多功能poe檢測儀及其網絡檢測方法、poe檢測方法
【技術領域】
[0001 ]本發明涉及POE檢測技術領域，尤其涉及一種多功能POE檢測儀及其網絡檢測方法、POE檢測方法。
【背景技術】
[0002]POE (Power Over Ethernet)指的是在現有的以太網Cat.5布線基礎架構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、無線局域網接入點AP、網絡攝像機等)傳輸數據信號的同時，還能為此類設備提供直流供電的技術。POE也被稱為基于局域網的供電系統(POL, Power over LAN )或有源以太網(Active Ethernet)，有時也被簡稱為以太網供電，這是利用現存標準以太網傳輸電纜的同時傳送數據和電功率的最新標準規范，并保持了與現存以太網系統和用戶的兼容性。
[0003]POE技術由于其易安裝、易管理、簡便性、安全性、穩定性、可擴展性和利舊原則，在家庭應用、無線建網、安全防護、建筑物管理、零售、娛樂等領域，都具有巨大的應用前景，并推動了相關領域的發展。尤其是POE Plus增強技術的進一步推進，相信會在相關領域引起一場變革。
[0004]雖然POE的應用越來越廣泛，但現有技術中尚未出現針對POE布網進行有效檢測的設備，POE供電標準檢測、POE交換機帶載能力檢測、網絡檢測均無法便捷有效的進行，造成目前市場中山寨POE交換機泛濫，POE供電產品不規范等問題。

【發明內容】

[0005]為解決上述技術問題，本發明提出一種多功能POE檢測儀及其網絡檢測方法、POE檢測方法，該多功能POE檢測儀在集成了 POE負載測試功能的基礎上，還集成了網口檢測的功能。
[0006]本發明采用的技術方案是，設計一種多功能POE檢測儀，包括:殼體和設于殼體內的多功能POE檢測電路，該多功能POE檢測電路包括:單片機電路，分別與單片機電路連接的受電電路和網絡檢測電路，給單片機電路、受電電路及網絡檢測電路供電的電源電路。
[0007]單片機電路包括AVR單片機、與AVR單片機雙向通信的ISP接口、接收AVR單片機信號的顯示裝置。
[0008]受電電路包括接收AVR單片機信號的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電路信號的電阻負載和指示裝置、與ro電路連接的RJ45接口。
[0009 ]網絡檢測電路包括與AVR單片機雙向通信的以太網電路、與以太網電路雙向通信的網絡變壓器、與網絡變壓器連接的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，降壓電路分別連接至AVR單片機、AF/AT切換繼電器、以太網電路及與門電路供電。
[0011]其中，ro電路和網絡變壓器連接至同一 RJ45接口上。
[0012]較優的，單片機電路還包括與AVR單片機雙向通信的時鐘電路、分別與AVR單片機和以太網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單片機的中斷引腳。
[0013]以太網電路通過SPI接口與AVR單片機雙向通信。
[0014]顯示裝置為LCD顯示屏和發光燈，指示裝置為指示燈。
[0015]指示燈包含藍燈、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，殼體上設有與IXD顯示屏、發光燈及指示燈分別配合的安裝口。
[0016]在一實施例中，AVR單片機采用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]本發明還提供了一種上述多功能POE檢測儀的網絡檢測方法，包括以下步驟:
步驟110、通過RJ45接口連接檢測儀與待測網絡設備，按動按鍵向AVR單片機輸入準備網絡測試指令；
步驟120、AVR單片機通過以太網電路修改檢測儀的IP地址與待測網絡設備的IP地址為一樣，再修改檢測儀的網關與待測網絡設備的網關一樣；
步驟130、再按動按鍵向AVR單片機輸入確認網絡測試指令，AVR單片機通過網絡變壓器嘗試與待測網絡設備進行連接，以太網電路接收網絡變壓器發送的數據包并進行分析，AVR單片機接收以太網電路的分析結果，AVR根據分析結果控制LCD顯示屏和發光燈進行不同的顯不O
[0018]本發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，AF/AT切換繼電器默認為AF模式時，H)電路默認為IEEE802.3AF標準的受電端，當AF/AT切換繼電器為AT模式時，H)電路切換為IEEE802.3AT標準的受電端；
步驟220、按動按鍵向AVR單片機輸入切換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交換機的PSE設備給H)電路進行供電，H)電路將電量送至電阻負載及指示燈處，AVR單片機通過AF/AT切換繼電器接收H)電路的數據信號，并控制LCD顯示屏顯示供電參數。
[0019]與現有技術相比，本發明的受電電路兼容IEEE802.3AF/AT標準，可判斷POE供電設備的供電標準，受電電路內連接有電阻負載，可進行POE交換機的帶載能力檢測，本發明的網絡檢測電路兼容ICMP、ARP等通用協議，適用于各種端對端設備的網絡檢測，使用時可將本發明安裝至一殼體內，形成手持式檢測設備，不僅便攜性能好，又能快捷的完成POE各項性能檢測。
【附圖說明】
[0020]下面結合實施例和附圖對本發明進行詳細說明，其中:
圖1是檢測儀的電路結構示意圖；
圖2是單片機電路的連接示意圖；
圖3是單片機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是網絡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是電源電路中開關的連接示意圖；
圖8是檢測儀的正面結構示意圖；
圖9是網絡測試的流程示意圖；
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。
【具體實施方式】
[0021]如圖1所示，本發明提出的多功能POE檢測儀，包括:殼體和設于殼體內的多功能POE檢測電路。該多功能POE檢測電路包括:單片機電路，分別與單片機電路連接的受電電路和網絡檢測電路，給單片機電路、受電電路及網絡檢測電路供電的電源電路。
[0022 ] 如圖2、3所示，單片機電路包括:AVR單片機110、與AVR單片機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110通過ISP接口 111進行單片機程序的燒錄和調試。在本實施例中，顯示裝置為LCD顯示屏109和指示燈108，AVR單片機110控制IXD顯不屏109和發光燈108顯不系統運彳丁的狀態。
[0023]單片機電路:還包括與AVR單片機雙向通信的時鐘電路105、分別與AVR單片機110和以太網電路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110的中斷引腳，AVR單片機通過按鍵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標準的受電分級)，通過檢測PSE的多次供斷電，得出當前PSE的功率及電平。
[0025]本發明的POE系統檢測模塊的設計思路是根據以太網供電工作過程來涉及的。當在一個網絡中布置POE系統時，POE系統的工作過程如下所示:
1、檢測:一開始，POE系統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標準的受電端設備(H)端設備)；
2、Η)端設備分類:當檢測到受電端設備之后，POE系統可能會為PD端設備進行分類，并且評估此ro端設備所需的功率損耗；
3、開始供電:在一個可配置時間(一般小于15ys)的啟動期內，POE系統的供電設備(PSE設備)開始從低電壓向ro端設備供電，直至提供48V的直流電源；
4、供電:為ro端設備提供穩定可靠48V的直流電，滿足ro端設備不越過15.4W的功率消耗；
5、斷電:若ro端設備從網絡上斷開時，PSE設備就會快速地(一般在300?400ms之內)停止為ro端設備供電，并重復檢測過程以檢測線纜的終端是否連接了 ro端設備。
[0026]標準的五類網線有四對雙絞線，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，應用空閑腳供電時，4、5腳連接為正極，7、8腳連接為負極。應用數據腳供電時，將DC電源加在傳輸變壓器的中點，不影響數據的傳輸。在這種方式下線對1、2和線對3、6可以為任意極性。
[0027]標準不允許同時應用以上兩種情況。電源提供設備PSE設備只能提供一種用法，但是電源應用設備PD端設備必須能夠同時適應兩種情況。該標準規定供電電源通常是48V、13W的。H)端設備提供48V到低電壓的轉換是較容易的，但同時應有1500V的絕緣安全電壓。
[0028]Linear(凌力爾特)公司的型號為LT4275的產品是一個引腳兼容IEEE 802.3系列和LTPoE++的供電設備(PD)控制器。型號為LT4275的供電設備控制器內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，并簡化散熱設計。啟動時的浪涌電流是可調的(通過一個外部電容)。該供電設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。
[0029]在本實施例中，ro電路(LT4275A/LT4275B)驅動一個單一的光電耦合器，以指示連接的PSE設備的功率電平。引腳可選，支持非標準的低電壓操作。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。電阻負載114是受電電路的純電阻性負載，以實現POE交換機的帶載能力檢測。檢測POE供電設備時，通過網線將待測設備連接到RJ45接口 118，由POE供電設備給受電電路提供37?56V的直流。
[0030]如圖5所示，網絡檢測電路:包括與AVR單片110雙向通信的以太網電路117、與以