一种检测远端网络设备状态的电路及其方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种检测网络设备状态的电路及其方法，特别是涉及一种检测远端网络设备状态的电路及其方法。
【背景技术】
[0002]随着物联网的到来，很多设备都具备了数据通信的能力，但是在实际使用中很多设备都没有上电工作，造成电力资源的极大浪费。
[0003]目前，常规的网络端口设计为相应的PHY(物理层)的芯片通过网络变压器隔离连接到RJ45后通过网线连接到其他的网络接口远端网络设备，如图1所示，Ul为本地设备PHY(物理层)芯片，Tl为网络变压器，J1 一般为RJ45网络接口，PHY芯片Ul的差分接收端RX+/RX-分别连接网络变压器的1/3脚，PHY芯片Ul的差分发射端TX+/TX-分别连接网络变压器的4/6脚，差分接收端RX+/RX-经网络变压器TI后从共模抑制端12/11分别连接网络接口 JI的I/2脚，差分发射端TX+/TX-经网络变压器Tl后从共模抑制端9/7分别连接网络接口 Jl的4/7脚。
[0004]上述网络端口的设计具有如下缺点:现有本地设备的网络端口不能检测通信的端口是否有挂载远端网络设备或当前远端网络设备是否存在数据通信，造成资源的极大浪费。
【发明内容】
[0005]为克服上述现有技术存在的不足，本发明之目的在于提供一种检测远端网络设备状态的电路及其方法，通过在网络和变压器之间增加一个模拟开关来控制主要信号通路和管理线路切换，当正常工作时，开关模块置位在主电路上，产品正常工作实现正常的数据通信，可以实现远端网络设备的连接检测以及远端网络设备是否处于通信状态的检测。
[0006]为达上述目的，本发明提出一种检测远端网络设备状态的电路，包括网络PHY电路及网络接口，该检测远端网络设备状态的电路还包括:
[0007]数模转换电路，用于接收控制电路的指令以产生电压脉冲；
[0008]模数转换电路，将该数模转换电路输出的经过网络线路、网络接口及远端网络设备衰减的电压脉冲转换为数字信号传至控制电路；
[0009]双刀双掷开关，根据控制电路的控制信号选择接通该网络PHY电路或该数模转换电路与模数转换电路；
[0010]侦测单元，连接控制电路及该双刀双掷开关的公共端，以在该控制电路的控制下检测网络线路上的信号并反馈至控制电路；
[0011]控制电路，根据该模数转换电路的输出确定是否有连接远端网络设备，根据确定结果控制通过该网络接口发出链路脉冲信号，根据该侦测单元检测的信号控制该双刀双掷开关的接通和断开，以实现主要信号通路和通道管理线路的切换控制。
[0012]进一步地，在该控制电路的控制下，该双刀双掷开关的输出端连接至该网络PHY电路的网络变压器的接收端或连接该数模转换电路的输出端及该模数转换电路的同相输入端。
[0013]进一步地，一电阻连接在该模数转换电路的同相输入端和反相输入端之间。
[0014]进一步地，该控制电路首先控制该双刀双掷开关接通该模数转换电路与数模转换电路，并于本地设备上电复位后，由该控制电路控制该数模转换电路在特定的时间间隙发出该电压脉冲以检测是否存在远端网络设备。
[0015]进一步地，该控制电路在该数模转换电路发出检测电压脉冲时获得该模数转换电路的电阻上的压降，通过计算获得网络线路上的电流，根据该电流值与一预设值的比较结果判断是否存在远端网络设备。
[0016]进一步地，若检测到有连接远端网络设备时，该控制电路通过网络接口每隔一段时间发出一个链路脉冲信号，并由该侦测单元检测该网络线路上的信号，于检测到的信号为远端网络设备的链路脉冲信号时，该控制电路发出该双刀双掷开关的切换控制信号，控制该双刀双掷开关接通该网络PHY电路。
[0017]进一步地，若检测到远端无连接设备或该侦测单元未侦测到远端网络设备的链路脉冲信号时，该控制电路发出本地设备的节能信号以使本地设备对应端口工作在低耗电的模式下。
[0018]进一步地，该电压脉冲的幅度取决于线路长度和该模数转换电路的分辨率和远端网络设备的最高输入电压。
[0019]为达到上述目的，本发明还提供一种检测远端网络设备状态的方法，包括如下步骤:
[0020]步骤一，数模转换电路在控制电路的控制下产生电压脉冲；
[0021]步骤二，控制电路获取模数转换电路的输出以确定是否有连接远端网络设备，并根据确定结果控制通过该网络接口发出链路脉冲信号；
[0022]步骤三，利用侦测单元检测网络线路上的信号并反馈至控制电路；
[0023]步骤四，控制电路根据该侦测单元检测的信号控制该双刀双掷开关的接通和断开
[0024]进一步地，于步骤四中，若侦测单元检测到远端网络设备的链路脉冲信号时，该控制电路控制该双刀双掷开关切换为主信号通路;若侦测单元未检测到远端网络设备的链路脉冲信号时，该控制电路控制该双刀双掷开关切换为通道管理线路。
[0025]与现有技术相比，本发明一种检测远端网络设备状态的电路及其方法通过在网络接口和网络PHY电路之间增加一双刀双掷开关，并通过控制电路根据对远端网络设备的状态的检测结果控制该双刀双掷开关的接通和断开，以控制主要信号通路和通道管理线路切换，实现了远端网络设备的连接检测以及远端网络设备是否处于通信状态的检测，可在远端网络设备断开时，使本地设备对应端口工作在低耗电的模式下，降低了电路的功耗。
【附图说明】
[0026]图1为常规的网络端口连接示意图；
[0027]图2为本发明一种检测远端网络设备状态的电路之较佳实施例的电路结构图；
[0028]图3为本发明一种检测远端网络设备状态的方法的步骤流程图。
【具体实施方式】
[0029]以下通过特定的具体实例并结合【附图说明】本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其它优点与功效。本发明亦可通过其它不同的具体实例加以施行或应用，本说明书中的各项细节亦可基于不同观点与应用，在不背离本发明的精神下进行各种修饰与变更。
[0030]图2为本发明一种检测远端网络设备状态的电路之较佳实施例的电路结构图。如图2所示，本发明一种检测远端网络设备状态的电路包括数模转换(D/A)电路10、双刀双掷开关20、模数转换(A/D)电路30、侦测单元40、控制电路50、网络PHY电路60及网络接口 Jl。
[0031]其中网络PHY电路60及网络接口Jl(通常为RJ45接口)为本地设备原有电路，在此不予赘述;数模转换(D/A)电路10，用于接收控制电路50的指令按特定时隙产生一定幅度的电压脉冲，该电压脉冲的幅度取决于线路长度和模数转换(A/D)电路30的分辨率和最高输入电压，较佳的可取3-10V;双刀双掷开关20可为一可控模拟开关或高速数字开关，用于根据控制电路50的控制信号选择接通网络PHY电路60或模数转换(A/D)电路30与数模转换电路10;模数转换(A/D)电路30，其输入端口连接一特定电阻，该电阻取值取决于线路长度和数模转换(D/A)电路30输出的脉冲电压的幅度，用于将数模转换(D/A)电路20输出的经过网络线路(例如网线)、网络接口(例如RJ45接口)及远端网络设备的网络变压器衰减的脉冲电压转换为数字信号，并将结果传输至控制电路50;侦测单元40，用于在控制电路50的控制下检测网络线路上的状态并反馈至控制电路;控制电路50，用于控制数模转换电路10发出电压脉冲，根据模数转换电路30的输出确定是否有连接远端网络设备，并根据确定结果控制通过该网络接口发出链路脉冲信号，根据侦测单元40检测的信号控制该双刀双掷开关20的接通和断开，以实现主要信号通路和通道管理线路的切换控制，在本发明中，该主要信号通路即通过双刀双掷开关20提供网络PHY电路60通过网络接口与远端网络设备通信的信号通路，通道管理线路即通过双刀双掷开关20连接数模转换电路及模数转换电路的通路，在本发明中，控制电路50可为专用集成电路(ASIC)、可编程阵列或MCU。
[0032]具体地说，控制电路50的一端(通用输入输出口 GP103/4)连接至侦测单元50的一路端口(U2的1/2端)，侦测单元40的另一路端口(U2的3/4端)连接至网络接口 Jl接收端(2/1脚)和双刀双掷开关20的两个公共端(SWl的4/3脚)，双刀双掷开关20的一路输出端(SWl的2/1脚)连接至网络PHY电路60的网络变压器的接收端(Tl的10/12脚，反相端RXl-/同相端RXI +);控制电路50的一路输出(通用输入输出口 GP102)连接至数模转换(D/A)电路1的输入端，数模转换(D/A)电路10的输出端连接至双刀双掷开关20的另一路输出(每路两个输出)之一(SWl的6脚)，双刀双掷开关20的另一路输出(每路两个输出)之二(SWl的5脚)连接至模数转换(A/D)电路10的同相输入端(U3之2脚，同相输入端A+)，电阻Rl并联连接在模数转换(A/D)电路30的同相输入端和反相输入端(U3之I脚，反相输入端A-，一般为地)之间，模数转换(A/D)电路30的输出端(U3之3脚，数字输出端D)连接至控制电路50的输入端(通用输入输出口 GP101);控制电路50的第三输出端(未示出)还连接至双刀双掷开关20的控制端(图中未示出)。
[0033]当本地设备上电复位后，控制电路50控制数模转换电路10在特定的时间间隙中发出电压脉冲以检测是否存在远端网络设备，当检测到本地端口有连接远端网络设备时，控制电路50通过网络接口每隔一段时间(例如16ms)发出一个链路脉冲信号，若存在上电的远端网络设备，则本地设备和远端网络设备会根据网络协议建立数据链路，当数据建立连接后，控制电路50控制双刀双掷开关20经RJ45接口(网络接口)接通本地网络PHY电路60和远端网络设备，也就是说，本地网络PHY电路60和远端网络设备建立数据链接后在主要信号通路(网络接口 RJ45的1/2脚)的数据上会出现连续的数据信号，本发明通过侦