CN111061355A - 一种供电数据获取方法及设备 - Google Patents

Abstract

本说明书公开了一种供电数据获取方法及设备，其中所述方法应用于以太网供电设备，所述以太网供电设备包括CPU、与CPU连接的MCU；以及，与MCU连接的供电芯片，所述方法包括：MCU监测供电芯片的供电状态，以获取供电数据；MCU将所述供电数据写入所述MCU搭载的存储介质；CPU与MCU进行通信，以获取所述存储介质中的供电数据。应用本方案，保证了供电数据的时效性且使CPU无需轮询供电芯片，提高了此后CPU进行供电管理的效率。

Description

一种供电数据获取方法及设备

技术领域

本申请涉及以太网供电领域，尤其涉及一种供电数据获取方法及设备。

背景技术

以太网供电(PoE，Power over Ethernet)是指，在现有的有线网络基础上，在保证网络通信的同时，通过以太网线缆给设备提供电源。相较于传统供电方式，以太网供电利用了原有的以太网线缆，使得设备布局更加灵活。

在以太网供电系统中，供电设备(PSE，Power Sourcing Equipment)为受电设备(PD，Powered Device)提供电能，当受电设备用电情况发生变化时，供电设备需要及时获取供电数据，以便做出响应，以免出现功率超额等危险，故而如何高效获取供电数据十分重要。

发明内容

有鉴于上述问题，本说明书公开了一种供电数据获取方法及设备。

根据本说明书实施例的第一方面，提供一种供电数据获取方法，应用于以太网供电设备，所述以太网供电设备包括CPU、与CPU连接的MCU；以及，与MCU连接的供电芯片，所述方法包括：

MCU监测供电芯片的供电状态，以获取供电数据；

MCU将所述供电数据写入所述MCU搭载的存储介质；

CPU与MCU进行通信，以获取所述存储介质中的供电数据。

根据本说明书实施例的第二方面，提供一种供电数据获取设备，包括CPU、与CPU连接的MCU，其中，

所述MCU与供电芯片相连，用于监测供电芯片的供电状态，以获取供电数据，以及将所述供电数据写入MCU搭载的存储介质；

所述CPU用于与MCU进行通信，以获取所述存储介质中的供电数据。

本说明书的实施例采用CPU和MCU结合的方案，一方面，MCU能够及时地获取供电数据，保证了供电数据的时效性；另一方面，供电数据存储在MCU的存储介质中，CPU无需轮询供电芯片，提高了此后CPU进行供电管理的效率。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本说明书的实施例，并与说明书文本一同用于解释原理。

图1是本说明书示出的一种情景示例图；

图2是本说明书示出的一种供电数据获取方法的流程示例图；

图3是本说明书示出的一种供电数据获取基础上的供电管理流程示例图；

图4是本说明书示出的一种UART通信中一信息的数据格式示意图；

图5是本说明书示出的一种供电管理方法的数据流图；

图6是本说明书示出的一种供电数据获取设备的结构示例图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本说明书一个或多个实施例中的技术方案，下面将结合本说明书一个或多个实施例中的附图，对本说明书一个或多个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一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本说明书一个或多个实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本说明书相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本说明书的一些方面相一致的系统和方法的例子。

在本说明书使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本说明书。在本说明书和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

应当理解，尽管在本说明书可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本说明书范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”。

请参见图1，图1为本说明书示出的一种情景示意图；

如图1所示，在此情景中包含若干受管理的供电芯片，以及CPU(CentralProcessing Unit，中央处理器)和MCU(Micro Control Unit，微型控制单元，又称单片机)，而该MCU内包括存储介质，CPU与MCU之间、MCU与供电芯片之间皆相连接并可以进行通信。

其中，供电芯片用于为其他的受电设备(图中未示出)供电；

CPU与MCU相配合，共同完成供电数据的获取和供电管理(详情见后文描述)。

可以理解的是，此情景中，与CPU相连接的MCU的数量可以不止一个，而与每个MCU相连接的供电芯片也可以不止一个，本说明书中为了表述方便，多以只存在一个MCU的情况为例，但实际应用中，本领域技术人员可以视需要管理的供电芯片个数、CPU性能等因素自行决定设置MCU的个数，本说明书无需限定。

以太网供电(PoE，Power over Ethernet)是指，在现有的有线网络基础上，在保证网络通信的同时，通过以太网线缆给设备提供电源。相较于传统供电方式，以太网供电利用了原有的以太网线缆，使得设备布局更加灵活。

在以太网供电系统中，供电设备(PSE，Power Sourcing Equipment)为受电设备(PD，Powered Device)提供电能，当受电设备用电情况发生变化时，供电设备需要及时获取供电数据，以便做出响应，以免出现功率超额等危险，故而如何高效获取供电数据十分重要。

在相关技术中，为了获取供电芯片的供电数据，通常采用CPU直接连接供电芯片的方式，具体而言，该方式可以采用硬件中断扫描的方式，由CPU对供电芯片的中断信号进行不间断的快速轮询，虽然能够完成对供电芯片的监测和控制，但对CPU的资源开销很大，使其无法短时间内调用其他业务模块，且中断信号存在无法规避的误报，漏报，错报的缺点，会影响用户的安全用电。同时在过流，过温，过功率情况下，不能够做到实时监测、实时保护、实时下电。

基于此，本说明书提出一种通过MCU检测供电芯片的供电状态，以获取供电芯片的供电数据并进行存储，再由CPU对存储的供电数据进行调取的供电数据获取方法。

在实现时，连接供电芯片的不再是CPU，而是MCU，由MCU完成对供电芯片的供电状态的监测，CPU只负责从MCU的存储介质中获取由MCU存储于此的供电数据。

在以上技术方案中，一方面，MCU能够及时地获取供电数据，保证了供电数据的时效性；另一方面，供电数据存储在MCU的存储介质中，CPU无需轮询供电芯片，提高了此后CPU进行供电管理的效率。

下面，本说明书将按照供电数据获取方法，供电数据获取基础上的供电管理方法，系统中软硬件标准，以及上述方法的扩展应用的顺序，通过具体实施例并结合具体的应用场景对本说明书所公开的方案进行描述。

请参考图2，图2是本申请一实施例提供的一种供电数据获取方法，应用于以太网供电设备，所述以太网供电设备包括CPU、与CPU连接的MCU；以及，与MCU连接的供电芯片；所述方法执行以下步骤：

S201，MCU监测供电芯片的供电状态，以获取供电数据；

S202，MCU将所述供电数据写入所述MCU搭载的存储介质；

S203，CPU与MCU进行通信，以获取所述存储介质中的供电数据。

例如，在一个以太网供电环境中，由一台以太网供电交换机进行供电，具体而言，用电设备与该以太网供电交换机相连接，以太网供电交换机内部的供电芯片将会对供给的电压、电流进行调控，而上述供电状态的数据，则可以被与之相连接的MCU检测获得；MCU在监测到上述供电状态之后，将其整理为CPU可读的供电数据并存储于自身搭载的存储介质中；此后，当CPU需要获取供电芯片的供电数据时，即可与MCU进行通信，从其存储介质中获取该供电数据。

可以理解的是，上述例子中，供电设备并不仅限于具有PoE功能的交换机，而是任何PoE供电设备；所述MCU将监测到的供电状态整理为CPU可读的供电数据这一整理行为也并非必要操作，亦不限于MCU执行；而最后一步CPU与MCU通信，可以是CPU在接收到用户指令后向MCU发起查询请求，亦可以是响应于MCU或CPU的某些时间、条件等触发机制而开始通信，具体实现的方式，本领域技术人员可以根据实际需求自行确定，本说明书不作具体限定。

经过以上步骤，CPU在无需自行轮询供电芯片的情况下，获取到了所需要的供电数据，根据本说明书公开的技术方案，还可以利用上述获得的供电数据进行进一步的供电管理操作。

请参见图3，图3是本说明书示出的一种供电数据获取基础上的供电管理流程示例图。此流程可以接续图2，包括以下步骤：

S204，CPU根据所述供电数据确定对供电芯片的管理操作；

S205，CPU向MCU下发与所述管理操作对应的配置信息；

S206，MCU根据所述配置信息，对与之对应的供电芯片进行配置。

上述步骤的实施环境与所承接的步骤可以完全相同。

在示出的一种具体实施方式中，承接上例获取供电数据的步骤，CPU在获得供电数据后，即可根据该供电数据，通过查询策略表、逻辑判断、调用其他辅助判断信息(例如管理员的人工指令)等等方式，确定针对该供电数据所作出的响应，即，对供电芯片的管理操作；确定上述管理操作后，CPU可以通过与之前获取供电数据相同的数据通道向MCU下发配置信息，该配置信息与上述管理操作相对应，以使MCU能够根据该配置信息对与该配置信息相对应供电芯片进行配置。

值得注意的是，上述配置过程中，最终被配置的供电芯片，可以是一块，也可以使多块；与最初作为CPU获取的供电信息的来源的供电芯片，可以是同一者，亦可以并非同一者。例如：某供电芯片的负载过重，CPU在得知此种情况后，下发配置信息，配置信息中一方面可以包含用于降低该负载过重的供电芯片的负载的内容，另一方面可以包含用于启用其他供电芯片以承担新负载的内容。

以上即为本说明书所公开的供电数据获取方法及其基础上的供电管理方法的基本实施例，下文将介绍本说明书方案中部分与软硬件标准相关的实施例。

在本说明书中，供电详情数据可以包括当前温度、当前电流、当前功率等正常统计信息，也可以包括温度过高、功率超额、电流超额等告警信息，MCU针对不同类别的信息可以有不同的存储方式。例如，将变动机会很少但需要持久化存储的供电芯片识别信息放在ROM(Read-Only Memory，只读存储器)中，将可能随时改变、随时查询的状态统计信息放在RAM(Random Access Memory，随机存取存储器)中，将需要优先处理的各类告警信息放在SFR(Special FunctionRegister，特殊功能寄存器)中，等等。具体采用何种存储方式、存储介质，可以视硬件条件以及场景需求而定，本说明书不作具体限定。

在示出的一种实施方式中，MCU用于本说明书所述方案的存储介质即为SFR。具体而言，MCU将监测供电芯片的供电状态所得的供电数据存储在SFR中，当CPU获取所述存储介质中的供电详情数据时，可以令MCU采用直接寻址方式读取SFR中的供电数据；当CPU要向MCU下发配置信息时，亦可以将配置信息写入SFR。由于SFR只允许直接寻址，故而能够提升CPU访问MCU获取供电数据的效率，亦可以提升MCU管理多个供电芯片的效率。

在本说明书中，MCU与CPU之间的通信可以采用多种不同的方式，只要可以完成数据的双向传输即可，常见的有UART(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter，通用异步收发传输器)、COM(即串行通讯端口)、USB(Universal Serial Bus，通用串行总线)等等，还可以用蓝牙(Bluetooth)等无线的方式进行中转。相应地，其通信过程中的数据编码可以采用通用格式，亦可以采用私有的自定格式，可以根据具体情况由技术人员自行确定，此步骤的具体实现方式可以参照相关技术文档，本说明书不做具体限定。

在示出的一种实施方式中，MCU与CPU之间采用UART进行通信，请参见图4，图4为所述通信中一信息的数据格式示意图，该数据格式包括：

标识区，用于记录信息的收发方向和/或信息的类型；

主体区，用于记录信息的主体内容。

在图4的示例中，进行数据传输时，标识区的帧接收头用于记录信息的收发方向，例如在本例中0x01即意味着本条信息是MCU发往CPU的信息；标识区的命令字0x01意味着本条信息是MCU返回的供电芯片某端口供电数据；主体区中可以包含端口号，以及其他需要携带的数据，例如总功率、可用功率、未用功率、分级结果和/或探测结果。

诸如此类，还可以将其他的更新供电方案、查询供电详情等等操作以及对应的数据内容进行编码，例如，在数据区存储配置端口号、探测开关、供电模式、电流限制、功率限制，即可作为更新供电方案的可选格式。使用此种自定义的格式，可以更好地适应应用场景，充分利用带宽资源，也可以提升通信安全性。可以理解的是，本领域技术人员亦可以根据需求自行拟订数据传输时的数据格式规则，本说明书无需作出具体限定。

为了更好地说明本说明书所公开的方案，请参见图5，图5是一种具体的供电管理过程的数据流图，其中，数据流的变化过程如下：

MCU从供电芯片处获得其供电状态原始数据；

MCU对上述原始数据进行预处理后，可以得到CPU可识别的供电数据，并将其存入存储介质中；

CPU从MCU的存储介质中调取所述供电数据，用以确定供电管理操作，并将与该供电管理操作相对应的配置信息发送至MCU；

MCU再通过SPI通道对供电芯片进行具体控制。

可以理解的是，该数据流图所展现的数据变化仅是在该实现方式中的一个例子，如果采用其他实现方式，数据流动的过程以及形式可能有所不同。

在本说明书中，每个供电芯片可以包括至少一个供电端口，所述供电数据获取方法基础上的供电管理方法还可以采用为供电芯片的端口设立优先级的方式，进一步提升CPU管理供电的效率。具体而言，CPU可以调取供电数据的历史记录进行分析，或者将该数据输入机器学习模型中，或者将其反馈给管理员，通过各种可选方式预测出高概率新接入受电设备的供电端口、高概率出现超功率状态的供电端口等等需要进行供电管理的端口，进而优先查询此类供电端口的当前供电状态，进而即时发现新接入设备，或及时发现过功率情况。

类似的，还可以采用其他方式确定要优先处理的供电端口，例如：与高故障率端口相邻的端口，负载较高的端口，新接入受电设备的端口等等，具体采用何种标准确定，本申请不作具体限制。

在示出的一种实施方式中，所述供电芯片具有至少一个供电端口，所述CPU可以获取所述供电数据的历史记录；所述方法还包括：根据所述历史记录，CPU预测需要进行供电管理的供电端口；CPU向MCU发送所预测到的供电端口的标识，以使MCU在工作时，优先对CPU所预测的供电端口进行供电数据获取或配置。

应用此类方案，由于预测了需要进行管理的供电端口，例如分析出下次如果有新接入的设备，它可能会在那些端口上出现，预测出有哪些口处于等待接入PD的状态，在检测新PD进入供电系统时按照优先级优先检测这些端口；对于已经上电的端口，根据分类的结果会优先级去探测已经上电的设备，则能及时的发现那些设备处于超功率状态。总之，应用此种方案，可以缩短供电管理的平均响应时间，提升用户体验。

上述内容即为本申请针对所述供电数据获取方法的全部实施例。本申请还提供了对应的供电数据获取设备的实施例如下：

请参见图6，图6为本申请提出的一种供电数据获取设备的结构示例图，用于管理供电芯片，该设备包括CPU 601，以及与CPU 601连接的MCU 602，其中，

MCU 602与供电芯片相连，用于监测供电芯片的供电状态，以获取供电数据，以及将所述供电数据写入MCU搭载的存储介质；

CPU 601，用于与MCU进行通信，以获取所述存储介质中的供电数据。

在以上供电数据获取设备基础上，还可以为其中的CPU与MCU增加新的用途，以扩展该设备的功能。

在示出的一种实施方式中，所述供电数据获取设备可以扩展为供电管理设备，所述CPU还用于：根据所述供电数据确定对供电芯片的管理操作，并向MCU下发与所述管理操作对应的配置信息；所述MCU还用于：根据所述配置信息，对与之对应的供电芯片进行配置。应用该方案，可以充分利用获取的供电数据，完成对PoE的进一步控制。

在示出的一种实施方式中，MCU所搭载的存储介质即包括SFR。具体而言，MCU将监测供电芯片的供电状态所得的供电数据存储在SFR中，当CPU获取所述存储介质中的供电详情数据时，可以令MCU采用直接寻址方式读取SFR中的供电数据；当CPU要向MCU下发配置信息时，亦可以将配置信息写入SFR。由于SFR只允许直接寻址，故而能够提升CPU访问MCU获取供电数据的效率，亦可以提升MCU管理多个供电芯片的效率。

在示出的一种实施方式中，上述设备的CPU与MCU通过通用异步收发传输器UART进行通信；所述进行通信采用的信息格式包括：

标识区，用于记录信息的收发方向和/或信息的类型；

主体区，用于记录信息的主体内容。

采用自定义数据格式可以更好地适应应用场景，充分利用带宽资源，也可以提升通信安全性。

在示出的一种实施方式中，所述供电芯片具有至少一个供电端口，所述CPU可以获取所述供电数据的历史记录；所述方法还包括：根据所述历史记录，CPU预测需要进行供电管理的供电端口；CPU向MCU发送所预测到的供电端口的标识，以使MCU在工作时，优先对CPU所预测的供电端口进行供电数据获取或配置。应用此类方案，由于预测了需要进行管理的供电芯片，所以可以缩短供电管理的平均响应时间，提升用户体验。

上述设备中各个部件的功能和作用的实现过程具体详见上述方法中对应步骤的实现过程，在此不再赘述。可以理解的是，以上所描述的设备实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的部件可以是或者也可以不是物理上分开的，作为部分显示的部件可以是或者也可以不是部分部件，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络部分上。可以根据实际的需要选择组成部分来实现本说明书方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。

上述实施例阐明的设备、部件，具体可以由计算机芯片或实体实现，或者由具有某种功能的产品来实现。一种典型的实现设备为计算机，计算机的具体形式可以是个人计算机、膝上型计算机、蜂窝电话、相机电话、智能电话、个人数字助理、媒体播放器、导航设备、电子邮件收发设备、游戏控制台、平板计算机、可穿戴设备或者这些设备中的任意几种设备的组合。

对于设备实施例而言，由于其基本对应于方法实施例，所以相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的设备实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部部件来实现本说明书方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于电子设备实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本说明书的其它实施方案。本说明书旨在涵盖本说明书的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本说明书的一般性原理并包括本说明书未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本说明书的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本说明书并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本说明书的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (10)

1.一种供电数据获取方法，应用于以太网供电设备，所述以太网供电设备包括CPU、与CPU连接的MCU；以及，与MCU连接的供电芯片，所述方法包括：

MCU监测供电芯片的供电状态，以获取供电数据；

MCU将所述供电数据写入所述MCU搭载的存储介质；

CPU与MCU进行通信，以获取所述存储介质中的供电数据。

2.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括：

CPU根据所述供电数据确定对供电芯片的管理操作；

CPU向MCU下发与所述管理操作对应的配置信息；

MCU根据所述配置信息，对与之对应的供电芯片进行配置。

3.根据权利要求1或2所述的方法，所述MCU搭载的存储介质为特殊功能寄存器SFR。

4.根据权利要求1或2所述的方法，所述CPU与所述MCU通过通用异步收发传输器UART进行通信；

所述进行通信采用的信息格式包括：

标识区，用于记录信息的收发方向和/或信息的类型；

主体区，用于记录信息的主体内容。

5.根据权利要求2所述的方法，所述供电芯片具有至少一个供电端口，所述CPU可以获取所述供电数据的历史记录；

所述方法还包括：

根据所述历史记录，CPU预测需要进行供电管理的供电端口；

CPU向MCU发送所预测到的供电端口的标识，以使MCU在工作时，优先对CPU所预测的供电端口进行供电数据获取或配置。

6.一种供电数据获取设备，包括CPU、与CPU连接的MCU，其中，

所述MCU与供电芯片相连，用于监测供电芯片的供电状态，以获取供电数据，以及将所述供电数据写入MCU搭载的存储介质；

所述CPU用于与MCU进行通信，以获取所述存储介质中的供电数据。

7.根据权利要求6所述的设备，

所述CPU还用于：根据所述供电数据确定对供电芯片的管理操作，并向MCU下发与所述管理操作对应的配置信息；

所述MCU还用于：根据所述配置信息，对与之对应的供电芯片进行配置。

8.根据权利要求6或7所述的设备，所述MCU搭载的存储介质为特殊功能寄存器SFR。

9.根据权利要求6或7所述的设备，

CPU与MCU通过通用异步收发传输器UART进行通信；

所述进行通信采用的信息格式包括：

标识区，用于记录信息的收发方向和/或信息的类型；

主体区，用于记录信息的主体内容。

10.根据权利要求7所述的设备，所述供电芯片具有至少一个供电端口，所述CPU可以获取所述供电数据的历史记录；

所述CPU还用于：

预测需要进行供电管理的供电端口；

向MCU发送所预测到的供电端口的标识，以使MCU在工作时，优先对CPU所预测的供电端口进行供电数据获取或配置。

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