本发明涉及poe供电技术领域，尤其是涉及一种具有远程管理功能、智能控制poe输出端口状态的基于rs485的poe供电设备及其控制方法。
背景技术：
目前，随着信息化程度的不断提升，智能布线管理技术不断发展，poe供电设备嵌入到智能布线管理系统中，实现远程集中式管理。如今在数字安防领域，越来越多的网络电子设备设计成采用poe供电的受电设备，例如voip电话、吸顶式无线ap、wiif面板和监视摄像机等，它们的安装和使用受到ac电源可用性的严重限制(或者安装成本更高)。因此网络电子设备采用poe供电，节约了电源供电线路部分，把网络信息和供电电源集成在一起，更方便、更安全。poe技术的出现使设计师可以轻易突破这些限制，随着功率半导体厂商提供更多样的开关和器件，再加上新的工业标准将支持更高功率水平的使用，poe技术势必将促进新一代应用的出现。
poe(poweroverethernet，以太网供电技术)是在不改变现有网络架构的情况下，通过以太网，对连接的网络终端设备(无线ap、ipphone、门禁、ipcamera等)进行远程供电的方法，使得施工人员不必要为每台终端设备单独部署供电系统，能够极大地减少部署终端设备的布线和管理成本，推动了相关领域的发展。目前市场上的poe供电设备都没有实现接入智能布线管理系统，且设备内部无法实现输入端口检测。
因此，有必要提出一种新的poe供电设备，以克服传统技术的缺陷。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题是提供一种基于rs485的poe供电设备及其控制方法，可以接入智能布线管理系统，实现远程管理功能，且可以进行输入端口检测，智能控制poe输出端口状态，从而实现闭环控制。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种基于rs485的poe供电设备，包括mcu主控制单元、电源系统单元、总功率检测单元、rs485总线接口单元、rj45网络输入端口检测单元、状态输出单元、按键输入单元、poe端口控制输出单元、温度采集单元、风扇控制单元；所述电源系统单元、总功率检测单元、rs485总线接口单元、rj45网络输入端口检测单元、状态输出单元、按键输入单元、poe端口控制输出单元、温度采集单元、风扇控制单元均与所述mcu主控制单元电性结合；所述mcu主控制单元通过所述rs485总线接口单元接入外部智能网络管理系统，接收配置信息并上传设备状态；所述mcu主控制单元检测rj45网络输入端口检测单元网络接入状态，然后控制poe端口控制输出单元的输出，同时mcu主控制单元通过总功率检测单元校对poe端口控制输出单元输出的端口打开与关闭后系统总功率的变化，当出现不致时，产生报警信息。
作为一种优选的技术方案，所述rj45网络输入端口检测单元包括水晶头是否插入的触点开关检测电路以及第九针接口；所述第九针接口用于实现电子配线架中的双配功能，在与外部电子配线架连接时，通过所述第九针接口实现通道连接功能检测信号。
作为一种优选的技术方案，本发明的一种基于rs485的poe供电设备，还包括声光报警模块，所述声光报警模块与所述mcu主控制单元电连接。
作为一种优选的技术方案，所述电源系统单元包括开关电源系统，第一电路部分及第二电路部分；其中，所述开关电源系统将ac转为dc48v；所述第一电路部分将dc48v转为dc12v；所述第二电路部分将dc12v转为dc3.3v；所述开关电源系统与所述poe端口控制输出单元电连接；所述第一电路部分与所述风扇控制单元电连接；所述第二电路部分为所述mcu主控制单元供电。
作为一种进一步优选的技术方案，所述总功率检测单元包括检测所述开关电源系统输出的总电流和直流电压的检测部。
作为一种优选的技术方案，所述状态输出单元包括液晶显示屏，指示灯，以及声音报警电路部分。
作为一种优选的技术方案，所述poe端口控制输出单元包含多个支持ieee802.3at标准的四端口pse控制芯片及相关外围电路；所述poe端口控制输出单元用于控制每个端口的poe电源输出并输出电源。
作为一种优选的技术方案，所述按键输入单元包括多个带led灯的触摸式电容开关按键；所述按键输入单元为用户调试输入部分，按键输入单元用于切换查看每个端口的输出电压和电流，端口的工作状态，配置端口输出的优先级。
本发明的一种基于rs485的poe供电设备改变了poe供电设备只提供poe电源输出功能，并增加了通过rs485总线协议接入智能布线管理系统，实现远程智能管理，且设备内部可以实现检测网络端口接入状态和智能管理poe端口输出状态，从而实现闭环控制。本发明的主要是优点是可直接当作电子配线架，又可以远程管理，而且设备内部采用智能闭环控制，节约能源，也更加安全。
本发明针对上述基于rs485的poe供电设备，还公开了其控制方法，包括以下步骤：s1、mcu主控制单元通过rs485总线接口单元采用中断方式接收智能网络管理系统下发的数据；s2、mcu主控制单元通过循环扫描查询方式，检查接收数据缓冲数组是否收到一个完整的数据包，如果是，更改相互的配置信息；s3、mcu主控制单元循环扫描rj45网络输入端口检测单元的端口状态，判断rj45网络输入端口检测单元是否有水晶头插入；s4、根据系统配置信息，水晶头未插入时，即设备未接入网络时，是否允许poe端口控制输出单元输出电源；如果是，poe端口控制输出单元是否输出电源由负载是否满足poe功能而确定；如果否，mcu主控制单元关闭poe端口控制输出单元输出电源；s5、在poe端口控制输出单元的状态发生变化时，mcu主控制单元读取总功率检测单元的变化；s6、当mcu主控制单元检测到关闭poe输出电源总功率未下降、或增加poe端口输出电源总功率未增加时，产生报警信息并报警；s7、当mcu主控制单元检测到负载消耗的总功率超过系统配置的安全供电总功率时，主动关闭低优先级的poe输出端口，产生报警信息并报警。
作为一种优选的技术方案，所述步骤s1还包括设置一个循环数据组缓冲池，所述循环数据组缓冲池大于一个完整数据包的大小；mcu主控制单元接收智能网络管理系统下发的数据后，存储于所述循环数据组缓冲池，循环扫描数据完成标志与数据循环覆盖。
本发明的一种基于rs485的poe供电设备属于供电设备，也就是在传统以太网交换机和终端设备之间的中跨设备，经过本发明的poe供电设备的网线除了具有数据传输功能以外，还能进行电力输出，可以为受电设备端提供最高30w的电力，遵循ieee802.3af和ieee802.3at供电标准。本发明的一种基于rs485的poe供电设备及其控制方法，可通过rs485总线接入智能网络管理系统，实现远程智能管理，对poe设备的rj45输入端口检测与poe输出功能控制管理；且设备内部可以实现检测网络端口接入状态和智能管理poe端口输出状态，从而实现闭环控制，poe设备检测rj45输入端口无水晶头插入时，根据配置自动断电该通道的poe输出功能，poe设备智能检测系统总功率和各端口输出功率一致性，当出现异常时，产生报警输出。
附图说明
图1为本发明一种基于rs485的poe供电设备的系统框图。
具体实施方式
下面结合附图，详细说明本发明一种基于rs485的poe供电设备的具体结构及其控制方法。
如图1所示，本发明的一种基于rs485的poe供电设备，包括mcu主控制单元100、电源系统单元110、总功率检测单元120、rs485总线接口单元130、rj45网络输入端口检测单元140、状态输出单元150、按键输入单元160、poe端口控制输出单元170、温度采集单元180、风扇控制单元190。电源系统单元110、总功率检测单元120、rs485总线接口单元130、rj45网络输入端口检测单元140、状态输出单元150、按键输入单元160、poe端口控制输出单元170、温度采集单元180、风扇控制单元190均分别与所述mcu主控制单元100电连接。所述mcu主控制单元100通过所述rs485总线接口单元130接入外部智能网络管理系统，接收配置信息并上传设备状态；所述mcu主控制单元100检测rj45网络输入端口检测单元140的网络接入状态，然后控制poe端口控制输出单元170的输出，同时mcu主控制单元100通过总功率检测单元120校对poe端口控制输出单元170输出的端口打开与关闭后系统总功率的变化，当出现不致时，产生报警信息。其中，mcu主控制单元100可以采用超低耗msp430系列的单片机，是各个模块中央控制单元。
在本实施例中，所述rj45网络输入端口检测单元140包括水晶头是否插入的触点开关检测电路以及第九针接口；所述第九针接口用于实现电子配线架中的双配功能，在与外部电子配线架连接时，通过所述第九针接口实现通道连接功能检测信号。rj45网络输入端口检测单元140主要包括spi接口的i/o口扩展芯片，其中12路i/o端口采用矩阵式结构，实现了rj45网络输入端口中有水晶对插时的开关信号检测、24路双配时信号通道，以及24个rj45网络输入端口有水晶头插入时的led状态指示。
本发明的一种基于rs485的poe供电设备，报警方式包括设备内的声光报警和立即上传到智能网络管理系统中的报警数据，因此还包括声光报警模块，该声光报警模块与mcu主控制单元100电连接。
本实施例的一种基于rs485的poe供电设备，电源系统单元110包含ac转48vdc输出的开关电源系统、48vdc转12vdc供风扇使用的第一电路部分、12vdc转3.3vdc的第二电路部分；48vdc电源主要给poe输出端口供电；12vdc电源主要给散热风扇供电；3.3vdc电源主要给msp430主控制芯片及poe输出控制芯片供电。所述系统总功率检测单元120包括48vdc电源中的总电流检测和48vdc电压，mcu主控制单元100采用康铜丝采样系统消耗的总电流和采用分压电路检测48vdc直流电压的变化。
在本实施例中，rs485总线接口单元130主要由max485芯片及其周围元件组成的电路，用于实现与rs485总线上的设备通信。
在本实施例中，状态输出单元150包括包括液晶显示屏，指示灯，以及声音报警电路部分。液晶显示屏为3.2寸支持usart的液晶模块，指示灯为24个poe端口输出电源时led指示灯，mcu主控制单元100通过uart接口控制液晶模块的显示内容，poe端口输出电源时led指示灯是由poe端口控制输出单元170中的poe芯片直接控制。
在本实施例中，poe端口控制输出单元170包含多个支持ieee802.3at标准的四端口pse控制芯片及相关外围电路；所述poe端口控制输出单元用于控制每个端口的poe电源输出并输出电源。poe端口控制输出单元170主要包括支持i2c协议的4路poe输出功能的芯片，mcu主控制单元100通过i2c协议读取芯片状态寄存器中输出电压和电流等信息，并配置其芯片中寄存器控制端口的输出功能，从而实现对poe输出开与关的功能。
在本实施例中，按键输入单元160包括多个带led灯的触摸式电容开关按键；所述按键输入单元为用户调试输入部分，按键输入单元用于切换查看每个端口的输出电压和电流，端口的工作状态，配置端口输出的优先级。具体的，按键输入单元160可以为14个带led灯的触摸式电容开关按键，mcu主控制单元100循环扫描按键变化，当检测到有效按键，调用相关程序，执行某项功能。
在本实施例中，所述温度采集单元180为一贴片式温度传感器芯片，布放在发热量最高的芯片周围，mcu主控制单元100通过single-line接口读取温度传感器检测到的周边环境温度。所述风扇控制单元190为一模拟开关芯片，用于控制散热风扇的启停，散热风扇采用12vdc电源供电。
本发明的一种基于rs485的poe供电设备改变了poe供电设备只提供poe电源输出功能，并增加了通过rs485总线协议接入智能布线管理系统，实现远程智能管理，且设备内部可以实现检测网络端口接入状态和智能管理poe端口输出状态，从而实现闭环控制。本发明的主要是优点是可直接当作电子配线架，又可以远程管理，而且设备内部采用智能闭环控制，节约能源，也更加安全。
本发明还提供了一种基于rs485的poe供电设备的控制方法，包括以下步骤：s1、mcu主控制单元通过rs485总线接口单元采用中断方式接收智能网络管理系统下发的数据；s2、mcu主控制单元通过循环扫描查询方式，检查接收数据缓冲数组是否收到一个完整的数据包，如果是，更改相互的配置信息；s3、mcu主控制单元循环扫描rj45网络输入端口检测单元的端口状态，判断rj45网络输入端口检测单元是否有水晶头插入；s4、根据系统配置信息，水晶头未插入时，即设备未接入网络时，是否允许poe端口控制输出单元输出电源；如果是，poe端口控制输出单元是否输出电源由负载是否满足poe功能而确定；如果否，mcu主控制单元关闭poe端口控制输出单元输出电源；s5、在poe端口控制输出单元的状态发生变化时，mcu主控制单元读取总功率检测单元的变化；s6、当mcu主控制单元检测到关闭poe输出电源总功率未下降、或增加poe端口输出电源总功率未增加时，产生报警信息并报警；s7、当mcu主控制单元检测到负载消耗的总功率超过系统配置的安全供电总功率时，主动关闭低优先级的poe输出端口，产生报警信息并报警。
作为优化方案，所述步骤s1还包括设置一个循环数据组缓冲池，所述循环数据组缓冲池大于一个完整数据包的大小；mcu主控制单元接收智能网络管理系统下发的数据后，存储于所述循环数据组缓冲池，循环扫描数据完成标志与数据循环覆盖。通过设有一个远大于最长长度一个完整数据包的循环数据组缓冲池，用于接收智能网络管理系统下发的数据，系统采用循环扫描数据完成标志与数据循环覆盖的模式，保证数据不丢失、不溢出。
本发明的一种基于rs485的poe供电设备属于供电设备，也就是在传统以太网交换机和终端设备之间的中跨设备，经过本发明的poe供电设备的网线除了具有数据传输功能以外，还能进行电力输出，可以为受电设备端提供最高30w的电力，遵循ieee802.3af和ieee802.3at供电标准。本发明的一种基于rs485的poe供电设备及其控制方法，可通过rs485总线接入智能网络管理系统，实现远程智能管理，对poe设备的rj45输入端口检测与poe输出功能控制管理；且设备内部可以实现检测网络端口接入状态和智能管理poe端口输出状态，从而实现闭环控制，poe设备检测rj45输入端口无水晶头插入时，根据配置自动断电该通道的poe输出功能，poe设备智能检测系统总功率和各端口输出功率一致性，当出现异常时，产生报警输出。
以上仅为本发明实施案例而已，并不用于限制本发明，但凡本领域普通技术人员根据本发明所揭示内容所作的等效修饰或变化，皆应纳入权利要求书中记载的保护范围内。也即，以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内，本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。