专利名称：一种poe交换机供电方法
技术领域：
本发明有关一种通信电子领域中的P0E(Power over Ethernet,以太网供电)供电方式，特别是指一种能在短时间内给所有符合供电条件的H) (Powered Device,受电设备)供电，并提高系统供电稳定性的POE交换机供电方法。
背景技术：
POE供电，又称远程供电，是指设备通过以太网接口，利用双绞线对外接ro设备(如IP电话、无线AP、网络摄像头等)进行远程供电。目前市面上已有的POE交换机，大多采用对各端口轮询的方式进行供电，即系统依次轮询交换机的各个端口，进行检测、分级、供电、维护等操作。每个端口从开始检测到成功供电，至少需要550毫秒的时间。对于一个24 口的交换机，轮询一次并给连接H)的各个端口成功上电至少需要12秒的时间。若提高轮询速度，即在执行上一个端口的某步骤时不等待硬件返回结果，直接轮询下一端口，则需要较多的轮询次数才能给该交换机上所有满足供电条件的ro成功供电。同时，由于给端口供电成功后才能获取到该端口的实时功率，对一个新的端口上电有可能造成交换机功率过载，导致系统受损。另外，对于端口使能状态改变、端口模式和供电优先级改变等操作，上述轮询方式不能够及时响应。故采用现有的方式供电，上电和断电的效率欠佳，可维护性及用户体验欠佳。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种能在最短的时间内给所有符合供电条件的ro供电，并提高系统供电稳定性的POE交换机供电方法。为达到上述目的，本发明提供一种POE交换机供电方法，其用于POE交换机各端口对所连接的受电设备供电，所述方法包括端口供电使能、用于应付突发的功率增大的情况，以保护系统安全的功率预留及用于定时执行过载保护检查及处理，以避免过载的过载保护，其中所述端口供电使能步骤包括:步骤(a)初始阶段，为供电使能流程的起点，该步骤完成一些基本的初始化及清空操作；步骤(b)供电阶段；步骤(C)维护阶段，更新实时功率，进行断路检测和单端口过载检测。该方法工作在半自动供电模式下或自动模式下，在所述步骤(a)与步骤(b)之间还包括步骤(al)检测阶段，设置芯片工作模式，使能BSP检测；步骤(a2)分级阶段，保存步骤(al)的检测结果，使能BSP (板级支持包)分级；所述步骤(b)保存步骤(a2)的分级结果，判断能否供电，若能则BSP供电使能。所述功率预留分为端口功率预留和槽位功率预留两种方式，需要用户在命令行中配置端口功率是否预留以及槽位功率预留的百分比。当设置端口功率预留时，在给某符合条件的端口供电前，计算槽位已消耗功率时，将已供电的各端口受电设备分级所对应的最大功率累加，并保证供电安全；当设置端口功率不预留时，计算上述功率时，将已供电的各端口 ro实际消耗的功率累加，能保证给最多个端口供电。
所述槽位功率预留是指用户可设定各个槽位用于供电的功率百分比，该值与槽位额定功率的乘积即为槽位最大功率阈值，用户可根据需要设定该百分比。
所述过载保护分为单端口过载保护和槽位过载保护。
所述单端口过载保护在所述步骤(C)中完成，所述单端口过载保护为每隔一定的时间，执行单端口过载保护检查，若发现端口功率大于分级对应最大功率或用户设定的单端口的最大功率，将跳转到初始状态，间隔一定的时间后再重新执行检测分级操作。
所述槽位过载保护为每隔一定的时间，执行功率过载保护检查，当发现整个槽位中供电端口所消耗的实际功率大于该槽位最大功率阈值时，系统根据各端口的供电优先级，自动关闭优先级低的端口号靠后的端口的供电，以避免过载。
所有端口及槽位共用一个信号量，在每个端口采用一个定时器计时，所述步骤(a)至步骤(C)均采用定时器超时事件触发，每个步骤均有对应的状态值和超时时间，仅当定时器超时时获取该信号量，完成每个步骤的处理；在每个槽位也采用一个定时器计时，仅当定时器超时时获取该信号量，完成槽位功率过载保护处理。
对于每个端口，当定时器超时后获取所述信号量，根据状态机的当前状态执行相应的事件-状态函数，在其中设置芯片的操作，根据完成该操作需要的时间设定新的超时时间，重启定时器并返回下一个状态值，释放信号量等待下一次超时，在下一次超时响应时，即可获取BSP芯片本次操作的结果。
与传统的供电方式相比，本方法具有以下优点: (1)各个端口的处理互相独立，如此，传统的串行方式变成了并行，大大提高了效率； (2)对事件的响应和处理更加及时有效； (3)系统的供电安全性、稳定性、可维护性大大增强。
图1为本发明POE交换机供电方法的完整体系图； 图2为本发明POE交换机供电方法中端口供电使能流程图； 图3为本发明中各步骤的状态跳转图。
具体实施方式
为便于对本发明的方法及达到的效果有进一步的了解，现结合附图并举较佳实施例详细说明如下。
如图1所示，本发明POE交换机供电方法完整体系包括三个部分:端口供电使能、功率预留及过载保护，功率预留用于应付突发的功率增大的情况，保护系统安全，过载保护用于定时执行过载保护检查及处理，避免过载。其中如图2所示，本发明的POE交换机供电方法的端口供电使能步骤包括:步骤(I)初始阶段，为供电使能流程的起点，该步骤完成一些基本的初始化及清空操作；步骤(2)检测阶段，设置芯片工作模式，使能BSP检测；步骤(3)分级阶段，保存步骤(2)的检测结果，使能BSP分级；步骤(4)供电阶段，保存步骤(3)的分级结果，判断能否供电，若能则BSP供电使能；步骤(5)维护阶段，更新实时功率，进行断路检测和单端口过载检测。
在半自动供电模式下，步骤(2)、(3)、(4)均由软件发出指令；自动模式下，设置芯片工作模式后，芯片将自动完成步骤(2)、(3)、(4);强制模式下，不进行检测分级，设芯片工作模式后，直接执行步骤(4 )进行供电使能操作。各种模式供电成功后均进入步骤(5 )进行供电状态的维护。POE芯片完成上述步骤(2)、(3)、(4)均需要花费一定的时间，对于每个端口来说，这些步骤必须串行执行，还需考虑当前条件下能否上电以及上电后槽位是否功率过载。但若采用串行方式依次完成槽位各个端口的处理，必将等待较长时间，大大影响效率。故本发明采用超时机制进行处理:所有端口及槽位共用一个信号量，在每个端口采用一个定时器计时，仅当定时器超时时获取该信号量，完成每个步骤的处理；在每个槽位也采用一个定时器计时，仅当定时器超时时获取该信号量，完成槽位功率过载保护处理。对于每个端口，当定时器超时后，为保证操作与其它端口互斥，模块需要首先获取到这个信号量，然后根据状态机的当前状态执行相应的事件-状态函数(如表I所示)，在其中设置芯片的操作，根据完成该操作需要的时间设定新的超时时间，重启定时器并返回下一个状态值，释放信号量等待下一次超时。在下一次超时响应时，即可获取BSP芯片本次操作的结果。采用这种超时机制，各端口并行工作，独立执行供电使能流程，效率较高。如表I所示的端口事件-状态矩阵图中，最左边的一列表示各种事件，分别为 端口定时器超时、连接断开(掉电或人为拔掉插头)、使能/去使能切换、自动/半自动/强制模式切换。最上面的一行为端口状态机的各种状态，初始、检测、分级、供电、维护。横行和纵列相交的格子中的All、A12、A31、A42等表示发生横行的事件且端口状态机为纵列的值时所执行的一系列操作，采用一个函数完成，不同格子的该值若相同表示调用相同的函数。如:“超时”事件发生时，根据不同的状态分别执行Α1ΓΑ15的操作，再跳转到下一状态，等待事件的发生。又如:“连接断开”事件发生时，处于“初始”、“检测”、“分级”状态的端口均不执行操作(A0表示无操作)，处于“供电”、“维护”状态的端口均执行A21操作。表I
权利要求
1.一种POE交换机供电方法，其用于POE交换机各端口对所连接的受电设备供电，其特征在于，所述方法包括端口供电使能、用于应付突发的功率增大的情况，以保护系统安全的功率预留及用于定时执行过载保护检查及处理，以避免过载的过载保护，其中所述端口供电使能步骤包括:步骤(a)初始阶段，为供电使能流程的起点，该步骤完成一些基本的初始化及清空操作；步骤(b)供电阶段；步骤(C)维护阶段，更新实时功率，进行断路检测和单端口过载检测。
2.如权利要求1所述的POE交换机供电方法，其特征在于，该方法工作在半自动供电模式下或自动模式下，在所述步骤(a)与步骤(b)之间还包括步骤(al)检测阶段，设置芯片工作模式，使能BSP检测；步骤(a2)分级阶段，保存步骤(al)的检测结果，使能BSP分级；所述步骤(b)保存步骤(a2)的分级结果，判断能否供电，若能则BSP供电使能。
3.如权利要求2所述的POE交换机供电方法，其特征在于，所述功率预留分为端口功率预留和槽位功率预留两种方式，需要用户在命令行中配置端口功率是否预留以及槽位功率预留的百分比。
4.如权利要求3所述的POE交换机供电方法，其特征在于，当设置端口功率预留时，在给某符合条件的端口供电前，计算槽位已消耗功率时，将已供电的各端口受电设备分级所对应的最大功率累加，并保证供电安全；当设置端口功率不预留时，计算上述功率时，将已供电的各端口 ro实际消耗的功率累加，能保证给最多个端口供电。
5.如权利要求3所述的POE交换机供电方法，其特征在于，所述槽位功率预留是指用户可设定各个槽位用于供电的功率百分比，该值与槽位额定功率的乘积即为槽位最大功率阈值，用户可根据需要设定该百分比。
6.如权利要求2所述的POE交换机供电方法，其特征在于，所述过载保护分为单端口过载保护和槽位过载保护。
7.如权利要求6所述的POE交换机供电方法，其特征在于，所述单端口过载保护在所述步骤(C)中完成，所述单端口过载保护为每隔一定的时间，执行单端口过载保护检查，若发现端口功率大于分级对应最大功率或用户设定的单端口的最大功率，将跳转到初始状态，间隔一定的时间后再重新执行检测分级操作。
8.如权利要求6所述的POE交换机供电方法，其特征在于，所述槽位过载保护为每隔一定的时间，执行功率过载保护检查，当发现整个槽位中供电端口所消耗的实际功率大于该槽位最大功率阈值时，系统根据各端口的供电优先级，自动关闭优先级低的端口号靠后的端口的供电，以避免过载。
9.如权利要求3或6所述的POE交换机供电方法，其特征在于，所有端口及槽位共用一个信号量，在每个端口采用一个定时器计时，所述步骤(a)至步骤(C)均采用定时器超时事件触发，每个步骤均有对应的状态值和超时时间，仅当定时器超时时获取该信号量，完成每个步骤的处理；在每个槽位也采用一个定时器计时，仅当定时器超时时获取该信号量，完成槽位功率过载保护处理。
10.如权利要求9所述的POE交换机供电方法，其特征在于，对于每个端口，当定时器超时后获取所述信号量，根据状态机的当前状态执行相应的事件-状态函数，在其中设置芯片的操作，根据完成该操作需要的时间设定新的超时时间，重启定时器并返回下一个状态值，释放信号量等待下一次超时，在下一次超时响应时，即可获取BSP芯片本次操作的结果。
全文摘要
本发明公开了一种POE交换机供电方法，其用于POE交换机各端口对所连接的受电设备供电，所述方法包括端口供电使能、用于应付突发的功率增大的情况，以保护系统安全的功率预留及用于定时执行过载保护检查及处理，以避免过载的过载保护，其中所述端口供电使能步骤包括步骤a初始阶段，为供电使能流程的起点，该步骤完成一些基本的初始化及清空操作；步骤b供电阶段；步骤c维护阶段，更新实时功率，进行断路检测和单端口过载检测。本发明中各个端口的处理互相独立，传统的串行方式变成了并行，大大提高了效率；对事件的响应和处理更加及时有效；系统的供电安全性、稳定性、可维护性大大增强。
文档编号H02H3/08GK103200015SQ20131011481
公开日2013年7月10日 申请日期2013年4月3日 优先权日2013年4月3日
发明者谢文娟, 李松华, 程友清, 王一鸣 申请人:武汉烽火网络有限责任公司