一种POE网口自动检测装置的制作方法

一种poe网口自动检测装置
技术领域
[0001]
本实用新型涉及poe控制的研究领域，特别涉及一种poe网口自动检测装置。


背景技术：

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现有poe网络设备，主要是通过从poe交换机的rj45端口上，获得直流电源，然后给相应的受电设备供电。一个完整的poe系统包括供电端设备(pse,power sourcing equipment)和受电端设备(pd,powered device)两部分。pse输出电压范围44v至57v,pd受电电压范围36v至57v。相对于主板、核心板上所需的电压12v、5v、3.3v等电压，poe提供较大的电压值。在用网线从poe交换机(pse)网口上获取电压，连接到受电设备(如网络摄像机、ip电话、ap及掌上电脑等)时，若连接两者之间的网线线序不正确，则可能导致受电设备出现烧毁的情况，带来较大的经济损失。目前，市场上的poe交换机，大部分没有网线线序自动检测的功能。当网线的一端接受电设备的rj45网口，另外一端接poe交换机时，poe交换机没能发现受电设备的类型、所需电压值、网线线序，而直接供电。当pd为非标准设备或网线(如手工制作的网线、水晶头)线序不正确，往往会导致pd出现不可预知的结果，这是当前poe设备的不足之处。为了克服该缺点，需在poe交换机中提供一种能够自动检测网线线序的装置。


技术实现要素：

[0003]
本实用新型的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种poe网口自动检测装置，对于poe设备自动检测设备进行模块化设计，通过各模块的合理设置，完成各组线对的连接顺序检测分析，同时显示检测结果。检测结果包括正常、短接、断路、接错共4种方式，并且会显示所测线对的线缆阻抗。检测过程中，若出现短接、断路、接错这3种情况，则需要调整网线的接线次序，直到检测结果显示正常为止。否则，对应的rj45端口，pse(供电设备)不会给pd(受电端)供电。
[0004]
本实用新型的目的通过以下的技术方案实现：
[0005]
一种poe网口自动检测装置，其特征在于，包括处理器模块、mcu模块、电源模块、网线检测模块、插座模块、poe功率管理模块、显示模块；处理器模块分别与显示模块、poe功率管理模块连接，处理器模块还分别连接电源模块至网线检测模块、连接mcu模块至网络检测模块；网络检测模块另一端连接至插座模块一端，插座模块另一端连接用电器。
[0006]
进一步地，所述mcu模块包括模数转换模块，所述模数转换模块与网线检测模块连接。
[0007]
进一步地，所述网线检测模块包括网线检测电路，所述网线检测电路采用继电器和mos管组成。
[0008]
进一步地，所述网线检测电路包括微型继电器j37、电阻r9、电容c34、mos管q9；其中j37的12脚和电阻q9的3脚相连；电阻q9的2脚接地，电阻q9的1脚接gpio口sw3；j37的1脚接3.3v电源；电容c34的一端接3.3v，另外一端接地；j37的8脚串接r9后接地；j37的5脚接
3.3v；j37的9脚接网线的net_5网络；j37的4脚接网线的net_4网络；j37的3脚和10脚悬空；sw3网络，对应电阻q9的1脚，用于控制j37的关闭和吸合。
[0009]
进一步地，所述插座模块为rj45插座，型号为lpjg0926henl。
[0010]
进一步地，所述处理器型号为loongson2h。
[0011]
进一步地，所述mcu模块为pic18f47j13。
[0012]
进一步地，所述poe功率管理模块包括pd69200和pd69208。
[0013]
本实用新型的工作过程如下：
[0014]
通常情况下的网线其8根线中，分成1和2、3和6、4和5、7和8共4个线对。检测采用的是轮询机制，即同一时刻，只将其中一对的控制开关(sw1、sw2、sw3、sw4)打开。每次打开控制开关时，就进行一轮a/d采样(8根线的高低电平采样)。再经过逻辑电平的计算，得出网线的实际连接情况。根据判断出来的结果，对pd(受电设备)和poe电源之间的网线进行线序调整，直到检测通过。从而确保网线连接的正确性，为下一步供电提供保障。
[0015]
需要说明的是，上述工作过程是以信号的走向作为线索来进一步说明本实用新型所述poe网口自动检测装置的各个组成部件的连接关系，使本领域技术人员在实施本实用新型时更加清晰、方便，但并不代表本实用新型的技术方案的改进点在于软件上，本实用新型的技术方案的改进点在于整个装置的整体架构上，虽然技术方案涉及到处理器以及其他控制器，但其执行的都是常规操作，本实用新型所选用的元器件也是现有的元器件(也给出了具体的型号)，本实用新型的技术方案的改进点在于如何将这些现有的元器件搭建成一个装置，即创造点在于结构上，因此是属于实用新型专利的保护客体。
[0016]
本实用新型与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：
[0017]
1、本实用新型采用低成本且自带ad检测功能的mcu模块，能够将网线的当前线序状态，及时反馈给龙芯2h cpu进行处理，实现网线自动检测的功能，在网线检测结果未显示正确时，pse不会向pd供电。避免由于人为或其它因素，而烧毁受电设备，可起到保护pd的作用；
[0018]
2、本实用新型创新一体化设计，检测装置的电路板布线占用空间小，整板尺寸小。且和poe交换机主板放在同一张pcb板上，稳定可靠，便捷实用。
附图说明
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图1为本实用新型所述一种poe网口自动检测装置结构框图；
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图2为本实用新型所述实施例中poe网口自动检测装置方案设计框图；
[0021]
图3为本实用新型所述实施例中网线线序检测电路图；
[0022]
图4为本实用新型所述实施例中rj插座电路图。
具体实施方式
[0023]
下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步详细的描述，但本实用新型的实施方式不限于此。
[0024]
实施例：
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一种poe网口自动检测装置，如图1所示，包括处理器模块、mcu模块、电源模块、网线检测模块、插座模块、poe功率管理模块、显示模块；处理器模块为loongson2h，分别与显
示模块、poe功率管理模块连接，处理器模块还分别连接电源模块至网线检测模块、连接mcu模块至网络检测模块；网络检测模块另一端连接至插座模块一端，插座模块另一端连接用电器；所述poe功率管理模块包括pd69200和pd69208。其方案设计框图如图2所示。
[0026]
进一步地，所述mcu模块为pic18f47j13，包括模数转换模块，所述模数转换模块与网线检测模块连接。
[0027]
进一步地，所述网线检测模块包括网线检测电路，即网线线序检测电路，网线线序检测电路图如图3所示，所述网线检测电路采用继电器和mos管组成。
[0028]
进一步地，所述网线检测电路包括微型继电器j37、电阻r9、电容c34、mos管q9；其中j37的12脚和电阻q9的3脚相连；电阻q9的2脚接地，电阻q9的1脚接gpio口sw3；j37的1脚接3.3v电源；电容c34的一端接3.3v，另外一端接地；j37的8脚串接r9后接地；j37的5脚接3.3v；j37的9脚接网线的net_5网络；j37的4脚接网线的net_4网络；j37的3脚和10脚悬空；sw3网络，对应电阻q9的1脚，用于控制j37的关闭和吸合。
[0029]
所述插座模块为rj45插座，型号为lpjg0926henl，rj插座电路图如图4所示。
[0030]
所述rj45插座包括电阻r1～r8，静电保护器件(tvs管)q1～q8,j45插座j12。其中j12的1～8脚分别和网线的8根线相连，1和2线对、3和6线对、4和5线对、7和8线对。j12的1脚和r8串联后，接到q1；j12的2脚和r7串联后接到q2；j12的3脚和r6串联后，接到q3；j12的4脚和r5串联后，接到q4；j12的5脚和r4串联后，接到q5；j12的6脚和r3串联后，接到q6；j12的7脚和r2串联后，接到q7；j12的8脚和r1串联后，接到q8。j12的9脚和11脚分别接rj45插座的状态灯，颜色分别为绿色和橙色。
[0031]
cpu通过spi总线发出指令通知mcu开始网线检测：
[0032]
步骤1：线序检测
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mcu开始进行线序检测，首先控制sw1(高电平)，检测ad1～ad8电平，发现高于1v以上即为高电平，0.3v即为低电平；记录显示状态。表4-1为各线对的设计逻辑。接着，sw2、sw3、sw4切换开关需轮流打开，即同一时刻只打开一个。指示灯显示情况：正常线序亮绿灯：led1_g_sw为高电平，led1_r_sw低电平；设计逻辑真值表如下所示：
[0034]
设计逻辑真值表
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显示状态ad1ad2ad3ad4ad5ad6ad7ad81、2正常线序hhllllll1、2短路hh或h或h或h或h或h或h1、2断路hlllllll1、2接错hl或h或h或h或h或h或h3、6正常线序llhllhll3、6短路或h或hh或h或hh或h或h3、6断路llhlllll3、6接错或h或hh或h或hl或h或h4、5正常线序lllhhlll4、5短路或h或h或hhh或h或h或h4、5断路lllhllll4、5接错或h或h或hhl或h或h或h
7、8正常线序llllllhh7、8短路或h或h或h或h或h或hhh7、8断路llllllhl7、8接错或h或h或h或h或h或hhl
[0036]
步骤2：阻抗测试
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在线序和短路正常的情况下，开始测试阻抗，控制sw1(高电平)，检测ad1，ad2电压，将ad1和ad2的电压进行运算，公式为网线阻抗r＝(ad1电压-ad2电压)
×
51.5/ad2电压。将网线计算出阻抗r小等于30欧姆显示为正常；大于30欧姆为异常。同理控制sw2，sw3，sw4正常网线亮绿灯：led1_g_sw为高电平，led1_r_sw低电平。阻抗计算，是为了查看生产制造网线时所用的材料，不同的介质材料，阻抗也会有差异。具体查阅寄存器功能描述表。
[0038]
寄存器功能描述表
[0039][0040]
步骤3：测试结束后，将数据传送的cpu龙芯2h并显示结果，如显示结果表所示：
[0041]
显示结果表
[0042][0043]
经过上述设计过程，龙芯2h开发板板上电前进行电源检测后，开始上电，通过jtag调试接口(也可用spi flash烧片方式)，下载pmon后，开发板正常运行。同时，系统读取nand flash里面的主程序，并可通过uart串口查看和配置相关信息。显示结果表为相关检测结果，调试串口打印的log信息。
[0044]
上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。