一种poe检测电路及poe检测仪的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种POE检测电路，包括：单片机电路，分别与单片机电路连接的受电电路和网络检测电路，给单片机电路、受电电路及网络检测电路供电的电源电路。本实用新型还提出一具有上述POE检测电路的POE检测仪。本实用新型在集成了POE负载测试功能的基础上，还集成了网口检测的功能。
【专利说明】
一种POE检测电路及POE检测仪
技术领域
[0001 ]本实用新型涉及POE检测技术领域，尤其涉及一种POE检测电路及具有该POE检测电路的POE检测仪。
【背景技术】
[0002]POE (Power Over Ethernet)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。POE也被称为基于局域网的供电系统(POL, Power over LAN )或有源以太网(Active Ethernet)，有时也被简称为以太网供电，这是利用现存标准以太网传输电缆的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。
[0003]POE技术由于其易安装、易管理、简便性、安全性、稳定性、可扩展性和利旧原则，在家庭应用、无线建网、安全防护、建筑物管理、零售、娱乐等领域，都具有巨大的应用前景，并推动了相关领域的发展。尤其是POE Plus增强技术的进一步推进，相信会在相关领域引起一场变革。
[0004]虽然POE的应用越来越广泛，但现有技术中尚未出现针对POE布网进行有效检测的设备，POE供电标准检测、POE交换机带载能力检测、网络检测均无法便捷有效的进行，造成目前市场中山寨POE交换机泛滥，POE供电产品不规范等问题。
【实用新型内容】
[0005]为解决上述技术问题，本实用新型提出一种POE检测电路及POE检测仪，该POE检测电路在集成了 POE负载测试功能的基础上，还集成了网口检测的功能。
[0006]本实用新型采用的技术方案是，设计一种POE检测电路，包括:单片机电路，分别与单片机电路连接的受电电路和网络检测电路，给单片机电路、受电电路及网络检测电路供电的电源电路。
[0007]单片机电路包括AVR单片机、与AVR单片机双向通信的ISP接口、接收AVR单片机信号的显示装置。
[0008]受电电路包括接收AVR单片机信号的AF/AT切换继电器、接收AF/AT切换继电器信号的ro电路、接收ro电路信号的电阻负载和指示装置、与ro电路连接的RJ45接口。
[0009 ]网络检测电路包括与AVR单片机双向通信的以太网电路、与以太网电路双向通信的网络变压器、与网络变压器连接的RJ45接口。
[0010]电源电路包括电池、与电池连接的降压电路、连接在电池与降压电路之间的开关，降压电路分别连接至AVR单片机、AF/AT切换继电器、以太网电路及与门电路供电。
[0011]其中，ro电路和网络变压器连接至同一 RJ45接口上。
[0012]较优的，单片机电路还包括与AVR单片机双向通信的时钟电路、分别与AVR单片机和以太网电路双向通信的与门电路、与与门电路连接的按键，按键通过与门电路连接至AVR单片机的中断引脚。
[0013]显示装置为IXD显示屏和发光灯，指示装置为指示灯。
[0014]以太网电路通过SPI接口与AVR单片机双向通信。
[0015]在一实施例中，AVR单片机采用ATmega644-20AU型号的主芯片，AF/AT切换继电器采用AGQ200A4H型号的松下继电器，PD电路采用LT4275型号的主芯片，以太网电路采用AX88796C型号的主芯片，降压电路采用ADP1706型号的主芯片。
[0016]本实用新型还提出一具有上述POE检测电路的POE检测仪。
[0017]与现有技术相比，本实用新型的受电电路兼容IEEE802.3AF/AT标准，可判断POE供电设备的供电标准，受电电路内连接有电阻负载，可进行POE交换机的带载能力检测，本实用新型的网络检测电路兼容ICMP、ARP等通用协议，适用于各种端对端设备的网络检测，使用时可将本实用新型安装至一壳体内，形成手持式检测设备，不仅便携性能好，又能快捷的完成POE各项性能检测。
【附图说明】
[0018]下面结合实施例和附图对本实用新型进行详细说明，其中:
[0019]图1是POE检测电路的电路结构示意图；
[0020]图2是单片机电路的连接示意图；
[0021 ]图3是单片机电路中按键的连接示意图；
[0022I图4是受电电路的连接示意图；
[0023]图5是网络检测电路的连接示意图；
[0024I图6是电源电路的连接示意图；
[0025]图7是电源电路中开关的连接示意图。
【具体实施方式】
[0026]如图1所示，本实用新型提出的POE检测电路，包括:单片机电路，分别与单片机电路连接的受电电路和网络检测电路，给单片机电路、受电电路及网络检测电路供电的电源电路。
[0027]如图2、3所示，单片机电路包括:AVR单片机110、与AVR单片机10双向通信的ISP接口 111、接收AVR单片110信号的显示装置，AVR单片机110通过ISP接口 111进行单片机程序的烧录和调试。在本实施例中，显示装置为LCD显示屏109和发光灯108，AVR单片机110控制IXD显示屏109和指示灯108显示系统运行的状态。
[0028]单片机电路:还包括与AVR单片机双向通信的时钟电路、分别与AVR单片机和以太网电路双向通信的与门电路、与与门电路连接的按键。其中，AVR单片机110采用ATmega644-20AU型号的主芯片，时钟电路105由16MHz晶振给AVR单片机110提供时钟，按键106作为输入连接到与门电路107，通过与门连接到AVR单片机110的中断引脚，AVR单片机通过按键106接收用户输入的指令。
[0029]如图4所示，受电电路包括:接收AVR单片机110信号的AF/AT切换继电器112、接收AF/AT切换继电器112信号的H)电路115、接收H)电路115信号的电阻负载114和指示装置、与
H)电路115连接的RJ45接口 118。其中，H)电路115采用1^4275型号的主芯片^?/^1'切换继电器采用AGQ200A4H型号的松下继电器，AVR单片机110通过1 口来控制AF/AT切换继电器112切换H)电路115的受电模式(802.3at标准的受电分级)，通过检测PSE的多次供断电，得出当前PSE的功率及电平。
[0030]本发明的POE系统检测模块的设计思路是根据以太网供电工作过程来涉及的。当在一个网络中布置POE系统时，POE系统的工作过程如下所示:
[0031 ] 1、检测:一开始，POE系统在端口输出很小的电压，直到其检测到线缆终端的连接为一个支持IEEE802.3af标准的受电端设备(H)端设备)；
[0032]2、PD端设备分类:当检测到受电端设备之后，POE系统可能会为PD端设备进行分类，并且评估此ro端设备所需的功率损耗；
[0033]3、开始供电:在一个可配置时间(一般小于15ys)的启动期内，POE系统的供电设备(PSE设备)开始从低电压向H)端设备供电，直至提供48V的直流电源；
[0034]4、供电:为H)端设备提供稳定可靠48V的直流电，满足H)端设备不越过15.4W的功率消耗；
[0035]5.断电:若ro端设备从网络上断开时，PSE设备就会快速地(一般在300?400ms之内)停止为ro端设备供电，并重复检测过程以检测线缆的终端是否连接了 ro端设备。
[0036]标准的五类网线有四对双绞线，但是在1M BASE-T和100M BASE-T中只用到其中的两对。IEEE80 2.3af允许两种用法，应用空闲脚供电时，4、5脚连接为正极，7、8脚连接为负极。应用数据脚供电时，将DC电源加在传输变压器的中点，不影响数据的传输。在这种方式下线对1、2和线对3、6可以为任意极性。
[0037]标准不允许同时应用以上两种情况。电源提供设备PSE设备只能提供一种用法，但是电源应用设备PD端设备必须能够同时适应两种情况。该标准规定供电电源通常是48V、13W的。H)端设备提供48V到低电压的转换是较容易的，但同时应有1500V的绝缘安全电压。
[0038]Linear(凌力尔特)公司的型号为LT4275的产品是一个引脚兼容IEEE 802.3系列和LTPoE++的供电设备(PD)控制器。型号为LT4275的供电设备控制器内部电荷栗可以提供一个N沟道MOSFET的解决方案，可以替代更大和更昂贵的P沟道MOSFElMgRDS(ON) MOSFET也大限度地提高了电力传输和效率，降低能耗和散热，并简化散热设计。启动时的浪涌电流是可调的(通过一个外部电容)。该供电设备控制器还包括一个电源良好输出，板上签名电阻器，欠压闭锁和热保护。
[0039]在本实施例中，ro电路(LT4275A/LT4275B)驱动一个单一的光电耦合器，以指示连接的PSE设备的功率电平。引脚可选，支持非标准的低电压操作。辅助功率覆盖由AUX引脚支持。光电耦合器连接一指示装置，该指示装置为状态指示灯113，指示灯113显示PD电路115是工作在AF模式或者AT模式。电阻负载114是受电电路的纯电阻性负载，以实现POE交换机的带载能力检测。检测POE供电设备时，通过网线将待测设备连接到RJ45接口 118，由POE供电设备给受电电路提供37?56V的直流。
[0040]如图5所示，网络检测电路:包括与AVR单片110双向通信的以太网电路117、与以太网电路117双向通信的网络变压器116、与网络变压器116连接的RJ45接口 118，RJ45接口 118由网络检测电路和受电电路共用。其中，以太网电路117采用AX88796C型号的主芯片，通过SPI接口与AVR单片机110双向通信。网络变压器116的作用是隔离直流、传输数据、增强干扰。
[0041]在进行以太网接口电路设计时，很多应用场合尤其是手持式网络设备需要考虑低功耗设计，加之近年来IC有向封装小型化发展的趋势，减少芯片引脚数目的最佳方法即是采用串行接口，通常是采用SPI接口，这就要求选用合适的以太网控制器芯片。网络控制芯片AX88796C是一款针对嵌入式及工业以太网应用的网络控制芯片，其功耗低、引脚数少，并支持可变I/O工作电压的SPI或Non-PCI接口，可兼容多种微处理器。它采用符合业界标准的8/16位类SRAM或地址/数据总线复用接口，可与各类常用或高阶的微控制器直接相连，而无须添加任何外部逻辑线路。此外，网络控制芯片AX88796C还针对具备SPI主机侧接口的微处理器，提供一组可选的SPI从机接口来简化硬件连接。网络控制芯片AX88796C内置符合IEEE 802.3/IEEE 802.3u规范的10/100M以太网物理层(PHY)及媒体访问控制器(MAC)，集成14 KB SRAM网络封包缓冲，以高效率的方式进行封包的储存、检索与修改。该模块在网络测试中兼容ICMP、ARP等通用协议，适用于端对端设备的网络检测。
[0042]如图6、7所示，电源电路包括:电池102、与电池102连接的降压电路104、连接在电池102与降压电路104之间的开关103，降压电路104分别连接至AVR单片机110、AF/AT切换继电器112、以太网电路117及与门电路107供电，电源电路的供电通断由开关103控制。其中，电池102采用9V干电池，降压电路104为3.3V，降压电路采用ADP1706型号的主芯片，9V干电池102通过3.3V降压电路104生成3.3V给其他电路供电。
[0043]本实用新型还提出一具有上述POE检测电路的POE检测仪，包括壳体，壳体内设有POE检测电路，壳体上设有与LCD显示屏109、指示灯108、状态指示灯113、按键106、开关103、RJ45接口 118、ISP接口 111等配合的安装口。
[0044]以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种P O E检测电路，包括:单片机电路，分别与单片机电路连接的受电电路和网络检测电路，给单片机电路、受电电路及网络检测电路供电的电源电路，其特征在于， 所述单片机电路包括AVR单片机、与所述AVR单片机双向通信的ISP接口、接收所述AVR单片机信号的显示装置； 所述受电电路包括接收所述AVR单片机信号的AF/AT切换继电器、接收所述AF/AT切换继电器信号的PD电路、接收所述H)电路信号的电阻负载和指示装置、与所述H)电路连接的RJ45接口； 所述网络检测电路包括与所述AVR单片机双向通信的以太网电路、与所述以太网电路双向通信的网络变压器、与所述网络变压器连接的RJ45接口； 所述PD电路和所述网络变压器连接至同一RJ45接口上。2.如权利要求1所述的POE检测电路，其特征在于，所述单片机电路还包括与所述AVR单片机双向通信的时钟电路、分别与所述AVR单片机和所述以太网电路双向通信的与门电路、与所述与门电路连接的按键，所述按键通过与门电路连接至AVR单片机的中断引脚。3.如权利要求2所述的POE检测电路，其特征在于，所述电源电路包括电池、与电池连接的降压电路、连接在电池与降压电路之间的开关，所述降压电路分别连接至AVR单片机、AF/AT切换继电器、以太网电路及与门电路供电。4.如权利要求1至3任一项所述的POE检测电路，其特征在于，所述显示装置为LCD显示屏和发光灯，所述指示装置为指示灯。5.如权利要求1至3任一项所述的POE检测电路，其特征在于，所述以太网电路通过SPI接口与所述AVR单片机双向通信。6.如权利要求3所述的POE检测电路，其特征在于，所述AVR单片机采用ATmega644-20AU型号的主芯片，所述AF/AT切换继电器采用AGQ200A4H型号的松下继电器，所述PD电路采用LT4275型号的主芯片，所述以太网电路采用AX88796C型号的主芯片，所述降压电路采用ADP1706型号的主芯片。7.一种具有上述任一项权利要求所述POE检测电路的POE检测仪。
【文档编号】H04L12/26GK205566333SQ201620278768
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2016年4月6日
【发明人】蔡泉权, 圣磊
【申请人】深圳市百维技术有限公司