一種poe交換機供電方法
2023-04-27 09:14:16 3
專利名稱：一種poe交換機供電方法
技術領域：
本發明有關一種通信電子領域中的P0E(Power over Ethernet,乙太網供電)供電方式，特別是指一種能在短時間內給所有符合供電條件的H) (Powered Device,受電設備)供電，並提高系統供電穩定性的POE交換機供電方法。
背景技術：
POE供電，又稱遠程供電，是指設備通過乙太網接口，利用雙絞線對外接ro設備(如IP電話、無線AP、網絡攝像頭等)進行遠程供電。目前市面上已有的POE交換機，大多採用對各埠輪詢的方式進行供電，即系統依次輪詢交換機的各個埠，進行檢測、分級、供電、維護等操作。每個埠從開始檢測到成功供電，至少需要550毫秒的時間。對於一個24 口的交換機，輪詢一次並給連接H)的各個埠成功上電至少需要12秒的時間。若提高輪詢速度，即在執行上一個埠的某步驟時不等待硬體返回結果，直接輪詢下一埠，則需要較多的輪詢次數才能給該交換機上所有滿足供電條件的ro成功供電。同時，由於給埠供電成功後才能獲取到該埠的實時功率，對一個新的埠上電有可能造成交換機功率過載，導致系統受損。另外，對於埠使能狀態改變、埠模式和供電優先級改變等操作，上述輪詢方式不能夠及時響應。故採用現有的方式供電，上電和斷電的效率欠佳，可維護性及用戶體驗欠佳。
發明內容
有鑑於此，本發明的主要目的在於提供一種能在最短的時間內給所有符合供電條件的ro供電，並提高系統供電穩定性的POE交換機供電方法。為達到上述目的，本發明提供一種POE交換機供電方法，其用於POE交換機各埠對所連接的受電設備供電，所述方法包括埠供電使能、用於應付突發的功率增大的情況，以保護系統安全的功率預留及用於定時執行過載保護檢查及處理，以避免過載的過載保護，其中所述埠供電使能步驟包括:步驟(a)初始階段，為供電使能流程的起點，該步驟完成一些基本的初始化及清空操作；步驟(b)供電階段；步驟(C)維護階段，更新實時功率，進行斷路檢測和單埠過載檢測。該方法工作在半自動供電模式下或自動模式下，在所述步驟(a)與步驟(b)之間還包括步驟(al)檢測階段，設置晶片工作模式，使能BSP檢測；步驟(a2)分級階段，保存步驟(al)的檢測結果，使能BSP (板級支持包)分級；所述步驟(b)保存步驟(a2)的分級結果，判斷能否供電，若能則BSP供電使能。所述功率預留分為埠功率預留和槽位功率預留兩種方式，需要用戶在命令行中配置埠功率是否預留以及槽位功率預留的百分比。當設置埠功率預留時，在給某符合條件的埠供電前，計算槽位已消耗功率時，將已供電的各埠受電設備分級所對應的最大功率累加，並保證供電安全；當設置埠功率不預留時，計算上述功率時，將已供電的各埠 ro實際消耗的功率累加，能保證給最多個埠供電。
所述槽位功率預留是指用戶可設定各個槽位用於供電的功率百分比，該值與槽位額定功率的乘積即為槽位最大功率閾值，用戶可根據需要設定該百分比。
所述過載保護分為單埠過載保護和槽位過載保護。
所述單埠過載保護在所述步驟(C)中完成，所述單埠過載保護為每隔一定的時間，執行單埠過載保護檢查，若發現埠功率大於分級對應最大功率或用戶設定的單埠的最大功率，將跳轉到初始狀態，間隔一定的時間後再重新執行檢測分級操作。
所述槽位過載保護為每隔一定的時間，執行功率過載保護檢查，當發現整個槽位中供電埠所消耗的實際功率大於該槽位最大功率閾值時，系統根據各埠的供電優先級，自動關閉優先級低的埠號靠後的埠的供電，以避免過載。
所有埠及槽位共用一個信號量，在每個埠採用一個定時器計時，所述步驟(a)至步驟(C)均採用定時器超時事件觸發，每個步驟均有對應的狀態值和超時時間，僅當定時器超時時獲取該信號量，完成每個步驟的處理；在每個槽位也採用一個定時器計時，僅當定時器超時時獲取該信號量，完成槽位功率過載保護處理。
對於每個埠，當定時器超時後獲取所述信號量，根據狀態機的當前狀態執行相應的事件-狀態函數，在其中設置晶片的操作，根據完成該操作需要的時間設定新的超時時間，重啟定時器並返回下一個狀態值，釋放信號量等待下一次超時，在下一次超時響應時，即可獲取BSP晶片本次操作的結果。
與傳統的供電方式相比，本方法具有以下優點: (1)各個埠的處理互相獨立，如此，傳統的串行方式變成了並行，大大提高了效率； (2)對事件的響應和處理更加及時有效； (3)系統的供電安全性、穩定性、可維護性大大增強。
圖1為本發明POE交換機供電方法的完整體系圖； 圖2為本發明POE交換機供電方法中埠供電使能流程圖； 圖3為本發明中各步驟的狀態跳轉圖。
具體實施方式
為便於對本發明的方法及達到的效果有進一步的了解，現結合附圖並舉較佳實施例詳細說明如下。
如圖1所示，本發明POE交換機供電方法完整體系包括三個部分:埠供電使能、功率預留及過載保護，功率預留用於應付突發的功率增大的情況，保護系統安全，過載保護用於定時執行過載保護檢查及處理，避免過載。其中如圖2所示，本發明的POE交換機供電方法的埠供電使能步驟包括:步驟(I)初始階段，為供電使能流程的起點，該步驟完成一些基本的初始化及清空操作；步驟(2)檢測階段，設置晶片工作模式，使能BSP檢測；步驟(3)分級階段，保存步驟(2)的檢測結果，使能BSP分級；步驟(4)供電階段，保存步驟(3)的分級結果，判斷能否供電，若能則BSP供電使能；步驟(5)維護階段，更新實時功率，進行斷路檢測和單埠過載檢測。
在半自動供電模式下，步驟(2)、(3)、(4)均由軟體發出指令；自動模式下，設置晶片工作模式後，晶片將自動完成步驟(2)、(3)、(4);強制模式下，不進行檢測分級，設晶片工作模式後，直接執行步驟(4 )進行供電使能操作。各種模式供電成功後均進入步驟(5 )進行供電狀態的維護。POE晶片完成上述步驟(2)、(3)、(4)均需要花費一定的時間，對於每個埠來說，這些步驟必須串行執行，還需考慮當前條件下能否上電以及上電後槽位是否功率過載。但若採用串行方式依次完成槽位各個埠的處理，必將等待較長時間，大大影響效率。故本發明採用超時機制進行處理:所有埠及槽位共用一個信號量，在每個埠採用一個定時器計時，僅當定時器超時時獲取該信號量，完成每個步驟的處理；在每個槽位也採用一個定時器計時，僅當定時器超時時獲取該信號量，完成槽位功率過載保護處理。對於每個埠，當定時器超時後，為保證操作與其它埠互斥，模塊需要首先獲取到這個信號量，然後根據狀態機的當前狀態執行相應的事件-狀態函數(如表I所示)，在其中設置晶片的操作，根據完成該操作需要的時間設定新的超時時間，重啟定時器並返回下一個狀態值，釋放信號量等待下一次超時。在下一次超時響應時，即可獲取BSP晶片本次操作的結果。採用這種超時機制，各埠並行工作，獨立執行供電使能流程，效率較高。如表I所示的埠事件-狀態矩陣圖中，最左邊的一列表示各種事件，分別為 埠定時器超時、連接斷開(掉電或人為拔掉插頭)、使能/去使能切換、自動/半自動/強制模式切換。最上面的一行為埠狀態機的各種狀態，初始、檢測、分級、供電、維護。橫行和縱列相交的格子中的All、A12、A31、A42等表示發生橫行的事件且埠狀態機為縱列的值時所執行的一系列操作，採用一個函數完成，不同格子的該值若相同表示調用相同的函數。如:「超時」事件發生時，根據不同的狀態分別執行Α1ΓΑ15的操作，再跳轉到下一狀態，等待事件的發生。又如:「連接斷開」事件發生時，處於「初始」、「檢測」、「分級」狀態的埠均不執行操作(A0表示無操作)，處於「供電」、「維護」狀態的埠均執行A21操作。表I
權利要求
1.一種POE交換機供電方法，其用於POE交換機各埠對所連接的受電設備供電，其特徵在於，所述方法包括埠供電使能、用於應付突發的功率增大的情況，以保護系統安全的功率預留及用於定時執行過載保護檢查及處理，以避免過載的過載保護，其中所述埠供電使能步驟包括:步驟(a)初始階段，為供電使能流程的起點，該步驟完成一些基本的初始化及清空操作；步驟(b)供電階段；步驟(C)維護階段，更新實時功率，進行斷路檢測和單埠過載檢測。
2.如權利要求1所述的POE交換機供電方法，其特徵在於，該方法工作在半自動供電模式下或自動模式下，在所述步驟(a)與步驟(b)之間還包括步驟(al)檢測階段，設置晶片工作模式，使能BSP檢測；步驟(a2)分級階段，保存步驟(al)的檢測結果，使能BSP分級；所述步驟(b)保存步驟(a2)的分級結果，判斷能否供電，若能則BSP供電使能。
3.如權利要求2所述的POE交換機供電方法，其特徵在於，所述功率預留分為埠功率預留和槽位功率預留兩種方式，需要用戶在命令行中配置埠功率是否預留以及槽位功率預留的百分比。
4.如權利要求3所述的POE交換機供電方法，其特徵在於，當設置埠功率預留時，在給某符合條件的埠供電前，計算槽位已消耗功率時，將已供電的各埠受電設備分級所對應的最大功率累加，並保證供電安全；當設置埠功率不預留時，計算上述功率時，將已供電的各埠 ro實際消耗的功率累加，能保證給最多個埠供電。
5.如權利要求3所述的POE交換機供電方法，其特徵在於，所述槽位功率預留是指用戶可設定各個槽位用於供電的功率百分比，該值與槽位額定功率的乘積即為槽位最大功率閾值，用戶可根據需要設定該百分比。
6.如權利要求2所述的POE交換機供電方法，其特徵在於，所述過載保護分為單埠過載保護和槽位過載保護。
7.如權利要求6所述的POE交換機供電方法，其特徵在於，所述單埠過載保護在所述步驟(C)中完成，所述單埠過載保護為每隔一定的時間，執行單埠過載保護檢查，若發現埠功率大於分級對應最大功率或用戶設定的單埠的最大功率，將跳轉到初始狀態，間隔一定的時間後再重新執行檢測分級操作。
8.如權利要求6所述的POE交換機供電方法，其特徵在於，所述槽位過載保護為每隔一定的時間，執行功率過載保護檢查，當發現整個槽位中供電埠所消耗的實際功率大於該槽位最大功率閾值時，系統根據各埠的供電優先級，自動關閉優先級低的埠號靠後的埠的供電，以避免過載。
9.如權利要求3或6所述的POE交換機供電方法，其特徵在於，所有埠及槽位共用一個信號量，在每個埠採用一個定時器計時，所述步驟(a)至步驟(C)均採用定時器超時事件觸發，每個步驟均有對應的狀態值和超時時間，僅當定時器超時時獲取該信號量，完成每個步驟的處理；在每個槽位也採用一個定時器計時，僅當定時器超時時獲取該信號量，完成槽位功率過載保護處理。
10.如權利要求9所述的POE交換機供電方法，其特徵在於，對於每個埠，當定時器超時後獲取所述信號量，根據狀態機的當前狀態執行相應的事件-狀態函數，在其中設置晶片的操作，根據完成該操作需要的時間設定新的超時時間，重啟定時器並返回下一個狀態值，釋放信號量等待下一次超時，在下一次超時響應時，即可獲取BSP晶片本次操作的結果。
全文摘要
本發明公開了一種POE交換機供電方法，其用於POE交換機各埠對所連接的受電設備供電，所述方法包括埠供電使能、用於應付突發的功率增大的情況，以保護系統安全的功率預留及用於定時執行過載保護檢查及處理，以避免過載的過載保護，其中所述埠供電使能步驟包括步驟a初始階段，為供電使能流程的起點，該步驟完成一些基本的初始化及清空操作；步驟b供電階段；步驟c維護階段，更新實時功率，進行斷路檢測和單埠過載檢測。本發明中各個埠的處理互相獨立，傳統的串行方式變成了並行，大大提高了效率；對事件的響應和處理更加及時有效；系統的供電安全性、穩定性、可維護性大大增強。
文檔編號H02H3/08GK103200015SQ20131011481
公開日2013年7月10日 申請日期2013年4月3日 優先權日2013年4月3日
發明者謝文娟, 李松華, 程友清, 王一鳴 申請人:武漢烽火網絡有限責任公司