CN109450653B - 一种以太网供电保护方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种以太网供电保护方法，该方法包括：应用于以太网供电，供电设备通过控制MOS管的导通关断实现受电设备的供断电；所述方法包括：检测所述MOS管的电平信号；根据所述电平信号，得到对应的电平逻辑参数；获取所述供电设备对所述MOS管的控制信息；分析所述电平逻辑参数和控制信息；当所述电平逻辑参数表征的所述MOS管的状态与所述控制信息表征的所述MOS的控制状态不同时，发出告警并触发保护机制。本发明实施例能够解决现有技术中存在PSE芯片在控制MOS管让回路导通供电或者断电过程中MOS管出现异常导致供电异常的问题。
Description
技术领域
本发明涉及通信电子技术领域，尤指一种以太网供电(Power Over Ethernet，PoE)保护方法及装置。
背景技术
PoE指的是现有的以太网电缆布线基础架构在不用作任何改动的情况下就能保证在为如IP电话机、无线接入点(Access Point，AP)、安全网络摄像机以及其他一些基于IP的终端传输数据信号的同时，还能为此类设备提供直流供电的能力。PoE技术用一条通用以太网电缆，根据不同的频率传输以太网信号和直流电源，将电源和数据集成在一条以太网电缆当中。
一个完整的PoE***包括供电端设备(Power Source Equipment，PSE)和受电端设备(Powered Device，PD)两部分。PSE是整个POE以太网供电过程的管理者，通过以太网向PD供电，其供电工作过程如下：
1.检测过程。刚开始的时候，PSE设备在端口只是输出很小的电压，直到其检测到其线缆的终端连接为一个支持美国电子电气工程师协会(Institute of Electrical andElectronics Engineers，IEEE)802.3af或IEEE 802.3at标准的受电端设备。
2.PD端设备分类。当检测到受电端设备PD之后，供电端设备PSE可能会为PD设备进行分类，并且评估此PD设备所需的功率损耗。
3.开始供电。在一个可配置的时间(一般小于15微秒)的启动期内，PSE设备开始从低电压开始向PD设备供电，直至提供到44V至57V级的直流电源。
4.供电。为PD设备提供稳定可靠的44V-57V级直流电，满足PD设备不超过30W的功率消耗。
5.断电。如果PD设备被从网络上去掉，PSE就会快速地(一般在300-400ms的时间之内)停止为PD设备供电，并且又开始检测线缆的终端是否连接PD设备即步骤1。
现有POE供电及断电方案是通过PSE芯片通过检测确认对端设备后开启MOS管让回路导通供电或者断电。具体地，如图1所示，PSE芯片通过控制MOS管来实现对PD负载的供电与关闭。其中，54V电压为所述供电设备的电源正极，NEG为PSE控制电源回路端；当MOS管导通，NEG通过MOS管连接到电源负极，PSE端对PD端正常供电；当MOS管关断，电源回路断开，PD端下电。但是若MOS管出现击穿现象或者失效则会出现PSE端强制给PD端供电的情况，若连接的对端是非PD负载设备或者非标准POE供电设备则有可能出现强制54V供电将对端设备烧毁的情况。若连接的对端是标准POE设备则PSE芯片无法控制监控POE电路，导致出现过载短路等故障下设备过热损坏。
发明内容
本发明实施例提供一种以太网供电保护方法及装置，用以解决现有技术中存在PSE芯片在控制MOS管让回路导通供电或者断电过程中MOS管出现异常导致供电异常的问题。
一种以太网供电保护方法，应用于以太网供电，供电设备通过控制MOS管的导通关断实现受电设备的供断电；所述方法包括：
检测所述MOS管的电平信号；
根据所述电平信号，得到对应的电平逻辑参数；
获取所述供电设备对所述MOS管的控制信息；
分析所述电平逻辑参数和控制信息；
当所述电平逻辑参数表征的所述MOS管的状态与所述控制信息表征的所述MOS管的控制状态不同时，发出告警并触发保护机制。
其中，所述根据所述电平信号，得到对应的电平逻辑参数，包括：
当所述MOS管的电平信号与预设导通电平信号相同时，所述MOS管为导通状态，按照预设逻辑映射，将所述电平逻辑参数置为0或1；当所述MOS管的电平信号与预设关断电平信号相同时，所述MOS管为关断状态，按照预设逻辑映射，将所述电平逻辑参数置为1或0。
其中，所述获取所述供电设备对所述MOS管的控制信息，包括：
当所述供电设备控制所述MOS管导通时，则获取到的所述控制信息表征的所述MOS管的控制状态为导通状态；
当所述供电设备控制所述MOS管关断时，则获取到的所述控制信息表征的所述MOS管的控制状态为关断状态。
其中，所述分析所述电平逻辑参数和控制信息，包括：
按照预设逻辑映射，将所述电平逻辑参数映射得到所述MOS管的状态；
比对映射得到的所述MOS管的状态与所述控制信息表征的所述MOS管的控制状态是否相同。
其中，所述触发保护机制，包括：
触发保护电路的短路保护机制，以使所述供电设备整机下电。
一种以太网供电保护装置，应用于以太网供电，连接在所述供电设备和受电设备之间，所述供电设备通过控制MOS管的导通关断实现受电设备的供断电；所述装置包括：电压检测单元、分析单元、保护单元；其中，
所述电压检测单元，用于检测所述MOS管的电平信号；
所述分析单元，用于根据所述电平信号，得到对应的电平逻辑参数；获取所述供电设备对所述MOS管的控制信息；分析所述电平逻辑参数和控制信息；当所述电平逻辑参数表征的所述MOS管的状态与所述控制信息表征的所述MOS的控制状态不同时，发出告警并发送触发信号；
所述保护单元，用于按照接收到的所述触发信号，触发保护机制。
其中，所述分析单元，具体用于当所述MOS管的电平信号与预设导通电平信号相同时，所述MOS管为导通状态，按照预设逻辑映射，将所述电平逻辑参数置为0或1；当所述MOS管的电平信号与预设关断电平信号相同时，所述MOS管为关断状态，按照预设逻辑映射，将所述电平逻辑参数置为1或0，获取所述供电设备对所述MOS管的控制信息；分析所述电平逻辑参数和控制信息；当所述电平逻辑参数表征的所述MOS管的状态与所述控制信息表征的所述MOS的控制状态不同时，发出告警并发送触发信号。
其中，所述分析单元，具体用于根据所述电平信号，得到对应的电平逻辑参数；当所述供电设备控制所述MOS管导通时，则获取到的所述控制信息表征的所述MOS管的控制状态为导通状态；当所述当所述供电设备控制所述MOS管关断时，则获取到的所述控制信息表征的所述MOS管的控制状态为关断状态，分析所述电平逻辑参数和控制信息；当所述电平逻辑参数表征的所述MOS管的状态与所述控制信息表征的所述MOS管的控制状态不同时，发出告警并发送触发信号。
其中，所述分析单元，具体用于根据所述电平信号，得到对应的电平逻辑参数；获取所述供电设备对所述MOS管的控制信息；按照预设逻辑映射，将所述电平逻辑参数映射得到所述MOS管的状态；比对映射得到的所述MOS管的状态与所述控制信息表征的所述MOS管的控制状态是否相同，当所述电平逻辑参数表征的所述MOS管的状态与所述控制信息表征的所述MOS管的控制状态不同时，发出告警并发送触发信号。
其中，所述保护单元为开关电路，所述开关电路的一端连接供电设备电源的正极，另一端连接供电设备所控制的MOS管的D极；当接收到所述触发信号，所述开关电路导通，触发保护单元的短路保护机制，以使所述供电设备整机下电。
其中，所述电压检测单元包括串联的第一电阻和第二电阻；其中，所述第一电阻的一端连接所述第二电阻，所述第一电阻的另一端连接预设关断电平信号；所述第二电阻的一端连接所述第一电阻，所述第二电阻的另一端连接所述供电设备所控制的MOS管的D极。
本发明有益效果如下：
本发明实施例提供的以太网供电保护方法及装置，通过检测所述MOS管的电平信号；根据所述电平信号，得到对应的电平逻辑参数；获取所述供电设备对所述MOS管的控制信息；分析所述电平逻辑参数和控制信息；当所述电平逻辑参数表征的所述MOS管的状态与所述控制信息表征的所述MOS管的控制状态不同时，发出告警并触发保护机制。本方法检测POE电路中MOS管的状态与PSE芯片的行为动作进行对比，来判断MOS管是否正常，以此来提高POE电路的应用可靠性，同时可以减少出厂MOS管故障率。本方法通过对外告警及直接触发保护机制来提示故障，提高对POE故障的定位，提高设备维护效率。
附图说明
图1为现有技术中以太网供电原理示意图；
图2为本发明实施例中以太网供电保护方法的流程图；
图3为本发明实施例中以太网供电保护装置的结构示意图；
图4为本发明实施例中以太网供电保护装置实施例的结构示意图。
具体实施方式
针对现有技术中存在的PSE芯片在控制MOS管让回路导通供电或者断电过程中MOS管出现异常导致供电异常的的问题，本发明实施例提供的以太网供电保护方法，应用于以太网供电，供电设备通过控制MOS管的导通关断实现受电设备的供断电；本发明方法的流程如图2所示，执行步骤如下：
步骤21，检测所述MOS管的电平信号；
可在供电设备所控制的MOS管的D极与供电设备电源电压正极间串联两个分压电阻；这里，为了表述方便，该两个分压电阻记为第一电阻和第二电阻，通过检测第一电阻和第二电阻两端的电平信号进行实现；
具体地，所述第一电阻的一端连接所述第二电阻，所述第一电阻的另一端连接预设关断电平信号；所述第二电阻的一端连接所述第一电阻，所述第二电阻的另一端连接所述供电设备所控制MOS管的D极。
第一电阻和第二电阻需要使用大阻值电阻，例如可为100千欧姆等等；通过确定合适的电阻值，将MOS管导通或击穿时实验测量得到的MOS管的电平信号设置为预设导通电平信号；将MOS管关断时实验测量到的MOS管的电平信号设置为预设关断电平信号。
步骤22，根据所述电平信号，得到对应的电平逻辑参数；
具体地，当所述MOS管的电平信号与预设导通电平信号相同时，表明所述MOS管为导通状态，按照预设逻辑映射，将所述电平逻辑参数置为0(或1)；当所述MOS管的电平信号与预设关断电平信号相同时，表明所述MOS管为关断状态，按照预设逻辑映射，将所述电平逻辑参数置为1(或0)。
步骤23，获取所述供电设备对所述MOS管的控制信息；
具体地，当所述供电设备控制所述MOS管导通时，则获取到的所述控制信息表征的所述MOS管的控制状态为导通状态；
当所述当所述供电设备控制所述MOS管关断时，则获取到的所述控制信息表征的所述MOS管的控制状态为关断状态。
步骤24，分析所述电平逻辑参数和控制信息；
按照预设逻辑映射，将所述电平逻辑参数映射得到所述MOS管的状态；
比对映射得到的所述MOS管的状态与所述控制信息表征的所述MOS管的控制状态是否相同。
步骤25，当所述电平逻辑参数表征的所述MOS管的状态与所述控制信息表征的所述MOS管的控制状态不同时，发出告警并触发保护机制。
具体地，这里触发保护机制，可以为触发保护电路的短路保护机制，短路所述供电设备以使所述供电设备整机下电。这里，所述保护电路具体可以为开关电路(或继电器)，所述开关电路(或继电器)的一端连接供电设备电源的正极，另一端连接供电设备所控制MOS管的D极；当接收到所述触发信号，所述开关电路(或继电器)导通，触发保护电路的短路保护机制，以使所述供电设备整机下电。
可选地，上述步骤22-24具体可通过微控制单元(MCU)进行实现。
本发明实施例提供的以太网供电保护方法，通过检测所述MOS管的电平信号；根据所述电平信号，得到对应的电平逻辑参数；获取所述供电设备对所述MOS管的控制信息；分析所述电平逻辑参数和控制信息；当所述电平逻辑参数表征的所述MOS管的状态与所述控制信息表征的所述MOS管的控制状态不同时，发出告警并触发保护机制。本方法检测POE电路中MOS管的状态与PSE芯片的行为动作进行对比，来判断MOS管是否正常，以此来提高POE电路的应用可靠性，同时可以减少出厂MOS管故障率。本方法通过对外告警及直接触发保护机制来提示故障，提高对POE故障的定位，提高设备维护效率。
基于同一发明构思，本发明实施例提供一种以太网供电保护装置，该装置可以应用于以太网供电中，连接在所述供电设备和受电设备之间，所述供电设备通过控制MOS管的导通关断实现受电设备的供断电；结构如图3所示，包括：电压检测单元31、分析单元32、保护单元33；其中，
所述电压检测单元31，用于检测所述MOS管的电平信号；
所述分析单元32，用于根据所述电平信号，得到对应的电平逻辑参数；获取所述供电设备对所述MOS管的控制信息；分析所述电平逻辑参数和控制信息；当所述电平逻辑参数表征的所述MOS管的状态与所述控制信息表征的所述MOS管的控制状态不同时，发出告警并发送触发信号；
所述保护单元33，用于按照接收到的所述触发信号，触发保护机制。
其中，所述分析单元32，具体用于当所述MOS管的电平信号与预设导通电平信号相同时，所述MOS管为导通状态，按照预设逻辑映射，将所述电平逻辑参数置为0或1；当所述MOS管的电平信号与预设关断电平信号相同时，所述MOS管为关断状态，按照预设逻辑映射，将所述电平逻辑参数置为1或0，获取所述供电设备对所述MOS管的控制信息；分析所述电平逻辑参数和控制信息；当所述电平逻辑参数表征的所述MOS管的状态与所述控制信息表征的所述MOS的控制状态不同时，发出告警并发送触发信号。
其中，所述分析单元32，具体用于根据所述电平信号，得到对应的电平逻辑参数；当所述供电设备控制所述MOS管导通时，则获取到的所述控制信息表征的所述MOS管的控制状态为导通状态；当所述供电设备控制所述MOS管关断时，则获取到的所述控制信息表征的所述MOS管的控制状态为关断状态，分析所述电平逻辑参数和控制信息；当所述电平逻辑参数表征的所述MOS管的状态与所述控制信息表征的所述MOS管的控制状态不同时，发出告警并发送触发信号。
其中，所述分析单元32，具体用于根据所述电平信号，得到对应的电平逻辑参数；获取所述供电设备对所述MOS管的控制信息；按照预设逻辑映射，将所述电平逻辑参数映射得到所述MOS管的状态；比对映射得到的所述MOS管的状态与所述控制信息表征的所述MOS管的控制状态是否相同，当所述电平逻辑参数表征的所述MOS管的状态与所述控制信息表征的所述MOS管的控制状态不同时，发出告警并发送触发信号。
其中，所述保护单元33为开关电路，所述开关电路的一端连接供电设备电源的正极，另一端连接供电设备所控制的MOS管的D极；当接收到所述触发信号，所述开关电路导通，触发保护单元33的短路保护机制，以使所述供电设备整机下电。
其中，所述电压检测单元31包括串联的第一电阻和第二电阻；其中，所述第一电阻的一端连接所述第二电阻，所述第一电阻的另一端连接预设关断电平信号；所述第二电阻的一端连接所述第一电阻，所述第二电阻的另一端连接所述供电设备所控制的MOS管的D极。
图4示出了以太网供电保护装置的具体实施例的结构，如图4所示，所述分析单元具体通过微控制单元(MCU)实现；所述开关电路通过继电器S1实现，S1的一端连接供电设备电源的正极；另一端连接供电设备所控制的MOS管的D极；所述电压检测单元包括串联的R1和R2；其中，所述R1的一端连接所述R2，所述R1的另一端连接预设关断电平信号，本实施例中具体可为3.3V；所述R2的一端连接所述R1，所述R2的另一端连接所述供电设备所控制的MOS管的D极。
应当理解，本发明实施例提供的以太网供电保护装置实现原理及过程与上述图2及所示的实施例类似，在此不再赘述。
本发明实施例提供的以太网供电保护方法及装置，通过检测所述MOS管的电平信号；根据所述电平信号，得到对应的电平逻辑参数；获取所述供电设备对所述MOS管的控制信息；分析所述电平逻辑参数和控制信息；当所述电平逻辑参数表征的所述MOS管的状态与所述控制信息表征的所述MOS管的控制状态不同时，发出告警并触发保护机制。本方法检测POE电路中MOS管的状态与PSE芯片的行为动作进行对比，来判断MOS管是否正常，以此来提高POE电路的应用可靠性，同时可以减少出厂MOS管故障率。本方法通过对外告警及直接触发保护机制来提示故障，提高对POE故障的定位，提高设备维护效率。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(***)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
尽管已描述了本发明的可选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括可选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明实施例进行各种改动和变型而不脱离本发明实施例的精神和范围。这样，倘若本发明实施例的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (11)
1.一种以太网供电保护方法，其特征在于，应用于以太网供电，供电设备通过控制MOS管的导通关断实现受电设备的供断电；所述方法包括：
检测所述MOS管的电平信号；
根据所述电平信号，得到对应的电平逻辑参数；
获取所述供电设备对所述MOS管的控制信息；
分析所述电平逻辑参数和控制信息；
当所述电平逻辑参数表征的所述MOS管的状态与所述控制信息表征的所述MOS管的控制状态不同时，发出告警并触发保护机制。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述电平信号，得到对应的电平逻辑参数，包括：
当所述MOS管的电平信号与预设导通电平信号相同时，所述MOS管为导通状态，按照预设逻辑映射，将所述电平逻辑参数置为0或1；当所述MOS管的电平信号与预设关断电平信号相同时，所述MOS管为关断状态，按照预设逻辑映射，将所述电平逻辑参数置为1或0。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取所述供电设备对所述MOS管的控制信息，包括：
当所述供电设备控制所述MOS管导通时，则获取到的所述控制信息表征的所述MOS管的控制状态为导通状态；
当所述供电设备控制所述MOS管关断时，则获取到的所述控制信息表征的所述MOS管的控制状态为关断状态。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述分析所述电平逻辑参数和控制信息，包括：
按照预设逻辑映射，将所述电平逻辑参数映射得到所述MOS管的状态；
比对映射得到的所述MOS管的状态与所述控制信息表征的所述MOS管的控制状态是否相同。
5.根据权利要求1至4任一所述的方法，其特征在于，所述触发保护机制，包括：
触发保护电路的短路保护机制，以使所述供电设备整机下电。
6.一种以太网供电保护装置，其特征在于，应用于以太网供电，连接在所述供电设备和受电设备之间，所述供电设备通过控制MOS管的导通关断实现受电设备的供断电；所述装置包括：电压检测单元、分析单元、保护单元；其中，
所述电压检测单元，用于检测所述MOS管的电平信号；
所述分析单元，用于根据所述电平信号，得到对应的电平逻辑参数；获取所述供电设备对所述MOS管的控制信息；分析所述电平逻辑参数和控制信息；当所述电平逻辑参数表征的所述MOS管的状态与所述控制信息表征的所述MOS的控制状态不同时，发出告警并发送触发信号；
所述保护单元，用于按照接收到的所述触发信号，触发保护机制。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述分析单元，具体用于当所述MOS管的电平信号与预设导通电平信号相同时，所述MOS管为导通状态，按照预设逻辑映射，将所述电平逻辑参数置为0或1；当所述MOS管的电平信号与预设关断电平信号相同时，所述MOS管为关断状态，按照预设逻辑映射，将所述电平逻辑参数置为1或0，获取所述供电设备对所述MOS管的控制信息；分析所述电平逻辑参数和控制信息；当所述电平逻辑参数表征的所述MOS管的状态与所述控制信息表征的所述MOS管的控制状态不同时，发出告警并发送触发信号。
8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述分析单元，具体用于根据所述电平信号，得到对应的电平逻辑参数；当所述供电设备控制所述MOS管导通时，则获取到的所述控制信息表征的所述MOS管的控制状态为导通状态；当所述当所述供电设备控制所述MOS管关断时，则获取到的所述控制信息表征的所述MOS管的控制状态为关断状态，分析所述电平逻辑参数和控制信息；当所述电平逻辑参数表征的所述MOS管的状态与所述控制信息表征的所述MOS管的控制状态不同时，发出告警并发送触发信号。
9.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述分析单元，具体用于根据所述电平信号，得到对应的电平逻辑参数；获取所述供电设备对所述MOS管的控制信息；按照预设逻辑映射，将所述电平逻辑参数映射得到所述MOS管的状态；比对映射得到的所述MOS管的状态与所述控制信息表征的所述MOS管的控制状态是否相同，当所述电平逻辑参数表征的所述MOS管的状态与所述控制信息表征的所述MOS管的控制状态不同时，发出告警并发送触发信号。
10.根据权利要求6至9任一所述的装置，其特征在于，所述保护单元为开关电路，所述开关电路的一端连接供电设备电源的正极，另一端连接供电设备所控制的MOS管的D极；当接收到所述触发信号，所述开关电路导通，触发保护单元的短路保护机制，以使所述供电设备整机下电。
11.根据权利要求6至9任一所述的装置，其特征在于，所述电压检测单元包括串联的第一电阻和第二电阻；其中，所述第一电阻的一端连接所述第二电阻，所述第一电阻的另一端连接预设关断电平信号；所述第二电阻的一端连接所述第一电阻，所述第二电阻的另一端连接所述供电设备所控制的MOS管的D极。
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