CN110441582B - 一种判断远距离传输检测系统及检测方法 - Google Patents

一种判断远距离传输检测系统及检测方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种判断远距离传输检测系统，包括：NVR系统和IPC系统；NVR系统包括NVR主控制器、以太网交换芯片、供电芯片和至少一个网口；以太网交换芯片一端与NVR主控制器连接，另一端与网口连接，实现网口通信功能；供电芯片一端与NVR主控制器通信连接，另一端分别与网口电连接；供电芯片用于为网口供电并对网口的供电电压值和电流值进行检测；IPC系统包括IPC主控制器、受电端网口和电压采集模块；受电端网口与NVR系统的网口进行电连接，用于提供供电；电压采集模块用于对受电端网口的电压采集功能；电压采集模块包括第一电阻，第一电阻的第一端与受电端网口连接，第一电阻的第二端与IPC主控制器连接。

Description

一种判断远距离传输检测系统及检测方法
技术领域
本发明涉及通信检测技术领域，尤其涉及一种判断远距离传输检测系统及检测方法。
背景技术
随着视频监控行业的网络化发展，NVR(网络硬盘录像机)和IPC(网络摄像机)的应用逐渐增多。同时，POE(Power Over Ethernet，网络供电)技术可以实现单根网线承担网络通信和供电的功能，大量简化现场施工布线，被广泛使用在NVR和IPC中。在实际使用场景中，IPC与NVR之间布置网线，在距离超过100米或者网线质量差的情况下，会导致NVR与IPC之间的数据传输异常或丢包的问题。
现有技术中，可以通过增加专用网络交换芯片、减少布线距离、或使用高品质网线等方式优化网络通信环境；但是这种方法会增加成本或限制施工布线场景。
还有一种比较经济且可靠的方法是，通过现场布线人员人工配置，将NVR和IPC之间的网络链路带宽限制在10Mbps模式，以进行远距离传输；通过现场布线人员人工配置，比如通过拨码开关或者通过NVR操作界面去针对每个IPC选择配置成非远距离或远距离传输；然而这种方法对现场布线人员要求较高，需要现场布线人员了解所布网线的质量、长度是否需要配置成远距离传输，可能存在误配情况；该方法不限于10Mbps、100Mbps，同样适用于1000Mbps的IPC和NVR通信传输。
发明内容
本发明提供了一种判断远距离传输检测系统及检测方法，通过使用供电芯片对NVR系统网口进行供电并检测电压值和电流值，利用网线为IPC系统端口提供电源并检测其电压值，计算出网络传输线阻抗值以确定端口的传输模式，以解决现有技术中NVR与IPC之间的数据传输出现异常或丢包的技术问题，从而改善NVR与IPC之间的数据传输质量，避免出现异常或丢包的问题。
为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种判断远距离传输检测系统，包括：NVR系统和IPC系统；
所述NVR系统包括NVR主控制器、以太网交换芯片、供电芯片和至少一个网口；所述以太网交换芯片一端与所述NVR主控制器连接，另一端与所述网口连接，实现网口通信功能；所述供电芯片一端与所述NVR主控制器通信连接，另一端分别与所述网口电连接；所述供电芯片用于为所述网口供电并对所述网口的供电电压值和电流值进行检测；
所述IPC系统包括IPC主控制器、受电端网口和电压采集模块；所述受电端网口与所述NVR系统的网口进行电连接，用于提供供电；所述电压采集模块一端与所述受电端网口连接，另一端与所述IPC主控制器连接；所述电压采集模块用于对所述受电端网口的电压采集功能；所述电压采集模块包括第一电阻，所述第一电阻的第一端与所述受电端网口连接，所述第一电阻的第二端与所述IPC主控制器连接。
作为优选方案，所述电压采集模块还包括第二电阻，所述第二电阻的一端与所述第一电阻的第二端连接，另一端接地。
作为优选方案，所述供电芯片与所述NVR主控制器通过I2C总线连接。
作为优选方案，所述受电端网口的供电电压范围为36V-57V。
作为优选方案，所述供电芯片为PSE供电芯片。
本发明实施例还提供了一种基于上述任一实施例中所述的判断远距离传输检测系统的检测方法，包括：
配置所有连接IPC系统的网口端口初始状态；
各端口连接的IPC系统与NVR系统网络通信协议连接成功后，进行检测传输数据；
通过所述供电芯片检测所述网口的电压值和电流值，得到第一电压值和电流值，并将所述第一电压值和所述电流值传输到所述NVR主控制器；
通过所述电压采集模块检测所述受电端网口的电压值，得到第二电压值，并通过所述通信协议将所述第二电压值传输到所述NVR主控制器；
根据所述第一电压值、所述电流值和所述第二电压值计算得到所述网口端口的网络传输线阻抗值；
将所述网络传输线阻抗值与预设的网络传输线阻抗值进行对比判断，根据判断结果对配置网口端口状态不同的传输模式。
作为优选方案，所述连接IPC系统的网口端口初始状态为100Mbps全双工模式。
作为优选方案，所述网络传输线阻抗值的计算公式为：R＝(Uout-Uin)/I；
其中，R：网络传输线阻抗值；Uout：第一电压值；Uin：第二电压值；I：电流值。
作为优选方案，所述预设的网络传输线阻抗值为10欧姆。
作为优选方案，所述根据判断结果对网口端口状态配置不同的传输模式，包括：
当所述网络传输线阻抗值大于10欧姆时，配置网口端口状态为10Mbps全双工模式，以进行远距离传输；
当所述网络传输线阻抗值不大于10欧姆时，配置网口端口状态为100Mbps全双工模式，以进行常规距离传输。
相比于现有技术，本发明实施例具有如下有益效果：
本发明通过使用供电芯片对NVR系统网口进行供电并检测电压值和电流值，利用网线为IPC系统端口提供电源并检测其电压值，计算出网络传输线阻抗值以确定端口的传输模式，以解决现有技术中NVR与IPC之间的数据传输出现异常或丢包的技术问题，从而改善NVR与IPC之间的数据传输质量，避免出现异常或丢包的问题。
附图说明
图1：为本发明实施例中的判断远距离传输检测系统结构示意图一；
图2：为本发明实施例中的判断远距离传输检测系统结构示意图二；
图3：为本发明实施例中的判断远距离传输检测方法步骤流程图。
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。
请参照图1，本发明优选实施例提供了一种判断远距离传输检测系统，包括：NVR系统和IPC系统；
所述NVR系统包括NVR主控制器、以太网交换芯片、供电芯片和至少一个网口；所述以太网交换芯片一端与所述NVR主控制器连接，另一端与所述网口连接，实现网口通信功能；所述供电芯片一端与所述NVR主控制器通信连接，另一端分别与所述网口电连接；所述供电芯片用于为所述网口供电并对所述网口的供电电压值和电流值进行检测；在本实施例中，所述供电芯片与所述NVR主控制器通过I2C总线连接。在本实施例中，所述供电芯片为PSE供电芯片。
所述IPC系统包括IPC主控制器、受电端网口和电压采集模块；所述受电端网口与所述NVR系统的网口进行电连接，用于提供供电；所述电压采集模块一端与所述受电端网口连接，另一端与所述IPC主控制器连接；所述电压采集模块用于对所述受电端网口的电压采集功能；所述电压采集模块包括第一电阻，所述第一电阻的第一端与所述受电端网口连接，所述第一电阻的第二端与所述IPC主控制器连接。在本实施例中，所述电压采集模块还包括第二电阻，所述第二电阻的一端与所述第一电阻的第二端连接，另一端接地。在本实施例中，所述受电端网口的供电电压范围为36V-57V。
本发明优选实施例还提供了一种基于上述任一实施例中所述的判断远距离传输检测系统的检测方法，包括：
S1，配置所有连接IPC系统的网口端口初始状态；在本实施例中，所述连接IPC系统的网口端口初始状态为100Mbps全双工模式。
S2，各端口连接的IPC系统与NVR系统网络通信协议连接成功后，进行检测传输数据；
S3，通过所述供电芯片检测所述网口的电压值和电流值，得到第一电压值和电流值，并将所述第一电压值和所述电流值传输到所述NVR主控制器；
S4，通过所述电压采集模块检测所述受电端网口的电压值，得到第二电压值，并通过所述通信协议将所述第二电压值传输到所述NVR主控制器；
S5，根据所述第一电压值、所述电流值和所述第二电压值计算得到所述网口端口的网络传输线阻抗值；在本实施例中，所述网络传输线阻抗值的计算公式为：R＝(Uout-Uin)/I；其中，R：网络传输线阻抗值；Uout：第一电压值；Uin：第二电压值；I：电流值。
S6，将所述网络传输线阻抗值与预设的网络传输线阻抗值进行对比判断，根据判断结果对配置网口端口状态不同的传输模式。在本实施例中，所述预设的网络传输线阻抗值为10欧姆。在本实施例中，所述根据判断结果对网口端口状态配置不同的传输模式，包括：当所述网络传输线阻抗值大于10欧姆时，配置网口端口状态为10Mbps全双工模式，以进行远距离传输；当所述网络传输线阻抗值不大于10欧姆时，配置网口端口状态为100Mbps全双工模式，以进行常规距离传输。
本发明实现NVR与IPC各自的POE供电电压的检测系统，NVR检测供电端PSE(PowerSourcing Equipment)的电压值，IPC检测受电端PD(Powered Device)的电压值。IPC通过通信协议告知NVR受电端的电压值。NVR通过供电端和受电端的电压值，计算网络传输线的电压损耗判断布线网络传输环境。当NVR判断当前网络传输环境较差，通知IPC切换到远距离传输模式，将网络链路带宽限制在10Mbps模式，开始进行远距离传输。
下面结合具体实施例，对本发明进行详细说明。
本发明技术方案实现包括NVR与IPC的POE供电电压的检测，NVR与IPC之间的网络通信协议实现两部分。
NVR的PSE供电端电压、电流的检测实现，如图1所示，NVR的主控制器与以太网交换芯片连接，以太网交换芯片再进一步连接网口1到网口n，实现网口通信功能。PSE供电芯片给网口1到网口n提供POE供电，PSE供电芯片具备对每个网口的供电电压值、电流值检测功能。通过I2C总线，PSE供电芯片将检测到的电压值Uout和电流值I数据传送给主控制器。
IPC的PD受电端电压的检测实现，如图2所示，NVR通过网线给IPC提供网络供电，根据802.3af(at)协议规定，PD端可接受的网络供电电压的范围是36～57V。IPC的主控制器的内置ADC(模数转换)或外置ADC芯片通过电阻R1和R2采样网络供电电压，主控制器将采样到的电压值根据R1和R2的阻值分压比例计算得出PD端受电电压值Uin。IPC的主控制器内置或外置ADC管脚的耐受电压范围较小，一般为3.3V，通过电压采集模块的设计，采用R1和R2阻值分压方式，可满足大电压的检测需求。IPC的主控制器将检测到的PD受电端电压值Uin通过网络通信传送给NVR的主控制器。
NVR与IPC之间的网络通信协议实现，如图示3，NVR配置所有连接到NVR网口的IPC，网口通信初始状态为100Mbps全双工模式。进一步地，各端口连接的IPC与NVR网络通信协议握手，握手成功后，NVR和各端口连接的IPC开始检测传输模式工作。NVR检测每个网络端口PSE供电输出的电压值Uout，以及电流值I。进一步地，IPC检测PD端口输入的电压值Uin，并将电压值通过网络通信协议告知NVR。
进一步地，NVR计算每个网络端口的网络传输线阻抗R＝(Uout-Uin)/I。根据CAT5e(超五类)网线每百米阻抗为10欧姆，低于CAT5e(超五类)网线规格的网线阻抗更大，而相反高于CAT5e(超五类)网线的网线阻抗更小，所以按照R＞10Ω的依据判断是否需要切换远距离传输。当NVR计算得到R＞10Ω，判断为NVR与IPC的网络通信在超过100米CAT5e(超五类)网线或低于CAT5e(超五类)网线可能不超过100米网线的网络传输环境下进行，需要切换到10Mbps全双工模式，进行远距离传输。相反，当NVR计算得到R≤10Ω，判断为NVR与IPC的网络通信在不超过100米CAT5e(超五类)网线或高于CAT5e(超五类)网线可能超过100米网线的网络传输环境下进行，维持100Mbps全双工模式，进行常规距离传输。
与现有技术相比，本发明技术方案在几乎不增加成本条件下，通过NVR与IPC各自的POE供电电压的检测，NVR通过网络通信握手协议获取IPC检测电压值。NVR通过计算判断出网络传输线状态是否满足远距离传输。再进一步地，判断是否需要切换到10Mbps全双工模式，开始进行远距离传输。完全不需要现场安装人员根据安装布线的线材质量和网线长度判断来切换成远距离传输。减少了现场安装人员的工作，避免了现场安装人员判断错误带来的不合适的网络链路带宽的选择。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步的详细说明，应当理解，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围。特别指出，对于本领域技术人员来说，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种判断远距离传输检测系统，其特征在于，包括：NVR系统和IPC系统；
所述NVR系统包括NVR主控制器、以太网交换芯片、供电芯片和至少一个网口；所述以太网交换芯片一端与所述NVR主控制器连接，另一端与所述网口连接，实现网口通信功能；所述供电芯片一端与所述NVR主控制器通信连接，另一端分别与所述网口电连接；所述供电芯片用于为所述网口供电并对所述网口的供电电压值和电流值进行检测；
所述IPC系统包括IPC主控制器、受电端网口和电压采集模块；所述受电端网口与所述NVR系统的网口进行电连接，用于提供供电；所述电压采集模块一端与所述受电端网口连接，另一端与所述IPC主控制器连接；所述电压采集模块用于对所述受电端网口的电压采集功能；所述电压采集模块包括第一电阻，所述第一电阻的第一端与所述受电端网口连接，所述第一电阻的第二端与所述IPC主控制器连接；
还包括：
配置所有连接IPC系统的网口端口初始状态；
各端口连接的IPC系统与NVR系统网络通信协议连接成功后，进行检测传输数据；
通过所述供电芯片检测所述网口的电压值和电流值，得到第一电压值和电流值，并将所述第一电压值和所述电流值传输到所述NVR主控制器；
通过所述电压采集模块检测所述受电端网口的电压值，得到第二电压值，并通过所述通信协议将所述第二电压值传输到所述NVR主控制器；
根据所述第一电压值、所述电流值和所述第二电压值计算得到所述网口端口的网络传输线阻抗值；
将所述网络传输线阻抗值与预设的网络传输线阻抗值进行对比判断，根据判断结果对网口端口状态配置不同的传输模式。
2.如权利要求1所述的判断远距离传输检测系统，其特征在于，所述电压采集模块还包括第二电阻，所述第二电阻的一端与所述第一电阻的第二端连接，另一端接地。
3.如权利要求1所述的判断远距离传输检测系统，其特征在于，所述供电芯片与所述NVR主控制器通过I2C总线连接。
4.如权利要求1所述的判断远距离传输检测系统，其特征在于，所述受电端网口的供电电压范围为36V-57V。
5.如权利要求1所述的判断远距离传输检测系统，其特征在于，所述供电芯片为PSE供电芯片。
6.一种基于权利要求1至权利要求5中任一项所述的判断远距离传输检测系统的检测方法，其特征在于，包括：
配置所有连接IPC系统的网口端口初始状态；
各端口连接的IPC系统与NVR系统网络通信协议连接成功后，进行检测传输数据；
通过所述供电芯片检测所述网口的电压值和电流值，得到第一电压值和电流值，并将所述第一电压值和所述电流值传输到所述NVR主控制器；
通过所述电压采集模块检测所述受电端网口的电压值，得到第二电压值，并通过所述通信协议将所述第二电压值传输到所述NVR主控制器；
根据所述第一电压值、所述电流值和所述第二电压值计算得到所述网口端口的网络传输线阻抗值；
将所述网络传输线阻抗值与预设的网络传输线阻抗值进行对比判断，根据判断结果对网口端口状态配置不同的传输模式。
7.如权利要求6所述的检测方法，其特征在于，所述连接IPC系统的网口端口初始状态为100Mbps全双工模式。
8.如权利要求6所述的检测方法，其特征在于，所述网络传输线阻抗值的计算公式为：R＝(Uout-Uin)/I；
其中，R：网络传输线阻抗值；Uout：第一电压值；Uin：第二电压值；I：电流值。
9.如权利要求6所述的检测方法，其特征在于，所述预设的网络传输线阻抗值为10欧姆。
10.如权利要求9所述的检测方法，其特征在于，所述根据判断结果对网口端口状态配置不同的传输模式，包括：
当所述网络传输线阻抗值大于10欧姆时，配置网口端口状态为10Mbps全双工模式，以进行远距离传输；
当所述网络传输线阻抗值不大于10欧姆时，配置网口端口状态为100Mbps全双工模式，以进行常规距离传输。
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