RU2732316C1 - System for transmitting power, data and establishing communication over ethernet network - Google Patents

System for transmitting power, data and establishing communication over ethernet network Download PDF

Info

Publication number
RU2732316C1
RU2732316C1 RU2020106598A RU2020106598A RU2732316C1 RU 2732316 C1 RU2732316 C1 RU 2732316C1 RU 2020106598 A RU2020106598 A RU 2020106598A RU 2020106598 A RU2020106598 A RU 2020106598A RU 2732316 C1 RU2732316 C1 RU 2732316C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
iot devices
ethernet
cable
data
communication system
Prior art date
Application number
RU2020106598A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Леонид Владимирович Карпенко
Артур Владимирович Самохвалов
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью «НАУЧНО-ПРОИЗВОДСТВЕННАЯ КОМПАНИЯ СИНЕРДЖИ ТИАМ»
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью «НАУЧНО-ПРОИЗВОДСТВЕННАЯ КОМПАНИЯ СИНЕРДЖИ ТИАМ» filed Critical Общество с ограниченной ответственностью «НАУЧНО-ПРОИЗВОДСТВЕННАЯ КОМПАНИЯ СИНЕРДЖИ ТИАМ»
Priority to RU2020106598A priority Critical patent/RU2732316C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2732316C1 publication Critical patent/RU2732316C1/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L5/00Arrangements affording multiple use of the transmission path
    • H04L5/20Arrangements affording multiple use of the transmission path using different combinations of lines, e.g. phantom working

Abstract

FIELD: physics.
SUBSTANCE: invention relates to network technologies. Technical result is achieved by a communication system for Iot devices over a cable Ethernet network, comprising: Ethernet data mixer module, as well as data for IoT devices and remote power for IoT devices, installed on one end of Ethernet cable, comprising at least two transformers, each of which has primary winding with output of middle point and secondary winding, then - PoE transformer for arrangement of additional phantom data transmission channel, an Ethernet data splitter module, as well as data for IoT devices and remote power supply for IoT devices, installed on the other end of the Ethernet cable, containing at least two PoE transformers for arrangement of an additional phantom data transmission channel, made with possibility of connection: analogue or discrete sensors, or IoT devices with a two-wire interface with power transmission, or IoT devices with a two-wire interface without power transfer and/or IoT devices with a separate power input.
EFFECT: enabling data transmission and, if necessary, powering for IoT devices over a cable Ethernet network while maintaining an Ethernet channel.
11 cl, 1 dwg

Description

Область техникиTechnology area

Изобретение относится к области сетевых технологий для передачи данных и питания к электронным устройствам и может быть использовано, в частности, для организации дополнительного(ых) канала(ов) связи с использованием нового или уже проложенного Ethernet кабеля между IoT концентратором и IoT устройством(ами). The invention relates to the field of network technologies for transmitting data and power to electronic devices and can be used, in particular, to organize additional communication channel (s) using a new or already laid Ethernet cable between the IoT hub and the IoT device (s) ...

Уровень техникиState of the art

В настоящее время существует множество систем, предназначенных для передачи данных и питания электронным устройствам. Одним из примеров таких систем является телефонная система связи, описанная в источнике US 2013/0315048 A1. Данное решение позволяет одновременно передавать цифровые данные и аналоговые телефонные сигналы в одной и той же среде передачи. Это применимо к сети, в которой удаленные устройства (например, персональные компьютеры) подключены к концентратору кабелем, содержащим по меньшей мере две пары проводов, обеспечивающим передачу данных в каждом направлении. Модули на каждом конце кабеля позволяют организовать дополнительный канал связи между телефоном и автоматической телефонной станцией (АТС) через две пары проводников по фантомной схеме. Описанные каналы связи функционируют одновременно и без значительных взаимных помех. Currently, there are many systems designed to transmit data and power to electronic devices. One example of such systems is the telephone communication system described in US 2013/0315048 A1. This solution allows simultaneous transmission of digital data and analog telephone signals in the same transmission medium. This applies to a network in which remote devices (eg, personal computers) are connected to a hub with a cable containing at least two pairs of wires, allowing data to flow in each direction. Modules at each end of the cable allow you to organize an additional communication channel between the telephone and the automatic telephone exchange (PBX) through two pairs of conductors in a phantom scheme. The described communication channels operate simultaneously and without significant mutual interference.

В числе недостатков известного решения имеется ограничение по передаче только сигналов телефонии. Также известное решение предусматривает подключение устройств только на концах кабеля без возможности подключения промежуточных устройств. Among the disadvantages of the known solution is the limitation on the transmission of only telephony signals. Also, the known solution provides for connecting devices only at the ends of the cable without the possibility of connecting intermediate devices.

Терминология, используемая в настоящем решенииTerminology used in this decision

IoT устройство – электронное устройство, предназначенное для взаимодействия с другими IoT устройствами или с внешней средой в соответствии с концепцией «Интернета вещей» (Internet of Things). В частности, в качестве IoT устройств могут выступать: IoT device - an electronic device designed to interact with other IoT devices or with the external environment in accordance with the concept of the Internet of Things. In particular, IoT devices can be:

• охранно-пожарная система, датчик, датчик температуры, влажности, освещенности, давления, концентрации газов, датчик одной или нескольких физических характеристик объекта, кнопка, переключатель, реостат, другой датчик с импульсным, потенциальным или токовым выходом;• security and fire system, sensor, sensor of temperature, humidity, illumination, pressure, gas concentration, sensor of one or more physical characteristics of an object, button, switch, rheostat, another sensor with pulse, potential or current output;

• модуль мониторинга и управления климатом, освещением, шторами, вентиляцией, видеокамерами, телевидением, медиа-центрами, очисткой воздуха, теле-аудио техникой, водоснабжения, пожаротушения, электроснабжением, другой техникой;• a module for monitoring and controlling climate, lighting, curtains, ventilation, video cameras, television, media centers, air purification, TV and audio equipment, water supply, fire extinguishing, power supply, and other equipment;

• прибор учета тепловой электрической энергии, воды, газа, жидкости и т.п.• metering device for thermal electrical energy, water, gas, liquid, etc.

• аудио/видеопереговорное устройство, микрофон, видеокамера;• audio / video communication device, microphone, video camera;

• устройство записи и/или воспроизведения аудио и/или видео.• a device for recording and / or playing audio and / or video.

IoT концентратор – электронное устройство, выполненное с возможностью подключения к одному или нескольким IoT устройствам.An IoT hub is an electronic device capable of connecting to one or more IoT devices.

IoT канал - канал передачи данных для IoT устройства, предусматривающий передачу данных и, при необходимости, питания.IoT channel - a data transmission channel for an IoT device, providing for the transfer of data and, if necessary, power.

PoE (Power over Ethernet) – технология, позволяющая передавать удалённому устройству электрическую энергию вместе с данными по кабельной сети Ethernet. Данная технология предназначается для IP-телефонии, точек доступа беспроводных сетей, IP-камер, сетевых концентраторов и других устройств, к которым нежелательно или невозможно проводить отдельный кабель питания. Технология PoE описана стандартами IEEE 802.3af-2003 и IEEE 802.3at-2009 (https://ru.wikipedia.org/wiki/Power_over_Ethernet метод А).PoE (Power over Ethernet) is a technology that allows electrical energy to be transmitted to a remote device along with data over an Ethernet cable network. This technology is intended for IP telephony, wireless access points, IP cameras, network hubs and other devices to which it is undesirable or impossible to run a separate power cable. PoE technology is described by the IEEE 802.3af-2003 and IEEE 802.3at-2009 standards (https://ru.wikipedia.org/wiki/Power_over_Ethernet method A).

Ethernet кабель - металлический кабель, предназначенный для организации связи по стандарту Ethernet 10-Base-T, либо Ethernet 100-Base-T, либо Ethernet 1000-Base-T1 либо по другому стандарту включая, но не ограничиваясь серией стандартов IEEE 802.3, содержащий две или более пары проводов.Ethernet cable is a metal cable designed to organize communication over the Ethernet 10-Base-T, or Ethernet 100-Base-T, or Ethernet 1000-Base-T 1 standard, or according to another standard including but not limited to the IEEE 802.3 series of standards, containing two or more pairs of wires.

Соединитель - электрический разъем или клеммник для подключения внешнего кабеля. При интеграции нескольких блоков в одном устройстве – граница соединения блоков (система проводников, дорожек, разъемов и клеммников).Connector - electrical connector or terminal block for connecting an external cable. When integrating several blocks in one device - the border of the block connection (a system of conductors, tracks, connectors and terminal blocks).

Двухпроводный интерфейс с передачей питания - последовательный интерфейс передачи данных и питания по двухпроводной линии, например, M-Bus или KNX/EIB, или LonWorks, или IEEE P802.3cg, или 1-wire (с передачей питания).Two-wire interface with power transmission - Serial interface for data and power transmission over a two-wire line, for example, M-Bus or KNX / EIB, or LonWorks, or IEEE P802.3cg, or 1-wire (with power transmission).

Двухпроводный интерфейс без передачи питания - последовательный интерфейс передачи данных, не поддерживающий передачу питания, например, RS485 или CAN, или LIN, 1-wire (без передачи питания).Two-wire interface without power transfer - A serial data interface that does not support power transfer, such as RS485 or CAN, or LIN, 1-wire (no power transfer).

RS-интерфейс - последовательный интерфейс, не предусматривающий передачу питания, например, TTL UART, или RS232, или двухпроводный интерфейс без передачи питания.RS interface is a serial interface that does not transfer power, such as TTL UART, or RS232, or a two-wire interface that does not transfer power.

Перечень интерфейсов не ограничивается перечисленными выше, приведенными лишь в качестве примера.The list of interfaces is not limited to those listed above, given only as an example.

Модули системы - модули смесителя, разветвителя и промежуточный модуль.System modules - mixer modules, splitter modules and intermediate module.

Раскрытие сущности изобретенияDisclosure of the essence of the invention

Задачей изобретения является устранение недостатков, перечисленных в разделе «Уровень техники».The object of the invention is to eliminate the disadvantages listed in the "Background Art" section.

Техническим результатом является обеспечение возможности передачи данных и, если это необходимо, питания для IoT устройств по кабельной Ethernet сети с сохранением Ethernet канала.The technical result is to provide the possibility of data transmission and, if necessary, power supply for IoT devices over a cable Ethernet network while maintaining the Ethernet channel.

Дополнительным техническим результатом является обеспечение работы через организованный канал связи нескольких IoT устройств. При этом доступ к конкретному IoT устройству осуществляется, например, с использованием протокола, предусматривающего наличие у каждого IoT устройства уникального адреса. An additional technical result is the provision of work through an organized communication channel of several IoT devices. At the same time, access to a specific IoT device is carried out, for example, using a protocol that provides for a unique address for each IoT device.

Для достижения указанных технических результатов предложена система связи для IoT устройств по кабельной Ethernet сети, содержащая:To achieve the indicated technical results, a communication system for IoT devices over a cable Ethernet network is proposed, containing:

- модуль смесителя Ethernet данных, передаваемых в соответствии со стандартом IEEE 802.3, а также данных для IoT устройств и дистанционного питания для IoT устройств, установленный на одном конце Ethernet кабеля, содержащий не менее двух трансформаторов, каждый из которых имеет первичную обмотку с выводом средней точки и вторичную обмотку, далее - PoE трансформатор, для организации, по меньшей мере, одного дополнительного фантомного канала передачи данных, выполненного с возможностью подключения к портам IoT концентратора следующих типов: - a mixer module for Ethernet data transmitted in accordance with the IEEE 802.3 standard, as well as data for IoT devices and remote power supply for IoT devices, installed at one end of an Ethernet cable, containing at least two transformers, each of which has a primary winding with a midpoint outlet and a secondary winding, hereinafter referred to as a PoE transformer, for organizing at least one additional phantom data transmission channel capable of connecting to the ports of an IoT hub of the following types:

– вход для подключения аналоговых или дискретных датчиков, или- an input for connecting analog or discrete sensors, or

– двухпроводный интерфейс с передачей питания, или- a two-wire interface with power transmission, or

– двухпроводный интерфейс без передачи питания и/или- two-wire interface without power transfer and / or

– источник дистанционного питания для IoT устройств;- remote power supply for IoT devices;

- модуль разветвителя Ethernet данных, а также данных для IoT устройств и дистанционного питания для IoT устройств, установленный на другом конце Ethernet кабеля, содержащий не менее двух PoE трансформаторов для организации, по меньшей мере, одного дополнительного фантомного канала передачи данных, выполненного с возможностью подключения:- a splitter module for Ethernet data, as well as data for IoT devices and remote power supply for IoT devices, installed at the other end of the Ethernet cable, containing at least two PoE transformers for organizing at least one additional phantom data transmission channel made with the ability to connect :

– аналоговых или дискретных датчиков, или- analog or discrete sensors, or

– IoT устройств с двухпроводным интерфейсом с передачей питания, или- IoT devices with a two-wire interface with power transmission, or

– IoT устройств с двухпроводным интерфейсом без передачи питания и/или- IoT devices with a two-wire interface without power transmission and / or

– IoT устройств с отдельным входом питания.- IoT devices with a separate power input.

Система может дополнительно содержать, по меньшей мере, один промежуточный модуль, установленный вразрез Ethernet кабеля между модулями смесителя и разветвителя, не нарушающий работоспособность передачи Ethernet данных, и выполненный с возможностью выделения данных для IoT устройств и дистанционного питания для IoT устройств следующих типов:The system may additionally contain at least one intermediate module installed through the Ethernet cable between the mixer and splitter modules, which does not interfere with the Ethernet data transmission, and is configured to extract data for IoT devices and remote power supply for IoT devices of the following types:

– аналоговых или дискретных датчиков, или- analog or discrete sensors, or

– IoT устройств с двухпроводным интерфейсом с передачей питания, или- IoT devices with a two-wire interface with power transmission, or

– IoT устройств с двухпроводным интерфейсом без передачи питания и/или- IoT devices with a two-wire interface without power transmission and / or

IoT устройств с отдельным входом питания. Промежуточный модуль содержит не менее двух пар PoE трансформаторов, выводы первичных обмоток которых попарно замкнуты друг с другом.IoT devices with separate power input. The intermediate module contains at least two pairs of PoE transformers, the outputs of the primary windings of which are closed in pairs with each other.

Для организации обмена данными с IoT устройствами по RS интерфейсу и их дистанционного питания могут дополнительно устанавливаться:To organize data exchange with IoT devices via the RS interface and their remote power supply, the following can be additionally installed:

– преобразователь последовательного интерфейса в двухпроводную линию с подмешиванием питания, предназначенный для обмена данными с IoT коммутатором и подмешивания дистанционного питания в двухпроводную линию - в модуль смесителя;- a converter of the serial interface to a two-wire line with power mixing, intended for data exchange with an IoT switch and mixing remote power into a two-wire line - into a mixer module;

– преобразователь двухпроводной линии в последовательный интерфейс с выделением питания, предназначенный для обмена данными и выделения дистанционного питания для IoT устройств - в модуль разветвителя и промежуточный модуль.- a converter of a two-wire line into a serial interface with power supply, intended for data exchange and provision of remote power supply for IoT devices - into a splitter module and an intermediate module.

При этом двухпроводный интерфейс с передачей питания, представляет собой M-Bus или KNX/EIB, или LonWorks, или IEEE P802.3cg, или 1-wire, а двухпроводный интерфейс без передачи питания, представляет собой RS485 или CAN, или LIN. Перечень интерфейсов не ограничивается перечисленными, которые приведены в качестве примера.In this case, the two-wire interface with power transmission is M-Bus or KNX / EIB, or LonWorks, or IEEE P802.3cg, or 1-wire, and the two-wire interface without power transmission is RS485 or CAN or LIN. The list of interfaces is not limited to those listed, which are given as an example.

Модули системы могут быть оснащены дополнительными элементами электростатической защиты, гальванической изоляции и согласования. System modules can be equipped with additional elements of electrostatic protection, galvanic isolation and matching.

Также при использовании Ethernet кабеля с количеством пар, равным трем или более, при этом третья и последующие пары являются дополнительными парами, модули системы дополнительно могут содержать, по меньшей мере, одну схему прямого соединения входов и выходов, к которым подключаются дополнительные пары.Also, when using an Ethernet cable with the number of pairs equal to three or more, with the third and subsequent pairs being additional pairs, the system modules can additionally contain at least one circuit for direct connection of inputs and outputs to which additional pairs are connected.

При использовании Ethernet кабеля с количеством пар, равным четырем или более, при этом третья и последующие пары являются дополнительными парами, модули системы дополнительно могут содержать, по меньшей мере, одну схему соединения входов и выходов, к которым подключаются дополнительные пары, через PоЕ трансформаторы, с возможностью организации, по меньшей мере, одного дополнительного канала передачи данных и питания для IoT устройств. When using an Ethernet cable with the number of pairs equal to four or more, while the third and subsequent pairs are additional pairs, the system modules can additionally contain at least one circuit for connecting inputs and outputs to which additional pairs are connected through PoE transformers, with the possibility of organizing at least one additional data and power transmission channel for IoT devices.

Провода Ethernet кабеля, не используемые для передачи Ethernet данных, могут использоваться для передачи питания для IoT устройств.Ethernet cable wires that are not used to carry Ethernet data can be used to carry power for IoT devices.

Краткое описание фигуры Brief description of the figure

Фигура 1 – блок-схема организации дополнительного канала передачи данных и питания для IoT устройств по Ethernet кабелю, содержащая промежуточный модуль, установленный вразрез Ethernet кабеля между модулями смесителя и модулем разветвителя.Figure 1 is a block diagram of the organization of an additional data and power transmission channel for IoT devices over an Ethernet cable, containing an intermediate module installed through the Ethernet cable between the mixer modules and the splitter module.

Для непоказанных пар Ethernet кабеля, при их наличии, подразумевается либо прямое соединение между соединителями E(S) и S, либо соединение описанных пар через развязывающие трансформаторы, либо дублирование компонентов, позволяющее или организовать дополнительный(ые) канал(ы) передачи данных и питания для IoT устройств. Допускается использование свободных пар кабеля, не используемых для передачи Ethernet, для передачи питания для IoT устройств. For Ethernet cable pairs not shown, if any, implies either a direct connection between connectors E (S) and S, or the connection of the described pairs through isolation transformers, or duplication of components allowing or organizing additional channel (s) for data and power transmission for IoT devices. It is allowed to use free cable pairs that are not used for Ethernet transmission to transfer power for IoT devices.

Осуществление изобретенияImplementation of the invention

Схематическое изображение заявленной системы связи для IoT устройств по кабельной сети Ethernet показано на фигуре 1. Система содержит модуль смесителя 1, соединенный посредством Ethernet кабеля с модулем разветвителя 2. A schematic representation of the claimed communication system for IoT devices over an Ethernet cable network is shown in Figure 1. The system contains a mixer module 1 connected via an Ethernet cable to a splitter module 2 .

Вразрез Ethernet кабеля, между модулем смесителя 1 и модулем разветвителя 2, может устанавливаться промежуточный модуль 3 или несколько таких промежуточных модулей последовательно.Through the Ethernet cable, between the mixer module 1 and the splitter module 2, an intermediate module 3 or several such intermediate modules can be installed in series.

Модуль смесителя 1 содержит не менее двух PoE трансформаторов 4, каждый из которых имеет первичную обмотку с выводом средней точки и вторичную обмотку, что позволяет организовать, по меньшей мере, один дополнительный фантомный канал передачи данных с возможностью подключения к портам IoT концентратора следующих типов:Mixer module 1 contains at least two PoE transformers 4 , each of which has a primary winding with a midpoint output and a secondary winding, which allows you to organize at least one additional phantom data transmission channel with the ability to connect to the ports of the IoT hub of the following types:

– вход 5 для подключения аналоговых, или дискретных датчиков или- input 5 for connecting analog or discrete sensors or

– двухпроводный интерфейс 6, с передачей питания, или- two-wire interface 6 , with power transfer, or

– двухпроводный интерфейс 7, без передачи питания и/или- two-wire interface 7 , no power transfer and / or

– источник дистанционного питания для IoT устройств.- remote power supply for IoT devices.

Модуль разветвителя 2 содержит не менее двух PoE трансформаторов 8 для организации, по меньшей мере, одного дополнительного фантомного канала передачи данных, выполненного с возможностью подключения:The splitter module 2 contains at least two PoE transformers 8 for organizing at least one additional phantom data transmission channel capable of connecting:

– аналоговых или дискретных датчиков 9, или- analog or discrete sensors 9 , or

– IoT устройств 10 с двухпроводным интерфейсом с передачей питания, или- 10 IoT devices with two-wire interface with power transmission, or

– IoT устройств 11 с двухпроводным интерфейсом без передачи питания и/или - 11 IoT devices with two-wire interface without power transmission and / or

– IoT устройств с отдельным входом питания.- IoT devices with a separate power input.

Промежуточный модуль 3 позволяет выделить данные для IoT устройств и дистанционного питания для IoT устройств следующих типов:Intermediate module 3 allows to allocate data for IoT devices and remote power supply for IoT devices of the following types:

– аналоговых или дискретных датчиков (не показано), или- analog or discrete sensors (not shown), or

– IoT устройств с двухпроводным интерфейсом с передачей питания (не показано), или- IoT devices with a two-wire interface with power transfer (not shown), or

– IoT устройств с двухпроводным интерфейсом без передачи питания (не показано) и/или - IoT devices with a two-wire interface without power transfer (not shown) and / or

– IoT устройств отдельным входом питания.- IoT devices with a separate power input.

Промежуточный модуль 3 содержит не менее двух пар PoE трансформаторов 16, выводы первичных обмоток которых попарно замкнуты друг с другом, преобразователь 17 двухпроводной линии в последовательный интерфейс с выделением питания, предназначенный для обмена данными с IoT устройствами по двухпроводному интерфейсу без передачи питания, а также для обмена данными и получения питания из двухпроводной линии.The intermediate module 3 contains at least two pairs of PoE transformers 16, the outputs of the primary windings of which are pairwise closed with each other, the converter 17 of the two-wire line into a serial interface with power supply, designed for data exchange with IoT devices via a two-wire interface without power transmission, as well as for data exchange and receiving power from a two-wire line.

Модуль смесителя 1 содержит преобразователь 12 последовательного интерфейса в двухпроводную линию с подмешиванием питания, предназначенный для обмена данными с IoT коммутатором 13 по RS интерфейсу, а также для обмена данными и передачи питания по двухпроводной линии.The mixer module 1 contains a converter 12 of a serial interface into a two-wire line with power mixing, intended for data exchange with the IoT switch 13 via the RS interface, as well as for data exchange and power transmission over a two-wire line.

Модуль разветвителя 2 содержит преобразователь 14 двухпроводной линии в последовательный интерфейс с выделением питания, предназначенный для обмена данными с IoT устройствами 15 по RS интерфейсу, а также для обмена данными и получения питания для IoT устройств из двухпроводной линии.The splitter module 2 contains a converter 14 of a two-wire line into a serial interface with a separate power supply, intended for exchanging data with IoT devices 15 via an RS interface, as well as for exchanging data and receiving power for IoT devices from a two-wire line.

Модули смесителя, разветвителя и промежуточный модуль могут дополнительно оснащаться элементами электростатической защиты, гальванической изоляции и согласования, которые не показаны на блок-схеме.The mixer, splitter and intermediate module modules can be additionally equipped with electrostatic protection, galvanic isolation and matching elements, which are not shown in the block diagram.

Для организации IoT канала по свободным парам Ethernet кабеля (не задействованным для передачи Ethernet данных), далее - IoT пара, могут использоваться решения, аналогичные описанным выше, со следующими особенностями: PoE трансформаторы не устанавливаются; в модулях смесителя 1 и разветвителя 2 контакты соединителя E, на которые приходят сигнальные пары Ethernet, замыкаются на соответствующие им контакты соединителя S. Контакты соединителя S, на которые приходит IoT пара, соединяются с цепями p и n; в промежуточном модуле 3 все контакты соединителей S замыкаются попарно (1 с 1, 2 с 2 и т.п.). Контакты соединителей S, на которые приходит IoT пара, также соединяются с цепями p и n.To organize an IoT channel via free Ethernet cable pairs (not used for Ethernet data transmission), hereinafter referred to as an IoT pair, solutions similar to those described above can be used, with the following features: PoE transformers are not installed; in the mixer 1 and splitter 2 modules, the contacts of the E connector, to which the Ethernet signal pairs come, are closed to the corresponding contacts of the connector S. The contacts of the S connector, to which the IoT pair comes, are connected to the p and n circuits; in intermediate module 3, all contacts of the S connectors are closed in pairs (1 s 1, 2 s 2, etc.). The pins of the S connectors that the IoT pair comes to are also connected to the p and n circuits.

Заявленная система связи позволяет организовать дополнительный канал передачи данных между IoT концентратором и IoT устройствами по: a) аналоговой двухпроводной линии; b) двухпроводному интерфейсу без передачи питания; c) двухпроводному интерфейсу, с передачей питания; d) RS интерфейсу и цепи передачи дистанционного питания.The declared communication system allows organizing an additional data transmission channel between the IoT hub and IoT devices via: a) an analog two-wire line; b) two-wire interface without power transfer; c) two-wire interface, with power transfer; d) RS interface and remote power transmission circuits.

Модули системы могут представлять собой как устройства в отдельном корпусе, так и быть интегрированными в IoT концентратор, в Ethernet устройства, в IoT устройства, либо в розетки, при этом в одном корпусе может быть интегрировано несколько модулей смесителя, разветвителя и промежуточных модулей в любых сочетаниях с необходимыми внутренними или внешними соединениями между ними.The system modules can be either devices in a separate housing, or they can be integrated into an IoT hub, into an Ethernet device, into an IoT device, or into sockets, while several mixer, splitter and intermediate modules in any combination can be integrated in one housing with the necessary internal or external connections between them.

Хотя данное изобретение было показано и описано со ссылкой на определенные варианты его осуществления, специалистам в данной области техники будет понятно, что различные изменения и модификации могут быть сделаны в нем, не покидая фактический объем изобретения.Although this invention has been shown and described with reference to certain embodiments thereof, those skilled in the art will appreciate that various changes and modifications may be made therein without departing from the actual scope of the invention.

Claims (27)

1. Система связи для IoT устройств по кабельной Ethernet сети, характеризующаяся тем, что содержит:1. Communication system for IoT devices over a cable Ethernet network, characterized in that it contains: - модуль смесителя Ethernet данных, передаваемых в соответствии со стандартом IEEE 802.3, а также данных для IoT устройств и дистанционного питания для IoT устройств, установленный на одном конце Ethernet кабеля, содержащий не менее двух трансформаторов, каждый из которых имеет первичную обмотку с выводом средней точки и вторичную обмотку, далее - PoE трансформатор для организации, по меньшей мере, одного дополнительного фантомного канала передачи данных, выполненного с возможностью подключения к портам IoT концентратора следующих типов: - a mixer module for Ethernet data transmitted in accordance with the IEEE 802.3 standard, as well as data for IoT devices and remote power supply for IoT devices, installed at one end of an Ethernet cable, containing at least two transformers, each of which has a primary winding with a midpoint outlet and a secondary winding, hereinafter - a PoE transformer for organizing at least one additional phantom data transmission channel capable of connecting to the ports of an IoT hub of the following types: – вход для подключения аналоговых или дискретных датчиков, или- an input for connecting analog or discrete sensors, or – двухпроводный последовательный интерфейс с передачей питания, или- a two-wire serial interface with power transmission, or – двухпроводный последовательный интерфейс без передачи питания и/или- two-wire serial interface without power transmission and / or – источник дистанционного питания для IoT устройств;- remote power supply for IoT devices; - модуль разветвителя Ethernet данных, а также данных для IoT устройств и дистанционного питания для IoT устройств, установленный на другом конце Ethernet кабеля, содержащий не менее двух PoE трансформаторов для организации, по меньшей мере, одного дополнительного фантомного канала передачи данных, выполненного с возможностью подключения:- a splitter module for Ethernet data, as well as data for IoT devices and remote power supply for IoT devices, installed at the other end of the Ethernet cable, containing at least two PoE transformers for organizing at least one additional phantom data transmission channel made with the ability to connect : – аналоговых или дискретных датчиков, или- analog or discrete sensors, or – IoT устройств с двухпроводным последовательным интерфейсом с передачей питания, или- IoT devices with a two-wire serial interface with power transmission, or – IoT устройств с двухпроводным последовательным интерфейсом без передачи питания и/или- IoT devices with two-wire serial interface without power transmission and / or – IoT устройств с отдельным входом питания.- IoT devices with a separate power input. 2. Система связи для IoT устройств по кабельной Ethernet сети по п. 1, характеризующаяся тем, что дополнительно содержит, по меньшей мере, один промежуточный модуль, установленный в разрез Ethernet кабеля между модулями смесителя и разветвителя, не нарушающий работоспособность передачи Ethernet данных и выполненный с возможностью выделения данных для IoT устройств и дистанционного питания для IoT устройств следующих типов:2. A communication system for IoT devices over a cable Ethernet network according to claim 1, characterized in that it additionally contains at least one intermediate module installed in the cut of the Ethernet cable between the mixer and splitter modules, which does not interfere with the Ethernet data transmission and is made with the ability to allocate data for IoT devices and remote power supply for IoT devices of the following types: – аналоговых или дискретных датчиков, или- analog or discrete sensors, or – IoT устройств с двухпроводным последовательным интерфейсом с передачей питания, или- IoT devices with a two-wire serial interface with power transmission, or – IoT устройств с двухпроводным последовательным интерфейсом без передачи питания и/или- IoT devices with two-wire serial interface without power transmission and / or – IoT устройств с отдельным входом питания.- IoT devices with a separate power input. 3. Система связи для IoT устройств по кабельной Ethernet сети по п. 2, характеризующаяся тем, что промежуточный модуль содержит не менее двух пар PoE трансформаторов, выводы первичных обмоток которых попарно замкнуты друг с другом.3. A communication system for IoT devices over a cable Ethernet network according to claim 2, characterized in that the intermediate module contains at least two pairs of PoE transformers, the outputs of the primary windings of which are pairwise closed with each other. 4. Система связи для IoT устройств по кабельной Ethernet сети по п. 1, характеризующаяся тем, что дополнительно содержит:4. A communication system for IoT devices over a cable Ethernet network according to claim 1, characterized in that it additionally contains: – преобразователь последовательного интерфейса в двухпроводную линию с подмешиванием питания, предназначенный для обмена данными с IoT коммутатором и подмешивания дистанционного питания в двухпроводную линию, установленный в модуль смесителя, и- a converter of the serial interface to a two-wire line with power mixing, intended for data exchange with the IoT switch and mixing remote power into the two-wire line, installed in the mixer module, and – преобразователь двухпроводной линии в последовательный интерфейс с выделением питания, предназначенный для обмена данными и выделения дистанционного питания для IoT устройств, установленный в модуль разветвителя и промежуточный модуль.- a converter of a two-wire line to a serial interface with power supply, intended for data exchange and provision of remote power supply for IoT devices, installed in the splitter module and intermediate module. 5. Система связи для IoT устройств по кабельной Ethernet сети по любому из пп. 1-4, характеризующаяся тем, что модули смесителя, разветвителя и промежуточный модуль дополнительно оснащены элементами электростатической защиты, гальванической изоляции и согласования.5. Communication system for IoT devices via cable Ethernet network according to any one of paragraphs. 1-4, characterized in that the mixer modules, the splitter and the intermediate module are additionally equipped with electrostatic protection, galvanic isolation and matching elements. 6. Система связи для IoT устройств по кабельной Ethernet сети по любому из пп. 1-4, характеризующаяся тем, что Ethernet кабель содержит три пары проводов или более, при этом третья и последующие пары являются дополнительными парами.6. Communication system for IoT devices via cable Ethernet network according to any one of paragraphs. 1-4, characterized in that the Ethernet cable contains three pairs of wires or more, while the third and subsequent pairs are additional pairs. 7. Система связи для IoT устройств по кабельной Ethernet сети по п. 6, характеризующаяся тем, что модули смесителя, разветвителя и промежуточный модуль дополнительно содержат, по меньшей мере, одну схему прямого соединения входов и выходов, к которым подключаются дополнительные пары.7. The communication system for IoT devices over a cable Ethernet network according to claim 6, characterized in that the mixer, splitter and intermediate module additionally contain at least one circuit for direct connection of inputs and outputs to which additional pairs are connected. 8. Система связи для IoT устройств по кабельной Ethernet сети по любому из пп. 1-4, характеризующаяся тем, что Ethernet кабель содержит четыре или более пар проводов, при этом четвертая и последующие пары являются дополнительными парами.8. Communication system for IoT devices via cable Ethernet network according to any one of paragraphs. 1-4, characterized in that the Ethernet cable contains four or more pairs of wires, while the fourth and subsequent pairs are additional pairs. 9. Система связи для IoT устройств по кабельной Ethernet сети по п. 8, характеризующаяся тем, что модули смесителя, разветвителя и промежуточный модуль дополнительно содержат, по меньшей мере, одну схему соединения входов и выходов, к которым подключаются дополнительные пары, через PоЕ трансформаторы, с возможностью организации, по меньшей мере, одного дополнительного канала передачи данных и питания для IoT устройств. 9. A communication system for IoT devices over a cable Ethernet network according to claim 8, characterized in that the mixer, splitter and intermediate module additionally contain at least one circuit for connecting inputs and outputs to which additional pairs are connected through PoE transformers , with the possibility of organizing at least one additional data and power transmission channel for IoT devices. 10. Система связи для IoT устройств по кабельной Ethernet сети по п. 1, характеризующаяся тем, что двухпроводный последовательный интерфейс с передачей питания представляет собой M-Bus, или KNX/EIB, или LonWorks, или IEEE P802.3cg, или 1-wire.10. Communication system for IoT devices over a cable Ethernet network according to claim 1, characterized in that the two-wire serial interface with power transmission is M-Bus, or KNX / EIB, or LonWorks, or IEEE P802.3cg, or 1-wire ... 11. Система связи для IoT устройств по кабельной Ethernet сети по п. 1, характеризующаяся тем, что двухпроводный последовательный интерфейс без передачи питания представляет собой RS485, или CAN, или LIN.11. Communication system for IoT devices over a wired Ethernet network according to claim 1, characterized in that the two-wire serial interface without power transmission is RS485, or CAN, or LIN.
RU2020106598A 2020-02-12 2020-02-12 System for transmitting power, data and establishing communication over ethernet network RU2732316C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020106598A RU2732316C1 (en) 2020-02-12 2020-02-12 System for transmitting power, data and establishing communication over ethernet network

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020106598A RU2732316C1 (en) 2020-02-12 2020-02-12 System for transmitting power, data and establishing communication over ethernet network

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2732316C1 true RU2732316C1 (en) 2020-09-15

Family

ID=72516516

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020106598A RU2732316C1 (en) 2020-02-12 2020-02-12 System for transmitting power, data and establishing communication over ethernet network

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2732316C1 (en)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20140244836A1 (en) * 2013-02-25 2014-08-28 Qualcomm Incorporated Analytics engines for iot devices
US20160095060A1 (en) * 2014-09-26 2016-03-31 Intel Corporation METHOD AND APPARATUS FOR POWER OPTIMIZED IoT COMMUNICATION
WO2016116880A1 (en) * 2015-01-22 2016-07-28 Vijayakumar Prasanna Venkateswaran INTERNET OF THINGS (IoT) LOAD ENERGY MANAGEMENT AND CONTROL BASED ON MULTI-DIMENSIONAL FREQUENCY SPECTRAL SIGNATURE
US20160268843A1 (en) * 2009-08-24 2016-09-15 Access Business Group International Llc Wireless power distribution and control system
US20170006595A1 (en) * 2015-07-03 2017-01-05 Kiban Labs, Inc. Embedded internet of things (iot) hub for integration with an appliance and associated systems and methods
RU192192U1 (en) * 2019-02-19 2019-09-06 Общество с ограниченной ответственностью "ИНСАЙТ - Менеджмент" Universal Modular IoT Controller for Global Energy Monitoring and Management System

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20160268843A1 (en) * 2009-08-24 2016-09-15 Access Business Group International Llc Wireless power distribution and control system
US20140244836A1 (en) * 2013-02-25 2014-08-28 Qualcomm Incorporated Analytics engines for iot devices
US20160095060A1 (en) * 2014-09-26 2016-03-31 Intel Corporation METHOD AND APPARATUS FOR POWER OPTIMIZED IoT COMMUNICATION
WO2016116880A1 (en) * 2015-01-22 2016-07-28 Vijayakumar Prasanna Venkateswaran INTERNET OF THINGS (IoT) LOAD ENERGY MANAGEMENT AND CONTROL BASED ON MULTI-DIMENSIONAL FREQUENCY SPECTRAL SIGNATURE
US20170006595A1 (en) * 2015-07-03 2017-01-05 Kiban Labs, Inc. Embedded internet of things (iot) hub for integration with an appliance and associated systems and methods
RU192192U1 (en) * 2019-02-19 2019-09-06 Общество с ограниченной ответственностью "ИНСАЙТ - Менеджмент" Universal Modular IoT Controller for Global Energy Monitoring and Management System

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8885659B2 (en) Local area network of serial intelligent cells
CA2423326A1 (en) Telephone communication system and method over local area network wiring
US20030039257A1 (en) Network-to-network adaptor for power line communications
WO2015165317A1 (en) Wireless network system and smart device management method using led lighting devices
US20050078700A1 (en) Ultra low cost ethernet architecture
AU2008273957A1 (en) Power socket fascia
US20090143010A1 (en) Communication system and communication apparatus
RU2732316C1 (en) System for transmitting power, data and establishing communication over ethernet network
JP5360964B2 (en) A device that provides telephone service to telephones that are plugged into private telephone wiring that is not connected to a central office telephone exchange
CN115053495A (en) SPE-based device adapter for connecting non-Ethernet enabled field devices to an Ethernet-based process control system
JP2010245681A (en) Home gateway device and home network system
JP5189525B2 (en) Building communication system and communication adapter device
CN110007647A (en) A kind of household appliance intelligent control and energy management system and method
US7916736B2 (en) System and method for translucent bridging
KR200416411Y1 (en) Wire and Wireless Signal Transferring Device, and Home Automation System Equipped Therewith
JP2000050474A (en) Information socket and wiring system
KR0171824B1 (en) Supervising system of a group of houses
CA2227855A1 (en) Network adapter
KR100597269B1 (en) Home Network System with Group Gateway
CN206775526U (en) Electric power networks route device and electric power networks route system
JP3655739B2 (en) Home data communication method
JP2000049890A (en) Information socket and wiring system
KR20100025800A (en) Power outlet and power cord
BR102016027015A2 (en) DATA COMMUNICATION DEVICE BY SENSOR SIGNAL NETWORK AND ACTUATOR CONTROL FOR SUPERVISION AND CONTROL OF INDUSTRIAL PROCESSES
JP2000032505A (en) Installation method for information socket and wiring system