CN209330152U - 一种以太网供电交换机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公布了一种以太网供电交换机，所述交换机包括：外壳及电路结构，所述外壳上设置多个以太网端口，所述电路结构包括：电源模块、CPU控制模块，分别与所述CPU控制模块信号连接的交换机处理模块、数码管显示模块以及以太网供电模块，所述交换机处理模块包括设置在所述多个以太网端口的多个以太网端口单元，与所述交换机处理模块以及所述CPU控制模块电性连接的功率检测器，所述多个以太网端口单元包括与所述以太网供电模块连接的多个以太网供电端口单元，所述数码管显示模块设置在所述外壳上。本实用新型通过将CPU控制模块与交换机处理模块、数码管显示模块以及以太网供电模块信号连接，使得数码管显示模块显示以太网供电交换机的输出总功率。

Description

一种以太网供电交换机

技术领域

本实用新型涉及通信设备领域，尤其涉及一种以太网供电交换机。

背景技术

目前，POE(Power Over Ethernet，POE)交换机，即以太网供电交换机，广泛应用于校园监控、小区监控、智能楼宇等场合，现有技术的POE交换机是通过PC(PersonalComputer，PC)电脑连接POE交换机设备来获取相关信息状态，比如获取POE交换机设备的功率大小和VLAN(Virtual Local Area Network，VLAN)划分等。

而在现有的POE交换机技术中，想要获取交换机设备的功率大小和VLAN划分等信息，就需要输入该设备的管理IP地址才能查看设备功率大小和VLAN划分等信息，操作步骤相当麻烦，同时针对POE交换机环路配置相当复杂，对运行维护工程师的网络技术要求非常高，且现有的技术成本较高。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对上述现有技术存在的缺陷，设计一种以太网供电交换机。

本实用新型采用的技术方案是，设计一种以太网供电交换机，所述交换机包括：外壳及电路结构，所述外壳上设置多个以太网端口，所述电路结构包括：电源模块、CPU控制模块，分别与所述CPU控制模块信号连接的交换机处理模块、数码管显示模块以及以太网供电模块，所述交换机处理模块包括设置在所述多个以太网端口的多个以太网端口单元，与所述交换机处理模块以及所述CPU控制模块电性连接的功率检测器，所述多个以太网端口单元包括与所述以太网供电模块连接的多个以太网供电端口单元，所述数码管显示模块设置在所述外壳上。

优选的，所述CPU控制模块通过控制总线与所述交换机处理模块信号连接，这样，所述CPU控制模块就可以对所述交换机处理模块进行数据访问和控制，从而通过所述CPU控制模块对所述交换机处理模块进行控制，所述交换机处理模块就会开启环路检测功能，所述交换机处理模块在指定的时间内发出环路检测帧，当所述以太网端口出现环路时该环路检测帧会环回到所述交换机处理模块，所述交换机处理模块接收返回来的环路检测帧时判断该以太网端口存在环路，同时把该以太网端口环路的信息发送给所述CPU控制模块，通过所述CPU控制模块分析后将发出指令把所述交换机处理模块负责的以太网端口关掉数据传输确保其他以太网端口不受环路影响。

优选的，所述CPU控制模块通过串口总线与所述以太网供电模块信号连接，这样，所述CPU控制模块就可以对所述以太网供电模块进行数据访问和控制，所述CPU控制模块就可以获取到多个以太网端口输出功率的数字信号，所述CPU控制模块经过分析处理后就可以得到以太网端口的总功率，所述CPU控制模块还可以控制所述以太网供电模块定时进行以太网供电。

优选的，所述外壳上设置有用于调整所述多个以太网端口当前模式的拨码开关，所述拨码开关在默认模式下，所有的以太网端口都可以相互通信，是因所述交换机处理模块属于OSI模型第二层数据链路层设备，以太网数据帧是根据MAC地址信息进行各端口之间存储转发的；而当拨码开关打到VLAN模式下，多个以太网端口之间不能交换任何数据，交换机各端口之间形成隔离模式。

优选的，所述多个以太网供电端口单元数量少于或等于所述多个以太网端口单元，所述多个以太网端口包括可以进行以太网供电的以太网端口，以及不可以进行以太网供电的以太网端口，其中，可以进行以太网供电的以太网端口设置为以太网供电端口单元，不可以进行以太网供电的以太网端口设置为普通端口单元，所述以太网端口单元为以太网供电端口单元及普通端口单元的总和，因此，所述多个以太网供电端口单元数量少于或等于所述多个以太网端口单元。

优选的，所述电源模块包括：与家用交流电源电性连接的交流转直流单元，这样，通过将所述交流转直流单元与所述家用交流电源电性连接，就可以获取到所述以太网供电模块所需的直流电压。

优选的，所述电源模块还包括：与所述交流转直流单元电性连接的直流降压单元，通过将所述直流降压单元与所述交流转直流单元电性连接，就可以获取到用于驱动其他模块工作的驱动电压。

优选的，与所述电源模块连接的模块包括：与所述电源模块的直流降压单元电性连接的所述数码管显示模块；以及与所述电源模块的交流转直流单元电性连接的所述以太网供电模块；与所述电源模块的直流降压单元电性连接的所述CPU控制模块；以及与所述电源模块的直流降压单元电性连接的所述交换机处理模块，通过将上述的多个模块与所述电源模块对应的单元电性连接，上述的多个模块就可以获得各自工作所需的驱动电压。

优选的，所述太网供电模块设置有模数转换器，其中，所述模数转换器用于将所述以太网供电单元的多个以太网端口输出功率的模拟信号转换为数字信号，这样，通过将所述太网供电模块获取到的多个以太网端口输出功率的数字信号发送到所述CPU控制模块，所述CPU控制模块就可以对数字信号进行处理，得到多个以太网端口输出总功率。

与现有技术相比，本实用新型至少具有以下有益效果：将CPU控制模块与交换机处理模块、数码管显示模块以及以太网供电模块信号连接，使得数码管显示模块显示以太网供电交换机的输出总功率。

附图说明

图1为本实用新型实施例的交换机的一种模块连接示意图；

图2为本实用新型实施例的交换机的整体结构示意图；

图3为本实用新型实施例的电源模块各单元之间的电路连接图；

图4为本实用新型实施例的交换机的另一种模块连接示意图；

图5为本实用新型实施例的交换机的另一种模块连接示意图。

其中，1、数码管显示模块；2、CPU控制模块；3、交换机处理模块；4、普通端口单元；5、以太网供电端口单元；6、以太网供电模块；7、电源模块；8、直流降压单元；9、交流转直流单元；10、220V交流电源；11、拨码开关；12、数码管显示屏；13、以太网端口；14、模数转换器；15外壳；16、功率检测器。

具体实施方式

下面描述本实用新型的优选实施方式，本领域普通技术人员将能够根据下文所述用本领域的相关技术加以实现，并能更加明白本实用新型的创新之处和带来的益处。

如图1-2所示，图1为交换机的一种模块连接示意图，图2为交换机的整体结构示意图，本实用新型提出了一种以太网供电交换机，所述交换机包括：外壳15及电路结构，所述外壳15上设置多个以太网端口13，所述电路结构包括：电源模块7、CPU控制模块2，分别与所述CPU控制模块2信号连接的交换机处理模块3、数码管显示模块1以及以太网供电模块6，所述交换机处理模块3包括设置在所述多个以太网端口13的多个以太网端口单元，与所述交换机处理模块3以及所述CPU控制模块2电性连接的功率检测器16，所述多个以太网端口单元包括与所述以太网供电模块6连接的多个以太网供电端口单元，所述数码管显示模块1设置在所述外壳15上。

其中，所述数码管显示模块1用于显示所述多个太网供电端口单元的实时功率，所述功率检测器16用于检测所述以太网端口13的输出功率。

进一步的，所述多个以太网端口单元包括：多个以太网供电端口单元5以及多个普通端口单元4。

另外，请同时参考图2，例如，如图2中所示的以太网端口设置有10个，其中，在图2中右端的两个以太网端口为不能进行以太网供电的普通以太网端口，由该2个普通以太网端口组成的以太网端口集合为所述普通端口单元4，而另外的8个为进行以太网供电的以太网供电端口，由该8个普通以太网端口组成的以太网供电端口集合为所述以太网供电端口单元5。

另外，请参考图2，所述以太网端口12为所述数码管显示模块1的一部分，用于显示实时功率以及交换机的运行状态。

更进一步的，本实用新型所称的以太网端口13可以是RJ-45插头，RJ-45插头是一种只能沿固定方向插入并自动防止脱落的塑料接头，俗称"水晶头"，专业术语为RJ-45连接器，双绞线的两端必须都安装这种RJ-45插头，以便插在网卡(NIC)、集线器(Hub)或交换机(Switch)的RJ-45接口上，进行网络通讯。

值得注意的是，在本实用新型实施例中，所述以太网供电端口单元5所提供的直流电压为52V，也可以称为“POE电源”，POE(Power Over Ethernet)指的是在现有的以太网Cat.5布线基础架构不作任何改动的情况下，在为一些基于IP的终端(如IP电话机、无线局域网接入点AP、网络摄像机等)传输数据信号的同时，还能为此类设备提供直流供电的技术，POE技术能在确保现有结构化布线安全的同时保证现有网络的正常运作，最大限度地降低成本。

值得说明的是，如图1-2中所示的以太网供电端口单元5以及普通端口单元4都为一个是为了便于说明，所述以太网供电端口单元5以及普通端口单元4的数量是可以为多个，例如，可以在一个交换机上设置3个以太网供电端口单元以及2个普通端口单元。

当然，在其他的实施例中，所述以太网供电端口单元5所提供的直流电压可以不为52V，比如可以为48V，由于所述以太网供电端口单元5的数量可以是多个，例如，可以考虑在所述交换机上设置两个档次的以太网供电单元，分别为52V档以及48V档。

在本实用新型实施例中，所述CPU控制模块通过控制总线与所述交换机处理模块信号连接，主要体现在所述CPU控制模块2的环路检测，所述交换机处理模块3可以发送的环路检测帧信号，所述CPU控制模块2对所述交换机处理模块3进行数据访问和控制，通过所述交换机处理模块3开启环路检测功能，所述交换机处理模块3的环路检测在指定的时间内发出环路检测帧，当所述以太网端口13出现环路时该环路检测帧会环回到所述交换机处理模块3，所述交换机处理模块3接收到返回的环路检测帧时就判断该以太网端口存在环路，同时把该以太网端口环路的信息发送给所述CPU控制模块2，通过所述CPU控制模块2分析后将发出指令把所述交换机处理模块3负责的以太网端口关掉数据传输确保其他以太网端口不受环路影响。

值得说明的是，所述环路检测的过程为，所述CPU控制模块2通过SMI(SerialManagement Interface)总线与所述交换机处理模块3连接进行数据访问和控制，这里的SMI总线就是上述的控制总线，所述CPU控制模块2通过SMI总线对所述交换机处理模块3开启环路检测功能，所述交换机处理模块3在指定的时间内发出一个64字节的环路检测帧，当外界线缆出现环路时该环路帧会环回到该交换机，所述交换机处理模块3接收到环路帧时判断该端口存在环路同时把该端口环路信息发送给CPU控制模块2，通过所述CPU控制模块2分析后将发出指令把所述交换机处理模块3负责的供电端口关掉数据传输确保其他端口不受环路影响，所述CPU控制模块2将环路信息发送到所述数码管显示模块1进行切换显示提示。

另外，所述CPU控制模块2还通过I2C控制总线与所述数码管显示模块1信号连接，这里的所述CPU控制模块2通过I2C控制总线与所述数码管显示模块1信号连接是单向的，由CPU控制模块2向所述数码管显示模块1，这里的I2C控制总线就是上述的串口总线，其中，所述I2C控制总线支持任何IC生产过程，两线串行数据(SDA)和串行时钟(SCL)线在连接到总线的器件间传递信息，每个器件都有一个唯一的地址识别，而且都可以作为一个发送器或接收器；所述SMI总线包括MDC和MDIO，通过它，MAC层芯片(或其它控制芯片)可以访问物理层芯片的寄存器，并通过这些寄存器来对物理层芯片进行控制和管理。

通过上述的环路检测过程，就可以实现对以太网供电交换机输出功率的管控，以及通过CPU控制模块的信号连接及分析处理过程，还可以实现数码管显示模块实时显示以太网供电交换机的输出功率。

在本实用新型实施例中，所述CPU控制模块通过串口总线与所述以太网供电模块信号连接，这样，所述CPU控制模块就可以对所述以太网供电模块进行数据访问和控制，所述CPU控制模块就可以获取到多个以太网端口输出功率的数字信号，所述CPU控制模块经过分析处理后就可以得到以太网端口的总功率，所述CPU控制模块还可以控制所述以太网供电模块定时进行以太网供电。

其中，所述CPU控制模块与所述以太网供电模块信号连接用到的串口总线为上述提到的所述CPU控制模块2与所述数码管显示模块1信号连接的串口总线一样，都为I2C控制总线。

在本实用新型实施例中，请参考图2，所述外壳15上设置有用于调整所述多个以太网端口13当前模式的拨码开关11，所述拨码开关11在默认模式下，所有的以太网端口13都可以相互通信，是因所述交换机处理模块3属于OSI模型第二层数据链路层设备，以太网数据帧是根据MAC地址信息进行各端口之间存储转发的；而当所述拨码开关11打到VLAN模式下，所述多个以太网端口13之间不能交换任何数据，所述交换机的多个以太网端口13之间形成隔离模式。

当然，在其他的实施例中，所述拨码开关11的模式可以不止默认模式以及VLAN模式两个模式，所述拨码开关11还可以设置其他模式，例如以太网供电模式，在这种模式下，对所述以太网供电端口单元对应，避开普通端口单元的影响。

在本实用新型实施例中，所述多个以太网供电端口单元5的数量少于或等于所述多个以太网端口单元，所述多个以太网端口包括可以进行以太网供电的以太网端口13，以及不可以进行以太网供电的以太网端口13，其中，多个可以进行以太网供电的以太网端口13设置为以太网供电端口单元5，多个不可以进行以太网供电的以太网端口13设置为普通端口单元4，所述以太网端口单元为以太网供电端口单元5及普通端口单元4的统称，因此，所述多个以太网供电端口单元5的数量是少于或等于所述多个以太网端口单元的。

另外，所述多个以太网供电端口单元5与多个所述普通端口单元4的以太网端口13数量是不确定的，例如，所述多个以太网供电端口单元可以是两个数量的单元，且其中一个单元的以太网端口数量为8个，另一个单元的以太网端口数量为2个；而对于所述多个普通端口单元可以是3数量的单元，且一个单元的以太网端口数量为8个，一个单元的以太网端口数量为2个，一个单元的以太网端口数量为5个，这里总共的以太网端口单元数量就为2个太网供电端口单元与3个普通端口单元之和，即以太网端口单元数量为5个。

在本实用新型实施例中，如图4所示，图4为电源模块各单元之间的电路连接图，所述电源模块7包括：与220V(家用)交流电源12电性连接的交流转直流单元9，这样，通过将所述交流转直流单元9与所述220V交流电源10电性连接，就可以获取到所述以太网供电模块6所需的直流电压。

进一步的，所述电源模块7还包括：与所述交流转直流单元9电性连接的直流降压单元8，通过将所述直流降压单元8与所述交流转直流单元9电性连接，就可以获取到用于驱动其他模块工作的直流驱动电压。

当然，在其他的实施例中，所述交流转直流单元9以及所述直流降压单元8还可以设置多个子单元，例如，交流转直流单元可以设置两个子单元，其中一个为48V档的交流转直流子单元，另一个为52V档的交流转直流子单元，这样就可以降低直流降压单元的工作负载；对于直流降压单元同样也可以设置两个子单元，其中一个为3.3V档的直流降压子单元，另一个为5.4V档的直流降压子单元，这样就可以满足多个模块各自所需的直流驱动电压。

在本实用新型实施例中，如图4所示，图4为交换机的另一种模块连接示意图，主要体现在所述电源模块7中的各单元与其他模块的连接，与所述电源模块7连接的模块包括：与所述电源模块7的直流降压单元8电性连接的所述数码管显示模块1；以及与所述电源模块7的交流转直流单元9电性连接的所述以太网供电模块6；与所述电源模块7的直流降压单元8电性连接的所述CPU控制模块2；以及与所述电源模块7的直流降压单元8电性连接的所述交换机处理模块3，通过将上述的多个模块与所述电源模块7对应的单元电性连接，上述的多个模块就可以获得各自工作所需的驱动电压。

另外，值得注意的是，与所述交换机的电源模块7连接的其他模块基本都采用电性连接的方式，当然与所述交换机的电源模块7连接的其他模块还可以采用其他的连接方式，例如，需要对交换机进行自动断电，在交换机的电源模块上设置一个自动开关，而这个自动开关就属于电源模块的子单元并与CPU控制模块采用信号连接的连接方式。

在本实用新型实施例中，如图5所示，图5为交换机的另一种模块连接示意图，所述太网供电模块6设置有模数转换器14，其中，所述模数转换器14用于将所述以太网供电单元的多个以太网端口13输出功率的模拟信号转换为数字信号，这样，通过将所述太网供电模块6获取到的多个以太网端口13输出功率的数字信号发送到所述CPU控制模块2，所述CPU控制模块2就可以对数字信号进行处理，得到多个以太网端口13输出总功率。

更进一步的，所述以太网供电模块6设置的模数转换器14，可以采用14位ADC转换器，这种ADC转换器能够进行高速转换，能够保证所述数码管显示模块1显示的功率的实时性。

作为一种可行的实施例，所述CPU控制模块2在处理所述太网供电模块6获取到的多个以太网端口13输出功率的数字信号，可以在所述CPU控制模块2中设置一个加法器单元，通过该加法器单元就可以将多个以太网端口输出功率的数字信号进行累加，从而得到输出总功率。

值得说明的是，所述数码管显示模块1实时显示以太网供电交换机的输出功率过程是，以8个太网供电端口为例进行说明，通过CPU控制模块控制定时开启以太网供电，通过以太网供电模块的模数转换器将8个以太网供电端口上获取到的功率模拟信号转换为数字信号传输到CPU控制模块，通过CPU控制模块对数字信号进行处理，得到8个以太网供电端口的总功率，再通过CPU控制模块控制并显示到数码管显示模块的数码管显示屏上。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施方式只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种以太网供电交换机，所述交换机包括：外壳及电路结构，所述外壳上设置多个以太网端口，其特征在于，所述电路结构包括：电源模块、CPU控制模块，分别与所述CPU控制模块信号连接的交换机处理模块、数码管显示模块以及以太网供电模块，所述交换机处理模块包括设置在所述多个以太网端口的多个以太网端口单元，与所述交换机处理模块以及所述CPU控制模块电性连接的功率检测器，所述多个以太网端口单元包括与所述以太网供电模块连接的多个以太网供电端口单元，所述数码管显示模块设置在所述外壳上。

2.如权利要求1所述的交换机，其特征在于，所述CPU控制模块通过控制总线与所述交换机处理模块信号连接。

3.如权利要求2所述的交换机，其特征在于，所述CPU控制模块通过串口总线与所述以太网供电模块信号连接。

4.如权利要求3所述的交换机，其特征在于，所述外壳上设置有用于调整所述多个以太网端口当前模式的拨码开关。

5.如权利要求4所述的交换机，其特征在于，所述多个以太网供电端口单元数量少于或等于所述多个以太网端口单元。

6.如权利要求5所述的交换机，其特征在于，所述电源模块包括：与家用交流电源电性连接的交流转直流单元。

7.如权利要求6所述的交换机，其特征在于，所述电源模块还包括：

与所述交流转直流单元电性连接的直流降压单元。

8.如权利要求7所述的交换机，其特征在于，与所述电源模块连接的模块包括：

与所述电源模块的直流降压单元电性连接的所述数码管显示模块；以及

与所述电源模块的交流转直流单元电性连接的所述以太网供电模块；

与所述电源模块的直流降压单元电性连接的所述CPU控制模块；以及

与所述电源模块的直流降压单元电性连接的所述交换机处理模块。

9.如权利要求8所述的交换机，其特征在于，所述太网供电模块设置有模数转换器。