功率管理方法及装置与流程

本发明涉及通信供电技术领域，具体而言，涉及一种功率管理方法及装置。

背景技术：

以太网供电(Power Over Ethernet，简称POE)供电技术，是一种通过通信双绞线同时传输信号和电源的技术。以太网供电技术发展多年，目前已经处于成熟的阶段，以太网供电技术使用一根网线同时进行传输数据和供电的工作，可以极大的减少电源布线和插座的数量，不再需要昂贵电源和安装电源所耗费的人力、时间和成本，节省了费用和时间。

当以太网供电交换机存在多个以太网供电子系统时，以太网供电交换机会根据每个以太网供电子系统中每个端口支持的最大功率以及端口数量进行功率的预留分配。一般而言，接入端口的受电设备的功率都远小于端口支持的最大功率，而采用上述功率分配方式会造成整个以太网供电交换机所需的总功率巨大，对为整个以太网供电交换机供电的电源模块提出更高的要求。必要时，还需配置远超过实际需要的电源模块，增加了以太网供电交换机的生产成本。同时在实际使用中，只有部分端口会接入受电设备，为每个端口都分配功率会降低功率的利用率。

技术实现要素：

本发明提供了一种功率管理方法及装置，旨在通过合理、灵活地对各个以太网供电子系统间的功率进行管理，以减少无谓的电源模块配置，降低整个以太网供电交换机系统需要的总功率，降低整机的电源模块的成本，提高功率利用率。

第一方面，本发明实施例提供的一种功率管理方法，应用于以太网供电交换机，所述以太网供电交换机包括多个以太网供电子系统，所述方法包括：

检测是否有受电设备接入所述以太网供电子系统；

当检测到存在受电设备接入所述以太网供电子系统时，被接入的以太网供电子系统从该被接入的以太网供电子系统的可用功率中分配功率给接入的所述受电设备；

将所述被接入的以太网供电子系统分配给所述受电设备功率后的剩余的可用功率与预设的分配功率门限进行比较；

当所述剩余的可用功率小于预设的所述分配功率门限时，从以太网供电交换机的预留功率中分配出预设功率粒度大小的功率给所述被接入的以太网供电子系统。

优选地，所述功率管理方法还包括：

检测是否有受电设备与所述以太网供电子系统断开；

当检测到存在受电设备与所述以太网供电子系统断开时，被断开的以太网供电子系统将分配给断开的所述受电设备的功率回收到所述被断开的以太网供电子系统的可用功率中；

将所述被断开的以太网供电子系统的可用功率与预设的回收功率门限进行比较；

当所述被断开的以太网供电子系统的可用功率大于预设的所述回收功率门限时，从所述被断开的以太网供电子系统的可用功率中回收所述预设功率粒度大小的功率到所述以太网供电交换机的预留功率中。

优选地，所述功率管理方法还包括：

为每个所述以太网供电子系统分配所述预设功率粒度大小的功率作为每个所述以太网供电子系统的可用功率。

优选地，所述每个所述以太网供电子系统包括至少一个端口，所述分配功率门限为不大于预设数量端口的最大功率之和。

优选地，所述预设功率粒度的功率大小为至少一个端口的最大功率之和。

优选地，所述回收功率门限为大于所述预设功率粒度与所述分配功率门限之和。

优选地，所述预留功率为所述以太网供电交换机可分配给每个所述以太网供电子系统使用的空闲功率。

第二方面，本发明实施例提供的一种功率管理装置，应用于以太网供电交换机，所述以太网供电交换机包括多个以太网供电子系统，所述装置包括：

接入状态检测模块，用于检测是否有受电设备接入所述以太网供电子系统；

功率分配模块，用于当检测到存在受电设备接入所述以太网供电子系统时，被接入的以太网供电子系统从该被接入的以太网供电子系统的可用功率中分配功率给接入的所述受电设备；

第一比较模块，用于将所述被接入的以太网供电子系统分配给所述受电设备功率后的剩余的可用功率与预设的分配功率门限进行比较；

预留功率分配模块，当所述剩余的可用功率小于预设的所述分配功率门限时，从以太网供电交换机的预留功率中分配出预设功率粒度大小的功率给所述被接入的以太网供电子系统。

优选地，所述功率管理装置还包括：

断开状态检测模块，用于检测是否有受电设备与所述以太网供电子系统断开；

功率回收模块，用于当检测到存在受电设备与所述以太网供电子系统断开时，被断开的以太网供电子系统将分配给断开的所述受电设备的功率回收到所述被断开的以太网供电子系统的可用功率中；

第二比较模块，用于将所述被断开的以太网供电子系统的可用功率与预设的回收功率门限进行比较；

预留功率回收模块，用于当所述被断开的以太网供电子系统的可用功率大于预设的所述回收功率门限时，从所述被断开的以太网供电子系统的可用功率中回收所述预设功率粒度大小的功率到所述以太网供电交换机的预留功率中。

优选地，所述功率管理装置还包括：

初始功率分配模块，用于为每个所述以太网供电子系统分配所述预设功率粒度大小的功率作为每个所述以太网供电子系统的可用功率。

本发明实施例提供的一种功率管理方法及装置，为检测到接入以太网供电子系统的受电设备分配所需功率。将被接入的以太网供电子系统分配给所述受电设备功率后剩余的可用功率与预设的分配功率门限进行比较。在所述剩余的可用功率小于预设的分配功率门限时，从以太网供电交换机的预留功率中分配出预设功率粒度大小的功率给所述被接入的以太网供电子系统。通过上述方法对以太网供电交换机内各个子系统的功率进行合理分配，以此降低整个以太网供电交换机系统需要的总功率，也就是降低整个以太网供电交换机的电源模块成本，提高功率的利用率；并且，无需配置远超过实际需要功率的电源模块，不会造成电能的浪费，有效的节约了能源。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例提供的以太网供电交换机为受电设备供电的方框示意图。

图2为本发明实施例提供的功率管理方法的功率分配流程图。

图3为本发明实施例提供的功率管理方法的另一种功率分配流程图。

图4为本发明实施例提供的功率管理方法的功率回收流程图。

图5为本发明实施例提供的功率管理装置的功能模块图。

图6为本发明实施例提供的功率管理装置的另一种功能模块图。

图标：100-以太网供电交换机；110-以太网供电子系统；200-功率管理装置；210-初始功率分配模块；220-接入状态检测模块；230-功率分配模块；240-第一比较模块；250-预留功率分配模块；260-断开状态检测模块；270-功率回收模块；280-第二比较模块；290-预留功率回收模块；300-受电设备。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

请参阅图1，图1为以太网供电交换机100为受电设备300供电的方框示意图。以太网供电交换机100通过电源模块为受电设备300供电。以太网供电交换机100包括多个以太网供电子系统110，每个以太网供电子系统110包括多个供电端口。

具体地，每个以太网供电子系统110由一个单片机进行管理，一个单片机管理多个POE芯片，每个POE芯片管理一个或者多个POE供电端口。

在本实施例中，所述POE(Power Over Ethernet，以太网供电)指的是在现有的以太网Cat.5布线基础架构不作任何改动的情况下，在为一些基于IP的终端(如IP电话机、无线局域网接入点AP、网络摄像机等)传输数据信号的同时，还能为此类设备提供直流供电的技术，该技术可以在现有以太网线上传输48V的最大不超过30W的功率。这是利用现存标准以太网传输电缆同时传送数据和电功率的最新标准规范，并保持了与现存以太网系统和用户的兼容性。

一个完整的POE系统包括供电设备(Power Sourcing Equipment，PSE)和受电设备(Power Device，PD)两部分。PSE设备是为以太网客户端设备供电的设备，同时也是整个POE以太网供电过程的管理者。PSE供电设备可以是，但不限于，支持POE功能的以太网供电交换机、路由器、集线器及其他网络交换设备，本实施例所述PSE供电设备为以太网供电交换机。而受电设备300是接受供电的PSE负载，即POE系统的客户端设备，可以是IP电话、网络安全摄像机、AP及掌上电脑(PDA)或移动电话充电器等其他以太网设备。所述受电设备300依赖于以太网供电交换机100工作，所述受电设备300以以太网供电交换机100提供的电源模块作为供电方式。

请参阅图2，图2为功率管理方法的功率分配流程图。所述方法应用于以太网供电交换机100，所述以太网供电交换机100包括多个以太网供电子系统110，下面对功率管理方法具体流程进行详细阐述。

步骤S111，检测是否有受电设备300接入所述以太网供电子系统110。

具体地，开始时，以太网供电交换机100可以在端口输出很小的检测电压，检测是否有受电设备300接入以太网供电子系统110的供电端口中，直到检测到端口终端接入符合标准的受电设备300时，执行步骤S112。

步骤S112，当检测到存在受电设备300接入所述以太网供电子系统110时，被接入的以太网供电子系统110从该被接入的以太网供电子系统110的可用功率中分配功率给接入的所述受电设备300。

具体地，当以太网供电子系统110中的端口有受电设备300接入时，以太网供电交换机100会根据接入的受电设备300的类型(比如IP电话、网络安全摄像机、AP及掌上电脑(PDA)或移动电话充电器)进行分类，评估该受电设备300所需的功率损耗。以太网供电交换机100通过单片机管理被接入的以太网供电子系统110完成功率分配工作，即控制被接入的以太网供电子系统110从其可用的功率中分配接入受电设备300所需的功率给所述受电设备300。具体地，所述以太网供电子系统110可以通过POE芯片将功率分配给所述受电设备300。其中，所述可用功率是指在被接入的以太网供电子系统110中能够分配给新接入的受电设备300使用的空闲功率。

步骤S113，将所述被接入的以太网供电子系统110分配给所述受电设备300功率后的剩余的可用功率与预设的分配功率门限进行比较。

具体地，所述分配功率门限是用于判断被接入的以太网供电子系统110剩余的可用功率是否足够分配的标识。所述分配功率门限≤N*端口最大功率，其中，N为预设的端口数量，N的取值范围可以是：1≤N≤2，即所述分配功率门限不大于一个端口最大功率或者不大于两个端口最大功率。

步骤S114，当所述剩余的可用功率小于预设的所述分配功率门限时，从以太网供电交换机100的预留功率中分配出预设功率粒度大小的功率给所述被接入的以太网供电子系统110。

具体地，所述预设功率粒度是所述以太网供电交换机100从预留功率中分配给各个以太网供电子系统110的最小功率单位，能够根据实际功率需求，动态调整以太网供电子系统110的可用功率。其中，所述预留功率为所述以太网供电交换机100可分配给每个所述以太网供电子系统110使用的空闲功率。所述预设功率粒度的功率大小＝M*端口最大功率，其中，M为多个端口的数量。为避免频繁地进行功率的分配及回收，M的取值范围可以是：4≤N≤6。

请参阅图3，图3为功率管理方法的另一种功率分配流程图。所述方法还包括：

步骤S110，为每个所述以太网供电子系统110分配所述预设功率粒度大小的功率作为每个所述以太网供电子系统110的可用功率。

具体地，在初始时，以太网供电交换机100为每个以太网供电子系统110分配预设功率粒度(如，4-6个端口的总功率)大小的功率作为所述每个所述以太网供电子系统110的可用功率，由此可以减少以太网供电子系统110对供电端口的功率分配次数。

请参阅图4，图4为功率管理方法的功率回收流程图。所述功率管理方法还包括：

步骤S211，检测是否有受电设备300与所述以太网供电子系统110断开。

具体地，以太网供电交换机100检测是否有受电设备300与所述以太网供电子系统110断开。当有受电设备300从以太网供电子系统110的供电端口上断开时，以太网供电交换机100会迅速(一般在300～400ms之内)停止为所述受电设备300供电，并执行步骤S212。

步骤S212，当检测到存在受电设备300与所述以太网供电子系统110断开时，被断开的以太网供电子系统110将分配给断开的所述受电设备300的功率回收到所述被断开的以太网供电子系统110的可用功率中。

具体地，将分配给断开的所述受电设备300的功率进行回收，所述被断开的以太网供电子系统110的可用功率会增加，增加后的可用功率可以供更多新接入的受电设备300使用。

步骤S213，将所述被断开的以太网供电子系统110的可用功率与预设的回收功率门限进行比较。

具体地，所述回收功率门限是用于判断被断开的以太网供电子系统110的可用功率是否有多余的功率标识。所述回收功率门限的功率大于分配功率门限与预设功率粒度的功率之和。

步骤S214，当所述被断开的以太网供电子系统110的可用功率大于预设的所述回收功率门限时，以太网供电交换机100从所述被断开的以太网供电子系统110的可用功率中回收所述预设功率粒度大小的功率到所述以太网供电交换机100的预留功率中。

在本实施例中，所述回收功率门限、分配功率门限及预设功率粒度三个参数预先设定在以太网供电交换机100内，所述三个参数以编码方式进行设定。在实际使用过程中，可根据实际功率的需要，动态调整所述三个参数的大小。

请参阅图5，图5为功率管理装置200的功能模块图。功率管理装置200应用于以太网供电交换机100，所述以太网供电交换机100包括多个以太网供电子系统110。其中，所述功率管理装置200的功能模块可以包括：接入状态检测模块220、功率分配模块230、第一比较模块240、预留功率分配模块250。

所述接入状态检测模块220，用于检测是否有受电设备300接入所述以太网供电子系统110。在本实施例中，所述接入状态检测模块220用于执行图2中的步骤S111，关于所述接入状态检测模块220的具体描述可以参照步骤S111的描述。

所述功率分配模块230，用于当检测到存在受电设备300接入所述以太网供电子系统110时，被接入的以太网供电子系统110从该被接入的以太网供电子系统110的可用功率中分配功率给接入的所述受电设备300。在本实施例中，所述功率分配模块230用于执行图2中的步骤S112，关于所述功率分配模块230的具体描述可以参照步骤S112的描述。

所述第一比较模块240，用于将所述被接入的以太网供电子系统110分配给所述受电设备300功率后的剩余的可用功率与预设的分配功率门限进行比较。在本实施例中，所述第一比较模块240用于执行图2中的步骤S113，关于所述第一比较模块240的具体描述可以参照步骤S113的描述。

所述预留功率分配模块250，用于当所述剩余的可用功率小于预设的所述分配功率门限时，从以太网供电交换机100的预留功率中分配出预设功率粒度大小的功率给所述被接入的以太网供电子系统110。在本实施例中，所述预留功率分配模块250用于执行图2中的步骤S114，关于所述预留功率分配模块250的具体描述可以参照步骤S114的描述。

所述功率管理装置200的功率分配功能模块还包括：

所述初始功率分配模块210，用于在初始时，为每个所述以太网供电子系统110分配所述预设功率粒度大小的功率作为每个所述以太网供电子系统110的可用功率。在本实施例中，所述初始功率分配模块210用于执行图3中的步骤S110，关于所述初始功率分配模块210的具体描述可以参照步骤S110的描述。

请参阅图6，图6为功率管理装置200的另一种功能模块图。其中，所述功率管理装置200的功能模块还可以包括：断开状态检测模块260、功率回收模块270、第二比较模块280、预留功率回收模块290。

所述断开状态检测模块260，用于检测是否有受电设备300与所述以太网供电子系统110断开。在本实施例中，所述断开状态检测模块260用于执行图4中的步骤S211，关于所述断开状态检测模块260的具体描述可以参照步骤S211的描述。

所述功率回收模块270，用于当检测到存在受电设备300与所述以太网供电子系统110断开时，被断开的以太网供电子系统110将分配给断开的所述受电设备300的功率回收到所述被断开的以太网供电子系统110的可用功率中。在本实施例中，所述功率回收模块270用于执行图4中的步骤S212，关于所述功率回收模块270的具体描述可以参照步骤S212的描述。

所述第二比较模块280，用于将所述被断开的以太网供电子系统110的可用功率与预设的回收功率门限进行比较。在本实施例中，所述第二比较模块280用于执行图4中的步骤S213，关于所述第二比较模块280的具体描述可以参照步骤S213的描述。

所述预留功率回收模块290，用于当所述被断开的以太网供电子系统110的可用功率大于预设的所述回收功率门限时，从所述被断开的以太网供电子系统110的可用功率中回收所述预设功率粒度大小的功率到所述以太网供电交换机100的预留功率中。在本实施例中，所述预留功率回收模块290用于执行图4中的步骤S214，关于所述预留功率回收模块290的具体描述可以参照步骤S214的描述。

综上所述，本发明提供的功率管理方法及装置，每个以太网供电子系统初始化时，只分配“预设功率粒度”的功率，而不是分配该子系统支持的按端口数量及端口最大功率计算的功率值。通过合理设置“预设功率粒度、分配功率门限、回收功率门限”三个参数的功率大小，根据这三个参数，进行功率的动态分配及管理。通过分配和回收两种动态的调节方式，使得整个以太网供电交换机中的每个以太网供电子系统的剩余可用功率保持在一个合理范围内。合理、灵活的功率管理方法能够降低整个以太网供电交换机所需要的总功率，也就是降低整个以太网供电交换机的电源模块成本，提高功率的利用率，无需配置远超过实际需要的功率电源模块，有利于降低成本，提高竞争力率，保证整个以太网供电交换机的功率利用率处于较佳的状态。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。