ПИТАЕМОЕ УСТРОЙСТВО, УСТРОЙСТВО С ОБОРУДОВАНИЕМ ДЛЯ СНАБЖЕНИЯ ПИТАНИЕМ, СЕТЕВАЯ СИСТЕМА ПИТАНИЯ ЧЕРЕЗ ETHERNET И СПОСОБЫ ДЛЯ НИХ Российский патент 2020 года по МПК H04L12/10 H04L12/24 H04L12/28 H04L12/40 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к питаемому устройству для приема питания через линию связи, устройству с оборудованием для снабжения питанием для подачи питания через линию связи, сетевой системе питания через Ethernet, способу функционирования питаемого устройства для приема питания через линию связи, способу функционирования устройства с оборудованием для снабжения питанием для подачи питания через линию связи, способу функционирования сетевой системы питания через Ethernet и компьютерной программе для функционирования питаемого устройства для приема питания через линию связи.

Уровень техники

Питание через Ethernet (PoE) описано в стандарте IEEE 802.3af-2003, часть 3: Спецификации способа множественного доступа с контролем передачи и обнаружением коллизий (CSMA/CD) и физического уровня, изменение: Интерфейс, зависящий от питания через среду передачи данных (MDI), в оконечном оборудовании данных (DTE); Компьютерное общество IEEE. С помощью PoE питание подается на отдельное оборудование данных и периферийные устройства (такие как маршрутизаторы, коммутаторы, диспетчеры печати и т.д.) через одно и то же проводное или сетевое соединение, которое уже используется для их соединения с Ethernet. Имеются планы по использованию этого же стандарта для всех видов маломощных нагрузок, таких, например, как осветительное оборудование (датчики, переключатели, источники света и т.д.) или бытовые устройства для развлечения наподобие динамиков, Интернет-радио, DVD-проигрывателей, телевизионных приставок и даже телевизоров. Унификация стандарта IEEE 802.3 продолжается в направлении поддержки уровней мощности, например, вплоть до 100 Вт на соединение Cat5/6.

Системы питания PoE для распределения питания внутри зданий находятся в центре внимания промышленных предприятий, и некоторые определенные аспекты использования этих сетей требуют решения для того, чтобы обеспечить широкое применение этих питаемых постоянным током сетей (так называемых «DC-сетей»). В прошлом, когда стандарт PoE вводился для подачи питания отдельным сетевым устройствам наподобие маршрутизаторов, коммутаторов, диспетчеров печати и т.д., происходила замена маломощных источников питания штепсельного типа ввиду изначально предполагаемых нагрузок, которые уже были снабжены средствами связи и обработки данных.

Как указано выше, примером питаемых устройств могут быть источники света, а также датчики или актюаторы. Как правило, предусмотрены две линии связи между оборудованием для снабжения питанием (PSE) и питаемым устройством (PD). Линия подачи питания устанавливается после обнаружения и классификации. Затем линия данных устанавливается для передачи стандартных данных Ethernet. Обе линии связи совместно используют некоторые компоненты (наподобие трансформатора), но каждый компонент также имеет значительное количество дополнительных компонентов. Для высокомощного полностью управляемого источника света с функциями мониторинга может быть допустимо идти на такие затраты. Кроме того, это является необходимым и разумным для изначального целевого применения PoE, а именно: IP-телефонов и IP-камер.

Тем не менее в новой области применения осветительных систем или аналогичных нагрузочных систем, имеющих очень малые нагрузки с низкими локальными требованиями к вычислениям и связи, иногда затраты вычислительных ресурсов на связь и обработку в сравнении со сложностью нагрузки являются неприемлемыми. Затраты на линию связи могут, таким образом, быть слишком большими для простых детекторов (наподобие датчика внешней освещенности) или ламп, учитывая фактическое использование линии данных. Это в особенности так, когда компоненты, способные передавать данные со скоростью от 10 Мб/с до 1000 Мб/с, установлены в тех случаях, когда требуются лишь единицы битов состояния.

Следовательно, имеется потребность в PD с малозатратными возможностями обмена данными.

US 2006/0168459 A1 раскрывает схему и методику обеспечения обмена данными между устройством подачи питания и питаемым устройством в системе подачи питания через линию связи. Устройство подачи питания, такое как устройство для подачи питания через Ethernet, принимает от питаемого устройства информацию об обнаружении для обнаружения питаемого устройства и информацию о классификации для определения уровня мощности питаемого устройства. Информационная схема может быть предусмотрена для обработки информации, представляемой питаемым устройством, помимо информации об обнаружении и классификации.

US 2007/110360 A1 раскрывает систему и методику подачи питания питаемому устройству (PD) через линию связи, такую как линия Ethernet. Система имеет устройство подачи питания, которое предоставляет питание PD, и средство динамического выделения мощности, которое динамически изменяет мощность, выделяемую PD, в соответствии с задачами PD.

US 7,587,289 B1 раскрывает измерительное устройство, которое может быть закреплено внутри стены и питаться с использованием одного и того же кабеля, по которому передаются сигналы данных. Датчик может быть использован совместно с системой автоматизации здания для обеспечения воздействий окружающей среды, таких как от датчика движения, датчика света и аудиодатчика. Датчик может быть также объединен со светодиодными лампами для обеспечения комбинированного устройства, которое, например, излучает свет при обнаружении движения или других изменениях в окружающей среде.

Раскрытие изобретения

Задача настоящего изобретения состоит в обеспечении улучшенного питаемого устройства для приема питания через линию связи, улучшенного устройства с оборудованием для снабжения питанием для подачи питания через линию связи, улучшенной сетевой системы питания через Ethernet, улучшенного способа функционирования питаемого устройства для приема питания через линию связи, улучшенного способа функционирования устройства с оборудованием для снабжения питанием для подачи питания через линию связи, улучшенного способа функционирования сетевой системы питания через Ethernet и улучшенной компьютерной программы для функционирования питаемого устройства для приема питания через линию связи.

В одном аспекте изобретения предложено питаемое устройство для приема питания через линию связи, причем упомянутое питаемое устройство содержит: блок предоставления информации о классификации, который выполнен с возможностью предоставления информации о классификации упомянутой линии связи в течение фазы классификации упомянутого питаемого устройства; блок датчиков для обнаружения состояния окружающей среды; блок предоставления информации о датчиках, который выполнен с возможностью предоставлять информацию о датчиках, указывающую обнаруживаемое состояние окружающей среды, упомянутому блоку предоставления информации о классификации; при этом упомянутый блок предоставления информации о классификации выполнен с возможностью предоставлять упомянутую информацию о классификации на основе упомянутой информации о датчиках для передачи обнаруживаемого состояния окружающей среды через линию связи.

В данном документе термин «оборудование для снабжения питанием» (PSE) может, например, относиться к DTE или промежуточному устройству, которое представляет питание в одну секции линии (т.е. в участок линии между PSE и PD). Термин «питаемое устройство» (PD) в целом относится к устройству, которое либо передает питание, либо запрашивает питание от PSE. В простом примере линия связи, используемая в данном документе, может представлять собой кабель Ethernet, соединяющий PSE и PD друг с другом.

PSE может быть выполнено с возможностью классификации PD, чтобы позволить реализовать такие функции, как управление нагрузкой. Успешная классификация PD требует: а) успешного обнаружения PD, а затем b) успешной классификации PD. Обычные PD предоставляют информацию, которая позволяет PSE классифицировать их требования к питанию. Информация, отправляемая PD во время цикла классификации, упоминается в данном документе как «информация о классификации». Элемент PD, представляющий информацию о классификации, упоминается как блок предоставления информации о классификации.

«Фаза классификации» относится к периоду времени после обнаружения PD, когда PD может передавать информацию о его классе в PSE. В соответствии с настоящим изобретением, PD может передавать информацию о классе, которая относится не к требованиям к питанию для PD, а к другой информации. В частности, информация может относиться к информации от датчика, обозначаемой в данном документе как «информация о датчиках». Эта информация предоставляется от блока предоставления информации о датчиках. В простом примере блок предоставления информации о датчиках может быть сам датчиком.

Вариант осуществления с полностью совместим с PoE режимом работы подразумевает PD, содержащее датчик (такой, например, как детектор движения (например, пассивный инфракрасный датчик (PIR)), который устанавливает, что не обнаружено никакого перемещения, путем предоставления информации о классе, соответствующей самому низкому классу, и который устанавливает, что перемещение обнаружено, путем предоставления информации о классе, соответствующей более высокому классу. Питание для работы PIR и для получения информации о перемещении/присутствии, может содержаться в батарее или перезаряжаемом источнике энергии в датчике. PD, содержащее датчик, может быть выполнено таким образом, чтобы оно только принимало питание от PSE в течение коротких интервалов времени для перезарядки этой батареи или перезаряжаемого источника энергии, а затем потребляло ток с минимальным значением характеристики мощности (MPS). Как следствие, PD будет выключаться посредством PSE, и будет начинаться следующий цикл взаимодействия. Это также гарантирует, что PSE будет регулярно запрашивать класс, который содержит информацию относительно движения или отсутствия движения. Программно-аппаратное обеспечение в соответствующим образом модифицированном PSE или программное обеспечение в управляющей ведущей системе может быть использовано для применения этой информации и, например, для активации лам в окрестности датчика всякий раз, когда обнаруживается движение.

В одном варианте осуществления упомянутое питаемое устройство дополнительно содержит блок управления током, который выполнен с возможностью управления током, потребляемым упомянутым питаемым устройством в течение упомянутой фазы классификации. В одном примере упомянутый блок управления током может быть цепью управления током, но возможны и другие реализации (такие, например, как регулируемый резистор или т.п.). Управляя током, потребляемым PD в течение фазы классификации, можно изменять информацию о классификации (также упоминаемую как «характеристика классификации») от одного цикла классификации к другому.

В дополнительном варианте осуществления упомянутый блок предоставления информации о классификации выполнен с дополнительной возможностью предоставления упомянутой информации о классификации в течение упомянутой фазы классификации на основе уровня мощности упомянутого питаемого устройства; и в первом режиме упомянутый блок предоставления информации о классификации предоставляет упомянутую информацию о классификации в течение упомянутой фазы классификации на основе уровня мощности упомянутого питаемого устройства; а во втором режиме упомянутый блок предоставления информации о классификации предоставляет упомянутую информацию о классификации в течение упомянутой фазы классификации на основе упомянутого обнаруживаемого состояния окружающей среды. В одном примере упомянутый первый режим соответствует режиму по умолчанию, в котором PD функционирует путем предоставления статичной (т.е. неизменяемой) информации о классе. Как правило, статичная информация о классе должна соответствовать требованиям к питанию для PD. Первый режим может также упоминаться как режим статичного класса. Второй режим может соответствовать фактическому режиму связи, в котором PD передает информацию о датчиках на PSE. Во втором режиме PD функционирует путем предоставления динамической (т.е. потенциально отличающейся от одного цикла классификации к другому) информации о классе. В частности, информация о датчиках может истолкована как динамическая информация о классе. Второй режим может также упоминаться как режим динамического класса.

В дополнительном варианте осуществления в упомянутом первом режиме упомянутый блок предоставления информации о классификации предоставляет упомянутую информацию о классификации на основе заданного уровня мощности упомянутого питаемого устройства. Заданный уровень мощности может быть «номинальным» (средним) уровнем мощности, т.е. уровнем мощности, который датчик потребляет во времени для выполнения его измерения. Исходя из этого уровня, он может изменять его информацию о классе в любом направлении (повышающем и понижающем) для указания события обнаружения.

В дополнительном варианте осуществления в упомянутом первом режиме упомянутый блок предоставления информации о классификации предоставляет упомянутую информацию о классификации на основе максимального уровня мощности упомянутого питаемого устройства.

В дополнительном варианте осуществления упомянутое питаемое устройство выполнено с возможностью функционирования в упомянутом первом режиме в течение первой фазы классификации, соответствующей первому включению упомянутого питаемого устройства. В частности, возможен режим настройки фазы обучения (например, в течение фазы ввода в эксплуатацию), в течение которого, например, идентификатор и тип PD считываются PSE. В течение фазы обучения, например, посредством программно-управляемого выключения питания может выполняться последовательность циклов классификации. В этом отношении может применяться множество «первых включений» перед вхождением в фазу «вторых включений», при этом информация о классификации основана на информации о датчиках. Говоря иначе, в этом варианте осуществления предлагается использовать тот факт, что много датчиков не требуют много мощности, так что датчик просто повышает класс для предоставления дополнительной информации на PSE. Например, PD может потребовать 5 Вт и, следовательно, должно, как правило попадать под класс 2. Указывая более высокий класс, PD может указывать дополнительную информацию для PSE.

В дополнительном варианте осуществления упомянутое питаемое устройство выполнено с возможностью функционирования в упомянутом втором режиме в течение второй фазы классификации, соответствующей второму включению упомянутого питаемого устройства, который следует за упомянутым первым включением. Предполагается, что PD остается включенным (т.е. соединенным с PSE) между первым и вторым включениями.

В дополнительном варианте осуществления упомянутая линия связи соответствует соединению Ethernet.

В дополнительном варианте осуществления упомянутый блок датчиков представляет собой по меньшей мере один из детектора присутствия, датчика внешней освещенности, датчика температуры.

В дополнительном варианте осуществления упомянутое питаемое устройство дополнительно содержит блок памяти, который выполнен с возможностью хранения упомянутой информации о датчиках и информации о позиции битов, причем упомянутая информация о позиции битов содержит информацию о позиции битов в кадре данных. В дополнительном варианте осуществления упомянутый блок памяти содержит энергонезависимую память. В дополнительном варианте осуществления упомянутый блок памяти содержит буферизованную энергозависимую память.

В дополнительном аспекте изобретения предложено устройство с оборудованием для снабжения питанием для подачи питания через линию связи на одно или более питаемых устройств, причем упомянутое устройство с оборудованием для снабжения питанием содержит: блок приема информации о классификации, который выполнен с возможностью приема информации о классификации через упомянутую линию связи из питаемого устройства в течение фазы классификации; и блок извлечения информации о датчиках, который выполнен с возможностью извлечения информации о датчиках, указывающей состояние окружающей среды, обнаруживаемое датчиком питаемого устройства, из упомянутой информации о классификации. В простом примере упомянутый блок приема информации о классификации может быть входным портом PSE. Посредством блока извлечения информации о датчиках PSE может принимать информацию о датчиках из PD через информацию о классе, которая представляется PD после обнаружения. Как пояснено в данном документе, можно избежать сложного интерфейса данных на стороне PD (и/или на стороне PSE).

В дополнительном варианте осуществления упомянутое устройство с оборудованием для снабжения питанием выполнено с возможностью регулировки величины мощности, подаваемой через упомянутую линию связи, на основе упомянутой информации о датчиках. В одном примере PD может сообщать его срок службы PSE, причем мощность PD требуется изменять при приближении к концу срока службы. При обнаружении, что срок службы выше заданного значения, PSE может увеличивать мощность, предоставляемую PD. Например, если PD является лампой, настоящее изобретение, таким образом, гарантирует, что яркость лампы останется постоянной даже при приближении к концу срока службы лампы.

В дополнительном варианте осуществления упомянутое устройство с оборудованием для снабжения питанием выполнено с возможностью выборочного включения упомянутого блока извлечения информации о датчиках, если упомянутое устройство с оборудованием для снабжения питанием обнаруживает изменяющуюся информацию о классификации во времени. В частности, в этом варианте осуществления информация о классификации изменяется на протяжении событий классификации. Если имеются изменения в течение ряда событий, причем эти события происходят во временной последовательности, тогда также возникает и изменение во времени. Следует отметить, что период времени между первым и вторым событиями классификации может отличаться от периода времени между третьим и четвертым событиями классификации. Следует дополнительно отметить, что PSE может использовать время в качестве дополнительного критерия, рассматривая, например, скорость изменения информации о классификации. Другими словами, быстрое изменение информации о классификации может сигнализировать о необходимости проведения более частых измерений. Аналогичным образом скорость изменения может также сигнализировать об уровне важности для PSE. За счет возможности передавать информацию о датчиках, включаемую в характеристику класса, PD выполнено с возможностью изменения информации о классе от одного цикла классификации к другому. PSE, в свою очередь, может быть выполнено с возможностью обнаружения, что информация о классе изменилась, даже несмотря на то, что PD остался соединенным с линией связи. Этим способом PSE может идентифицировать PD с возможностью связи, которое выполнено с возможностью передачи информации о датчиках, заключаемой в информацию о классе. Следовательно, PSE может включать блок извлечения информации о датчиках, только если имеется PD с возможностью связи.

В дополнительном аспекте изобретения предложена сетевая система питания через Ethernet, содержащая: устройство с оборудованием для снабжения питанием в соответствии с настоящим изобретением; питаемое устройство в соответствии с настоящим изобретением; и линию связи, соединяющую упомянутое устройство с оборудованием для снабжения питанием с упомянутым питаемым устройством.

В дополнительном аспекте изобретения предложен способ функционирования питаемого устройства, содержащего блок датчиков, для приема питания через линию связи, причем упомянутый способ содержит этапы, на которых: предоставляют информацию о классификации в упомянутую линию связи в течение фазы классификации упомянутого питаемого устройства; предоставляют информацию о датчиках упомянутому блоку предоставления информации о классификации; при этом в режиме с датчиками упомянутая информация о классификации используется для передачи информации о датчиках через линию связи.

В дополнительном аспекте изобретения предложен способ функционирования устройства с оборудованием для снабжения питанием для подачи питания через линию связи на одно или более питаемых устройств, причем упомянутый способ содержит этапы, на которых: принимают информацию о классификации через упомянутую линию связи из питаемого устройства в течение фазы классификации; извлекают информацию о датчиках, указывающую состояние окружающей среды, обнаруживаемое датчиком питаемого устройства, из упомянутой информации о классификации.

В дополнительном аспекте изобретения предложен способ функционирования сетевой системы питания через Ethernet в соответствии с настоящим изобретением, причем упомянутый способ содержит этапы, на которых: предоставляют информацию о датчиках, указывающую состояние окружающей среды, на упомянутом питаемом устройстве; передают информацию о классификации из упомянутого питаемого устройства на упомянутое устройство с оборудованием для снабжения питанием через упомянутую линию связи в течение фазы классификации упомянутого питаемого устройства; при этом в режиме с датчиками упомянутая информация о классификации используется для передачи упомянутой информации о датчиках; извлекают упомянутую информацию о датчиках из упомянутой информации о классификации в упомянутом оборудовании для снабжения питанием.

В дополнительном аспекте изобретения предложена компьютерная программа для функционирования питаемого устройства для приема питания через линию связи, причем компьютерная программа содержит программное кодовое средство для обеспечения выполнения питаемым устройством в соответствии с настоящим изобретением этапов способа функционирования питаемого устройства в соответствии с настоящим изобретением, когда компьютерная программа выполняется на компьютере, управляющем питаемым устройством.

Должно быть понятно, что питаемое устройство по пункту 1 формулы изобретения, устройство с оборудованием для снабжения питанием по пункту 8 формулы изобретения, сетевая система питания через Ethernet по пункту 11 формулы изобретения, способ функционирования питаемого устройства по пункту 12 формулы изобретения, способ функционирования устройства с оборудованием для снабжения питанием по пункту 13 формулы изобретения, способ функционирования сетевой системы питания через Ethernet по пункту 14 формулы изобретения и компьютерная программа для функционирования питаемого устройства по пункту 15 формулы изобретения имеют аналогичные и/или идентичные предпочтительные варианты осуществления, заданные в зависимых пунктах формулы изобретения.

Должно быть понятно, что предпочтительный вариант осуществления изобретения может быть также любым сочетанием зависимых пунктов формулы изобретения и вышеуказанных вариантов осуществления с соответствующим независимым пунктом формулы изобретения.

Эти и другие аспекты изобретения будут очевидны и пояснены со ссылкой на описанные далее варианты осуществления.

Краткое описание чертежей

На следующих чертежах:

Фиг. 1А показывает типичную схему системы PoE,

Фиг. 1В и 1С показывают основные формы сигналов тока и напряжения питаемого устройства,

Фиг. 2 показывает блок-схему, демонстрирующую взаимодействие PSE и PD,

Фиг. 3 показывает схематически и в качестве примера вариант осуществления питаемого устройства,

Фиг. 4 показывает схематически и в качестве примера вариант осуществления пассивного инфракрасного датчика питаемого устройства с передачей классификации,

Фиг. 5 показывает схематически и в качестве примера вариант осуществления PD, содержащего датчик температуры,

Фиг. 6 и 7 показывают основные формы сигналов для питаемого устройства с Фиг. 4,

Фиг. 8 показывает схематически и в качестве примера вариант осуществления кадра данных, а также идентификацию и передачу данных датчика,

Фиг. 9 показывает схематически и в качестве примера вариант осуществления устройства с оборудованием для снабжением питанием,

Фиг. 10 показывает схематически и в качестве примера вариант осуществления способу функционирования питаемого устройства,

Фиг. 11 показывает схематически и в качестве примера вариант осуществления способа функционирования устройства с оборудованием для снабжением питанием, и

Фиг. 12 показывает схематически и в качестве примере вариант осуществления способ 1200 функционирования сетевой системы питания через Ethernet.

Осуществление изобретения

Фиг. 1А показывает типичную схему системы 100 PoE, содержащей оборудование 110 для снабжения питанием (PSE) и нагрузку 120 PoE, содержащую питаемое устройство (PD) 121. Соединение PoE может быть реализовано посредством так называемого коммутационного кабеля 150₁,..., 150_n между одним из множества выходных разъемов или портов 112₁,..., 112_n PSE 110 и входным разъемом или портом 122₁,..., 122_n PD 121. В системах PoE, как правило, блок 113 подачи питания PSE и блок 123 подачи питания PD, а также блок 114 обработки данных PSE и блок 124 обработки данных PD используют совместно одно и то же соединение 150₁,..., 150_n PoE. В системах с множеством нагрузок каждая нагрузка соединена с одним отдельным выходным портом из множества выходных портов, содержащих с первого порта 112₁ по n-ый порт 112_n PSE 110, в то время как блок 115 управления PSE выполнен с возможностью управления корректным питанием. Таким образом, каждая нагрузка, такая как PD 121, указывает по отдельности способность к приему питания через соединение Ethernet и сообщает по отдельности доступность требуемой мощности на PSE 110. Это требует блока 125 управления PD в каждом PD 121. Со стороны PSE 110 блок 115 управления PSE осуществляет контроль за взаимодействиями на всех портах.

В соответствии со стандартом IEEE 802.3af, PD может быть классифицировано PSE на основе информации о классификации, предоставляемой PD. Предполагается, что за счет классификации PD PSE информируется о максимальной мощности, требуемой PD во время функционирования. Класс 0 является классом по умолчанию для PD. Классы 1-3 могут использоваться для альтернативных сценариев управления мощностью на PSE. Классификация PD основана на мощности. Классификация PD представляет собой максимальную мощность, которую PD будет потреблять при всех входных напряжениях и рабочих режимах. PD возвращает классы 0-3 в соответствии с максимальным потреблением мощности. В частности, этот стандарт требует, чтобы PD предоставлял одну и только одну характеристику классификации в течение классификации. Как следствие, в исходной идее PoE эти данные классификации используются для целей планирования расходов мощности на PSE.

В следующей далее таблице перечислены классификации мощности PD и характеристики классификации (т.е. ток классификации), измеряемые на входном разъеме PD:

Класс Мощность Ток классификации 0 0,44-12,96 Вт 0-4 мА 1 0,44-3,84 Вт 9-12 мА 2 3,84-6,49 Вт 17-20 мА 3 6,49-12,95 Вт 26-30 мА

После фазы питания инициируется новое событие обнаружения и классификации. Одна причина для этого состоит в том, что соединение PoE (например, коммутационный кабель) могло бы быть разъединено от PD и будет соединено с портом Ethernet несовместимого с PoE устройства. За счет инициирования нового события обнаружения и классификации приложение высокого напряжения к несовместимому с PoE устройству предотвращается посредством измерения минимального тока.

В данном документе возможности PoE касательно предоставления данных в течение классификации и прекращения/повторного инициирования соединения используются для установки связи с низкой скоростью передачи данных. В этом связи используется информация, содержащаяся в классификации, в отношении связи с низкой передачей данных через линию PoE. Соответственно, можно избежать дополнительной линии данных или альтернативной схемы связи для линии питания.

Фиг. 1В и 1С показывают основные формы сигналов тока и напряжения I_PD, U_PD питаемого устройства. Если падение напряжение в коммутационном кабеле может быть пренебрежимо мало, эти формы сигналов, как ожидается, будут одинаковыми на стороне PD и на стороне PSE. Учитывая, что PSE инициирует обнаружение и классификацию, можно обычно рассматривать те формы сигналов, которые наблюдаются на стороне PSE.

В течение фазы классификации Δt_c на Фиг. 1В и 1С PD 121 будет предоставлять класс на PSE 110. В соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения, выбор класса не определяется в основном классом мощности PD 121, а вместо этого PD 121 получает конкретную информацию (через датчик, из памяти и т.д.) и выбирает класс согласно этой информации. Установка класса достигается посредством блока управления током, который управляет током I₀,..., I₄, потребляемым PD 121 в течение фазы классификации Δt_c. Поскольку стандарт IEEE 802.3af только предусматривает четыре уровня классификации, форма сигнала тока I₄ характеризует нестандартный ток соответствия выше максимального значения 30 мА. В принципе, токи неподдерживаемых классов могут использоваться для сигнализирования информации на PSE. Следует дополнительно отметить, что стандарты, конечно же, постепенно разрабатываются, и новые уровни, этапы, временные отметки, последовательности и т.д. могут быть использованы для указания дополнительных классов в будущем.

Фиг. 2 показывает блок-схему, демонстрирующую взаимодействие PSE 110 и PD 121. В частности, здесь показана блок-схема функционирования при первом применении. Отсюда следует, что только один результат измерения передается на PSE 110 в течение каждого цикла классификации Δt_c.

В любой момент времени PSE 110 будет начинать обнаружение на конкретном порте (этап 220). PD, соединенное с этим портом (например, PD 121), подтверждает обнаружение с использованием демонстрации заданного детектирующего резистора (этап 230). Далее PSE 110 начинает классификацию (этап 221). PD 121 может использовать энергию, доступную из сигнала классификации I₀,..., I₃, для питания его внутренней схемы и датчика, получать информацию (температуру, уровень внешней освещенности, присутствие, состояние лампы, положение переключателя,...) (этап 231) и преобразовывать ее в соответствующую информацию о классификации (этап 233). PSE 121 может быть выполнен с возможностью распознавания этого тока классификации и, следовательно, класса и, как следствие, результата обнаружения (в пределах грубого решения для нескольких классов) (этап 222). Эта информация может затем использоваться PSE 110 и другими устройствами или системами. Например, исходя из результата, PSE 110 может планировать следующий цикл считывания в более ранний или более поздний момент времени t (этап 224). PSE 110 может также делать эту информацию доступной системе управления светом или автоматизации здания и принимать информацию от этой системы. Действие управления может быть также реализовано на PSE, например, другой порт может активирован или деактивирован на основе результата классификации из порта датчика.

Как пояснено в данном документе, один аспект настоящего изобретения относится к передаче «измененной» характеристики классификации от PD на PSE для обеспечения малозатратной схемы связи. В этом отношении настройка всей системы может выполняться в следующем порядке: Сначала PD соединяется с PSE. Далее инициируется включение PD. Затем PD предоставляет характеристику классификации на основе номинального уровня мощности PD. Потом PD повторно включается. Наконец, PD предоставляет характеристику классификации, которая основана на информации о датчиках PD. Таким способом PSE может интерпретировать самую первую характеристику классификации обычным образом, в то время как последующие характеристики классификации интерпретируются как содержащие информацию о датчиках из PD. Иначе говоря, в вышеописанном варианте осуществления PSE активно запрашивает код первого класса и непосредственно после этого перезапускает взаимодействие для получения информации о состоянии.

Другая схема возможна, в частности, в отношении датчиков, когда информация об обнаружении (например, присутствие или отсутствие) может изменяться в произвольные моменты времени. В этом варианте осуществления датчик становится обнаруженным и классифицированным в момент времени первого соединения, или когда PSE подает питание только на стандартное устройство. Информация о классе должна затем соответствовать мощности, которая требуется датчику для функционирования. Однако, когда датчик решает отправить информацию о его состоянии, он может, например, ненадолго блокировать минимальное значение характеристики мощности (MPS) и, таким образом, запрашивать новый цикл взаимодействия, в котором он затем предоставит связанный с состоянием класс (т.е. информацию о классе, соответствующую информации о датчиках, а не требованиям к питанию для PD). PSE может вести учет для обнаружения, что класс изменяется со временем только с небольшим повышением MPS (которое указывает, что не было физического изменения PD, которое могло бы также привести к другому классу). В качестве дополнения и/или альтернативы PD может быть выполнено с возможностью целенаправленного перехода к защите от сверхтоков, чтобы PD выключалось посредством PSE и, в свою очередь, заново вступало во взаимодействие.

Со стороны PSE 110 может использоваться адаптируемое программно-аппаратное обеспечение, чтобы инициировать циклы классификации с настраиваемой скоростью для перенаправления обнаруживаемой информации о классификации ведущей системе управления или даже предварительной обработки данных.

В зависимости от сложности данных и/или задачи обнаружения простая аналоговая схема внутри PD 121 может быть достаточна для преобразования информации в сигнал классификации для блока управления PD, такого, например, как чип контроллера PD. Более сложные задачи или данные могут требовать микроконтроллера для генерирования информации или потока данных. При этом затратами, физическим размером (занимаемой площадью печатной платы) и потребляемой мощностью интерфейса данных можно пренебречь, что приводит к простому, эффективному, низкозатратному решению.

Информация, доступная в блоке 315 управления узлом, подготавливается таким образом, чтобы управлять классификацией, которая сигнализируется блоком управления PD, и/или чтобы прекращать потребление мощности PD. Контроллер узла выполнен с возможностью приема информации о датчиках и преобразования информации о датчиках таким образом, чтобы характеристика класса, предоставляемая на выводы R_class and V_in чипа 330 контроллера PD, была соответствующим образом изменена. Далее контроллер узла также принимает решение о повторном включении PD. В одном варианте осуществления контроллер узла, поэтому, также соединен с выводом отключения питания чипа контроллера PD. Иначе говоря, функция повторного включения должна быть инициирована контроллером узла, который обладает полной информацией об этой схеме на стороне PD. В системе, использующей эту же схему, но путем перезапуска цикличных взаимодействий, инициируемых PSE, такое соединение может быть не использовано, и контроллер узла только осуществляет мониторинг напряжения PD для того, чтобы «увидеть», что был начат новый цикл взаимодействия.

В отношении одного примерного блока управления PD все это проиллюстрировано на Фиг. 3, которая показывает схематически и в качестве примера вариант осуществления PD 300, в котором сигнал 311 датчика предоставляется от датчика 310 в блок 315 управления узлом, который преобразует сигнал датчика в команду 316 для настраиваемого блока 320 R-класса. В настоящем варианте осуществления настраиваемый блок 320 R-класса может быть подключен между выводом R_class и выводом V_in блока 330 управления PD. Вводимая информация на выводах R_class и V_in может затем использоваться блоком 330 управления PD в течение классификации. Блок 315 управления узлом может быть также выполнен с возможностью осуществления мониторинга входного напряжения. Кроме того, могли бы присутствовать дополнительные датчики и управляющие сигналы. PD 300 дополнительно содержит линейные выпрямители 301, 302. PD 300 дополнительно содержит блок 340, содержащий вспомогательный источник питания и необязательную нагрузку.

PSE 110 выполнено с возможностью получения информации о классификации. С любой частотой PSE 110 способно считывать эту информацию для его внутренних целей планирования расходов мощности. Отсюда следует, что никакие дополнительные затраты на аппаратное обеспечение или программное обеспечение не требуются на стороне PSE. В одном варианте осуществления дополнительная логическая схема может присутствовать в PSE для корректного интерпретирования измененного сигнала классификации. В типичном варианте осуществления PSE, таким образом, требуется воспринимать код класса как соответствующий дополнительной информации, а не простому указанию планирования расходов мощности. Стандартные PSE могут, однако, все еще быть способны функционировать с PD в соответствии с настоящим изобретением без какой-либо ошибки, до тех пор как запрашиваемый класс мощности имеется в запасах мощности PSE, и PD может снабжаться соответствующим значением мощности. В одном варианте осуществления возможно осуществление мониторинга взаимодействий снаружи PSE, так чтобы информация о классе интерпретировалась корректно. Например, компьютер может использовать порт управления PSE для считывания классов, поступающих в данный момент на разные порты. В этом варианте осуществления могло бы быть использовано стандартное PSE, причем PD активно запрашивало бы взаимодействие для отправки измененной информации о классе.

Для системы 100 PoE, предусматривающей только четыре класса, только ограниченное количество данных (а именно два бита) может быть учтено за цикл классификации (в пределах нескольких миллисекунд).

PSE 110 может быть «осведомлено» о том, что классификация используются для связи, но она также может быть использована с любым обычным управляемым переключателем, когда информация о классификации делается доступной ведущей системе управления. В этом случае система 100 PoE должна «знать» каким-то образом, что конкретный тип или датчик с конкретной схемой кодирования соединен с портом 112₁,..., 112_n PSE 110. В качестве альтернативы и/или дополнения, изменяющаяся информация о классе мощности может быть оценена за заданный период времени, чтобы система была проинформирована насчет присутствия конкретного типа датчика автоматически. Другими словами, хотя стандартные питаемые устройства предоставляют постоянную характеристику класса во времени, PD в соответствии с настоящим изобретением может изменять его характеристику класса в соответствии с выходными данными датчика. Это изменение указывает на присутствие PD, способного осуществлять связь с использованием его характеристики класса.

Фиг. 4 показывает схематически и в качестве примера вариант осуществления питаемого устройства (PD) 400, содержащего пассивный инфракрасный датчик (PIR) 410, с передачей классификации. Когда необходимо различать «отсутствие» и «присутствие», зачастую выбирают детекторы-пассивные инфракрасные датчики (PIR), обладающие преимущественно очень низким потреблением мощности. PD 400 может содержать накопитель 440 энергии (такой, например, как конденсатор), который разряжается с рабочим напряжением/напряжением обнаружения/классификации. Управляемая цепь тока используется для управления фактическим током, потребляемым PD 400 в течение классификации. В примере, показанном на Фиг. 4, это может быть реализовано в коммерчески выпускаемом блоке управления PD, таком, например, как чип контроллера PD, который выполнен с возможностью приема информации о классе через вводимую информацию на его выводе R_Class. В этом варианте осуществления эта информация о классе зависит от информации 411 присутствия, выводимой PIR 410: Первая нагрузка 420а на выводе R_Class активируется схемой 410 обнаружения присутствия. Необязательная вторая нагрузка 420b может задавать ток классификации (и, следовательно, класс) для состояния по умолчанию. Другие контроллеры чипа могут предоставлять характеристику классификации по-другому, а не используя вывод R_Class. В некоторых вариантах осуществления внешние резисторы могут использоваться для задания класса. В других вариантах осуществления может использоваться программируемый интерфейс. В еще других вариантах осуществления выводы могут использоваться для задания класса.

Фиг. 6 и 7 показывают основные формы сигналов для PD 400. Для простоты предполагается мгновенное включение PIR 410. В действительности предыдущий цикл питания будет подразумевать заряженный накопитель 440 энергии, так что PIR 410 является активным, пока пауза между циклами не является слишком длинной.

Если не обнаруживается присутствие, как показано на Фиг. 6, потребляется первый ток классификации I₁ (в этом примере I₁ мог бы указывать на класс 1). Если обнаруживается присутствие, как показано на Фиг. 7, потребляется второй ток классификации I₃ (в этом примере I₃ мог бы указывать на класс 3). PSE 110 будет идентифицировать первый или второй уровень тока классификации I₁, I₃ и будет, следовательно, осведомлен о состоянии присутствия, обнаруживаемого детектором 410.

После «считывания» состояния из PSE 110, т.е. после фазы классификации Δt_c PSE 110 может предоставлять питание PD 400 в течение некоторого времени Δt_sd, например, для зарядки накопительного элемента, пока не инициировано отключение питания.

В течение периода времени, когда никакое питание не поставляется из PSE 110, PD 400 может получать питание от накопителя 440 энергии. В качестве альтернативы PD 400 может отключаться после того, как напряжение питания упало ниже критического значения, и будет включаться при следующем цикле. PD 400 может также потреблять минимальный ток для поддержания линии PoE с PSE 110 активной.

В дополнительном варианте осуществления четыре состояния (согласно четырем классам, которые соответствуют минимальному количеству классов в стандарте IEEE 802.3af) могут использоваться датчиком внешней освещенности с четырьмя разными классами уровней освещенности, например, вплоть до 10 люкс, от 10 до 500 люкс, от 500 до 550 люкс, более чем 550 люкс. Планирование прекращения и начала новых циклов является очень близким к тому, что обсуждалось выше, с той лишь разницей, что изменение уровня освещенности может инициировать события.

Фиг. 5 показывает схематически и в качестве примера вариант осуществления PD 500 с тремя состояниями, причем PD 500 содержит датчик температуры. Три разных класса температуры могут относиться, например, к следующим значениям: вплоть до 20°C, от 20°C до 25°C, более чем 25°C. В случае использования чувствительных к температуре переключателей 510а (например, с точкой срабатывания 25°C), 510b (например, с точкой срабатывания 20°C) (см. Фиг. 5), они могут быть непосредственно соединены с входом R_Class блока 330 управления PD через блоки 520а, 520b, 520c сопротивления, как показано на Фиг. 5. В самом простом случае блоки 520а, 520b, 520c сопротивления являются постоянными резисторами. В зависимости от активного(ых) переключателя(ей) конкретное количество блоков 520а или 520b сопротивления будет эффективно нагружать сигнал R_Class, приводя к соответствующим образом измененному току классификации. Этот вариант осуществления может обеспечивать мгновенное включение.

С некоторым ограничением по совместимости термистор с отрицательным температурным коэффициентом (NTC)/термистор с положительным температурным коэффициентом (PTC) мог бы также использоваться в качестве R_Class. Следует отметить, что поскольку стандарт предусматривает диапазоны тока, определяемые для разных классов, также может использоваться обычный термочувствительный резистор. Для этой цели не требуется никакое изменение в чипе контроллера PD, поскольку допускается каждое значение тока (т.е. информация о классе), и значение тока будет иметь конкретное толкование. С одной стороны, применение NTC/PTC, однако, приводит к значениям тока классификации, лежащим за пределами допустимых неперекрывающихся классов, что не могло бы быть принято некоторыми PSE. С другой стороны, за счет использования специально приспособленного PSE (например, с соответствующим программно-аппаратным обеспечением), схема связи, предложенная в данном документе, даже предусматривала бы квазинепрерывное измерение температуры.

Следует отметить, что при отсоединении от обнаруживающего элемента настоящее изобретение может также использоваться в сочетании с источниками света или другими нагрузками. В этом отношении в дополнительном варианте осуществления лампе, приближающейся к концу срока ее службы, может потребоваться увеличение ее входной мощности, чтобы обеспечивать постоянный световой выход. Отсюда следует, что лампа может выбрать более высокий класс мощности в конкретный момент времени. PSE будет обнаруживать это, и ведущая система управления может заметить запрос увеличения мощности для нагрузки и, следовательно, получить информацию, что потребуется техническое обслуживание/ремонт нагрузки. Ведущая система управления, как правило, соответствует интеллектуальной системе управления, занимающейся, например, всеми лампами, техническим обслуживанием, зданием и т.д. В этом отношении ведущая система управления может быть контролирующей системой управления, которая имеет доступ к информации PSE и которая может быть выполнена с возможностью реагирования в ответ на нее.

В дополнительном варианте осуществления более сложные данные могут быть упакованы в кадр данных и переданы в течение множества циклов.

Примером более сложных данных может быть идентификационная информация или информация о состоянии лампы, такая, например, как идентификатор, калибровочные данные, температура теплоотвода, часы работы. В течение каждого включения нагрузка может отправлять один или два бита информации, которые затем декодируются согласно структуре кадра данных. Следует отметить, что в зависимости от применения лампы считывание полного кадра может занимать несколько недель (например, в случае лампы, которая включается только раз в день). Для информации об износе (учитывающей, например, 50000 часов) эта задержка является приемлемой и не накладывает соответствующего ограничения.

Как правило, вариант осуществления питаемого устройства в соответствии с настоящим изобретением должен только использовать фактический и более высокий классы мощности (но не класс, указывающий более низкую мощность), чтобы избежать воздействия на планирование расходов мощности PSE. Следует отметить, что, если PD использует самый высокий класс с учетом его требования к мощности, оно может только применять разбиение на низкие классы (т.е. сигнализирование информации о классе, соответствующей более низкоуровневым классам) для осуществления связи. Такое разбиение на низкие классы будет, однако, представлять проблемы со стандартным PSE, поскольку фактически потребляемая мощность должна быть выше оговоренной мощности, и PSE должен выключить PD. Таким образом, при функционировании системы, содержащей PSE, не выполненный с возможностью принятия изменяющейся информации о классе, является разумным только использовать разбиение на высокие классы (т.е. сигнализирование информации о классе, соответствующей более высокоуровневым классам) для осуществления связи. На самом деле большинство датчиков не требуют существенной мощности для функционирования, так что информация о классе, соответствующая требованиям к мощности для PD, как правило, указывает низкоуровневый класс. Таким образом, будет достаточно использовать возможности разбиения на высокие классы для осуществления связи при обычных обстоятельствах. Класс 0 может быть использован в сочетании с любым другим (реальным) классом. Например, нагрузка с реальной потребляемой мощностью 5 Вт может указывать как в классе 2, но также и в классе 0. Таким образом, класс 2 и класс 0 могут использоваться в качестве представления цифровых битов 0 и 1, а последовательность классификации в качестве класса 0 и класса 2 приводит к битовому потоку с 0 и 1. Для этого вида связи вариант осуществления PD должен, как правило, содержать энергонезависимую память для хранения как упомянутой информации (например, часов работы), так и позиции битов в пределах кадра данных.

Для более быстрых периодов циклов множество циклов классификации может инициироваться в быстрой последовательности. В сочетании с источником света для этого используется предпочтительно дополнительный временной интервал (например, в течение ночи, когда офис свободен), так что множество событий классификации не будет вызывать визуальные артефакты или простаивания.

Множество циклов классификации может, например, использоваться в течение ввода в эксплуатацию системы PoE.

Каждый датчик, лампа и т.д., способный реализовать предложенную в данном документе схему связи на основе классификации, может иметь идентификатор (уникальный и/или общего типа) и/или кодовую таблицу, а также может быть выполнен с возможностью автоматической отправки этих данных в течение первых событий классификации. После этого инициируется обычное функционирование (зависящая от информации о датчиках классификация).

Фиг. 8 показывает схематически и в качестве примера вариант осуществления кадра данных, а также идентификацию и передачу данных датчика. Линия 801 показывает количество событий классификации. Линия 802 показывает соответствующий бит (как отмечено выше, для примера с классами 0,..., 3 два бита могут передаваться при каждом событии классификации). Обычные нагрузки будут представлять собой статичный класс. Это можно видеть на линиях 803-806, где демонстрируются характеристики классификации, передаваемые из обычной лампы для классов 0 (линия 803), 1 (линия 804), 2 (линия 805) и 3 (линия 806). PD с возможностью связи (на основе микроконтроллера) может представлять собой класс, который может изменяться от одного цикла классификации к другому. Эта идея может быть использована для обнаружения присутствия такого PD. В примере на Фиг. 8 восемь битов 806а, 807а, 808а зарезервированы для этого. Для обычной лампы (линии 803-806) информация о классе остается неизменной от одного цикла классификации к другому (т.е. одни и те же два бита повторяются раз за разом). Этот статичный класс, таким образом, уведомляет PSE о том, что устройство представляет собой PD без возможности связи. В отличие от этого, для PD с возможностью связи (линии 807 и 808) характеристики класса могут изменяться от одного цикла классификации к другому. Этот динамический класс, тем самым, уведомляет PSE о том, что устройство является PD с возможностью связи.

Вслед за начальными восемью битами могут быть шесть битов 809 для типа устройства (например, тип 1, являющийся детектором присутствия, как показано на линии 807, тип 32, являющийся датчиком температуры, как показано на линии 808). Затем могут быть десять битов 810 для (необязательно глобально уникального, но предпочтительно в значительной степени уникального для PSE) идентификатора устройства (например, 567 на линии 807 или 209 на линии 808). Таким образом, первые 24 бита (или первые 12 событий классификации) соответствуют фазе идентификации Δt_id. Далее, что касается события №13 классификации, начинается фаза использования Δt_u, и датчики предоставляют зависящую от значения измерения классификацию, которая может быть преобразована значения датчиков посредством PSE (или ведущим блоком управления), например, на основе сведений о типе PD. Отсюда следует, что датчик присутствия/отсутствия (линия 807) сообщает об «отсутствии» в течение циклов 13-15 и 18 классификации (см. ссылочные обозначения 807b и 807d) и сообщает о «присутствии» в течение циклов 16 и 17 классификации (см. ссылочное обозначение 807с). Аналогичным способом датчик температуры (линия 808) может сообщать о диапазонах температур «<20°C», «20-25°C», или «>25°C».

Следует отметить, что «ось х» на Фиг. 8 соответствует последовательности событий классификации и необязательно соответствует линейной временной оси.

Пока PD используется в одной системе PoE в течение всего срока его службы, и система регистрирует все результаты классификации, это будет приводить к согласованному толкованию. Процедура переустановки может использоваться для того, чтобы начать заново с использованием идентификации.

Подход к связи, представленный в данном документе, будет требовать совместимости на стороне PSE и обработки данных в системе управления. В частности, PD в соответствии с настоящим изобретением могут быть обеспечены без интегральных схем обмена данными.

Примеры применения настоящего изобретения подразумевают использование в системах освещения PoE, HVAC (система отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха) и измерительных сетях, например, в офисных зданиях. Дополнительное применение настоящего изобретения касается простых датчиков (присутствия, внешней освещенности и т.д.). Дополнительное применение настоящего изобретения касается малозатратных датчиков PoE с низким потреблением мощности в режиме ожидания. Дополнительное применение настоящего изобретения касается надежных датчиков, обеспечивающих независимый от Ethernet канал связи. Дополнительное применение настоящего изобретения касается включения «молчаливых» ламп (т.е. ламп без средства связи и/или ламп без отдельной функции связи, и/или ламп с очень ограниченной схемой внутреннего управления), которые в действительности не являются абсолютно «молчаливыми».

Фиг. 9 показывает схематически и в качестве примера вариант осуществления устройства 910 с оборудованием для снабжения питанием для подачи питания через линию 150₁,..., 150_n связи. Устройство 910 с оборудованием для снабжения питанием содержит блок 915 приема информации о классификации, который выполнен с возможностью приема информации о классификации через упомянутую линию 150₁,..., 150_n связи в течение фазы классификации; и блок 990 извлечения информации о датчиках, который выполнен с возможностью извлечения информации о датчиках из упомянутой информации о классификации.

Соединение PoE может быть реализовано посредством коммутационного кабеля 150₁,..., 150_n между одним из множества выходных разъемов или портов 912₁,..., 912_n PSE 910 и входным разъемом или портом PD. В показанном примере устройство 910 с оборудованием для снабжения питанием дополнительно содержит блок 913 подачи питания PSE и блок 914 обработки данных PSE. Блок 915 управления PSE контролирует взаимодействия на всех портах.

Фиг. 10 показывает схематически и в качестве примера вариант осуществления способа 1000 функционирования питаемого устройства 121 для приема питания через линию 150₁,..., 150_n связи. Способ 1000 содержит: этап 1010 предоставления информации о классификации в упомянутую линию 150₁,..., 150_n связи в течение фазы классификации упомянутого питаемого устройства 121; этап 1020 предоставления информации о датчиках в упомянутый блок 330 предоставления информации о классификации. В режиме с датчиками упомянутая информация о классификации основана на упомянутой информации о датчиках.

Фиг. 11 показывает схематически и в качестве примера вариант осуществления способа 1100 функционирования устройства 110, 910 с оборудованием для снабжения питанием для подачи питания через линию 150₁,..., 150_n связи. Способ 1100 содержит: этап 1110 приема информации о классификации через упомянутую линию 150₁,..., 150_n связи в течение фазы классификации; и этап 1120 извлечения информации о датчиках из упомянутой информации о классификации.

Фиг. 12 показывает схематически и в качестве примера вариант осуществления способа 1200 функционирования сетевой системы 100 питания через Ethernet. Способ 1200 содержит: этап 1210 предоставления информации о датчиках на упомянутом питаемом устройстве 121; этап 1220 передачи информации о классификации из упомянутого питаемого устройства 121 на упомянутое устройство 110, 910 с оборудованием для снабжения питанием через упомянутую линию 150₁,..., 150_n связи в течение фазы классификации питаемого устройства 121. В режиме с датчиками упомянутая информация о классификации основана на упомянутой информации о датчиках. Способ 1200 дополнительно содержит этап 1230 извлечения упомянутой информации о датчиках из упомянутой информации о классификации в упомянутом устройстве 110, 910 с оборудованием для снабжения питанием.

Другие вариации раскрытых вариантов осуществления могут быть додуманы и выполнены специалистами в данной области техники при реализации на практике заявленного изобретения, исходя из изучения чертежей, раскрытия и приложенной формулы изобретения.

В формуле изобретения слово «содержащий» не исключает другие элементы или этапы, а употребление элементов или этапов в единственном числе не исключает их множества.

Один блок или устройство может выполнять функции нескольких элементов, упомянутых в формуле изобретения. Простой факт, что конкретные средства упомянуты во взаимно разных зависимых пунктах формулы изобретения, не означает, что сочетание этих средств не может быть использована для получения преимущества.

Компьютерная программа может быть сохранена/распространена на подходящем носителе, таком как оптическое носитель данных или твердотельный носитель, поставляемый вместе с аппаратным обеспечением или в виде его части, и также может быть распространена в других формах, например, через Интернет или другие проводные или беспроводные телекоммуникационные системы. Термин «компьютерная программа» может также относиться к встроенному программному обеспечению.

Любые ссылочные обозначения в формуле изобретения не должны быть истолкованы как ограничивающие объем.

Настоящее изобретение относится к системам питания через Ethernet (PoE). Изобретение предлагает использовать событие классификации для передачи данных от PD на PSE. Датчик может определять значение датчика, отключать соединение PoE и повторно соединять так, чтобы начинался цикл включения с использованием PSE. Датчик представляет сопротивление PoE, относящееся к классу 0,..., 3, причем класс относится к значению датчика (например, класс 0 = присутствие обнаружено; класс 1 = присутствие не обнаружено). Эта процедура может повторяться (например, непрерывно, каждую минуту или всякий раз, когда значение датчика изменяется, чтобы PSE был об этом проинформирован), если необходимое множество циклов может использоваться для увеличения длины передаваемого сообщения.

Изобретение относится к системам питания через Ethernet (PoE). Технический результат – обеспечение передачи фактических данных (информации датчика) между PD и PSE, не требуя дополнительной полосы пропускания для передачи данных. Для этого используют событие классификации для передачи данных от PD (121) на PSE (110, 910). Датчик (310, 410, 510а, 510b) определяет значение датчика, отключает соединение PoE и повторно соединяет так, чтобы начинался цикл включения с использованием PSE (110, 910). Датчик (310, 410, 510а, 510b) предоставляет сопротивление PoE, относящееся к классу 0,..., 3, где класс относится к значению датчика (класс 0 = присутствие обнаружено; класс 1 = присутствие не обнаружено). Эта процедура может повторяться (непрерывно, каждую минуту или всякий раз, когда значение датчика изменяется, чтобы PSE (110, 910) был об этом проинформирован), если необходимое множество циклов может использоваться для увеличения длины передаваемого сообщения. 7 н. и 8 з.п. ф-лы, 14 ил., 1 табл.

1. Питаемое устройство (121) для приема питания через линию (150₁,..., 150_n) связи, причем упомянутое питаемое устройство (121) содержит:

блок (330) предоставления информации о классификации, который выполнен с возможностью предоставления информации о классификации питаемого устройства по его требованию к питанию в упомянутую линию (150₁,..., 150_n) связи в течение фазы классификации упомянутого питаемого устройства (121);

блок датчиков для обнаружения состояния окружающей среды;

блок (310, 410, 510а, 510b) предоставления информации о датчиках, который выполнен с возможностью предоставления информации о датчиках, указывающей обнаруживаемое состояние (311, 411) окружающей среды, упомянутому блоку (330) предоставления информации о классификации;

при этом упомянутый блок (330) предоставления информации о классификации выполнен с возможностью предоставления упомянутой информации о классификации на основе упомянутой информации (311, 411) о датчиках для передачи обнаруживаемого состояния окружающей среды через линию связи.

2. Питаемое устройство (121) по п. 1, при этом упомянутое питаемое устройство (121) дополнительно содержит блок (320, 420a, 420b, 520a, 520b, 520c) управления током, который выполнен с возможностью управления током, потребляемым упомянутым питаемым устройством (121) в течение упомянутой фазы классификации.

3. Питаемое устройство (121) по п. 1, в котором упомянутый блок (330) предоставления информации о классификации выполнен с дополнительной возможностью предоставления упомянутой информации о классификации в течение упомянутой фазы классификации на основе уровня мощности упомянутого питаемого устройства (121);

при этом в первом режиме упомянутый блок (330) предоставления информации о классификации предоставляет упомянутую информацию о классификации в течение упомянутой фазы классификации на основе уровня мощности упомянутого питаемого устройства (121); и

во втором режиме упомянутый блок (330) предоставления информации о классификации предоставляет упомянутую информацию о классификации в течение упомянутой фазы классификации на основе упомянутого обнаруживаемого состояния (311, 411) окружающей среды.

4. Питаемое устройство (121) по п. 3, в котором в упомянутом первом режиме упомянутый блок (330) предоставления информации о классификации предоставляет упомянутую информацию о классификации на основе заданного уровня мощности упомянутого питаемого устройства (121).

5. Питаемое устройство (121) по п. 3, при этом упомянутое питаемое устройство (121) выполнено с возможностью функционирования в упомянутом первом режиме в течение первой фазы классификации, соответствующей первому включению упомянутого питаемого устройства (121).

6. Питаемое устройство (121) по п. 5, при этом упомянутое питаемое устройство (121) выполнено с возможностью функционирования в упомянутом втором режиме в течение второй фазы классификации, соответствующей второму включению упомянутого питаемого устройства (121), которое следует за упомянутым первым включением.

7. Питаемое устройство (121) по п. 1, в котором упомянутый блок датчиков представляет собой по меньшей мере один из детектора присутствия, датчика внешней освещенности и/или датчика температуры.

8. Устройство (110, 910) с оборудованием для снабжения питанием для подачи питания через линию (150₁,..., 150_n) связи на одно или более питаемых устройств, причем упомянутое устройство (110, 910) с оборудованием для снабжения питанием содержит:

блок (915) приема информации о классификации питаемого устройства по его требованию к питанию, который выполнен с возможностью приема информации о классификации через упомянутую линию (150₁,..., 150_n) связи из питаемого устройства в течение фазы классификации; и

блок (990) извлечения информации о датчиках, который выполнен с возможностью извлечения информации (311, 411) о датчиках, указывающей состояние окружающей среды, обнаруживаемое датчиком питаемого устройства, из упомянутой информации о классификации.

9. Устройство (110, 910) с оборудованием для снабжения питанием по п. 8, при этом упомянутое устройство (110, 910) с оборудованием для снабжения питанием выполнено с возможностью регулировки величины мощности, подаваемой через упомянутую линию (150₁,..., 150_n) связи, на основе упомянутой информации (311, 411) о датчиках.

10. Устройство (110, 910) с оборудованием для снабжения питанием по п. 8, при этом упомянутое устройство (110, 910) с оборудованием для снабжения питанием выполнено с возможностью выборочного включения упомянутого блока извлечения информации о датчиках, если упомянутое устройство (110, 910) с оборудованием для снабжения питанием обнаруживает изменяющуюся информацию о классификации во времени.

11. Сетевая система (100) питания через Ethernet, содержащая:

устройство (110, 910) с оборудованием для снабжения питанием по п. 10;

питаемое устройство (121) по п. 1; и

линию (150₁,..., 150_n) связи, соединяющую упомянутое устройство (110, 910) с оборудованием для снабжения питанием с упомянутым питаемым устройством (121).

12. Способ (1000) функционирования питаемого устройства (121), содержащего блок датчиков, для приема питания через линию (150₁,..., 150_n) связи, причем упомянутый способ (1000) содержит этапы, на которых:

предоставляют (1010) информацию о классификации питаемого устройства по его требованию к питанию в упомянутую линию (150₁,..., 150_n) связи в течение фазы классификации упомянутого питаемого устройства (121);

предоставляют (1020) информацию (311, 411) о датчиках упомянутому блоку (330) предоставления информации о классификации;

при этом в режиме с датчиками упомянутая информация о классификации используется для передачи информации (311, 411) о датчиках через линию связи.

13. Способ (1100) функционирования устройства (110, 910) с оборудованием для снабжения питанием для подачи питания через линию (150₁,..., 150_n) связи на одно или более питаемых устройств, причем упомянутый способ (1100) содержит этапы, на которых:

принимают (1110) информацию о классификации питаемого устройства по его требованию к питанию через упомянутую линию (150₁,..., 150_n) связи из питаемого устройства в течение фазы классификации;

извлекают (1120) информацию (311, 411) о датчиках, указывающую состояние окружающей среды, обнаруживаемое датчиком питаемого устройства, из упомянутой информации о классификации.

14. Способ (1200) функционирования сетевой системы (100) питания через Ethernet по п. 11, причем упомянутый способ содержит этапы, на которых:

предоставляют (1210) информацию (311, 411) о датчиках, указывающую состояние окружающей среды, на упомянутом питаемом устройстве (121);

передают (1220) информацию о классификации питаемого устройства по его требованию к питанию из упомянутого питаемого устройства (121) на упомянутое устройство (110, 910) с оборудованием для снабжения питанием через упомянутую линию (150₁,..., 150_n) связи в течение фазы классификации упомянутого питаемого устройства (121);

при этом в режиме с датчиками упомянутая информация о классификации используется для передачи упомянутой информации (311, 411) о датчиках;

извлекают (1230) упомянутую информацию (311, 411) о датчиках из упомянутой информации о классификации в упомянутом устройстве (110, 910) с оборудованием для снабжения питанием.

15. Носитель данных, содержащий компьютерную программу для функционирования питаемого устройства (121) для приема питания через линию (150₁,..., 150_n) связи, причем компьютерная программа содержит программное кодовое средство для обеспечения выполнения питаемым устройством (121) по п. 1 этапов способа функционирования питаемого устройства (121) по п. 12, когда компьютерная программа выполняется на компьютере, управляющем питаемым устройством (121).