CN112640364B - 非接触式PoE连接器以及非接触式PoE连接系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种非接触式PoE连接系统(10)以及一种用于此种连接系统(10)内的非接触式PoE连接器(20、30)。非接触式PoE连接器(20)具有用于双向数据传输的第一非接触式接口(24)、用于单向能量传输的第二非接触式接口(25)以及第三接口(21)，第一以太网导线(40)能连接到第三接口上。第三接口(21)构造用于接收应共同地经由以太网导线(40)传输的数据和能量。此外，设置与第一、第二和第三接口相连的数据和能量分离装置(22)，其用于分离第三接口(21)处的能量和数据并用于将数据有针对性地输送给第一非接触式接口(24)并将能量有针对性地输送给第二非接触式接口(25)。

Description

非接触式PoE连接器以及非接触式PoE连接系统

技术领域

本发明涉及一种用于经由PoE连接进行非接触式能量和数据传输的非接触式PoE连接器以及一种非接触式PoE连接系统，在该PoE连接系统中使用此种非接触式PoE连接器。

背景技术

有源以太网技术(Power-Over-Ethernet-Technologie)简称PoE，基于标准化方法，以经由以太网网络线缆为网络终端设备供电，从而能够省却单独的供电线缆。迄今为止的用于有源以太网(PoE)的插接连接器尤其为RJ45或M12插座和插头，借助其机械耦联以太网线缆。

例如由EP 3 168 953 A1已知非接触式连接器系统，其具有能量传输连接器和能量接收连接器。这些连接器为双向数据传输设计，其中在入口侧将能量和数据输入至能量传输连接器的不同接口，因此能量和数据在能量传输连接器处已经彼此分开。在出口侧，能量和数据经由能量接收连接器的不同的接口输出。

已知的非接触式连接器系统不适用于PoE环境。

发明内容

因此，本发明的目的在于实现一种非接触式PoE连接器以及一种非接触式PoE连接系统，如果需要的话，借助其能够替代用于将PoE设备接入PoE环境的传统插接连接。

上述技术问题一方面通过权利要求1的特征解决。

因此，设置一种用于经由PoE连接进行非接触式能量和数据传输的非接触式PoE连接器。该非接触式PoE连接器具有以下特征：

第一非接触式接口，其用于数据传输，第二非接触式接口，其用于能量传输，第三接口，第一以太网导线能够连接到其上，其中第三接口用于接收能够共同地经由第一以太网导线传输的数据和能量，

与第一非接触式接口、第二非接触式接口和第三接口相连的数据和能量分离装置，其用于将位于第三接口处的能量和数据分离，并用于有针对性地将数据输入至第一非接触式接口并有针对性地输入至第二无线接口。

需要注意，数据和能量分离装置执行一种分离器(Spl itter)功能。

优选PoE连接器可具有用于将非接触式PoE连接器与另一非接触式PoE连接器可拆卸地连接并对准的装置。

上述技术问题同样通过权利要求3的特征解决。

因此，设置用于经由PoE连接进行非接触式能量和数据传输的非接触式PoE连接器。该非接触式PoE连接器具有以下特征：

用于数据传输的第四非接触式接口，用于接收来自于另外的非接触式PoE连接器的能量的第五非接触式接口，第六接口，第二以太网导线能够连接到其上，其中第六接口构造用于将数据和能量共同地输送给第二以太网导线，

与第四非接触式接口、第五非接触式接口和第六接口相连的数据和能量汇合装置，其将经由第四非接触式接口接收的数据与经由第五接口接收的能量汇合并输送至第六接口用于共同地经由第二以太网导线传输，并且

需要注意，数据和能量汇合装置执行一种汇合器功能，其中数据和能量混合到一起以经由第二以太网导线传输。

根据一种有利的设计方案，非接触式PoE连接器具有用于将非接触式PoE连接器与另外的非接触式PoE连接器可拆卸地连接并对准的装置。

在此需要注意，第一和第二以太网导线优选可分别为八芯线以太网线缆。第三和第六接口也可分别称为导线连接的接口。

在此指出，非接触式PoE连接器理解为一种连接器，其实现了与另外的非接触式PoE连接器的非接触式能量和数据传输，即无线的、优选电感的或电容的数据和能量传输。

上述技术问题同样借助权利要求5的特征解决。

因此，设置用于经由PoE连接进行非接触式能量和数据传输的非接触式PoE连接系统，其包含根据权利要求1的PoE连接器和根据权利要求2的PoE连接器，其中，在第一和第二非接触式PoE连接器的耦联状态下，第一和第四非接触式接口以及第二和第五非接触式接口基本彼此对准地定向，并且在两个PoE连接器之间存在可拆卸的连接，从而能量和数据能够经由第一和第二非接触式PoE连接器非接触式地传输。

根据一种有利的扩展方案规定，第一和第四非接触式接口分别构造用于发送和接收数据，第三接口构造用于经由第一以太网导线发送数据，并且第六接口构造用于接收经由第二以太网导线传输的数据，第一非接触式PoE连接器的数据和能量分离装置构造用于将来自于第二非接触式PoE连接器的数据传递至第三接口以经由第一以太网导线传输，并且第二PoE连接器的数据和能量汇合装置构造用于将来自于第六接口的数据输送至第四非接触式接口以发送。

根据非接触式PoE连接系统的一种有利的设计方案，第一和第二非接触式PoE连接器分别具有带有耦联装置的平的耦联面，其中耦联装置构造得使耦联状态下，第一和第四非接触式接口以及第二和第五非接触式接口基本上彼此对准地定向，并且在第一和第二非接触式连接器之间存在可拆卸的连接。

根据一种有利的设计方案，耦联装置分别具有至少一个磁体，其中，第一非接触式PoE连接器的该至少一个磁体以及第二非接触式PoE连接器的该至少一个磁体彼此相吸。

耦联装置优选可分别具有互补的定位元件，其简化了连接器的耦联。

根据非接触式PoE连接系统的一种有利的扩展方案，在第一以太网导线上可接通PoE装置，其构造用于经由第一以太网导线发送和/或接收数据，并且向第一以太网导线内馈入能量，并且在第二以太网导线上可接通PoE装置，其构造用于经由第二以太网导线发送和/或接收数据，并经由第二以太网导线获取能量。

根据另一有利的扩展方案，能够连接到第一以太网导线上的PoE装置可构造用于将描述第一以太网导线内所使用的能量供应方式的信息传输至第一非接触式PoE连接器，其中第一PoE连接器构造用于，响应于描述第一以太网导线内所使用的能量供应方式的信息，以预设的方式将数据输送给第一非接触式接口并将能量输送给第二非接触式接口，其中数据和能量分离装置构造用于将描述能量供应方式的信息输送给第二非接触式PoE连接器，其中第二非接触式PoE连接器构造用于，响应于来自于第一非接触式PoE连接器的信息，将数据和能量以预设的方式输送给第六接口。为此目的，数据和能量分离装置可配有控制和/或分析单元，其中该控制和/或分析装置分析该信息并相应地操控数据和能量分离装置。

在此需要注意，能量供应分为两种方式，即备用对(Spare-Pair)供电和幻象(Phantom)供电。

在备用对供电方法的情况下，使用以太网导线的未被使用的导体对、尤其芯线对4/5和7/8用于电流传输。换而言之：能量和数据分离地经由不同芯线对传输。

在幻象能量供应的情况下，使用以太网线缆内的引导数据的芯线、即芯线对1/2和3/6用于能量传输。换而言之：能量和数据共同地经由以太网导线的同样的、引导数据的芯线传输。

附图说明

下文中结合附图根据实施例进一步阐述本发明。图中示出了：

图1示出了具有两个根据本发明的非接触式PoE连接器的示例性的非接触式PoE连接系统，并且

图2示出了传统PoE插接连接器的示例性的引脚占用。

具体实施方式

图1中示出了用于经由PoE连接进行非接触式能量和数据传输的示例性的非接触式PoE连接系统10。借助表述“非接触式”尤其表达了借助有源以太网技术传输的数据和能量电感地和/或电容地在两个非接触式PoE连接器之间传输。

该示例性的PoE连接系统具有两个非接触式PoE连接器，即第一非接触式PoE连接器20和第二非接触式PoE连接器30。

第一非接触式PoE连接器20具有例如用于双向的数据传输的第一非接触式接口24和优选用于单向的能量传输的第二非接触式接口25。这两个非接触式接口24和25布置在PoE连接器20的耦联面28上，该耦联面基本上构成一个平面。此外，非接触式PoE连接器20还具有第三接口21，第一以太网导线40能够连接到其上。不同于非接触式接口24和25，第三接口21可称作导线连接的接口，并优选布置在PoE连接器20的与耦联面28相对的一侧上。

第一以太网导线40可涉及传统的八芯线以太网线缆。相应地，第三接口21优选具有八个连接触点，其分别与以太网导线40的八条芯线中的一条相连。第三接口21尤其用于接收能够共同经由以太网导线40传输的数据和能量。在第一以太网导线40的另一末端处可连接PoE装置50，其例如为具有用于经由以太网导线40发送和/或接收数据的发送/接收装置51的PoE设备。该PoE装置50还可具有内部的电源52，其例如能够为PoE终端设备60提供能量。发送/接收装置51和能量源52与PoE装置50的接口53相连。该接口53优选具有八个连接触点，其能够以设定的方式与发送/接收装置51和能量源52电连接。八个连接触点能够与发送/接收装置51和能量源52电连接的方式和方法例如与选择的能量供应的方式相关。

如果八芯线的以太网导线、例如以太网导线40用于PoE应用，那么已知两种不同的能量供应方式，即所谓的备用对(Spare-Pair)供电和所谓的幻象(Phantom)供电。在备用对供电的情况下，例如由电源52提供的电流经由未使用的、即以太网导线40的未用于数据传输的芯线、即经由芯线对4/5和/或7/8传输。在幻象供电的情况下，例如由电源52提供的电流经由以太网导线40的用于数据传输的芯线、即经由芯线对1/2和/或3/6与数据一同传输。在此，芯线的名称对应于RJ45插头的用于PoE应用的引脚占用。针对两种供电方式的相应引脚占用在图2中示出。该引脚占用也适用于PoE装置50的接口53、PoE连接器20的接口21、PoE连接器30的接口31以及PoE装置60的接口62的连接触点。

此外，非接触式PoE连接器20还具有数据和能量分离装置21，其与第一非接触式接口24、第二非接触式接口25和第三接口21电连接。第三接口21与数据和能量分离装置22之间的电连接与示例性使用的以太网导线40对应地同样具有八条芯线，经由其将数据或能量输送给数据和能量分离装置21。数据和能量分离装置22用作一种分离器，其用于分离第三接口21处的能量和数据，并用于将数据有针对性地输入第一非接触式接口24、并将能量或传输的电流有针对性地输入第二非接触式接口25。

这两个非接触式接口24和25可构造为电感的或电容的元件，也就是说例如为天线线圈或电容板。优选非接触式PoE连接器20具有内部的能量供应源，例如呈蓄电池27的形式，该蓄电池还为数据和能量分离装置22供应能量。替代地，数据和能量分离装置22也可由PoE装置50的能量源52供应电流，该电流从PoE装置50经由以太网导线40传输。

与非接触式PoE连接器20互补的非接触式PoE连接器30具有优选用于双向数据传输的第四非接触式接口34和用于接收由另外的非接触式PoE连接器20发送的能量的第五非接触式接口35。这两个非接触式接口34和55设置在PoE连接器30的耦联面38上，该耦联面基本上构成平面。此外，非接触式PoE连接器30具有第六接口31，第二以太网导线41能够连接到该第六接口上。第二以太网导线41优选还是为八芯线以太网线缆。这两个以太网导线40和41可视作一个PoE连接。

不同于非接触式接口34和35，第六接口31也可称作导线连接的接口，并优选布置在PoE连接器30的与耦联面38相对的一侧上。第六接口31可同样具有八个连接触点，其分别与第二以太网导线41的八条芯线中的一条相连。第六接口31用于将数据和能量共同输送给以太网导线41。此外，第二PoE连接器30还具有数据和能量汇合装置32，其与第四非接触式接口34、第五非接触式接口35和第六接口31电连接。数据和能量汇合装置32与第六接口31之间的电连接优选与八芯线以太网导线41相应地具有八条芯线。数据和能量汇合装置32用于将通过第四非接触式接口34接收的数据与通过第五非接触式接口35接收的能量汇合或者说混合到一起，使得其能够共同地经由第二以太网导线41传输至PoE终端设备60。

在第一和第二非接触式PoE连接器20、30的耦联状态下，第一和第四非接触式接口24、34以及第二和第五接触式接口25、35的方向基本彼此对准。需要注意，在图1中，两个PoE连接器20和30仍处于分离状态。

PoE连接器20可具有耦联装置23、26，其用于非接触式PoE连接器20与另外的非接触式PoE连接器30可拆卸的连接和对准。类似地，PoE连接器30可具有耦联装置33、36，其用于非接触式PoE连接器30与另外的非接触式PoE连接器20的可拆卸的连接和对准。

PoE连接器20的耦联装置23、26布置在耦联面28上并能够具有至少一个磁体。PoE连接器30的耦联装置33、36布置在耦联面38上并可具有至少一个磁体。PoE连接器20的该至少一个磁体与PoE连接器30的该至少一个磁体彼此相吸。耦联装置23、26、33和36用于在耦联状态下使第一非接触式接口24和第四非接触式接口34以及第二非接触式接口25和第五非接触式接口35基本彼此对准地定向，并使第一和第二PoE连接器之间存在可拆卸的连接。额外地，第一和第二PoE连接器20和30的相应的耦联装置可具有互补的、例如呈销和插座形式的定位元件，但其并未示出。

需要注意，两个PoE连接器20和30设计用于双向数据传输。这可通过以下方式实现，即，第一PoE连接器20的第一非接触式接口24和PoE连接器30的第四非接触式接口34分别构造用于发送和接收数据。此外，PoE连接器20的第三接口21可构造用于经由第一以太网导线40将数据发送至PoE终端设备50，而PoE连接器30的第六接口31构造用于接收经由第二以太网导线41传输的数据并传递至数据和能量汇合装置32。第一非接触式PoE连接器20的数据和能量分离装置22可构造用于传递来自于第二非接触式PoE连接器30的、例如由PoE终端设备60提供的数据，以经由第三接口21的第一以太网导线40传输。第二非接触式PoE连接器30的数据和能量汇合装置32可构造用于将来自于第六接口31的、例如由PoE终端设备60传输的数据输入至第四非接触式接口34，以发送给第一PoE连接器20。PoE连接器30以及尤其数据和能量汇合装置32可例如由集成的能量源37或PoE设备50的外部能量源52供电，方式是将能量源52的能量经由以太网导线40和PoE连接器20传输至PoE连接器30。

为了能够以智能的方式通知非接触式PoE连接器20和30例如PoE装置50以何种方式将能量输入第一以太网导线40-例如根据幻象供电或备用对供电，连接在以太网导线40上的PoE装置50可构造用于将示出能量供应方式的信息借助发送/接收装置51经由以太网导线40传输至非接触式PoE连接器20。也可考虑其他途径通知PoE连接器20关于所使用的能量供应方式的信息。PoE连接器20可构造用于识别所获得的关于能量供应方式的信息。为此，在PoE连接器20中可实施控制和/或分析单元29，其可集成在数据和能量分离装置22中或者实施为单独的构件，其中该控制和/或分析单元29能够与数据和能量分离装置22通信。数据和能量分离装置22可构造用于响应于由控制和/或分析装置29识别出的能量供应方式将数据输送给第一非接触式接口24并将能量输送给第二非接触式接口23。此外，第一PoE连接器20以及尤其控制和/或分析单元29可构造用于通知第二非接触式PoE连接器30识别出的能量供应方式。有利地，第二非接触式PoE连接器30的数据和能量汇合装置32构造用于响应于来自第一非接触式PoE连接器24的关于能量供应方式的信息将数据和能量输送给第六接口31的通过所使用的能量供应确定的连接触点。

如在图1中通过虚线示出的，例如第一非接触式PoE连接器20可防水且防尘地安装在开关盒壁70中。由此方式，能够以简单的方式例如维护放置在开关盒内且与PoE连接器20电连接的设备，而无须打开开关盒。此种应用的另一优点在于，在维护设备与开关盒之间能够建立电流分离。这尤其对于其中存在触碰危险的电压的开关盒有利。

在此处还需注意的是，耦联装置23、26和33、36也可实施为机械锁定装置，例如卡口接头。

下文中进一步阐述在图1中示例性示出的非接触式PoE连接系统10的运行方式。

假设在PoE装置50中应按照备用对供电方式将由能量源52提供的能量输入以太网导线40。一旦两个PoE连接器20和30彼此耦联，则由发送/接收装置51将例如关于以太网导线40的与接口53的相应连接触点相连的芯线对3/4的相应信息传输至第一PoE连接器20，并经由接口21传递给设置在数据和能量分离装置22内的控制和/或分析单元用于分析。因为PoE装置50内的能量供应按照备用对供电的方式进行，所以第一PoE连接器20的控制和/或分析装置知道经由以太网导线40的与第三接口21的相应连接触点相连的芯线对1/2和芯线对3/6接收或发送数据，并且能够经由以太网导线40的与第三接口21的相应连接触点相连的芯线对4/5和芯线对7/8从PoE设备50传输能量。

关于所使用的能量供应方式的信息可经由接口24无线地传输至接口34并于是传输至PoE连接器30、优选传输至数据-能量汇合装置32。数据和能量汇合装置32可构造用于分析接收到的信息。响应于经分析的信息“使用备用对供电”，数据和能量汇合装置32现在知道数据经由以太网导线41的与第六接口31的相应连接触点相连的两个芯线对1/2和3/6传输至PoE设备60，并且能量经由以太网连接导线41的与第六接口31的相应连接触点相连的两个芯线对4/5和7/8传输至PoE设备60。

在能量供应根据幻象供电进行的情况下，两个PoE连接器20和30以类似的方式识别出。

Claims (7)

1.用于经由PoE连接进行非接触式能量和数据传输的非接触式PoE连接系统(10)，

该非接触式PoE连接系统包含用于经由PoE连接进行非接触式能量和数据传输的第一非接触式PoE连接器(20)，该第一非接触式PoE连接器具有：

用于数据传输的第一非接触式接口(24)，

用于能量传输的第二非接触式接口(25)，

第三接口(21)，第一以太网导线(40)能连接到该第三接口上，其中该第三接口(21)构造用于接收能够共同地经由第一以太网导线(40)传输的数据和能量，以及

与该第一非接触式接口(24)、第二非接触式接口(25)和第三接口(21)相连的数据和能量分离装置(22)，该数据和能量分离装置构造用于分离第三接口(21)处的能量和数据，并用于将数据有针对性地输送给第一非接触式接口(24)并将能量有针对性地输送给第二非接触式接口(25),

并且

该非接触式PoE连接系统包含用于经由PoE连接进行非接触式能量和数据传输的第二非接触式PoE连接器(30)，该第二非接触式PoE连接器具有：

用于数据传输的第四非接触式接口(34)，

用于接收来自于另外的非接触式PoE连接器(20)的能量的第五非接触式接口(35)，

第六接口(31)，第二以太网导线(41)能连接到该第六接口上，其中该第六接口(31)构造用于将数据和能量共同地输送给第二以太网导线(41)，

与该第四非接触式接口(34)、第五非接触式接口(35)和第六接口(31)相连的数据和能量汇合装置(32)，该数据和能量汇合装置将通过第四非接触式接口(34)接收的数据与通过第五非接触式接口(35)接收的能量汇合并输送给第六接口(31)以共同地经由第二以太网导线(41)传输，

其中，在该第一和第二非接触式PoE连接器(20、30)的耦联状态下，第一和第四非接触式接口(24、34)以及第二和第五非接触式接口(25、35)基本彼此对准地定向，并且在第一和第二非接触式连接器(20、30)之间存在可拆卸的连接，使得能量和数据能够经由第一和第二非接触式PoE连接器(20、30)非接触式地传输，

其中，在第一以太网导线(40)上能够接通PoE装置(50)，该PoE装置(50)构造用于经由第一以太网导线(40)发送和/或接收数据，并且向第一以太网导线(40)内馈入能量，

其中，在第二以太网导线(41)上能够接通PoE装置(60)，该PoE装置(60)构造用于经由第二以太网导线(41)发送和/或接收数据，并经由第二以太网导线(41)获取能量，

其中，能够连接到第一以太网导线(40)上的PoE装置(50)构造用于将描述第一以太网导线(40)内的能量供应方式的信息传输至第一非接触式PoE连接器(20)，

其中，第一非接触式PoE连接器(20)构造用于，响应于描述第一以太网导线(40)内的能量供应方式的信息，以通过该信息预设的方式将数据输送给第一非接触式接口(24)并将能量输送给第二非接触式接口(25)，

其中，第一非接触式PoE连接器(20)构造用于将描述第一以太网导线(40)内的能量供应方式的信息输送给第二非接触式PoE连接器(30)，并且

其中，第二非接触式PoE连接器(30)构造用于，响应于来自于第一非接触式PoE连接器(20)的该信息，将数据和能量以通过该信息预设的方式输送给第六接口(31)。

2.根据权利要求1所述的非接触式PoE连接系统，该非接触式PoE连接系统包括

用于将该非接触式PoE连接器(20)与另外的非接触式PoE连接器(30)可拆卸地连接和对准的装置(23、26)。

3.根据权利要求1所述的非接触式PoE连接系统，该非接触式PoE连接系统包括

用于将该非接触式PoE连接器(30)与另外的非接触式PoE连接器(20)可拆卸地连接和对准的装置(33、36)。

4.根据权利要求1所述的非接触式PoE连接系统，

其特征在于，

第一和第四非接触式接口(24、34)分别构造用于发送和接收数据，

第三接口(21)构造用于经由第一以太网导线(40)发送数据，并且第六接口(31)构造用于接收经由第二以太网导线(41)传输的数据，

第一非接触式PoE连接器(20)的数据和能量分离装置(22)构造用于将来自于第二非接触式PoE连接器(30)的数据传递给第三接口(21)以经由第一以太网导线(40)传输，并且

第二非接触式PoE连接器(30)的数据和能量汇合装置(32)构造用于将来自于第六接口(31)的数据输送给第四非接触式接口(34)以发送。

5.根据权利要求1或4所述的非接触式PoE连接系统，

其特征在于，

第一和第二非接触式PoE连接器(20、30)分别具有带有耦联装置(23、26；33、36)的平的耦联面(28、38)，其中，这些耦联装置构造得使耦联状态下，第一和第四非接触式接口(24、34)以及第二和第五非接触式接口(25、35)基本彼此对准地定向，并且在第一和第二非接触式连接器(20、30)之间存在可拆卸的连接。

6.根据权利要求1所述的非接触式PoE连接系统，

其特征在于，

这些耦联装置(23、26；33、36)分别具有至少一个磁体，其中第一非接触式PoE连接器(20)的该至少一个磁体(23、26)以及第二非接触式PoE连接器(30)的该至少一个磁体(33、36)彼此相吸。

7.根据权利要求6所述的非接触式PoE连接系统，

其特征在于，

这些耦联装置具有互补的定位元件。

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