在于，所述探测模块具体包括探测电路和MCU电路，所述控制模块具体包括CPLD电路和开关电路；

所述探测电路用于：检测所述非标准PSE的以太网接口是否有所述非标准PD接入；在所述非标准PSE的以太网接口有所述非标准PD接入时，生成第一检测电压信号，并将所述第一检测电压信号发送给所述MCU电路；

所述MCU电路用于：接收所述第一检测电压信号，并对其进行模数转换，生成第一数字信号，根据所述第一数字信号生成所述第一接入通知信号，并将所述第一接入通知信号发送给所述CPLD电路；

所述CPLD电路用于：接收所述第一接入通知信号，根据所述第一接入通知信号生成第一开启信号，并将所述第一开启信号发送给所述开关电路；

所述开关电路用于：接收所述第一开启信号，并在接收到所述第一开启信号后控制所述供电电源输出所述第一预定电压。

6.如权利要求5所述的非标准PSE，其特征在于，所述开关电路还用于：检测所述非标准PD是否离开所述非标准PSE的以太网接口，在所述非标准PD离开所述非标准PSE的以太网接口时，向所述CPLD电路发送异常信号；

所述CPLD电路还用于：接收所述异常信号，并在接收到所述异常信号后向所述开关电路发送关闭信号；

所述开关电路还用于：接收所述关闭信号，并在接收到所述关闭信号后控制所述供电电源停止输出所述第一预定电压。

7.如权利要求5所述的非标准PSE，其特征在于，所述CPLD电路还用于：

与外部控制器连接，接收所述外部控制发送的强制上/下电指令，根据所述强制上/下电指令向所述开关电路发送强制开启/关闭信号；

所述开关电路还用于：接收所述强制开启/关闭信号，并在接收所述强制开启/关闭信号后控制所述供电电源强制输出/强制停止输出所述第一预定电压。

8.一种非标准受电设备PD，其特征在于，所述非标准PD的以太网接口的(1)、(2)脚对连接的隔变中心抽头与(3)、(6)脚对连接的隔变中心抽头短接，并与所述非标准PD的供电电源的正极串连，(4)、(5)脚对与(7)、(8)脚对短接，并与所述非标准PD的供电电源的负极串连；

所述非标准PD用于：通过标准以太网线缆向接收非标准PSE提供的数据和第一预定电压；

其中，所述第一预定电压小于以太网供电标准规定的标准电压。

9.如权利要求8所述的非标准PD，其特征在于，所述非标准PD包含一阻值等于第一阈值的特征电阻，所述非标准PSE包含的特征电阻的阻值等于所述非标准PD包含的特征电阻的阻值。

10.一种非标准供电系统，其特征在于，包括：

至少一个如权利要求1-7任一项所述的非标准PSE；以及

至少一个如权利要求8-9任一项所述的非标准PD。

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