CN107888386B - 以太网络供电系统的用电设备检测装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种以太网络供电系统的用电设备检测装置及方法，用以在具有至少两条信号/电源通道的以太网络供电系统的供电设备中，检测供电设备与用电设备的连接配置。本发明对各个通道施加一组包括区别检测信号的检测信号序列，并根据从各通道所测得，对区别检测信号的反应信号，判断两条通道是否连接至同一用电设备。

Description

以太网络供电系统的用电设备检测装置及方法

技术领域

本发明涉及一种电路与方法，用于在一个以太网供电系统中检测用电设备的连接配置，特别是在一个具有多个供电通道的以太网络供电系统中，检测供电设备与用电设备的连接配置的检测装置与方法。

背景技术

以太网络供电系统(Power over Ethernet System–PoE System)已经是一种普及的应用。IEEE在2003年及2009年分别发布IEEE 802.3af以及IEEE 802.3at两种PoE标准(以下称为“IEEE的PoE标准”或“PoE标准”)，被各界广泛采用。PoE的技术使得例如网络电话、无线基地台、网络摄影机、集线器、甚至计算机等装置，都能由以太网络供电，不须使用额外的电源及插座。这种结合数据传送与电源供应的技术使整体网络计算机系统成本及复杂度明显降低。

一个以太网络供电系统中，电功率是由供电设备(Power Source Equipment–PSE)经由以太网络的数据缆线供应给用电设备(Powered Device–PD)。适用的供电设备包括以太网交换机、路由器、其他网络交换设备，以及数据通信网络中的中跨设备。在这种系统中，用电设备是指连接到网络上，并配置为可从网络中请求供电设备提供功率及/或汲取供电设备所提供的功率的装置。

在以太网络供电系统中，供电设备经由网络缆线连接到多个用电设备，同时也会连接到多个不会或不能从供电设备取得功率的装置。在应用上，可能的用电设备包括符合上述IEEE的PoE标准的装置、以及与该标准兼容的装置。上述IEEE的PoE标准规定，供电设备在对特定装置提供功率之前，必须先对该装置进行检测，以判断该装置是否为符合该PoE标准的用电设备，亦即适合供电的用电设备。如检测结果为是，则会向用电设备供电；否则即不供电。

根据IEEE的PoE标准规定，在进行前述检测时，供电设备是将检测信号施加到待测装置所连接的信号/电源通道，之后从该信号/电源通道检测该待测装置的回应信号。如果回应信号显示签名电阻(Signature Resistance)，范围是从19到26.5千欧姆，则判断待测装置为符合IEEE标准的用电设备。PoE标准还规定，供电设备所发出的信号，电压应在大约2.8V和10V之间，电流应小于大约5mA。检测信号的电压应有1V以上的差值。

进行检测时，典型的作法是由供电设备对特定信号/电源通道施加电压或电流，并在预定时间后测量待测装置的回应信号。签名电阻则是以两信号间的电流/电压关系计算得出。如果施加电流，电流通常为150μA至400μA的范围。再测量通道的电压，计算签名电阻的阻值。在这种情形下，符合PoE标准的待测装置会使供电设备在通道测量到约2.8V到10V的电压下降。

反之，如果检测信号是一种电压，该电压的范围通常是在约2.8V到10V之间。从通道所测得的电流值，则约在125μA至400μA之间。

在IEEE802.3af标准规定下，一个供电设备对于由两对双绞线构成的信号/电源通道(缆线)供应的功率不得超过15.4瓦。这种供电设备称为第一型PSE(Type 1PSE)，适用于这种第一型的装置，也称为低功耗PSE/PD。此外，IEEE802.3at标准规定一个供电设备对于由两对双绞线构成的信号/电源通道(缆线)供应的功率不得超过30瓦。这种供电设备称为第二型PSE(Type 2PSE)，适用于这种第二型的装置，也称为中功耗PSE/PD。除了上述低功耗和中功耗的PSE/PD之外，另外也存在其他类型的PSE和PD，可以提供/接收更高的功率。这类型的PSE/PD设备称为高功耗的PSE/PD设备。

依照ANSI/TIA/EIA-568-A标准定义的5e类(CAT 5e)电缆和6类(CAT 6)电缆提供由两对双绞线或4对双绞线构成的缆线，可以用来载送高于上述第一型或第二型规格的功率。因此，如果将上述第一型或第二型规格的供电设备与这两种缆线中使用4对双绞线的缆线结合，将可对用电设备提供更高的功率，而不会损害这两种缆线规格所规定的安全性要求。

为要向用电设备提供更高的功率，上述系统的供电设备是经由两条通道，亦即分别由两对双绞线组成的信号/电源通道，对所连接的用电设备供电，而容许1)单一的用电设备同时连接到两条通道(所有4对双绞线，图1)，以接受较高的供电功率；2)两个用电设备分别连接一条通道(两对双绞线，图2)，以分别接受一条通道的供电；以及3)一个用电设备连接到两条通道中的一条(4对双绞线中的两对)，以接受一条通道供电(图3及图4)。

由于供电装置与用电设备的连接型态的多样化，以太网络供电系统的供电设备必须具备能够正确检测多条供电通道与用电设备的连接配置，才能正确的供电。

例如，在前述图1的情形下，当供电设备100对第一通道的双绞线对D1与D2发出检测信号后，因该通道连接图中的用电设备20，供电设备100可在通道检测到反应信号，并根据反应信号计算阻抗值。该阻抗值在有效范围，故而判断该用电设备为适合供电的用电设备，并开始供电。但供电设备100对第二通道的双绞线对D3与D4发出检测信号后，因该通道也连接用电设备20，所检测到的反应信号将超过有效范围，导致检测结果为无效。这时供电设备100即不会向该第二通道提供功率。但在这种情况下，用电设备20通常就是一种高功耗的用电设备。这时供电设备100仅提供单一通道的功率，所供应的功率将无法满足用电设备20的需求，导致这种双通道的架构失败，无法通过使用双通道提供更高的功率。

美国专利US 8,305,906B2公开一种以太网络供电系统的用电设备检测方法，用以对具有4对双绞线的双通道信号缆线检测是否连接到同一用电设备。该方法包括对一通道发出检测信号，并从另一通道检测反应信号。在根据另一通道所测得的反应信号判断该对双绞线所连接的设备并非适于供电的用电设备时，判断该两通道是连接到同一用电设备。

美国专利US 9,281,691B2也公开一种在以太网络供电系统的用电设备中，对具有4对双绞线的双通道信号缆线检测是否连接到同一用电设备的检测装置。所使用的检测方法包括：同时对两通道送出检测信号。在其中一通道所测得的反应信号显示已经连接到一个适于供电的用电设备后，继续检测两通道所表现的电阻值。在该两电阻值在特定范围内时，判断该两条通道连接到同一用电设备，并同时对该两条通道供电。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新颖的以太网络供电系统的用电设备检测装置，该装置可以检测包含多条通道的信号缆线所连接的用电设备，正确判断该用电设备的连接配置。

本发明的目的也在于提供一种新颖的以太网络供电系统的用电设备检测装置，该装置可以缩短用电设备连接配置的整体检测时间。

本发明的目的也在于提供一种具有上述优点的以太网络供电系统的用电设备检测方法。

本发明提供一种以太网络供电系统的用电设备检测装置，是用以配置在以太网络供电系统的供电设备中。该供电设备包括至少4对双绞线，其中两对双绞线分别形成一个信号/电源通道。在本发明的各种实施例中，各信号/电源通道连接到接点，该接点可为信号线接头，优选为以太网络信号线接头，以供用电设备连接，并对该用电设备供应电功率。检测装置连接两条信号/电源通道，并配置成可对各个通道施加检测信号序列，检测信号序列包括多个基本检测信号及至少一个区别检测信号；其中，对第一通道所施加的检测信号序列A与对第二通道所施加的检测信号序列B具有相同数量及电平的基本检测信号，以及相同数量但电平不同的区别检测信号。

检测装置进一步配置成：在施加检测信号序列后预定时间从对应的通道测得反应信号序列，并根据第一通道的反应信号序列A与第二通道的反应信号序列B中对检测信号序列中的区别检测信号的反应信号，判断第一通道与第二通道是否连接至同一用电设备，并在判断结果为否时，根据反应信号序列A与反应信号序列B计算一电阻值，并根据该电阻值，判断两条通道连接至两个用电设备或均未连接用电设备，或其中只有一条通道连接用电设备；及根据判断结果，对判断为已连接的用电设备供电。

在本发明的优选实例中，各检测信号序列的基本检测信号依次包括第一检测信号V1a、V1b、第二检测信号V2a、V2b、第三检测信号V3a、V3b及第四检测信号V4a、V4b；且区别检测信号包括第五检测信号V5a、V5b。其中，在对第一通道施加的检测信号序列A中，第一、第三检测信号V1a、V3a的电平实质相同，且第二、第四检测信号V2a、V4a的电平实质相同；且在对第二通道施加的检测信号序列B中，第一、第三检测信号V1b、V3b的电平实质相同，且第二、第四检测信号V2b、V4b的电平实质相同。其中，该第五检测信号V5a的电平与第一、第三检测信号V1a、V3a、V1b、V3b相同或与第二、第四检测信号V2a、V4a、V2b、V4b相同；另一第五检测信号V5b则反之。

在本发明的优选实例中，区别检测信号在基本检测信号之后产生。但在其他实施例中，区别检测信号在基本检测信号之前产生，或至少一部份之前产生。在本发明的另一些实例中，检测信号序列还包括第六检测信号V6a、V6b，用于产生参考用反应信号。

在本发明的优选实例中，反应信号序列包括由第一及第二通道分别检测到的：反应第一检测信号V1a、V1b的第一反应信号I1a、I1b、反应第二检测信号V2a、V2b的第二反应信号I2a、I2b、反应第三检测信号V3a、V3b的第三反应信号I3a、I3b、反应第四检测信号V4a、V4b的第四反应信号I4a、I4b，以及反应第五检测信号V5a、V5b的第五反应信号I5a、I5b。如有第六检测信号V6a、V6b，则反应信号序列还包括第六反应信号I6a、I6b，做为参考用反应信号。

在本发明的优选实施例中，检测信号为电压信号，且反应信号为电流信号。在其他实施例中，检测信号为电流信号，且反应信号为电压信号。在这种实施例中，判断的方法包括：

在I5a＝I1a+I1b且I5b＝0时，判断两条通道连接至同一用电设备；否则，

在Rdet1a＝Rdet2a且Rdet1b＝Rdet2b时，判断两条通道分别连接至两个用电设备；

在Rdet1a＝Rdet2a且Rdet1b≠Rdet2b时，判断第一通道连接至一个用电设备，且第二通道未连用电设备；

在Rdet1a≠Rdet2a且Rdet1b＝Rdet2b时，判断第二通道连接至一个用电设备，且第一通道未连用电设备；否则，

判断两条通道均未连接至用电设备。其中，Rdet1a＝(V1a-V2a)/(I1a-I2a)，Rdet2a＝(V3a-V4a)/(I3a-I4a)，Rdet1b＝(V1b-V2b)/(I1b-I2b)且Rdet2b＝(V3b-V4b)/(I3b-I4b)。

在本发明的特定实例中，第四检测信号的施加时间为第二检测信号施加时间与延长时间之和。该延长时间为第二检测信号施加时间的0.2到1.5倍，优选为0.5-1.0倍。

在本发明的一些实施例中，检测装置还在Rdet1a、Rdet2a、Rdet1b、及Rdet2b中任一者的值超过预定值范围时，判断对应的通道并未连接适于供电的用电设备；并不对该通道供电。

本发明的检测装置还可包含对连接到特定通道的待测装置判断是否为适于供电的用电设备的机制。该适于供电的用电设备优选为符合IEEE802.3af标准及/或IEEE802.3at标准的用电设备。

上述及其他本发明的目的与优点，可由以下详细说明并参照所附图式而更加清楚。

附图说明

图1示出根据本发明的以太网络供电系统供电设备经由两通道同时连接到一个用电设备的连接状态电路示意图。

图2示出根据本发明的以太网络供电系统供电设备经由两通道分别连接到一个用电设备的连接状态电路示意图。

图3a与3b示出本发明一种实施例的以太网络供电系统的用电设备检测装置所使用的检测方法中检测信号波形图。

图4a与b示出图1的连接配置中，针对图3a与3b的检测信号的反应信号序列波形图。

图5a与b示出图2的连接配置中，针对图3a与3b的检测信号的反应信号序列波形图。

图6a与b示出根据本发明另一种连接配置中，针对图3a与3b的检测信号的反应信号序列波形图。

图7示出本发明一种实施例的以太网络供电系统的用电设备检测装置方块图。

图8示出本发明一种实施例的以太网络供电系统的用电设备检测装置所使用的检测方法流程图。

附图标记说明

10 用电设备检测装置

11、12、13、14 端口

11A、12A、13A、14A 信号线

20 用电设备

20A、20B 用电设备

21、22、23 外部装置

21A、22A、23A 网络线

100 供电设备

101 输出入界面

D1、D2、D3、D4 双绞线对

V1a、V1b 第一检测信号

V2a、V2b 第二检测信号

V3a、V3b 第三检测信号

V4a、V4b 第四检测信号

V5a、V5b 第五检测信号

V6a、V6b 第六检测信号

I1a、I1b 第一反应信号

I2a、I2b 第二反应信号

I3a、I3b 第三反应信号

I4a、I4b 第四反应信号

I5a、I5b 第五反应信号

I6a、I6b 第六反应信号

200 计算机主机

201 网络线

具体实施方式

本发明提供一种新颖的以太网络供电系统的用电设备检测装置及方法，供应用于具有多个信号/电源通道的以太网络供电系统的供电设备，用来检测连接到该供电设备的用电设备。所检测的项目包括：

1.该供电设备提供的多个信号/电源通道是否连接用电设备。

2.该信号/电源通道所连接的用电设备是否适于供电的用电设备。

3.该供电设备的多个信号/电源通道是否连接到同一用电设备。

关于供电设备提供的信号/电源通道是否连接用电设备，以及连接的用电设备是否适于供电的用电设备，已知的以太网络供电系统的供电设备都已经提供检测功能。不过，已知的以太网络供电系统的供电设备只提供一条供电通道，亦即由两对双绞线所组成的信号及/或电源通道。适用于已知以太网络供电系统的用电设备检测装置并无法应用到多通道的供电设备。

图1示出根据本发明的以太网络供电系统供电设备100经由两条信号/电源通道D1/D2与D3/D4同时连接到同一用电设备200的连接状态电路示意图。图2示出根据本发明的以太网络供电系统供电设备100经由两条信号/电源通道D1/D2与D3/D4分别连接到一个用电设备20A、20B的连接状态电路示意图。除图1、2所示的连接配置之外，该两条通道也可能仅有一条连接一个用电设备，另一通道则未连接任何用电设备。此外，也有可能两条通道都未连接任何用电设备或适于供电的用电设备。

本发明提供一种新颖的用电设备检测装置及方法，用来检测该供电设备连接用电设备的配置型态。本发明的检测装置在进行检测时，分别对供电设备所连接的多条信号及/或电源通道，优选为两条通道发出检验信号。所发出的检测信号包括一个区分检测信号。详言之，检测信号的型态是序列的信号，并包括多个基本检测信号及至少一个区别检测信号；其中，对第一通道所施加的检测信号序列A与对第二通道所施加的检测信号序列B具有相同数量及电平的基本检测信号，以及相同数量但电平不同的区别检测信号。

举例而言，如果供电设备提供两条通道，分别包括两对双绞线，则检测装置对两条通道所发出的检测信号序列，将分别包括多个基本检测信号及一个区别检测信号。各基本检测信号依次包括第一检测信号V1a、V1b、第二检测信号V2a、V2b、第三检测信号V3a、V3b及第四检测信号V4a、V4b；且区别检测信号包括第五检测信号V5a、V5b。检测信号序列也可还包括第六检测信号V6a、V6b，用于产生参考用反应信号。其中，在对第一对双绞线施加的检测信号序列A中，第一、第三检测信号V1a、V3a的电平实质相同，且第二、第四检测信号V2a、V4a的电平实质相同；且在对第二对双绞线施加的检测信号序列B中，第一、第三检测信号V1b、V3b的电平实质相同，且第二、第四检测信号V2b、V4b的电平实质相同。在图中所示的实施例中，第五检测信号V5a的电平与第一、第三检测信号V1a、V3a、V1b、V3相同或与第二、第四检测信号V2a、V4a、V2b、V4b相同；另一第五检测信号V5b则反之。不过，这种设计只是取其简单，不须另外增加其他的电平，并非任何技术限制。在实际应用上，第五检测信号V5a的电平只要与另一第五检测信号V5b电平不同，足以区别两条通道连接到同一用电设备或两个分别的用电设备即可。第六检测信号V6a、V6b电平优选不同于紧接其前或其后的信号电平。

图中所示的区别检测信号在基本检测信号之后产生。但在本发明其他实施例中，区别检测信号在基本检测信号之前或至少一部份之前产生。

图3a与3b示出上述实施例的以太网络供电系统的用电设备检测装置所使用的检测方法中检测信号的波形图。图中所示的检测信号中，V1a＝V1b＝V3a＝V3b＝V5a＝V6b＝-8V，V2a＝V2b＝V4a＝V4b＝V6a＝V5b＝-4V。各信号的施加时间基本上相等，但第4检测信号V4a、V4b的施加时间为第2检测信号V2a、V2b施加时间与延长时间之和。因此，该检测装置对反应信号的取样时间点，也在相同的延长时间之后。在实际应用上，延长时间可为第2检测信号施加时间的0.2到1.5倍，优选为0.5-1.0倍。这种设计可以在延后时间取得反应信号，亦即，在系统进入稳定状态后，才取得反应信号，可以避免检测结果失误。

根据本发明的设计，检测装置在发出检测信号序列之后的预定时间在各通道检测反应信号。在本发明的优选实施例中，检测信号为电压信号，且反应信号为电流信号。在其他实施例中，检测信号为电流信号，且反应信号为电压信号。

在本发明的优选实例中，各通道的反应信号也包括序列信号，还包括：反应第一检测信号V1a、V1b的第一反应信号I1a、I1b、反应第二检测信号V2a、V2b的第二反应信号I2a、I2b、反应第三检测信号V3a、V3b的第三反应信号I3a、I3b、反应第四检测信号V4a、V4b的第四反应信号I4a、I4b、以及反应第五检测信号V5a、V5b的第五反应信号I5a、I5b。如有第六检测信号V6a、V6b，则反应信号序列也包括第六反应信号I6a、I6b。该反应信号序列的各个反应信号顺序将与检测信号序列的对应顺序相同。且如前所述，如第4检测信号V4a、V4b的施加时间增加延长时间，则检测装置对反应信号的取样时间点也在相同的延长时间之后。

经过对两条通道连接用电设备的不同配置分别以计算机模拟方法，以图3a、3b的检测信号测试，得到的结果如下：

图4a与4b示出在图1的连接配置下，对两通道分别以图3a与3b的检测信号测试，所得到的反应信号序列波形图。如图所示，由于两通道D1/D2与D3/D4连接到同一个用电设备20，施加-4V与-8V的检测电压信号后，测量反应信号的电流值。此时电流发生分流现象，测得反应信号的电平，只有各通道仅连接到一个用电设备时的约一半(比较图5a、5b与图6a、6b)。第一通道(图4a)所施加的区别检测信号V5a为-8V，或其他可使线路上的二极管导通的电压值，使得线路导通，故而在时间点T6测得例如为320uA的反应信号I5a。但对第二通道(图4b)所施加的区别检测信号V5b为-4V，或其他不足以使线路上的二极管导通的电压值，使得线路无法导通，故而在时间点T6测得例如为0A的反应信号I5b。此时因为不会发生分流现象，反应信号的电流值约为对相同电平的基本检测信号所产生的反应信号电流值的两倍。此外，如有第六检测信号，参考检测信号V6a、V6b具有与相接续的检测信号(在本例中为区别检测信号V5a、V5b)不同的电平，所产生的反应信号(I6a、I6b)足以区别出对区别检测信号V5a、V5b的反应信号(I5a、I5b)。

图5a与5b示出在图2的连接配置下，对两通道分别以图3a与3b的检测信号测试，所得到的反应信号序列波形图。如图所示，由于两通道D1/D2与D3/D4分别连接到不同的用电设备20A、20B，施加-4V与-8V的检测电压信号后，测量反应信号的电流值。此时电流并没有发生分流现象，测得反应信号的电流值并无如图4a、4b的电平下降现象。且对于基本检测信号与区别检测信号的反应信号，均会对应于各该检测信号的电平，呈现相应的不同电平。对第一通道(图5a)所施加的区别检测信号V5a与对第二通道(图5b)所施加的区别检测信号V5b虽有不同，但在时间点T6测得的反应信号均可对应所施加的检测信号，产生差异。此外，如有第六检测信号(参考检测信号V6a、V6b)，所产生的反应信号I6a、I6b也足以区别出对区别检测信号V5a、V5b的反应信号(I5a、I5b)。

图6a与6b示出在第一通道连接一个用电设备(图6a)，第二通道未连接用电设备(图6b)的连接配置下，对两通道分别以图3a与3b的检测信号测试，所得到的反应信号序列波形图。如图所示，由于第二通道并未连接用电设备，对第二通道施加检测信号后，所测得的反应信号电平均为0(0A)。反之，因第一通道连接一个用电设备，施加-4V与-8V的电压检测信号后，测量反应信号的电流值。发现对于基本检测信号与区别检测信号的反应信号，均会对应于各该检测信号的电平，呈现相应的不同电平。此外，如有第六检测信号(参考检测信号V6a、V6b)，所产生的反应信号I6a、I6b也足以区别出对区别检测信号V5a、V5b的反应信号(I5a、I5b)。

从图6a与6b示出的结果可知，在第二通道连接一个用电设备，第一通道未连接用电设备的连接配置下，对两通道分别以图3a与3b的检测信号测试，所得到的反应信号序列波形图，也会与图6a与6b示出的结果相同，但是两者应为对置。此外，如果两通道均未连接用电设备，则反应信号均应为0电平。

图7示出本发明以太网络供电系统的用电设备检测装置一种实施例的方块图。如图所示，本发明的以太网络供电系统的用电设备检测装置10，乃是用来配置在以太网络供电系统的供电设备100中。供电设备100与计算机主机200共同构成以太网络供电系统，提供由供电设备100将计算机主机200经由网络线201送来的功率，转送到用电设备的功能。如图7所示，计算机主机200提供的电功率(以及电信号)，经由网络线201进入供电设备100的输出入界面101，而进入检测装置10。供电设备100也提供多个端口11、12、13、14，以供外部装置21、22、23经由网络线21A、22A、23A连接。图中示出4个端口，但本领域技术人员均知，该端口的数量并非任何技术限制。通常，供电设备100可提供8个端口，但也可以高于或低于该数量。图中示出有3个外部装置21、22、23连接到端口11、12、14。端口13并无外部装置连接。该外部装置21、22、23可能是上述低电耗用电设备、中电耗用电设备、高电耗用电设备，或与IEEE标准不兼容的用电设备。供电设备100的功能即是将计算机主机200所提供的功率，转送到外部装置21、22、23中，可能接受供电的装置。

具有以上构成的以太网络供电系统为业界所熟知，并记载在各种技术文献中，包括上述IEEE 802.3af、IEEE 802.3at等业界标准。其详情不须在此赘述。

本发明所提供的以太网络供电系统的用电设备检测装置，是应用在具有多通道的以太网络供电系统供电设备中。在这种设备中，信号线11A、12A、13A、14A每组都包括两条信号/电源通道。详言之，信号线11A、12A、13A、14A每组都包括至少2对双绞线，优选为4对双绞线。用以传送电信号及电功率。同时，信号线11A、12A、13A、14A延伸到接点(端口)11、12、13、14。端口11、12、13、14优选为信号接头，更优选为以太网络信号接头。当然，信号线所含的双绞线对数，并非任何技术限制。但各组至少需包括两对信号线。如为4对，则可利用现有的市售ANSI/TIA/EIA-568-A标准规定的5e类(CAT 5e)电缆和6类(CAT 6)电缆。

供电设备100与单个外部装置21、22、23的连接，详情可以参考图1、图2。图1中，供电设备100经由4对双绞线D1、D2、D3、D4，亦即第一与第二通道，连接到用电设备20。用电设备20可为外部装置21、22、23中的任何一个，经过判断为适于供电的用电设备后，优选为符合IEEE的PoE标准的用电设备后，即认为是一个适于供电的用电设备。图2中，两个用电设备20A、20B分别经由两对双绞线D1、D2(第一通道)与D3、D4(第二通道)连接到供电设备100。

将在以下说明本发明的以太网络供电系统的用电设备检测装置所使用的检测方法。图8为本发明一种实施例的以太网络供电系统的用电设备检测装置所使用的检测方法流程图。如图所示，该方法从步骤700开始。在步骤701，检测装置10对两通道施以检测信号。每组检测信号都包括一个检测信号序列，而分别包括多个基本检测信号及一个区别检测信号。即作为基本检测信号的第一检测信号V1a、V1b、第二检测信号V2a、V2b、第三检测信号V3a、V3b、第四检测信号V4a、V4b，以及作为区别检测信号的第五检测信号V5a、V5b。检测信号序列也可还包括第六检测信号V6a、V6b，作为区别检测信号。各检测信号的特性已经在前述参考图3a、3b的说明中详述。

在步骤702，检测装置10从两通道取样反应信号。反应信号也包括序列信号，还包括：反应第一检测信号V1a、V1b的第一反应信号I1a、I1b、反应第二检测信号V2a、V2b的第二反应信号I2a、I2b、反应第三检测信号V3a、V3b的第三反应信号I3a、I3b、反应第四检测信号V4a、V4b的第四反应信号I4a、I4b、以及反应第五检测信号V5a、V5b的第五反应信号I5a、I5b。如有第六检测信号V6a、V6b，则反应信号序列也包括第六反应信号I6a、I6b。反应信号的特性已经在前述参考图4a、4b、5a、5b、6a、6b的说明中详述。

在步骤703，该检测装置10判断所有反应信号是否均在有效范围内的有效信号。通常而言，这些反应信号如果是电流信号，其电流值应该在50μA与750μA之间，已如前述。判断结果如为否，则表示取样信号无效，在步骤710判断测试失败，需重新检测。如是，则在步骤704判断反应信号中对区别检测信号的反应信号是否呈现区别的特性。例如，其中一个反应信号是否电平为0，另一者则否。此外，尚可根据上述分流现象，判断非零值的反应信号同一系列信号中对基本检测信号的反应信号电平是否约为反应信号的一半值。亦即，判断I5a＝I3a+I3b或(I5a＝I3a+I3b且I5b＝0)。如判断结果为是，初步认定供电设备100的连接配置是一个用电设备经由两通道连接到供电设备100。其后，检测装置10在步骤705检测两通道的电阻值是否在有效范围之内，以判断电阻值是否为前述签名电阻。在本发明的优选实施例中，是由一个供电设备经由两通道连接到一用电设备，所以计算电阻值时可将两通道的电流值相加，以其结果作为计算依据。亦即，令V1t＝V1a或V1b，V2t＝V2a或V2b，V3t＝V3a或V3b，V4t＝V4a或V4b，I1t＝I1a+I1b，I2t＝I2a+I2b，I3t＝I3a+I3b，I4t＝I4a+I4b，计算Rdet1t＝(V1t-V2t)/(I1t-I2t)与Rdet2t＝(V3t-V4t)/(I3t-I4t)的值。并判断该值是否落在17k<Rdet1t,Rdet2t<29.5k欧姆的范围内。如是，即可在步骤706对用电设备20进行下一步的分类(classification)，以及进一步的供电与电源分配(power allocation)的管理。在此经由两通道对同一用电设备供电，通常为高电耗模式供电，但也可能是中耗电模式。特别注意的是，在此供电模式下，供电设备需将两通道电流合并，以作进一步的电源管理。在此步骤中，检测装置10也可进一步判断Rdet1t＝Rdet2t是否成立，以提高判断的正确性。在步骤705或Rdet1t＝Rdet2t判断结果为否时，均在步骤710判断测试失败。

如果在步骤704的判断结果为否，即可判断并没有一个用电设备经由两条通道连接到供电设备100。此时检测装置10即可进入判断其他连接配置的步骤。在步骤707检测装置10判断(1)Rdet1a＝Rdet2a？及(2)Rdet1b＝Rdet2b？其中，Rdet1a＝(V1a-V2a)/(I1a-I2a)，Rdet2a＝(V3a-V4a)/(I3a-I4a)，Rdet1b＝(V1b-V2b)/(I1b-I2b)，Rdet2b＝(V3b-V4b)/(I3b-I4b)。

1.如判断结果是(1)为是且(2)为是，则可判断为两个用电设备分别经由一条到通道连接到供电设备100。

2.如判断结果是(1)为否且(2)为是，则可判断第一通道并没有连接用电设备，第二通道则连接一个供电设备。

3.如判断结果是(1)为是且(2)为否，则可判断第一通道连接一个供电设备，第二通道则没有连接用电设备。

4.如判断结果是(1)为否且(2)为否，则可判断两条通道都没有连接用电设备。

因此，检测装置10在步骤708继续判断已经连接用电设备的通道的电阻值是否在有效范围之内，以判断该电阻值是否为前述签名电阻。在应用上，可以判断Rdet1a、Rdet2a、Rdet1b、Rdet2b值是否在17k与29.5k欧姆的范围内。如判断结果为是，即可在步骤709对用电设备20A、20B依次或同时分别进行下一步的分类，并进一步进行供电与电源分配的管理。此时用电设备20A或20B可能各别为中、低电耗模式供电的设备。此外，制造商或使用者也有可能将20A与20B在用电设备中合并使用，以提供高电耗负载需求。在步骤709判断结果为否时，即在步骤710判断测试失败。在此，步骤709的供电与步骤706的供电基本上并无不同。但在步骤706是将两通道的电流值以及供应的功率合并计算，进行管理。在步骤709则是将两通道的电流以供应的功率各别管理与计算。

如上所述，本发明的以太网络供电系统的用电设备检测装置在对用电设备进行测试时，施加一个区别检测信号，该区别检测信号可使经由两条通道的用电设备在两条通道上表现有区别的反应信号，使该检测装置达成正确的连接配置检测结果。该区别检测信号可以直接加入到已知的检测信号中，容易以已知的测试装置测得，并能防止错误的判断。与其他已知技术相比，显然有简化检测方法的效果。应属一种进步的技术发明。

以上是对本发明以太网络供电系统的用电设备检测装置与方法实施例所作的说明。但本领域技术人员均知，本发明的实施例利用已知技术稍作修改，仍可得到相同或相似的效果。因此，这些修改都属于本发明的范围。

例如，在图8中，如步骤703的判断结果为否(并非所有反应信号均在有效范围内)，步骤可能不需直接进入710判断测试失败。而是可以进一步判断两通道中，是否有一通道测得的反应信号均在有效范围内？如判断结果为是，则进入步骤707。否则进入步骤710。

Claims (25)

1.一种以太网络供电系统的用电设备检测装置，用以配置在以太网络供电系统的供电设备中，所述供电设备提供至少两条信号/电源通道，以供用电设备连接，并对所述用电设备供应电功率；所述检测装置连接所述两条信号/电源通道，并配置成可对各个通道施加检测信号序列；其中，对第一通道所施加的检测信号序列A与对第二通道所施加的检测信号序列B包括基本检测信号以及区别检测信号，

其中，所述基本检测信号依次包括：第一检测信号V1a、V1b；第二检测信号V2a、V2b；第三检测信号V3a、V3b及第四检测信号V4a、V4b；且所述区别检测信号包括第五检测信号V5a、V5b；

其中，在对第一通道施加的检测信号序列A中，所述第一、第三检测信号V1a、V3a的电平相同，且所述第二、第四检测信号V2a、V4a的电平相同；且在对第二通道施加的检测信号序列B中，所述第一、第三检测信号V1b、V3b的电平相同，且所述第二、第四检测信号V2b、V4b的电平相同，且

其中，所述第五检测信号V5a的电平与所述第一、第三检测信号V1a、V3a、V1b、V3b相同或与所述第二、第四检测信号V2a、V4a、V2b、V4b相同；另一第五检测信号V5b与所述第五检测信号V5a相反地，而与所述第二、第四检测信号V2a、V4a、V2b、V4b相同或与所述所述第一、第三检测信号V1a、V3a、V1b、V3b相同，

所述检测装置进一步配置成：

在施加所述检测信号序列后预定时间从对应的通道测得反应信号序列，并根据所述第一通道的反应信号序列A与所述第二通道的反应信号序列B中的针对所述检测信号序列中的区别检测信号的反应信号，判断所述第一通道与所述第二通道是否连接至同一用电设备，并在判断结果为否时，根据所述反应信号序列A与所述反应信号序列B计算两条通道的电阻值，并根据所述电阻值，判断两条通道连接至两个用电设备或均未连接用电设备，或其中只有一条通道连接一用电设备；以及

根据判断结果，对判断为已连接的用电设备供电，

其中，所述反应信号序列A与所述反应信号序列B包括：反应所述第一检测信号V1a、V1b的第一反应信号I1a、I1b；反应所述第二检测信号V2a、V2b的第二反应信号I2a、I2b；反应所述第三检测信号V3a、V3b的第三反应信号I3a、I3b；反应所述第四检测信号V4a、V4b的第四反应信号I4a、I4b；及反应所述第五检测信号V5a、V5b的第五反应信号I5a、I5b，且

所述检测装置配置成：(1)在I5a＝I1a+I1b且I5b＝0时，判断两条通道连接至同一用电设备。

2.如权利要求1所述的以太网络供电系统的用电设备检测装置，其中，所述区别检测信号在所述基本检测信号之后产生。

3.如权利要求1所述的以太网络供电系统的用电设备检测装置，其中，所述区别检测信号于所述基本检测信号的至少一部份之前产生。

4.如权利要求1所述的以太网络供电系统的用电设备检测装置，其中，所述检测信号序列还包括第六检测信号V6a、V6b，用于产生参考用反应信号。

5.如权利要求1所述的以太网络供电系统的用电设备检测装置，其中，所述检测信号为电压信号，且所述反应信号为电流信号。

6.如权利要求1所述的以太网络供电系统的用电设备检测装置，其中，所述检测信号为电流信号，且所述反应信号为电压信号。

7.如权利要求1所述的以太网络供电系统的用电设备检测装置，其中，所述检测信号为电压信号，且所述反应信号为电流信号，且所述检测装置进一步配置成在判断I5a＝I1a+I1b且I5b＝0的结果为否时：

(2)在Rdet1a＝Rdet2a且Rdet1b＝Rdet2b时，判断两条通道分别连接至两个用电设备；

(3)在Rdet1a＝Rdet2a且Rdet1b≠Rdet2b时，判断所述第一通道连接至一个用电设备，且所述第二通道未连接用电设备；

(4)在Rdet1a≠Rdet2a且Rdet1b＝Rdet2b时，判断所述第二通道连接至一个用电设备，且所述第一通道未连接用电设备；

(5)在Rdet1a≠Rdet2a且Rdet1b≠Rdet2b时，判断两条通道均未连接至用电设备；其中，Rdet1a＝(V1a-V2a)/(I1a-I2a)，Rdet2a＝(V3a-V4a)/(I3a-I4a)，Rdet1b＝(V1b-V2b)/(I1b-I2b)且Rdet2b＝(V3b-V4b)/(I3b-I4b)。

8.如权利要求7所述的以太网络供电系统的用电设备检测装置，其中，所述检测装置进一步配置成：在所述Rdet1a、Rdet2a、Rdet1b、及Rdet2b中任一者的值超过预定值范围时，判断对应的通道并未连接适于供电的用电设备，且不对所述通道供电。

9.如权利要求8所述的以太网络供电系统的用电设备检测装置，其中，所述预定范围为17k欧姆到29.5k欧姆之间。

10.如权利要求1所述的以太网络供电系统的用电设备检测装置，其中，所述第四检测信号的施加时间为所述第二检测信号施加时间与一延长时间之和。

11.如权利要求10所述的以太网络供电系统的用电设备检测装置，其中，所述延长时间为所述第二检测信号施加时间的0.2到1.5倍。

12.如权利要求10所述的以太网络供电系统的用电设备检测装置，其中，所述延长时间为所述第二检测信号施加时间的0.5-1.0倍。

13.如权利要求1所述的以太网络供电系统的用电设备检测装置，其中，各信号/电源通道连接到接点，所述接点为以太网络信号线接头。

14.一种以太网络供电系统的用电设备检测方法，用以在以太网络供电系统的供电设备中检测所述供电设备与可能连接的用电设备的连接配置，以对用电设备供应电功率；所述供电设备提供至少两条信号/电源通道，以供用电设备连接，并对所述用电设备供应电功率；所述方法包括下列步骤：

对各个通道施加检测信号序列，所述检测信号序列包括多个基本检测信号及至少一个区别检测信号；其中，对第一通道所施加的检测信号序列A与对第二通道所施加的检测信号序列B包括基本检测信号以及区别检测信号，

所述基本检测信号依次包括第一检测信号V1a、V1b、第二检测信号V2a、V2b、第三检测信号V3a、V3b及第四检测信号V4a、V4b；且所述区别检测信号包括第五检测信号V5a、V5b，

其中，在对第一通道施加的检测信号序列A中，所述第一、第三检测信号V1a、V3a的水平实质相同，且所述第二、第四检测信号V2a、V4a的水平实质相同；在对第二通道施加的检测信号序列B中，所述第一、第三检测信号V1b、V3b的水平实质相同，且所述第二、第四检测信号V2b、V4b的水平实质相同，且

其中，所述第五检测信号V5a的水平与所述第一、第三检测信号V1a、V3a、V1b、V3b相同或与所述第二、第四检测信号V2a、V4a、V2b、V4b相同；另一第五检测信号V5b则与所述第五检测信号V5a相反地，而与所述第二、第四检测信号V2a、V4a、V2b、V4b相同或与所述所述第一、第三检测信号V1a、V3a、V1b、V3b相同；

在施加所述检测信号序列后预定时间从对应的通道测得反应信号序列，并根据所述第一通道的反应信号序列A与所述第二通道的反应信号序列B中的针对所述检测信号序列中的区别检测信号的反应信号，判断所述第一通道与所述第二通道是否连接至同一用电设备；

在判断结果为否时，根据所述反应信号序列A与所述反应信号序列B计算两条通道的电阻值，并根据所述电阻值，判断两条通道连接至两个用电设备或均未连接用电设备，或其中只有一通道连接一用电设备；及

根据判断结果，对判断为已连接的用电设备供电，

其中，所述反应信号序列A与所述反应信号序列B包括：反应所述第一检测信号V1a、V1b的第一反应信号I1a、I1b；反应所述第二检测信号V2a、V2b的第二反应信号I2a、I2b；反应所述第三检测信号V3a、V3b的第三反应信号I3a、I3b；反应所述第四检测信号V4a、V4b的第四反应信号I4a、I4b；以及反应所述第五检测信号V5a、V5b的第五反应信号I5a、I5b，且

所述检测装置配置成：(1)在I5a＝I1a+I1b且I5b＝0时，判断所述第一通道与所述第二通道连接至同一用电设备。

15.如权利要求14所述的方法，其中，所述区别检测信号在所述基本检测信号之后产生。

16.如权利要求14所述的方法，其中，所述区别检测信号在所述基本检测信号的至少一部份之前产生。

17.如权利要求14所述的方法，其中，所述检测信号序列还包括第六检测信号V6a、V6b，用于产生参考用反应信号。

18.如权利要求14所述的方法，其中，所述检测信号为电压信号，且所述反应信号为电流信号。

19.如权利要求14所述的方法，其中，所述检测信号为电流信号，且所述反应信号为电压信号。

20.如权利要求14所述的方法，其中，所述检测信号为电压信号，且所述反应信号为电流信号，

且所述判断两条通道连接至两个用电设备或均未连接用电设备，或其中只有一通道连接一用电设备的步骤包括，

(2)在Rdet1a＝Rdet2a且Rdet1b＝Rdet2b时，判断两条通道分别连接至两个用电设备；

(3)在Rdet1a＝Rdet2a且Rdet1b≠Rdet2b时，判断所述第一通道连接至一个用电设备，且所述第二通道未连接用电设备；

(4)在Rdet1a≠Rdet2a且Rdet1b＝Rdet2b时，判断所述第二通道连接至一个用电设备，且所述第一通道未连接用电设备；

(5)在Rdet1a≠Rdet2a且Rdet1b≠Rdet2b时，判断两条通道均未连接至用电设备；其中，Rdet1a＝(V1a-V2a)/(I1a-I2a)，Rdet2a＝(V3a-V4a)/(I3a-I4a)，Rdet1b＝(V1b-V2b)/(I1b-I2b)且Rdet2b＝(V3b-V4b)/(I3b-I4b)。

21.如权利要求20所述的方法，还包括在所述Rdet1a、Rdet2a、Rdet1b、及Rdet2b中任一者的值超过一预定值范围时，判断对应的通道并未连接适于供电的用电设备，且不对所述通道供电的步骤。

22.如权利要求21所述的方法，其中，所述预定范围为17k欧姆到29.5k欧姆之间。

23.如权利要求14所述的方法，其中，所述第四检测信号的施加时间为所述第二检测信号施加时间与一延长时间之和。

24.如权利要求23所述的方法，其中，所述延长时间为所述第二检测信号施加时间的0.2到1.5倍。

25.如权利要求23所述的方法，其中，所述延长时间为所述第二检测信号施加时间的0.5-1.0倍。

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