多功能poe檢測儀及其網(wǎng)絡(luò)檢測方法、poe檢測方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明涉及POE檢測技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種多功能POE檢測儀及其網(wǎng)絡(luò)檢測方法、POE檢測方法。
【背景技術(shù)】
[0002]POE (Power Over Ethernet)指的是在現(xiàn)有的以太網(wǎng)Cat.5布線基礎(chǔ)架構(gòu)不作任何改動的情況下，在為一些基于IP的終端(如IP電話機(jī)、無線局域網(wǎng)接入點(diǎn)AP、網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)等)傳輸數(shù)據(jù)信號的同時，還能為此類設(shè)備提供直流供電的技術(shù)。POE也被稱為基于局域網(wǎng)的供電系統(tǒng)(POL, Power over LAN )或有源以太網(wǎng)(Active Ethernet)，有時也被簡稱為以太網(wǎng)供電，這是利用現(xiàn)存標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)傳輸電纜的同時傳送數(shù)據(jù)和電功率的最新標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，并保持了與現(xiàn)存以太網(wǎng)系統(tǒng)和用戶的兼容性。
[0003]POE技術(shù)由于其易安裝、易管理、簡便性、安全性、穩(wěn)定性、可擴(kuò)展性和利舊原則，在家庭應(yīng)用、無線建網(wǎng)、安全防護(hù)、建筑物管理、零售、娛樂等領(lǐng)域，都具有巨大的應(yīng)用前景，并推動了相關(guān)領(lǐng)域的發(fā)展。尤其是POE Plus增強(qiáng)技術(shù)的進(jìn)一步推進(jìn)，相信會在相關(guān)領(lǐng)域引起一場變革。
[0004]雖然POE的應(yīng)用越來越廣泛，但現(xiàn)有技術(shù)中尚未出現(xiàn)針對POE布網(wǎng)進(jìn)行有效檢測的設(shè)備，POE供電標(biāo)準(zhǔn)檢測、POE交換機(jī)帶載能力檢測、網(wǎng)絡(luò)檢測均無法便捷有效的進(jìn)行，造成目前市場中山寨POE交換機(jī)泛濫，POE供電產(chǎn)品不規(guī)范等問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出一種多功能POE檢測儀及其網(wǎng)絡(luò)檢測方法、POE檢測方法，該多功能POE檢測儀在集成了 POE負(fù)載測試功能的基礎(chǔ)上，還集成了網(wǎng)口檢測的功能。
[0006]本發(fā)明采用的技術(shù)方案是，設(shè)計(jì)一種多功能POE檢測儀，包括:殼體和設(shè)于殼體內(nèi)的多功能POE檢測電路，該多功能POE檢測電路包括:單片機(jī)電路，分別與單片機(jī)電路連接的受電電路和網(wǎng)絡(luò)檢測電路，給單片機(jī)電路、受電電路及網(wǎng)絡(luò)檢測電路供電的電源電路。
[0007]單片機(jī)電路包括AVR單片機(jī)、與AVR單片機(jī)雙向通信的ISP接口、接收AVR單片機(jī)信號的顯示裝置。
[0008]受電電路包括接收AVR單片機(jī)信號的AF/AT切換繼電器、接收AF/AT切換繼電器信號的ro電路、接收ro電路信號的電阻負(fù)載和指示裝置、與ro電路連接的RJ45接口。
[0009 ]網(wǎng)絡(luò)檢測電路包括與AVR單片機(jī)雙向通信的以太網(wǎng)電路、與以太網(wǎng)電路雙向通信的網(wǎng)絡(luò)變壓器、與網(wǎng)絡(luò)變壓器連接的RJ45接口。
[0010]電源電路包括電池、與電池連接的降壓電路、連接在電池與降壓電路之間的開關(guān)，降壓電路分別連接至AVR單片機(jī)、AF/AT切換繼電器、以太網(wǎng)電路及與門電路供電。
[0011]其中，ro電路和網(wǎng)絡(luò)變壓器連接至同一 RJ45接口上。
[0012]較優(yōu)的，單片機(jī)電路還包括與AVR單片機(jī)雙向通信的時鐘電路、分別與AVR單片機(jī)和以太網(wǎng)電路雙向通信的與門電路、與與門電路連接的按鍵，按鍵通過與門電路連接至AVR單片機(jī)的中斷引腳。
[0013]以太網(wǎng)電路通過SPI接口與AVR單片機(jī)雙向通信。
[0014]顯示裝置為LCD顯示屏和發(fā)光燈，指示裝置為指示燈。
[0015]指示燈包含藍(lán)燈、黃燈、綠燈和紅燈，按鍵包含LEFT按鍵、RIGHT按鍵、AF/AT按鍵、BACK按鍵、ENTER按鍵，殼體上設(shè)有與IXD顯示屏、發(fā)光燈及指示燈分別配合的安裝口。
[0016]在一實(shí)施例中，AVR單片機(jī)采用ATmega644-20AU型號的主芯片，AF/AT切換繼電器采用AGQ200A4H型號的松下繼電器，PD電路采用LT4275型號的主芯片，以太網(wǎng)電路采用AX88796C型號的主芯片，降壓電路采用ADP1706型號的主芯片。
[0017]本發(fā)明還提供了一種上述多功能POE檢測儀的網(wǎng)絡(luò)檢測方法，包括以下步驟:
步驟110、通過RJ45接口連接檢測儀與待測網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，按動按鍵向AVR單片機(jī)輸入準(zhǔn)備網(wǎng)絡(luò)測試指令；
步驟120、AVR單片機(jī)通過以太網(wǎng)電路修改檢測儀的IP地址與待測網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的IP地址為一樣，再修改檢測儀的網(wǎng)關(guān)與待測網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的網(wǎng)關(guān)一樣；
步驟130、再按動按鍵向AVR單片機(jī)輸入確認(rèn)網(wǎng)絡(luò)測試指令，AVR單片機(jī)通過網(wǎng)絡(luò)變壓器嘗試與待測網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進(jìn)行連接，以太網(wǎng)電路接收網(wǎng)絡(luò)變壓器發(fā)送的數(shù)據(jù)包并進(jìn)行分析，AVR單片機(jī)接收以太網(wǎng)電路的分析結(jié)果，AVR根據(jù)分析結(jié)果控制LCD顯示屏和發(fā)光燈進(jìn)行不同的顯不O
[0018]本發(fā)明還提供了一種上述多功能POE檢測儀的POE檢測方法，包括以下步驟:
步驟210、通過RJ45接口連接檢測儀與待測POE交換機(jī)，AF/AT切換繼電器默認(rèn)為AF模式時，H)電路默認(rèn)為IEEE802.3AF標(biāo)準(zhǔn)的受電端，當(dāng)AF/AT切換繼電器為AT模式時，H)電路切換為IEEE802.3AT標(biāo)準(zhǔn)的受電端；
步驟220、按動按鍵向AVR單片機(jī)輸入切換AF/AT切換繼電器工作模式指令，選擇AF/AT切換繼電器所處的工作模式；
步驟230、待測POE交換機(jī)的PSE設(shè)備給H)電路進(jìn)行供電，H)電路將電量送至電阻負(fù)載及指示燈處，AVR單片機(jī)通過AF/AT切換繼電器接收H)電路的數(shù)據(jù)信號，并控制LCD顯示屏顯示供電參數(shù)。
[0019]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的受電電路兼容IEEE802.3AF/AT標(biāo)準(zhǔn)，可判斷POE供電設(shè)備的供電標(biāo)準(zhǔn)，受電電路內(nèi)連接有電阻負(fù)載，可進(jìn)行POE交換機(jī)的帶載能力檢測，本發(fā)明的網(wǎng)絡(luò)檢測電路兼容ICMP、ARP等通用協(xié)議，適用于各種端對端設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)檢測，使用時可將本發(fā)明安裝至一殼體內(nèi)，形成手持式檢測設(shè)備，不僅便攜性能好，又能快捷的完成POE各項(xiàng)性能檢測。
【附圖說明】
[0020]下面結(jié)合實(shí)施例和附圖對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明，其中:
圖1是檢測儀的電路結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是單片機(jī)電路的連接示意圖；
圖3是單片機(jī)電路中按鍵的連接示意圖；
圖4是受電電路的連接不意圖； 圖5是網(wǎng)絡(luò)檢測電路的連接示意圖；
圖6是電源電路的連接示意圖；
圖7是電源電路中開關(guān)的連接示意圖；
圖8是檢測儀的正面結(jié)構(gòu)示意圖；
圖9是網(wǎng)絡(luò)測試的流程示意圖；
圖10是睡眠喚醒的流程不意圖；
圖11是POE測試的流程示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]如圖1所示，本發(fā)明提出的多功能POE檢測儀，包括:殼體和設(shè)于殼體內(nèi)的多功能POE檢測電路。該多功能POE檢測電路包括:單片機(jī)電路，分別與單片機(jī)電路連接的受電電路和網(wǎng)絡(luò)檢測電路，給單片機(jī)電路、受電電路及網(wǎng)絡(luò)檢測電路供電的電源電路。
[0022 ] 如圖2、3所示，單片機(jī)電路包括:AVR單片機(jī)110、與AVR單片機(jī)1雙向通信的ISP接口 111、接收AVR單片110信號的顯示裝置，AVR單片機(jī)110通過ISP接口 111進(jìn)行單片機(jī)程序的燒錄和調(diào)試。在本實(shí)施例中，顯示裝置為LCD顯示屏109和指示燈108，AVR單片機(jī)110控制IXD顯不屏109和發(fā)光燈108顯不系統(tǒng)運(yùn)彳丁的狀態(tài)。
[0023]單片機(jī)電路:還包括與AVR單片機(jī)雙向通信的時鐘電路105、分別與AVR單片機(jī)110和以太網(wǎng)電路117雙向通信的與門電路、與與門電路107連接的按鍵。其中，AVR單片機(jī)110采用ATmega644-20AU型號的主芯片，時鐘電路105由16MHz晶振給AVR單片機(jī)110提供時鐘，按鍵106作為輸入連接到與門電路107，通過與門連接到AVR單片機(jī)110的中斷引腳，AVR單片機(jī)通過按鍵106接收用戶輸入的指令。
[0024]如圖4所示，受電電路包括:接收AVR單片機(jī)110信號的AF/AT切換繼電器112、接收AF/AT切換繼電器112信號的ro電路115、接收ro電路115信號的電阻負(fù)載114和指示裝置、與H)電路115連接的RJ45接口 118。其中，H)電路115采用1^4275型號的主芯片^?/^1'切換繼電器采用AGQ200A4H型號的松下繼電器，AVR單片機(jī)110通過1 口來控制AF/AT切換繼電器112切換H)電路115的受電模式(802.3at標(biāo)準(zhǔn)的受電分級)，通過檢測PSE的多次供斷電，得出當(dāng)前PSE的功率及電平。
[0025]本發(fā)明的POE系統(tǒng)檢測模塊的設(shè)計(jì)思路是根據(jù)以太網(wǎng)供電工作過程來涉及的。當(dāng)在一個網(wǎng)絡(luò)中布置POE系統(tǒng)時，POE系統(tǒng)的工作過程如下所示:
1、檢測:一開始，POE系統(tǒng)在端口輸出很小的電壓，直到其檢測到線纜終端的連接為一個支持IEEE802.3af標(biāo)準(zhǔn)的受電端設(shè)備(H)端設(shè)備)；
2、Η)端設(shè)備分類:當(dāng)檢測到受電端設(shè)備之后，POE系統(tǒng)可能會為PD端設(shè)備進(jìn)行分類，并且評估此ro端設(shè)備所需的功率損耗；
3、開始供電:在一個可配置時間(一般小于15ys)的啟動期內(nèi)，POE系統(tǒng)的供電設(shè)備(PSE設(shè)備)開始從低電壓向ro端設(shè)備供電，直至提供48V的直流電源；
4、供電:為ro端設(shè)備提供穩(wěn)定可靠48V的直流電，滿足ro端設(shè)備不越過15.4W的功率消耗；
5、斷電:若ro端設(shè)備從網(wǎng)絡(luò)上斷開時，PSE設(shè)備就會快速地(一般在300?400ms之內(nèi))停止為ro端設(shè)備供電，并重復(fù)檢測過程以檢測線纜的終端是否連接了 ro端設(shè)備。
[0026]標(biāo)準(zhǔn)的五類網(wǎng)線有四對雙絞線，但是在1M BASE-T和100M BASE-T中只用到其中的兩對。IEEE80 2.3af允許兩種用法，應(yīng)用空閑腳供電時，4、5腳連接為正極，7、8腳連接為負(fù)極。應(yīng)用數(shù)據(jù)腳供電時，將DC電源加在傳輸變壓器的中點(diǎn)，不影響數(shù)據(jù)的傳輸。在這種方式下線對1、2和線對3、6可以為任意極性。
[0027]標(biāo)準(zhǔn)不允許同時應(yīng)用以上兩種情況。電源提供設(shè)備PSE設(shè)備只能提供一種用法，但是電源應(yīng)用設(shè)備PD端設(shè)備必須能夠同時適應(yīng)兩種情況。該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定供電電源通常是48V、13W的。H)端設(shè)備提供48V到低電壓的轉(zhuǎn)換是較容易的，但同時應(yīng)有1500V的絕緣安全電壓。
[0028]Linear(凌力爾特)公司的型號為LT4275的產(chǎn)品是一個引腳兼容IEEE 802.3系列和LTPoE++的供電設(shè)備(PD)控制器。型號為LT4275的供電設(shè)備控制器內(nèi)部電荷栗可以提供一個N溝道MOSFET的解決方案，可以替代更大和更昂貴的P溝道MOSFElMgRDS(ON) MOSFET也大限度地提高了電力傳輸和效率，降低能耗和散熱，并簡化散熱設(shè)計(jì)。啟動時的浪涌電流是可調(diào)的(通過一個外部電容)。該供電設(shè)備控制器還包括一個電源良好輸出，板上簽名電阻器，欠壓閉鎖和熱保護(hù)。
[0029]在本實(shí)施例中，ro電路(LT4275A/LT4275B)驅(qū)動一個單一的光電耦合器，以指示連接的PSE設(shè)備的功率電平。引腳可選，支持非標(biāo)準(zhǔn)的低電壓操作。輔助功率覆蓋由AUX引腳支持。光電耦合器連接一指示裝置，該指示裝置為狀態(tài)指示燈113，指示燈113顯示PD電路115是工作在AF模式或者AT模式。電阻負(fù)載114是受電電路的純電阻性負(fù)載，以實(shí)現(xiàn)POE交換機(jī)的帶載能力檢測。檢測POE供電設(shè)備時，通過網(wǎng)線將待測設(shè)備連接到RJ45接口 118，由POE供電設(shè)備給受電電路提供37?56V的直流。
[0030]如圖5所示，網(wǎng)絡(luò)檢測電路:包括與AVR單片110雙向通信的以太網(wǎng)電路117、與以