用于电传送器上的可映射I/O通道的装置和方法与流程

用于电传送器上的可映射i/o通道的装置和方法
技术领域
1.本发明涉及电传送器，并且更具体地，涉及具有以太网连接的电传送器和用于通过电传送器接收电力的方法。


背景技术：

2.数据网络、诸如局域网和广域网(lan/wan)结构用于联网设备之间的数据通信。各种网络元件通常包括集线器、交换机、路由器、桥接器、打印机、数据服务器、个人计算机(pc)、便携式pc和其他外围设备。通常必须对连接至网络结构的设备进行供电以使得能够进行操作。所述设备的电力可以由内部电力供应装置或外部电力供应装置来供应并且通常通过与电源干线(electrical mains)连接而被供电。
3.一些网络元件可以通过网络分配电力以及进行数据通信。通过网络进行的电力分配将电力和数据通信组合成单个网络连接。这具有下述优点：降低安装成本、减少所需连接的数目、减少或消除交流(ac)至直流(dc)适配器、以及减少或消除ac电力供应装置。另外，通过诸如以太网络的网络分配的电力可以用作针对通常使用专用的不间断电源(ups)进行供电的部件或设备的ups。
4.在开发工业以太网外围设备时，通常的预期是：产品将需要主电力输入、标准以太网连接、以及取决于应用要求的附加的模拟输入/输出(i/o)。主电力输入和模拟i/o输入通常使用传统的工业连接端子来安装，而以太网连接通常将利用标准以太网连接器、诸如rj-45连接件。另外，模拟和电力布线通常与通用现场布线一起安装，而以太网线缆需要由8条线构成的类别额定以太网线缆，上述8条线布置为4条单独的双绞线、端接至rj-45、8p8c头。
5.有源以太网(poe)网络连接的分配由电气与电子工程师协会(ieee)标准802.3和/或其他相关标准指导。然而，这种严格的规范和标准通常会限制可允许的电力和用于电力架构的方法。目前，存在支持使用标准类别额定以太网线缆的ieee 802.3标准下定义的三种poe模式：模式a使用用于10base-t和100-basetx的四条信号线来供应电力；模式b使用以太网线缆中的其他四条导线(conductor)；以及四对模式使用全部八条线来供应电力。
6.在考虑支持模式b或四对模式的设备时，该设备必须预留所有八条导线用于电力和以太网通信，从而有效地利用以太网线缆中的所有导线。
7.然而，在传送器中利用poe的一个问题是，该方案在使用者或工业空间中还没有被广泛地采用。对于这种缺乏采用可能存在很多原因，例如缺乏跨标准的一致性，实现这种系统的难度，以及与传统网络相比、与创建基于poe的网络相关联的潜在成本。因此，许多用户可能不愿在其标准实践中采用poe。
8.在开发以太网外围设备(尤其是在紧凑壳体中)时必须考虑的另一事项是，实现方式通常限于仅两个导管(conduit)用于使线进入外围设备。第一导管通常是为电力预留的，因为进入同一导管的i/o线路的故障可能损坏设备。然后，第二导管通常用于i/o通道。在典型的模拟产品中，通常这就足够了，因为可以将多个模拟线对捆绑为单个线缆束，然而在以太网产品中，由于以太网需要专用的8p8c线缆，因此可能难以正确地密封具有模拟线缆束
和以太网线缆两者的导管。
9.提供了一种设备和方法，该设备和方法使得外围设备能够采用多个不同的、利用一个或两个线缆导管电力和i/o方案，从而创建安装灵活性和成本节约。


技术实现要素：

10.根据实施方式提供了一种电传送器。该电传送器包括以太网连接和电源。电子设备被配置成接收以太网连接和电源。该电子设备包括可操作用于下述的逻辑：检测电源；以及从以太网连接或专用电力连接接受电力。可通过电子设备重映射的电力连接端子可操作用于在检测到专用电力连接时接受电力，以及可操作用于在检测到来自以太网连接的电力时接受非电力连接。
11.根据实施方式提供了一种用于操作电传送器的方法。该方法包括：接收以太网连接；接收电源；以及提供电子设备，该电子设备被配置成接收以太网连接和电源。检测电源，并且从以太网连接或专用电力连接接受电力。提供可通过电子设备重映射的电力连接端子，并且在检测到专用电力连接时，从电力连接端子接受电力。在检测到来自以太网连接的电力时，从电力连接端子接受非电力连接。
12.本发明的各方面
13.根据一个方面，电传送器包括以太网连接和电源。电子设备被配置成接收以太网连接和电源。该电子设备包括可操作用于下述的逻辑：检测电源；以及从以太网连接或专用电力连接接受电力。可通过电子设备重映射的电力连接端子可操作用于在检测到专用电力连接时接受电力，以及可操作用于在检测到来自以太网连接的电力时接受非电力连接。
14.优选地，非电力连接包括模拟i/o通道。
15.优选地，电子设备包括可操作用于下述的逻辑：在从以太网连接检测到电力时，自动地将电力连接端子映射为非电力连接。
16.优选地，电子设备可配置成手动地将电力连接端子映射为非电力连接。
17.优选地，电子设备可配置成手动地使用软件将电力连接端子映射为非电力连接。
18.优选地，电子设备可配置成使用硬件手动地将电力连接端子映射为非电力连接。
19.优选地，电子设备可操作用于检测连接端子处的电信号并且将该电信号与预定阈值进行比较，并且其中，必须达到预定阈值，该电子设备才将连接端子处的电信号用作唯一的电源。
20.根据一个方面，一种用于操作电传送器的方法包括：接收以太网连接；接收电源；以及提供电子设备，该电子设备被配置成接收以太网连接和电源。检测电源，并且从以太网连接或专用电力连接接受电力。提供可通过电子设备重映射的电力连接端子，并且在检测到专用电力连接时，从电力连接端子接受电力。在检测到来自以太网连接的电力时，从电力连接端子接受非电力连接。
21.优选地，非电力连接包括模拟i/o通道。
22.优选地，该方法包括下述步骤：在从以太网连接检测到电力时，自动地将电力连接端子映射为非电力连接。
23.优选地，该方法包括下述步骤：手动地将电力连接端子映射为非电力连接。
24.优选地，该方法包括下述步骤：使用软件手动地将电力连接端子映射为非电力连
接。
25.优选地，该方法包括下述步骤：使用硬件手动地将电力连接端子映射为非电力连接。
26.优选地，电子设备可操作用于检测连接端子处的电信号并且将该电信号与预定阈值进行比较，并且其中，必须达到预定阈值，该电子设备才将连接端子处的电信号用作唯一的电源。
附图说明
27.图1示出了根据实施方式的用于电传送器的配置。
28.图2a示出了根据实施方式的用于电传送器的配置。
29.图2b示出了根据实施方式的用于电传送器的配置。
30.图3示出了根据实施方式的用于电传送器的配置。
31.图4示出了根据实施方式的用于电传送器的配置。
具体实施方式
32.图1至图4和以下描述描绘了具体示例，以教导本领域技术人员如何实现和使用本发明的最佳模式。出于教导发明原理的目的，已经简化或省略了一些常规方面。本领域技术人员将理解落入本发明的范围内的这些示例的变型。本领域技术人员将理解，下面描述的特征可以以各种方式组合以形成本发明的多个变型。因此，本发明不限于下面描述的具体示例，而仅由权利要求及其等同方案限制。
33.在设计电传送器时，如下是有益的：支持尽可能多的用户安装场景以确保产品会满足应用需要——无论是否实现poe。在所提供的实施方式中，公开了一种电传送器，该电传送器可以利用通过poe或标准电力输入输送的例如来自电源干线或其他专用的电力供应装置的电力。这使得电传送器能够根据安装偏好和设计约束灵活地发挥作用，而不是强制进行预定的电力供应方案并且因此强制选择适当适配的电传送器。因此，电传送器被设计成接受来自任一源的电力，这取决于存在哪个电源。
34.参照图1至图4，设想了具有两个导管102、104的电传送器100的实施方式。每个导管102、104可以具有相关联的贯通部(pass-through)106、108。电传送器100包括外壳110和外壳110中的电子设备112。电传送器100涉及电子设备或计算设备，该电子设备或计算设备与需要电子设备或处理能力的设备一起容纳并且通常与上述设备耦接。
35.假设外壳110足够大以容纳具有以太网端口、模拟i/o通道和电力端口的电子设备112，那么利用单个设备使用自动模式切换就可以满足五种安装类型。
36.电传送器100可以采用标准电力连接116。如本领域技术人员将理解的，标准电力连接116包括操作电传送器100以及/或者连接的设备和外围设备所需的专用的ac或dc电力。
37.图1示出了其中利用标准电力连接116(由实线表示)和标准以太网118连接(由虚线表示)的实施方式(类型i)。第一导管102可以用于电力，并且第二导管104可以用于以太网布线118。
38.图2a和图2b示出了其中利用标准电力连接116和标准以太网118连接的实施方式
(类型ii)。然而，在该实施方式中，还存在附加的模拟i/o连接120(由虚线表示)。在图2a中，第一导管102用于标准电力连接116和模拟i/o连接120，而第二导管104可以用于以太网布线118。可替选地，如图2b所示，第一导管102用于标准电力连接116，而第二导管104可以用于以太网布线118和模拟i/o连接120。
39.图3示出了其中在没有附加的模拟i/o情况下利用poe连接122的实施方式(类型iii)。在这种情况下，仅需要一个导管102，这是因为单个以太网线缆提供电力和i/o功能两者。因此可以利用塞(plug)124来密封外壳110。
40.图4示出了其中在有附加的模拟i/o连接120的情况下利用poe连接122的实施方式(类型iv)。第一导管102可以用于提供电力和i/o功能能力的以太网线缆，而第二导管104可以用于模拟i/o连接120。
41.应当注意，单个电传送器100可以被配置成在任何数目的上面公开的实施方式中执行。
42.类型iii连接方案和类型iv连接方案(图3和图4)具有下述附加益处：使得电传送器100被设置成使用poe，由于poe应用将不需要在其他情况下会连接至连接端子的主电力输入，因此不再需要的附加连接端子114变得可用。代替在该应用中不使用连接端子114，替代地例如图4所示出的那样利用该连接端子114作为模拟i/o通道将是有益的。这在利用紧凑外壳110并且难以使附加的i/o通道物理地容纳在该外壳内部的情况下特别有用。
43.另外，如果传送器100被设计有紧凑外壳110，紧凑外壳110由于空间约束而不能物理地容纳模拟i/o通道，则多个安装仍然由单个rj-45插孔以及可配置的电力/模拟i/o端口来支持。考虑到其仅失去支持类型ii安装的能力，这种使用仅rj-45插孔加单个端口的极其紧凑的设计仍是期望的。
44.从设计的角度来看，包含可配置的电力或i/o端口的传送器可以被设计成自动地感测在以太网连接器上是否存在电力，从而使其自动地映射附加的i/o通道。用于自动电力感测的机制在本领域是公知的。可替选地，可以在工厂处通过软件配置手动地分配电力和i/o映射，以确保考虑到所有适当的批准考虑因素。另外，可以利用硬件交换机(hardware switch)来调整电力和i/o映射，使得改变电力、以太网和i/o方案是终端用户可调整的。
45.在实施方式中，电传送器100被布置成使得可以将电力施加至以太网连接118和连接端子114两者。这为电传送器100的操作供应电力。在实施方式中，整流二极管等与以太网连接118和连接端子114一起使用，以防止在两个端口被布线成同时接收电力的情况下电力无意地退出设备。在启动时，电传送器100通过读取整流器之前的电压来感测在连接端子114处、经由poe端口或者两者是否存在电力。
46.如果在以太网poe端口处检测到电压并且在连接端子114上未检测到电压，则电传送器100然后可以将其自身配置成利用以太网poe处提供的电力。在实施方式中，连接端子114然后可以被重新配置成充当i/o通道并且使用双向电交换机、机械继电器等来路由这样的i/o信号。
47.如果在以太网poe端口处未检测到电压并且在连接端子114上检测到电压，则电传送器100然后可以将连接端子114配置成充当电力端子。
48.在操作期间，假如连接端子114被配置成充当i/o通道，则电传送器100可能在尽管被用作i/o通道的连接端子114上感测到电信号。在这种情况下，虽然检测到信号，但是电传
送器100仍然将利用来自作为电源的poe端子的电力。在实施方式中，在连接端子114处必须达到预定的信号阈值，才将连接端子114处的电力视为作为唯一电源使用时供应的电力。信号和相关阈值可以为电压、电流和/或电信号的持续时间。在实施方式中，当检测到poe时，电传送器100默认使用poe作为电源，从而有效地忽略连接端子114处的电压。
49.在实施方式中，如果检测到poe并且同时在连接端子114处检测到电力(或电力超过预定的信号阈值)，则可以生成通知。电传送器100可以生成视觉、文本和/或听觉通知。电传送器100可以隔离连接端子114上检测到的电力，以防止由于线路故障等造成的损坏。
50.在实施方式中，可以采用电流限制电路和保护电路，以防电力被施加至被配置成充当i/o通道的连接端子114。
51.在实施方式中，电传送器100可以被手动地配置成从以太网连接118或连接端子114接收电力。
52.本说明书描绘了具体示例以教导本领域技术人员如何实现和使用本发明的最佳模式。本领域技术人员将理解落入本发明的范围内的这些示例的变型。
53.上述实施方式的详细描述不是发明人所预期的在本发明的范围内的所有实施方式的详尽描述。实际上，本领域技术人员将认识到，上述实施方式的某些元件可以以各种方式组合或去除以产生另外的实施方式，并且这样的另外的实施方式落入本发明的范围和教导内。对于本领域的普通技术人员明显的是，上述实施方式可以整体或部分地组合以产生在本发明的范围和教导内的附加的实施方式。
54.因此，虽然出于说明的目的在本文中描述了本发明的具体实施方式和示例，但是如相关领域的技术人员将认识到的，在本发明的范围内各种等同修改是可能的。本文中提供的教导可以应用于除了上面描述和附图中所示的实施方式之外的其他的实施方式。因此，本发明的范围由所附权利要求书确定。