CN110365495B - 一种PoE受电方法、装置和系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种PoE受电方法，包括：判断PoE供电端是否支持输出电压调整功能；若是，每隔预设时间检测输入电压，并在检测到输入电压小于预设的高级电压阈值时，发送电压调整指令给PoE供电端；若否，每隔预设时间段检测输入电压；当输入电压小于预设的中级电压阈值时，发送关闭指令给降压模块以及发送开启指令给升压模块，以使升压模块对输入电压进行升压；当升压模块对输入电压进行升压后，判断输入电压是否小于预设的低级电压阈值；若是，发送控制指令给负载模块，以使负载模块降低功耗；若否，则保持负载模块的功耗不变。本发明还公开了一种PoE受电装置和系统。能够适用于距离远、安装高度高的以太网受电设备，电路结构简单以及实现成本低。

Description

一种PoE受电方法、装置和系统

技术领域

本发明涉及供电技术领域，尤其涉及一种PoE受电方法、装置和系统。

背景技术

对于以太网通信，采用普通的5类线进行通信，其数据信号最大传输距离可达150-200m。以太网终端设备采用Passive PoE(Power Over Ethernet,非标准PoE)供电方式时，网线不仅需要传输网络数据信号，还需要传输PoE电源(PoE供电端，比如电源适配器)的直流电压信号至终端设备(受电端)。而长网线的电阻上的压降会导致终端设备的直流电压下降，网线越长，网线的电阻越大，压降也越大。由于终端设备的功耗基本是固定的，终端设备的电压下降会导致输入电流增大，输入电流增大，网线上的压降会进一步增大，如果网线过长，则会导致终端设备的输入电压过低而无法正常运行。另一方面，当终端设备的输入电压下降时，由于其功耗基本是固定值，需求电流过大时PoE供电端会进入保护状态而发生重启，严重时会导致PoE供电端损坏。

因此，对于此类非标准PoE供电网线产品，要想提高PoE供电网线长度，传统的解决方法有如下两点：一是增大PoE供电设备的额定电压和电流值，二是直接降低终端设备的功耗。但是，增大供电设备的额定电流值会带来产品成本大大增加，而且不能解决终端设备输入电压低于额定值导致的重启问题；直接降低终端设备的功耗，当用户使用短网线供电时，产品性能也会下降。

发明内容

本发明实施例的目的是提供一种PoE受电方法、装置和系统，能够适用于距离远、安装高度高的以太网受电设备，电路结构简单以及实现成本低。

为实现上述目的，本发明实施例提供了一种PoE受电方法，包括：

判断PoE供电端是否支持输出电压调整功能；

若是，每隔预设时间检测输入电压，并在检测到所述输入电压小于预设的高级电压阈值时，发送电压调整指令给所述PoE供电端，以使所述PoE供电端根据所述电压调整指令增大输出电压；若否，每隔预设时间段检测输入电压；

当所述输入电压小于预设的中级电压阈值时，发送关闭指令给降压模块以及发送开启指令给升压模块，以使所述升压模块对所述输入电压进行升压；其中，所述中级电压阈值小于所述高级电压阈值；

当所述升压模块对所述输入电压进行升压后，判断所述输入电压是否小于预设的低级电压阈值；其中，所述低级电压阈值小于所述中级电压阈值；

若是，发送控制指令给负载模块，以使所述负载模块降低功耗；若否，则保持所述负载模块的功耗不变。

与现有技术相比，本发明公开的PoE受电方法，首先，若PoE供电端支持输出电压调整功能，在侦测到输入电压的小于高级电压阈值时，通过网线传输信号电压调整指令给PoE供电端，使得PoE供电端自动提高其输出电压值；然后，当PoE供电端不支持电压调整功能或经过PoE供电端升压后，输入电压小于中级电压阈值，即此时所述输入电压已降低至受电端芯片所需直流电压值附近，由降压模块工作切换至升压模块工作，保证在低输入电压时受电端也能正常工作，进而保证长网线供电时也能正常工作；最后，当所述输入电压进一步降低至小于低级电压阈值时，发送控制指令给负载模块，以使所述负载模块降低功耗，保证在所述输入电压较低的情况下依然能够正常工作，通过智能化调整负载模块的工作参数可以最大程度地兼顾供电网线长度和产品性能。解决了现有技术中增大供电设备的额定电流值会带来产品成本大大增加，降低终端设备的功耗导致产品性能也会下降的问题，能够适用于距离远、安装高度高的以太网受电设备，有效提高非标准PoE供电设备支持的网线长度，改善用户体验，电路结构简单以及实现成本低。

作为上述方案的改进，所述发送电压调整指令给所述PoE供电端，以使所述PoE供电端根据所述电压调整指令增大输出电压后，所述方法还包括：

在增大所述输出电压后，若所述输入电压仍然小于所述高级电压阈值，则判断所述PoE供电端的输出电压是否达到输出电压上限值；

若未达到，则根据所述电压调整增大所述输出电压，直至所述输出电压大于所述高级电压阈值或达到所述电压上限值。

作为上述方案的改进，所述负载模块包括射频模块、摄像模块、无线模块、LED模块中的至少一种；其中，

当所述负载模块为射频模块时，所述控制指令包括射频工作参数调整指令和射频工作状态调整指令的至少一种；则，所述发送控制指令给所述负载模块，以使所述负载模块降低功耗，具体包括：

发送射频工作参数调整指令给所述射频模块，以使所述射频模块根据所述射频工作参数调整指令降低自身工作参数，以降低功耗；或，

发送射频工作状态调整指令给所述射频模块，以使所述射频模块根据所述射频工作状态调整指令调整自身工作状态为关闭状态，以降低功耗；

当所述负载模块为摄像模块时，所述控制指令包括电机工作状态调整指令；则，所述发送控制指令给所述负载模块，以使所述负载模块降低功耗，具体包括：

发送电机工作状态调整指令给所述摄像模块，以使所述摄像模块根据所述电机工作状态调整指令关闭电机，以降低功耗；

当所述负载模块为无线模块时，所述控制指令包括无线工作状态调整指令；则，所述发送控制指令给所述负载模块，以使所述负载模块降低功耗，具体包括：

发送无线工作状态调整指令给所述无线模块，以使所述无线模块根据所述无线工作状态调整指令关闭无线功能，以降低功耗；

当所述负载模块为LED模块时，所述控制指令包括LED亮度调整指令；则，所述发送控制指令给所述负载模块，以使所述负载模块降低功耗，具体包括：

发送LED亮度调整指令给所述LED模块，以使所述LED模块根据所述LED亮度调整指令降低亮度，以降低功耗。

作为上述方案的改进，所述射频工作参数调整指令包括发射信号占空比调整指令、发射功率调整指令和PA工作数目调整指令中的至少一种；则，所述发送射频工作参数调整指令给所述射频模块，以使所述射频模块根据所述射频工作参数调整指令降低自身工作参数，以降低功耗，具体包括：

当所述输入电压属于第一电压区间时，发送发射信号占空比调整指令给所述射频模块，以使所述射频模块根据所述发射信号占空比调整指令降低所述发射信号占空比；

当所述输入电压属于第二电压区间时，发送发射信号占空比调整指令和发射功率调整指令给所述射频模块，以使所述射频模块根据所述发射信号占空比调整指令降低所述发射信号占空比，并根据所述发射功率调整指令降低所述发射功率；

当所述输入电压属于第三电压区间时，发送发射信号占空比调整指令、发射功率调整指令和PA工作数目调整指令给所述射频模块，以使所述射频模块根据所述发射信号占空比调整指令降低所述发射信号占空比、根据所述发射功率调整指令降低所述发射功率、根据所述PA工作数目调整指令降低所述PA工作数目；

其中，所述第一电压区间、所述第二电压区间和所述第三电压区间均小于所述低级电压阈值，且所述第一电压区间大于所述第二电压区间，所述第二电压区间大于所述第三电压区间。

作为上述方案的改进，当所述输入电压小于低级电压阈值时，所述发送控制指令给所述负载模块，以使所述负载模块降低功耗后，所述方法还包括：

判断当前所述输入电压所属的电压区间是否小于上一预设时间段检测到的所述输入电压所属电压区间；

若小于，则发送控制指令给所述负载模块，以使所述负载模块降低功耗，直至所述输入电压所属的电压区间保持不变；若大于，则发送控制指令给所述负载模块，以使所述负载模块提高功耗，直至所述输入电压所属的电压区间保持不变；若相等，则保持所述负载模块的工作参数不变。

作为上述方案的改进，所述方法还包括：

当所述输入电压大于所述高级电压阈值时，发送关闭指令给所述升压模块以及发送开启指令给所述降压模块，以使所述降压模块将所述输入电压降至正常工作电压。

为实现上述目的，本发明实施例还提供了一种PoE受电装置，包括中央控制模块、降压模块、升压模块和负载模块；其中，所述中央控制模块分别连接所述降压模块、所述升压模块和所述负载模块，所述中央控制模块执行上述任一实施例所述的PoE受电方法。

与现有技术相比，本发明公开的PoE受电装置，首先，若PoE供电端支持输出电压调整功能，在侦测到输入电压的小于高级电压阈值时，通过网线传输信号电压调整指令给PoE供电端，使得PoE供电端自动提高其输出电压值；然后，当PoE供电端不支持电压调整功能或经过PoE供电端升压后，输入电压小于中级电压阈值时，即此时所述输入电压已降低至受电端芯片所需直流电压值附近，由降压模块工作切换至升压模块工作，保证在低输入电压时受电端也能正常工作，进而保证长网线供电时也能正常工作；最后，当所述输入电压进一步降低至小于低级电压阈值时，中央控制模块发送控制指令给负载模块，以使所述负载模块降低功耗，保证在所述输入电压较低的情况下依然能够正常工作，通过智能化调整负载模块的工作参数可以最大程度地兼顾供电网线长度和产品性能。解决了现有技术中增大供电设备的额定电流值会带来产品成本大大增加，降低终端设备的功耗导致产品性能也会下降的问题，能够适用于距离远、安装高度高的以太网受电设备，有效提高非标准PoE供电设备支持的网线长度，改善用户体验，电路结构简单以及实现成本低。

作为上述方案的改进，所述装置还包括接口模块，所述接口模块用于连接所述PoE供电端，所述接口模块还用于连接所述降压模块、所述升压模块和所述中央控制模块。

作为上述方案的改进，所述中央控制模块包括电压检测电路和主控电路；其中，

所述电压检测电路分别连接所述主控电路、所述接口模块、所述降压模块和所述升压模块；所述主控电路分别连接所述接口模块、所述降压模块、所述升压模块和所述负载模块；

所述电压检测电路用于检测所述输入电压，并将所述输入电压转化所述主控电路兼容的电平值；

所述主控电路用于执行上述任一实施例所述的PoE受电方法。

为实现上述目的，本发明实施例还提供一种PoE受电系统，包括PoE供电端和PoE受电端，所述PoE供电端与所述PoE受电端连接，所述PoE受电端为上述任一实施例所述的PoE受电装置。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种PoE受电方法的流程图；

图2是本发明实施例提供的另一种PoE受电方法的流程图；

图3是本发明实施例提供的第一种PoE受电装置20的结构示意图；

图4是本发明实施例提供的第二种PoE受电装置20的结构示意图；

图5是本发明实施例提供的第三种PoE受电装置20的结构示意图；

图6是本发明实施例提供的一种PoE受电系统的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

参见图1，图1是本发明实施例提供的一种PoE受电方法的流程图；包括：

S1、判断PoE供电端是否支持输出电压调整功能；

S2、若是，每隔预设时间检测输入电压，并在检测到所述输入电压小于预设的高级电压阈值时，发送电压调整指令给所述PoE供电端，以使所述PoE供电端根据所述电压调整指令增大输出电压；若否，每隔预设时间段检测输入电压；

S3、当所述输入电压小于预设的中级电压阈值时，发送关闭指令给降压模块以及发送开启指令给升压模块，以使所述升压模块对所述输入电压进行升压；其中，所述中级电压阈值小于所述高级电压阈值；

S4、当所述升压模块对所述输入电压进行升压后，判断所述输入电压是否小于预设的低级电压阈值；其中，所述低级电压阈值小于所述中级电压阈值；

S5、若是，发送控制指令给负载模块，以使所述负载模块降低功耗；若否，则保持所述负载模块的功耗不变。

值得说明的是，本发明实施例所述的PoE受电方法可由中央控制模块执行实现，所述中央控制模块设于PoE受电端中，所述PoE受电端与PoE供电端连接，所述PoE供电端用于对所述PoE受电端进行供电。

优选的，所述PoE供电端可以为非标准PoE电压适配器、非标准PoE交换机、普通电源适配器加PoE转换接口的结合等设备。所述PoE受电端可以为室外AP、无线基站、无线路由、摄像头等无线设备，也可以是不带无线模块的PoE受电设备，如采用PoE网口供电的PoE供电交换机设备，能够通过自动关断一个或多个网口的通信功能或者对外供电功能来降低功耗，或者通过降低电机旋转速度、关闭或降低LED灯的亮度等方式降低功耗。

具体的，在初始状态时(即所述PoE受电端上电时)，所述PoE受电端完成初始化之前功耗较低，网线上的压降也比较低，因此所述PoE受电端初始化过程一般不会发生问题，此过程默认由所述降压模块完成电压转换，此时所述降压模块处于开启状态，所述升压模块处于关闭状态。优选的，所述升压模块为Boost升压型模块,所述降压模块为Buck降压型模块。

具体的，在步骤S1～S2中，判断所述PoE供电端是否支持输出电压调整功能，当所述PoE供电端支持输出电压调整功能时，每隔预设时间段检测输入电压，所述输入电压为PoE受电端输入的电压(值得说明的是，所述PoE供电端的输出电压经过长网线的传输后，输出的电压会发生跌落，此时真正输入到所述PoE受电端的所述输入电压低于所述PoE供电端的输出电压)；所述预设时间段可根据实际情况自定义，在此不做具体限定。判断所述输入电压是否小于预设的高级电压阈值V1；当所述输入电压小于所述高级电压阈值V1时，发送电压调整指令给所述PoE供电端，以使所述PoE供电端根据所述电压调整指令增大输出电压。

优选的，在增大所述输出电压后，若所述输入电压仍然小于所述高级电压阈值，则判断所述PoE供电端的输出电压是否达到输出电压上限值；

若未达到，则根据所述电压调整增大所述输出电压，直至所述输出电压大于所述高级电压阈值或达到所述电压上限值。

所述PoE供电端的上调电压根据检测的所述输入电压和所述降压模块最大允许电压值确定，如所述降压模块的最大允许电压为28V，所述PoE供电端原输出电压为24V，检测到的所述输入电压为15V(PoE供电端输出的电压经过长网线传输后会发生跌落)，所述高级电压阈值V1为18V，那么所述PoE供电端上调输出电压至28V(这里采用小步进调整的方式，避免所述降压模块因输入电压过高而损坏)，然后再继续检测电压值，如所述输入电压大于18V，则停止上调PoE供电端输出电压，如输入电压仍小于18V，再继续上调，如此循环直到PoE供电端输出电压上限为止。

本发明实施例中所使用的智能调整PoE供电端输出电压的方法，能保证PoE受电端不会因过压而损害，能有效兼顾短网线供电和长网线供电的模式切换，保证系统供电正常。

优选的，若所述PoE供电端不支持输出电压调整功能，或者支持输出电压调整功能且经过PoE供电端上调输出电压后，继续每隔预设时间段检测所述输入电压。

具体的，在步骤S3中，当所述负载模块开始工作以后，即此时处于功耗较高模式，那么瞬间的大电流需求将导致所述输入电压开始跌落，对所述输入电压进行检测，当所述输入电压降低至中级电压阈值V2以下时，发送关闭指令给降压模块以及发送开启指令给升压模块，以使所述升压模块对所述输入电压进行升压，从而保证PoE受电端的正常工作。其中，所述中级电压阈值V2小于所述高级电压阈值V1。

具体的，在步骤S4～S5中，若开启所述升压模块后仍未能阻止所述输入电压继续下降，判断所述输入电压是否小于预设的低级电压阈值；其中，所述低级电压阈值V3小于所述中级电压阈值V2，即满足V1>V2>V3。在所述输入电压降低至低级电压阈值V3以下时，发送控制指令给负载模块，以使所述负载模块根据所述控制指令调整自身的工作参数，以达到降低功耗的目的；当所述输入电压大于所述低级电压阈值V3，则保持所述负载模块的功耗不变。

优选的，所述方法还包括：当所述输入电压大于高级电压阈值时(即通过步骤S2中PoE供电端的电压调整后，所述输入电压已经能够正常启动所述PoE受电端)，此时所述PoE受电端正常工作，发送关闭指令给所述升压模块以及发送开启指令给所述降压模块，以使所述降压模块将所述输入电压降至正常工作电压。所述正常工作电压大于或等于所述高级电压阈值，与所述高级电压阈值不会相差太远，从而保证所述PoE受电端正常工作，不会触发开启升压模块的指令。

优选的，所述负载模块包括射频模块、摄像模块、无线模块、LED模块中的至少一种；其中，

当所述负载模块为射频模块时，所述控制指令包括射频工作参数调整指令和射频工作状态调整指令的至少一种；则，所述发送控制指令给所述负载模块，以使所述负载模块降低功耗，具体包括：

发送射频工作参数调整指令给所述射频模块，以使所述射频模块根据所述射频工作参数调整指令降低自身工作参数，以降低功耗；或，

发送射频工作状态调整指令给所述射频模块，以使所述射频模块根据所述射频工作状态调整指令调整自身工作状态为关闭状态，以降低功耗；

当所述负载模块为摄像模块时，所述控制指令包括电机工作状态调整指令；则，所述发送控制指令给所述负载模块，以使所述负载模块降低功耗，具体包括：

发送电机工作状态调整指令给所述摄像模块，以使所述摄像模块根据所述电机工作状态调整指令关闭电机，以降低功耗；

当所述负载模块为无线模块时，所述控制指令包括无线工作状态调整指令；则，所述发送控制指令给所述负载模块，以使所述负载模块降低功耗，具体包括：

发送无线工作状态调整指令给所述无线模块，以使所述无线模块根据所述无线工作状态调整指令关闭无线功能，以降低功耗；

当所述负载模块为LED模块时，所述控制指令包括LED亮度调整指令；则，所述发送控制指令给所述负载模块，以使所述负载模块降低功耗，具体包括：

发送LED亮度调整指令给所述LED模块，以使所述LED模块根据所述LED亮度调整指令降低亮度，以降低功耗。

进一步的，所述射频工作参数调整指令包括发射信号占空比调整指令、发射功率调整指令和PA工作数目调整指令中的至少一种。通过前面两种手段(调整PoE供电端输出的电压、开启升压模块同时关闭降压模块)，所述输入电压仍继续跌落至低级电压阈值V3以下，此时可通过发送控制指令给所述射频模块，通过控制所述射频模块的射频发射信号占空比、发射功率、PA工作数目等方式降低PoE受电端的功耗。对于采用PoE供电方式的AP等PoE受电端，主要消耗的功率来源为射频模块的PA，因此通过降低射频PA的发射占空比、发射功率及PA工作数目可有效降低AP等终端设备的功耗。

优选的，所述发送射频工作参数调整指令给所述射频模块，以使所述射频模块根据所述射频工作参数调整指令降低自身工作参数，以降低功耗，具体包括：

S31、当所述输入电压属于第一电压区间时，发送发射信号占空比调整指令给所述射频模块，以使所述射频模块根据所述发射信号占空比调整指令降低所述发射信号占空比；

S32、当所述输入电压属于第二电压区间时，发送发射信号占空比调整指令和发射功率调整指令给所述射频模块，以使所述射频模块根据所述发射信号占空比调整指令降低所述发射信号占空比，并根据所述发射功率调整指令降低所述发射功率；

S33、当所述输入电压属于第三电压区间时，发送发射信号占空比调整指令、发射功率调整指令和PA工作数目调整指令给所述射频模块，以使所述射频模块根据所述发射信号占空比调整指令降低所述发射信号占空比、根据所述发射功率调整指令降低所述发射功率、根据所述PA工作数目调整指令降低所述PA工作数目；

其中，所述第一电压区间、所述第二电压区间和所述第三电压区间均小于所述低级电压阈值，且所述第一电压区间大于所述第二电压区间，所述第二电压区间大于所述第三电压区间。

通过检测所述输入电压Vin，确定Vin是否低于低级电压阈值V3；如是，则确定Vin所在区间，并记录该区间值，并根据Vin值位于的区间位置来确定发射信号占空比，发射功率值和关闭PA数目；如否则不做调整。将电压检测值分为若干区间，在特定区间对应特定的功耗模式，以保证产品正常工作的同时最大程度兼顾产品性能。

所述发射功率和所述PA工作数目可根据系统实际情况设定，可保留一定余量，保证低于所述低级电压阈值V3一定值时所述PoE受电端仍能正常工作且性能不受影响，以便PoE受电端提前进行调整，避免PoE受电端断电重启。所述输入电压Vin的所在区间与发射信号占空比、发射功率和PA工作数目的取值可以根据各参数对性能的影响来决定，确保所述PoE受电端正常工作，并且同时兼顾无线性能。

当所述输入电压Vin位于区间[14,V2)(此时V3＝14)，芯片不做调整，保持初始发射信号占空比为99％，每路初始PA发射功率为20dBm，初始PA工作数目为3；当所述输入电压Vin位于所述第一电压区间[12,14)时，发射信号占空比调整为80％，发射功率保持为20dBm，PA工作数目保持为3；当所述输入电压Vin位于所述第二电压区间[10,12)时，发射信号占空比调整为80％，发射功率调整为17dBm，PA工作数目保持为3；当所述输入电压Vin位于所述第三电压区间[8,10)时，发射信号占空比调整为80％，发射功率调整为17dBm，PA工作数目调整为2。

本发明实施例中所使用的降低射频模块的算法和控制实现方式比较可靠，能够有效降低功耗的同时，也能最大程度地兼顾PoE受电端的性能，保证在较长网线下或者网线电阻较大时也能正常工作。

进一步的，在步骤S5中所述当所述输入电压小于低级电压阈值时，发送控制指令给所述负载模块，以使所述负载模块降低功耗后，所述方法还包括步骤S6：

判断当前所述输入电压所属的电压区间是否小于上一预设时间段检测到的所述输入电压所属电压区间；

若小于，则发送控制令给所述负载模块，以使所述负载模块降低功耗，直至所述输入电压所属的电压区间保持不变；若大于，则发送控制指令给所述负载模块，以使所述负载模块提高功耗，直至所述输入电压所属的电压区间保持不变；若相等，则保持所述负载模块的工作参数不变。

步骤S6具体包括：

S61、作出首次调整后，间隔一段时间(间隔时间固定)再对所述输入电压Vin进行检测，确定Vin值所在区间是否相对前一次检测值有降低；

S62、如是，则确定Vin值所在区间，并进一步降低发射信号占空比，发射功率值和PA工作数目；如否，确定Vin值所在区间是否相对前一次值有升高；如有升高，则增大发射信号占空比，发射功率值和PA工作数目的参数；如与前一次值所在区间一样，则不做调整；

S63、如上一步增大发射信号占空比，发射功率值和PA工作数目的参数作出调整后，间隔一段时间(间隔时间固定)再对输入电压进行检测，如此不断循环调整和检测，直到电压所在区间不再改变。

具体的所述步骤S1～S6的过程可参考图2，图2是本发明实施例提供的另一种PoE受电方法的流程图。

与现有技术相比，本发明公开的PoE受电方法，首先，若PoE供电端支持输出电压调整功能，在侦测到输入电压的小于高级电压阈值时，通过网线传输信号电压调整指令给PoE供电端，使得PoE供电端自动提高其输出电压值；然后，当PoE供电端不支持电压调整功能或经过PoE供电端升压后，输入电压小于中级电压阈值时，即此时所述输入电压已降低至受电端芯片所需直流电压值附近，由降压模块工作切换至升压模块工作，保证在低输入电压时受电端也能正常工作，进而保证长网线供电时也能正常工作；最后，当所述输入电压进一步降低至小于低级电压阈值时，发送控制指令给负载模块，以使所述负载模块降低功耗，保证在所述输入电压较低的情况下依然能够正常工作，通过智能化调整负载模块的工作参数可以最大程度地兼顾供电网线长度和产品性能。

本发明公开的PoE受电方法解决了现有技术中增大供电设备的额定电流值会带来产品成本大大增加，降低终端设备的功耗导致产品性能也会下降的问题，能够适用于距离远、安装高度高的以太网受电设备，有效提高非标准PoE供电设备支持的网线长度，改善用户体验，电路结构简单以及实现成本低。

实施例二

参见图3，图3是本发明实施例提供的第一种PoE受电装置20的结构示意图；所述PoE受电装置20包括中央控制模块1、降压模块2、升压模块3和负载模块4；其中，所述中央控制模块1分别连接所述降压模块2、所述升压模块3和所述负载模块4，所述中央控制模块1执行上述实施例一中的PoE受电方法，具体的所述中央控制模块1的工作过程请参考上述实施例所述的PoE受电方法的工作过程，在此不再赘述。

进一步的，所述PoE受电装置20还包括接口模块5，所述接口模块5用于连接所述PoE供电端，所述接口模块5还用于连接所述降压模块2、所述升压模块3和所述中央控制模块1。

优选的，所述中央控制模块1通过所述接口模块5发送所述电压调整指令给所述PoE供电端，以使所述PoE供电端根据所述电压调整指令调整输出的电压，所述接口模块5为RJ45接口模块。

更进一步的，参见图4，图4是本发明实施例提供的第二种PoE受电装置20的结构示意图；所述中央控制模块1包括电压检测电路11和主控电路12；所述电压检测电路11可通过逻辑芯片实现，所述主控电路12通过CPU实现；其中，

所述电压检测电路11分别连接所述主控电路12、所述接口模块5、所述降压模块2和所述升压模块3；所述主控电路12分别连接所述接口模块5、所述降压模块2、所述升压模块3和所述负载模块4；

所述电压检测电路11用于检测所述输入电压，并将所述输入电压转化所述主控电路12兼容的电平值；

所述主控电路12用于执行上述实施例一中的PoE受电方法。

优选的，参见图5，图5是本发明实施例提供的第三种PoE受电装置20的结构示意图；所述降压模块2为Buck降压型模块，所述升压模块3为Boost升压型模块；

所述接口模块5包括RJ45接口、第一二极管D1和TVS管T1；其中，所述第一二极管D1的正极连接所述RJ45接口的输出端，所述第一二极管D1的负极连接所述接口模块5的输出端；所述接口模块5的输出端用于连接所述降压模块2的输入端和所述升压模块3的输入端；所述TVS管T1的正极连接所述第一二极管D1的负极，所述TVS管T1的负极接地；

所述降压模块2包括第一电阻R1、第一电容C1、第一稳压管ZD1和降压芯片U1；其中，所述第一电阻R1的第一端分别连接所述降压模块2的输入端和所述降压芯片U1的输入引脚IN，所述第一电阻R1的第二端连接所述降压芯片U1的使能引脚EN；所述第一电容C1的第一端连接所述降压模块2的输入端，所述第一电容C1的第二端接地；所述第一稳压管ZD1的正极接地，所述第一稳压管ZD1的负极连接所述降压芯片U1的使能引脚EN；

所述升压模块3包括第二电阻R2、第二电容C2、第二稳压管ZD2和升压芯片U2；其中，所述第二电阻R2的第一端分别连接所述升压模块3的输入端和所述升压芯片U2的输入引脚IN，所述第二电阻R2的第二端连接所述升压芯片U2的使能引脚EN；所述第二电容C2的第一端连接所述升压模块3的输入端，所述第二电容C2的第二端接地；所述第二稳压管ZD2的正极接地，所述第二稳压管ZD2的负极连接所述升压芯片U2的使能引脚EN；

所述降压模块2和所述升压模块3的输出端连接所述主控电路11。

所述第一二极管D1为普通二极管，其作用是防止反向电压作用在后级芯片T1、U1和U2，保护这些芯片以免被损坏；所述TVS管T1的作用是钳位电压，当输入电压高于所述降压芯片U1的最大电压时，所述TVS管将所述输入电压钳位在所述降压芯片U1的最大允许电压值以下，保护所述降压芯片U1不被过高的电压损坏。

所述第一电容C1和所述第二电容C2为普通电容，可以为单颗电容，也可以为多颗不同容值电容并联，其作用是储能和去耦，满足所述降压芯片U1瞬态电流的需求及避免输入电压波动太大。

所述第一电阻R1和所述第二电阻R2为普通电阻，其作用是分压和限流，保证使能引脚EN功能正常。

所述第一稳压管ZD1和所述第二稳压管ZD2为普通稳压管，其作用是稳定使能引脚EN的电压值，保证输入电压在较宽范围内使能引脚电压EN在合理范围，不会因该引脚电压过低而关断所述降压芯片U1和所述升压芯片U2，也不会因该引脚电压过高损坏使能引脚EN，导致芯片损坏。

所述降压芯片U1为普通Buck Converter芯片，其作用是将输入电压降低至满足系统电压值和精度要求的直流电压。所述升压芯片U2为普通Boost Converter芯片，其作用是将输入电压升压至满足系统电压值和精度要求的直流电压。

对于Converter的使能引脚EN设计，传统的设计采用电阻分压的方式来控制使能，这对于采用普通电源适配器插头方式供电的终端设备没有问题，其原因在于普通电源适配器供电方式适配器输出电压到通信终端之间的输出线较短，直流电阻非常小，因此电源适配器输出线的分压较小，可以忽略不计。采用稳压管分压设计可以保证使用长网线供电时，即使输入电压降低至较小的值时，Buck Converter芯片仍能正常工作。

与现有技术相比，本发明公开的PoE受电装置20，首先，若PoE供电端支持输出电压调整功能，在侦测到输入电压的小于高级电压阈值时，通过网线传输信号电压调整指令给PoE供电端，使得PoE供电端自动提高其输出电压值；然后，当PoE供电端不支持电压调整功能或经过PoE供电端升压后，输入电压小于中级电压阈值时，即此时所述输入电压已降低至受电端芯片所需直流电压值附近，由降压模块2工作切换至升压模块3工作，保证在低输入电压时PoE受电装置20也能正常工作，进而保证长网线供电时也能正常工作；最后，当所述输入电压进一步降低至小于低级电压阈值时，中央控制模块1发送控制指令给负载模块4，以使所述负载模块4降低功耗，保证在所述输入电压较低的情况下依然能够正常工作，通过智能化调整负载模块的工作参数可以最大程度地兼顾供电网线长度和产品性能。

本发明公开的PoE受电装置20解决了现有技术中增大供电设备的额定电流值会带来产品成本大大增加，降低终端设备的功耗导致产品性能也会下降的问题，能够适用于距离远、安装高度高的以太网受电设备，有效提高非标准PoE供电设备支持的网线长度，改善用户体验，电路结构简单以及实现成本低。

实施例三

参见图6，图6是本发明实施例提供的一种PoE受电系统的结构示意图。所述PoE受电系统包括PoE供电端10和PoE受电端，所述PoE供电端10与所述PoE受电端连接，所述PoE受电端为所述的PoE受电装置20。

优选的，所述PoE供电端10同样通过RJ45接口与所述PoE受电端进行通信，具体的所述PoE受电端的工作过程请参考上述实施例所述的PoE受电装置20的工作过程，在此不再赘述。

与现有技术相比，本发明公开的PoE受电系统，解决了现有技术中增大供电设备的额定电流值会带来产品成本大大增加，降低终端设备的功耗导致产品性能也会下降的问题，能够适用于距离远、安装高度高的以太网受电设备，有效提高非标准PoE供电设备支持的网线长度，改善用户体验，电路结构简单以及实现成本低。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种PoE受电方法，其特征在于，包括：

判断PoE供电端是否支持输出电压调整功能；

若是，每隔预设时间检测输入电压，并在检测到所述输入电压小于预设的高级电压阈值时，发送电压调整指令给所述PoE供电端，以使所述PoE供电端根据所述电压调整指令增大输出电压；若否，每隔预设时间段检测输入电压；

当所述输入电压小于预设的中级电压阈值时，发送关闭指令给降压模块以及发送开启指令给升压模块，以使所述升压模块对所述输入电压进行升压；其中，所述中级电压阈值小于所述高级电压阈值,在初始状态时，所述降压模块处于开启状态，所述升压模块处于关闭状态；

当所述升压模块对所述输入电压进行升压后，判断所述输入电压是否小于预设的低级电压阈值；其中，所述低级电压阈值小于所述中级电压阈值；

若是，发送控制指令给负载模块，以使所述负载模块降低功耗；若否，则保持所述负载模块的功耗不变。

2.如权利要求1所述的PoE受电方法，其特征在于，所述发送电压调整指令给所述PoE供电端，以使所述PoE供电端根据所述电压调整指令增大输出电压后，所述方法还包括：

在增大所述输出电压后，若所述输入电压仍然小于所述高级电压阈值，则判断所述PoE供电端的输出电压是否达到输出电压上限值；

若未达到，则根据所述电压调整增大所述输出电压，直至所述输出电压大于所述高级电压阈值或达到所述电压上限值。

3.如权利要求1所述的PoE受电方法，其特征在于，所述负载模块包括射频模块、摄像模块、无线模块、LED模块中的至少一种；其中，

当所述负载模块为射频模块时，所述控制指令包括射频工作参数调整指令和射频工作状态调整指令中的至少一种；则，所述发送控制指令给所述负载模块，以使所述负载模块降低功耗，具体包括：

发送射频工作参数调整指令给所述射频模块，以使所述射频模块根据所述射频工作参数调整指令降低自身工作参数，以降低功耗；或，

发送射频工作状态调整指令给所述射频模块，以使所述射频模块根据所述射频工作状态调整指令调整自身工作状态为关闭状态，以降低功耗；

当所述负载模块为摄像模块时，所述控制指令包括电机工作状态调整指令；则，所述发送控制指令给所述负载模块，以使所述负载模块降低功耗，具体包括：

发送电机工作状态调整指令给所述摄像模块，以使所述摄像模块根据所述电机工作状态调整指令关闭电机，以降低功耗；

当所述负载模块为无线模块时，所述控制指令包括无线工作状态调整指令；则，所述发送控制指令给所述负载模块，以使所述负载模块降低功耗，具体包括：

发送无线工作状态调整指令给所述无线模块，以使所述无线模块根据所述无线工作状态调整指令关闭无线功能，以降低功耗；

当所述负载模块为LED模块时，所述控制指令包括LED亮度调整指令；则，所述发送控制指令给所述负载模块，以使所述负载模块降低功耗，具体包括：

发送LED亮度调整指令给所述LED模块，以使所述LED模块根据所述LED亮度调整指令降低亮度，以降低功耗。

4.如权利要求3所述的PoE受电方法，其特征在于，所述射频工作参数调整指令包括发射信号占空比调整指令、发射功率调整指令和PA工作数目调整指令中的至少一种；则，所述发送射频工作参数调整指令给所述射频模块，以使所述射频模块根据所述射频工作参数调整指令降低自身工作参数，以降低功耗，具体包括：

当所述输入电压属于第一电压区间时，发送发射信号占空比调整指令给所述射频模块，以使所述射频模块根据所述发射信号占空比调整指令降低所述发射信号占空比；

当所述输入电压属于第二电压区间时，发送发射信号占空比调整指令和发射功率调整指令给所述射频模块，以使所述射频模块根据所述发射信号占空比调整指令降低所述发射信号占空比，并根据所述发射功率调整指令降低所述发射功率；

当所述输入电压属于第三电压区间时，发送发射信号占空比调整指令、发射功率调整指令和PA工作数目调整指令给所述射频模块，以使所述射频模块根据所述发射信号占空比调整指令降低所述发射信号占空比、根据所述发射功率调整指令降低所述发射功率、根据所述PA工作数目调整指令降低所述PA工作数目；

其中，所述第一电压区间、所述第二电压区间和所述第三电压区间均小于所述低级电压阈值，且所述第一电压区间大于所述第二电压区间，所述第二电压区间大于所述第三电压区间。

5.如权利要求4所述的PoE受电方法，其特征在于，当所述输入电压小于低级电压阈值时，所述发送控制指令给所述负载模块，以使所述负载模块降低功耗后，所述方法还包括：

判断当前所述输入电压所属的电压区间是否小于上一预设时间段检测到的所述输入电压所属电压区间；

若小于，则发送控制指令给所述负载模块，以使所述负载模块降低功耗，直至所述输入电压所属的电压区间保持不变；若大于，则发送控制指令给所述负载模块，以使所述负载模块提高功耗，直至所述输入电压所属的电压区间保持不变；若相等，则保持所述负载模块的工作参数不变。

6.如权利要求1所述的PoE受电方法，其特征在于，所述方法还包括：

当所述输入电压大于所述高级电压阈值时，发送关闭指令给所述升压模块以及发送开启指令给所述降压模块，以使所述降压模块将所述输入电压降至正常工作电压。

7.一种PoE受电装置，其特征在于，包括中央控制模块、降压模块、升压模块和负载模块；其中，所述中央控制模块分别连接所述降压模块、所述升压模块和所述负载模块，所述中央控制模块执行如上述权利要求1～6中任一项所述的PoE受电方法。

8.如权利要求7所述的PoE受电装置，其特征在于，所述装置还包括接口模块，所述接口模块用于连接所述PoE供电端，所述接口模块还用于连接所述降压模块、所述升压模块和所述中央控制模块。

9.如权利要求8所述的PoE受电装置，其特征在于，所述中央控制模块包括电压检测电路和主控电路；其中，

所述电压检测电路分别连接所述主控电路、所述接口模块、所述降压模块和所述升压模块；所述主控电路分别连接所述接口模块、所述降压模块、所述升压模块和所述负载模块；

所述电压检测电路用于检测所述输入电压，并将所述输入电压转化所述主控电路兼容的电平值；

所述主控电路用于执行如上述权利要求1～6中任一项所述的PoE受电方法。

10.一种PoE受电系统，其特征在于，包括PoE供电端和PoE受电端，所述PoE供电端与所述PoE受电端连接，所述PoE受电端为上述权利要求7～9中任一项所述的PoE受电装置。

Images