專利名稱：一種帶遠程控制功能的遠程供電裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種帶遠程控制功能的遠程供電裝置，用于在局域網(wǎng)(LAN)領域對供電的可靠性和便利性有較高要求的終端設備(DTE)進行遠端供電。
背景技術：
在傳統(tǒng)網(wǎng)絡中，數(shù)據(jù)和電源是分離的。在過去為了給設備提供動力，就必須將設備盡量放置在電源插座的附近。遠程供電是一種新的電源的傳送技術，它將數(shù)據(jù)和電源兩者合在一條非屏蔽雙絞線(UTP)內傳輸。通過遠程供電技術，可以大大減輕對終端設備安放位置的限制，可有效的滿足設備對電源供應可靠性及穩(wěn)定性的要求，并可減少對高質量電源模塊及不間斷電源(UPS)設備的需求，減少電源線的布線工作。但是如果遠程供電設備沒有遠程控制的功能，不但無法了解設備的工作情況，而且在發(fā)生問題時需要到現(xiàn)場進行處理。

發(fā)明內容
本發(fā)明創(chuàng)造的目的旨在提供一種在局域網(wǎng)(LAN)領域用于給以太網(wǎng)交換機等終端設備(DTE)進行遠程供電、并可對供電情況進行遠程控制的裝置。它可用于給無線局域網(wǎng)中的接入點，無可靠或方便電源的樓道以太網(wǎng)交換機提供穩(wěn)定的電源，并對供電情況進行遠程的監(jiān)控，免除人員對電源設備進行現(xiàn)場操作維護及管理。
本發(fā)明的技術方案如下在匯聚層交換機和邊緣層交換機(也就是終端設備)之間增加本裝置，本裝置能夠將220V電源經(jīng)過電源變換后疊加在非屏蔽雙絞線上，傳送到終端設備，并且通過采用電源控制芯片，實現(xiàn)對電源轉換的監(jiān)控功能，如短路保護，供電通道的打開和關閉，通過采用中央處理器和以太網(wǎng)交換芯片實現(xiàn)遠程控制的功能。本發(fā)明是在終端設備具有電源提取的功能，能夠將電源從非屏蔽雙絞線上提取出來，因此不討論終端設備的電源提取問題。
本發(fā)明的帶遠程控制功能的遠程供電裝置包括接口電路、以太網(wǎng)交換芯片、中央處理器、電源控制芯片和直流電源，接口電路包括連接由匯聚層交換機來的非屏蔽雙絞線的輸入接口和連接到邊緣層交換機去的輸出接口，接口與提供遠程監(jiān)控功能的以太網(wǎng)交換芯片連接，以太網(wǎng)交換芯片將從輸入接口分離出來的管理信號送給中央處理器，中央處理器對電源控制芯片監(jiān)控，實現(xiàn)對每一路供電情況的監(jiān)視和控制，將直流電源根據(jù)需要加載到連接到邊緣層交換機去的5類雙絞線上，中央處理器還進行與網(wǎng)管的通信、命令處理功能、裝置故障的實時告警。
所述的遠程供電裝置，中央處理器通過采集電源控制芯片的狀態(tài)輸出信號，來監(jiān)視各供電端口的工作狀態(tài)，并與管理信號進行運算處理后，組成以太網(wǎng)幀通過以太網(wǎng)交換芯片傳至以太網(wǎng)口，再經(jīng)過匯聚層交換機傳送給網(wǎng)管服務器。
所述的遠程供電裝置，N個以太網(wǎng)輸入口和N個供電輸出端口上下一一對應，數(shù)據(jù)從以太網(wǎng)口進入，供電端口將數(shù)據(jù)和電源兩者合在一條非屏蔽雙絞線內輸出，其中1號以太網(wǎng)輸入口同時作為遠程以太網(wǎng)管理口。
所述的遠程供電裝置，電源控制芯片的CSP、OUT管腳接探測電阻R，通過探測該電阻兩端的電壓降來判斷供電端口是處于斷路或短路狀態(tài)還是正常工作狀態(tài)。
所述的遠程供電裝置，其電源控制芯片控制場效應管的開關，實現(xiàn)將電源根據(jù)需要加載到5類雙絞線上的功能。
本發(fā)明的優(yōu)點是采用以太網(wǎng)管理口進行狀態(tài)監(jiān)視及控制管理，既不影響業(yè)務信息的傳遞，又可對供電狀態(tài)進行實時監(jiān)視和控制，免除了繁瑣的現(xiàn)場設備維護、管理、上電工作，并可對供電故障及時響應。該電路方案芯片集成度高，采用數(shù)字信號對供電進行管理，性能穩(wěn)定，反應靈敏。


圖1為本發(fā)明裝置在網(wǎng)絡中的位置的實際使用拓撲圖；圖2為本發(fā)明裝置的結構框圖；圖3為本發(fā)明的控制軟件流程圖；圖4為本裝置的電源供應控制部分原理圖。
具體實施例方式
下面結合附圖和實施例對本發(fā)明做進一步詳細說明。
采用本發(fā)明的裝置在網(wǎng)絡中的位置如圖1。是在匯聚層交換機和邊緣層交換機之間設置帶遠程控制功能的遠程供電裝置，該裝置將48V電源疊加在送往邊緣層交換機的非屏蔽雙絞線上，傳送到終端設備，通過電源控制芯片，實現(xiàn)對電源轉換的監(jiān)控功能，通過中央處理器和以太網(wǎng)交換芯片實現(xiàn)遠程控制的功能。
在本裝置上把電源和數(shù)據(jù)加載到非屏蔽雙絞線上，傳送給遠端邊緣層設備。對本裝置的控制可以通過以太網(wǎng)實現(xiàn)遠程控制。網(wǎng)管服務器可以連接在匯聚層交換機，也可以位于其他位置，只要在同一個網(wǎng)絡中，就可以對本裝置進行監(jiān)控。
因為10/100M以太網(wǎng)只使用非屏蔽雙絞線的1、2、3、6這兩對線，因此本設備使用4/5線對接48V直流電，7/8線對接地。
具體實施情況如圖2遠程供電裝置主要由RJ45接口、以太網(wǎng)交換芯片、中央處理器、電源控制芯片、電壓變換模塊、整流濾波模塊組成。
RJ45接口是裝置對外的接口，包括連接由匯聚層交換機來的非屏蔽雙絞線的RJ45輸入接口和連接到邊緣層交換機去的RJ45輸出接口；采用交換芯片是為了提供遠程監(jiān)控功能，實現(xiàn)中央處理器與匯聚層交換機的數(shù)據(jù)通信；中央處理器實現(xiàn)對本設備的監(jiān)控功能并實現(xiàn)與網(wǎng)管的通信、命令處理等功能，還可以提供設備發(fā)生問題時的實時告警；電源控制芯片是本設備的核心部分，它一方面通過控制場效應管的開關，實現(xiàn)將電源根據(jù)需要加載到非屏蔽雙絞線上的功能，另一方面可以實現(xiàn)短路、斷路保護和遠端需供電設備是否存在的探測，可以通過中央處理器對每一路供電情況的監(jiān)視和控制；電壓變換模塊是將220V交流電變換成-48V直流電，如果本設備的輸入直接就是-48V直流，如圖2中的虛框，電壓轉換模塊可以不需要；濾波模塊將電壓轉換模塊的輸出電壓進行整流和濾波，并變換為48V電壓，輸入到電源控制芯片中；最后由RJ45輸出接口將數(shù)據(jù)和電源兩者合在一根非屏蔽雙絞線上傳送到遠端設備。
遠程控制的工作原理RJ45輸入接口中的一個以太網(wǎng)口U1與以太網(wǎng)交換芯片相連，其他輸入接口不參與，因此直接連接到輸出接口，交換芯片將這個以太網(wǎng)口的業(yè)務信息與管理信息分離，業(yè)務信息經(jīng)交換芯片與對應供電端口的1/2，3/6線對U2相連輸出，而經(jīng)交換芯片分離出的管理信息經(jīng)U3送給中央處理器(CPU或單片機)。中央處理器將從以太網(wǎng)口傳來的管理信息(也就是圖1中網(wǎng)管服務器發(fā)來的信號)進行解碼，通過I/O總線實現(xiàn)對電源控制芯片的控制。中央處理器通過采集電源控制芯片的狀態(tài)輸出信號，來監(jiān)視各供電端口的工作狀態(tài)，并與控制信號進行運算處理后，組成以太網(wǎng)幀通過以太網(wǎng)交換芯片傳至以太網(wǎng)口。再經(jīng)過匯聚層交換機傳送給網(wǎng)管服務器。
采用本發(fā)明的原理具體實施如下本裝置有1個本地串口，用作本地管理；以接口N＝12為例，12個以太網(wǎng)口，12個供電端口，上下一一對應；數(shù)據(jù)從以太網(wǎng)口進入，供電端口將數(shù)據(jù)和電源兩者合在一根非屏蔽雙絞線內輸出，其中1號以太網(wǎng)口可同時作為遠程以太網(wǎng)管理口。共有狀態(tài)指示燈24個，分別對應12個供電端口的狀態(tài)顯示，表明該端口是否正常供電及該端口是否被關閉；電源燈1個，顯示整機是否加電。
對應與圖2中各個模塊采用的芯片如下裝置中以太網(wǎng)交換芯片采用AT8992集成電路，CPU或單片機模塊選用77E58單片機，電源控制芯片采用MAX5913集成電路；共采用3片MAX5913，每片控制4路端口，通過77E58對其進行控制。外部220V交流電接電源轉換模塊，經(jīng)電源保護模塊提供48V直流電，而48V直流電接毫歐級電阻和場效應管至供電端口。
本設備控制軟件的流程圖如圖3。圖中給出了控制軟件最主要功能的流程，即根據(jù)網(wǎng)管的命令進行對設備的實時控制和監(jiān)視的功能。用戶登錄網(wǎng)管后，可以給設備下達各種命令，設備上控制軟件根據(jù)用戶下達的命令執(zhí)行相應的操作，并將結果顯示到網(wǎng)管上。其他功能如與網(wǎng)管通信、告警指示與具有管理功能的以太網(wǎng)交換機類似，在此就不再畫出流程圖。
電源控制芯片的工作原理如圖4MAX5913的CSP、OUT管腳接毫歐級電阻R兩端(R＝0.33歐)，通過探測該電阻兩端的電壓降來判斷供電端口是處于斷路或短路狀態(tài)還是正常工作狀態(tài)，當電壓壓降小于門限值K0時，表示供電端口斷路或遠端無需供電設備；壓降大于門限值K1，且大于K2時，表示供電端口工作正常；壓降大于門限值K3時，表示供電端口短路；并通過GATE控制管腳控制場效應管N的開/斷，從而控制供電端口的48V電能供應，進而自動實現(xiàn)短路、斷路保護和遠端需供電設備是否存在的探測。狀態(tài)管腳STAR1、STAR2、STAR3、STAR4分別輸出四通路的狀態(tài)信號，高電平表示相應通路未通，低電平表示相應通路工作正常；通路控制管腳ON1，ON2，ON3，ON依輸入電平高低分別控制四通路的開斷，高電平時打開通路，低電平時關閉通路。狀態(tài)顯示采集STAR1～STAR4的狀態(tài)信號，通過“與”門電路反相后可驅動相應狀態(tài)顯示燈，用來表示通道是否有電。采集ON1～ON4的狀態(tài)信號，通過“與”門電路反相后可驅動相應狀態(tài)顯示燈，用來表示通道是否可用。當兩燈都亮時，表示通道可用但端口無電，如果此時端口與需供電設備間有連線，表示該連線必定有短路或斷路故障。
權利要求
1.一種帶遠程控制功能的遠程供電裝置，包括接口電路、直流電源，接口電路包括連接由匯聚層交換機來的非屏蔽雙絞線的輸入接口和連接到邊緣層交換機去的輸出接口，其特征在于在輸入、輸出接口之間有以太網(wǎng)交換芯片、中央處理器、電源控制芯片提供遠程監(jiān)控功能，以太網(wǎng)交換芯片將從輸入接口分離出來的管理信號送給中央處理器，中央處理器對電源控制芯片監(jiān)控，實現(xiàn)對每一路供電情況的監(jiān)視和控制，將直流電源根據(jù)需要加載到連接到邊緣層交換機去的非屏蔽雙絞線上，中央處理器還進行與網(wǎng)管的通信、命令處理功能、裝置故障的實時告警。
2.根據(jù)權利要求1所述的遠程供電裝置，其特征在于中央處理器通過采集電源控制芯片的狀態(tài)輸出信號，來監(jiān)視各供電端口的工作狀態(tài)，并與管理信號進行運算處理后，組成以太網(wǎng)幀通過以太網(wǎng)交換芯片傳至以太網(wǎng)口，再經(jīng)過匯聚層交換機傳送給網(wǎng)管服務器。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的遠程供電裝置，其特征在于N個以太網(wǎng)輸入口和N個供電輸出端口上下一一對應，數(shù)據(jù)從以太網(wǎng)口進入，供電端口將數(shù)據(jù)和電源兩者合在一條非屏蔽雙絞線內輸出，其中1號以太網(wǎng)輸入口同時作為遠程以太網(wǎng)管理口。
4.根據(jù)權利要求1或2所述的遠程供電裝置，其特征在于電源控制芯片的CSP、OUT管腳接探測電阻R，通過探測該電阻兩端的電壓降來判斷供電端口是處于斷路或短路狀態(tài)還是正常工作狀態(tài)。
5.根據(jù)權利要求1或2所述的遠程供電裝置，其特征在于電源控制芯片控制場效應管的開關，實現(xiàn)將電源根據(jù)需要加載到非屏蔽雙絞線上的功能。
全文摘要
本發(fā)明提供一種帶遠程控制功能的遠程供電裝置，包括接口電路、以太網(wǎng)交換芯片、中央處理器、電源控制芯片和直流電源，接口電路包括連接由匯聚層交換機來的非屏蔽雙絞線的輸入接口和連接到邊緣層交換機去的輸出接口，接口與提供遠程監(jiān)控功能的以太網(wǎng)交換芯片連接，以太網(wǎng)交換芯片將從輸入接口分離出來的管理信號送給中央處理器，中央處理器對電源控制芯片監(jiān)控，實現(xiàn)對每一路供電情況的監(jiān)視和控制，將直流電源根據(jù)需要加載到連接到邊緣層交換機去的非屏蔽雙絞線上，中央處理器還進行與網(wǎng)管的通信、命令處理功能、裝置故障的實時告警。
文檔編號H04L12/10GK1567816SQ0312821
公開日2005年1月19日 申請日期2003年6月26日 優(yōu)先權日2003年6月26日
發(fā)明者周箴, 王陽, 安俊峰, 楊旭, 陳求福 申請人:烽火通信科技股份有限公司