一種檢測遠端網絡設備狀態的電路及其方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種檢測網絡設備狀態的電路及其方法，特別是涉及一種檢測遠端網絡設備狀態的電路及其方法。
【背景技術】
[0002]隨著物聯網的到來，很多設備都具備了數據通信的能力，但是在實際使用中很多設備都沒有上電工作，造成電力資源的極大浪費。
[0003]目前，常規的網絡端口設計為相應的PHY(物理層)的芯片通過網絡變壓器隔離連接到RJ45后通過網線連接到其他的網絡接口遠端網絡設備，如圖1所示，Ul為本地設備PHY(物理層)芯片，Tl為網絡變壓器，J1 一般為RJ45網絡接口，PHY芯片Ul的差分接收端RX+/RX-分別連接網絡變壓器的1/3腳，PHY芯片Ul的差分發射端TX+/TX-分別連接網絡變壓器的4/6腳，差分接收端RX+/RX-經網絡變壓器TI后從共模抑制端12/11分別連接網絡接口 JI的I/2腳，差分發射端TX+/TX-經網絡變壓器Tl后從共模抑制端9/7分別連接網絡接口 Jl的4/7腳。
[0004]上述網絡端口的設計具有如下缺點:現有本地設備的網絡端口不能檢測通信的端口是否有掛載遠端網絡設備或當前遠端網絡設備是否存在數據通信，造成資源的極大浪費。
【發明內容】
[0005]為克服上述現有技術存在的不足，本發明之目的在于提供一種檢測遠端網絡設備狀態的電路及其方法，通過在網絡和變壓器之間增加一個模擬開關來控制主要信號通路和管理線路切換，當正常工作時，開關模塊置位在主電路上，產品正常工作實現正常的數據通信，可以實現遠端網絡設備的連接檢測以及遠端網絡設備是否處于通信狀態的檢測。
[0006]為達上述目的，本發明提出一種檢測遠端網絡設備狀態的電路，包括網絡PHY電路及網絡接口，該檢測遠端網絡設備狀態的電路還包括:
[0007]數模轉換電路，用于接收控制電路的指令以產生電壓脈沖；
[0008]模數轉換電路，將該數模轉換電路輸出的經過網絡線路、網絡接口及遠端網絡設備衰減的電壓脈沖轉換為數字信號傳至控制電路；
[0009]雙刀雙擲開關，根據控制電路的控制信號選擇接通該網絡PHY電路或該數模轉換電路與模數轉換電路；
[0010]偵測單元，連接控制電路及該雙刀雙擲開關的公共端，以在該控制電路的控制下檢測網絡線路上的信號并反饋至控制電路；
[0011]控制電路，根據該模數轉換電路的輸出確定是否有連接遠端網絡設備，根據確定結果控制通過該網絡接口發出鏈路脈沖信號，根據該偵測單元檢測的信號控制該雙刀雙擲開關的接通和斷開，以實現主要信號通路和通道管理線路的切換控制。
[0012]進一步地，在該控制電路的控制下，該雙刀雙擲開關的輸出端連接至該網絡PHY電路的網絡變壓器的接收端或連接該數模轉換電路的輸出端及該模數轉換電路的同相輸入端。
[0013]進一步地，一電阻連接在該模數轉換電路的同相輸入端和反相輸入端之間。
[0014]進一步地，該控制電路首先控制該雙刀雙擲開關接通該模數轉換電路與數模轉換電路，并于本地設備上電復位后，由該控制電路控制該數模轉換電路在特定的時間間隙發出該電壓脈沖以檢測是否存在遠端網絡設備。
[0015]進一步地，該控制電路在該數模轉換電路發出檢測電壓脈沖時獲得該模數轉換電路的電阻上的壓降，通過計算獲得網絡線路上的電流，根據該電流值與一預設值的比較結果判斷是否存在遠端網絡設備。
[0016]進一步地，若檢測到有連接遠端網絡設備時，該控制電路通過網絡接口每隔一段時間發出一個鏈路脈沖信號，并由該偵測單元檢測該網絡線路上的信號，于檢測到的信號為遠端網絡設備的鏈路脈沖信號時，該控制電路發出該雙刀雙擲開關的切換控制信號，控制該雙刀雙擲開關接通該網絡PHY電路。
[0017]進一步地，若檢測到遠端無連接設備或該偵測單元未偵測到遠端網絡設備的鏈路脈沖信號時，該控制電路發出本地設備的節能信號以使本地設備對應端口工作在低耗電的模式下。
[0018]進一步地，該電壓脈沖的幅度取決于線路長度和該模數轉換電路的分辨率和遠端網絡設備的最高輸入電壓。
[0019]為達到上述目的，本發明還提供一種檢測遠端網絡設備狀態的方法，包括如下步驟:
[0020]步驟一，數模轉換電路在控制電路的控制下產生電壓脈沖；
[0021]步驟二，控制電路獲取模數轉換電路的輸出以確定是否有連接遠端網絡設備，并根據確定結果控制通過該網絡接口發出鏈路脈沖信號；
[0022]步驟三，利用偵測單元檢測網絡線路上的信號并反饋至控制電路；
[0023]步驟四，控制電路根據該偵測單元檢測的信號控制該雙刀雙擲開關的接通和斷開
[0024]進一步地，于步驟四中，若偵測單元檢測到遠端網絡設備的鏈路脈沖信號時，該控制電路控制該雙刀雙擲開關切換為主信號通路;若偵測單元未檢測到遠端網絡設備的鏈路脈沖信號時，該控制電路控制該雙刀雙擲開關切換為通道管理線路。
[0025]與現有技術相比，本發明一種檢測遠端網絡設備狀態的電路及其方法通過在網絡接口和網絡PHY電路之間增加一雙刀雙擲開關，并通過控制電路根據對遠端網絡設備的狀態的檢測結果控制該雙刀雙擲開關的接通和斷開，以控制主要信號通路和通道管理線路切換，實現了遠端網絡設備的連接檢測以及遠端網絡設備是否處于通信狀態的檢測，可在遠端網絡設備斷開時，使本地設備對應端口工作在低耗電的模式下，降低了電路的功耗。
【附圖說明】
[0026]圖1為常規的網絡端口連接示意圖；
[0027]圖2為本發明一種檢測遠端網絡設備狀態的電路之較佳實施例的電路結構圖；
[0028]圖3為本發明一種檢測遠端網絡設備狀態的方法的步驟流程圖。
【具體實施方式】
[0029]以下通過特定的具體實例并結合【附圖說明】本發明的實施方式，本領域技術人員可由本說明書所揭示的內容輕易地了解本發明的其它優點與功效。本發明亦可通過其它不同的具體實例加以施行或應用，本說明書中的各項細節亦可基于不同觀點與應用，在不背離本發明的精神下進行各種修飾與變更。
[0030]圖2為本發明一種檢測遠端網絡設備狀態的電路之較佳實施例的電路結構圖。如圖2所示，本發明一種檢測遠端網絡設備狀態的電路包括數模轉換(D/A)電路10、雙刀雙擲開關20、模數轉換(A/D)電路30、偵測單元40、控制電路50、網絡PHY電路60及網絡接口 Jl。
[0031]其中網絡PHY電路60及網絡接口Jl(通常為RJ45接口)為本地設備原有電路，在此不予贅述;數模轉換(D/A)電路10，用于接收控制電路50的指令按特定時隙產生一定幅度的電壓脈沖，該電壓脈沖的幅度取決于線路長度和模數轉換(A/D)電路30的分辨率和最高輸入電壓，較佳的可取3-10V;雙刀雙擲開關20可為一可控模擬開關或高速數字開關，用于根據控制電路50的控制信號選擇接通網絡PHY電路60或模數轉換(A/D)電路30與數模轉換電路10;模數轉換(A/D)電路30，其輸入端口連接一特定電阻，該電阻取值取決于線路長度和數模轉換(D/A)電路30輸出的脈沖電壓的幅度，用于將數模轉換(D/A)電路20輸出的經過網絡線路(例如網線)、網絡接口(例如RJ45接口)及遠端網絡設備的網絡變壓器衰減的脈沖電壓轉換為數字信號，并將結果傳輸至控制電路50;偵測單元40，用于在控制電路50的控制下檢測網絡線路上的狀態并反饋至控制電路;控制電路50，用于控制數模轉換電路10發出電壓脈沖，根據模數轉換電路30的輸出確定是否有連接遠端網絡設備，并根據確定結果控制通過該網絡接口發出鏈路脈沖信號，根據偵測單元40檢測的信號控制該雙刀雙擲開關20的接通和斷開，以實現主要信號通路和通道管理線路的切換控制，在本發明中，該主要信號通路即通過雙刀雙擲開關20提供網絡PHY電路60通過網絡接口與遠端網絡設備通信的信號通路，通道管理線路即通過雙刀雙擲開關20連接數模轉換電路及模數轉換電路的通路，在本發明中，控制電路50可為專用集成電路(ASIC)、可編程陣列或MCU。
[0032]具體地說，控制電路50的一端(通用輸入輸出口 GP103/4)連接至偵測單元50的一路端口(U2的1/2端)，偵測單元40的另一路端口(U2的3/4端)連接至網絡接口 Jl接收端(2/1腳)和雙刀雙擲開關20的兩個公共端(SWl的4/3腳)，雙刀雙擲開關20的一路輸出端(SWl的2/1腳)連接至網絡PHY電路60的網絡變壓器的接收端(Tl的10/12腳，反相端RXl-/同相端RXI +);控制電路50的一路輸出(通用輸入輸出口 GP102)連接至數模轉換(D/A)電路1的輸入端，數模轉換(D/A)電路10的輸出端連接至雙刀雙擲開關20的另一路輸出(每路兩個輸出)之一(SWl的6腳)，雙刀雙擲開關20的另一路輸出(每路兩個輸出)之二(SWl的5腳)連接至模數轉換(A/D)電路10的同相輸入端(U3之2腳，同相輸入端A+)，電阻Rl并聯連接在模數轉換(A/D)電路30的同相輸入端和反相輸入端(U3之I腳，反相輸入端A-，一般為地)之間，模數轉換(A/D)電路30的輸出端(U3之3腳，數字輸出端D)連接至控制電路50的輸入端(通用輸入輸出口 GP101);控制電路50的第三輸出端(未示出)還連接至雙刀雙擲開關20的控制端(圖中未示出)。
[0033]當本地設備上電復位后，控制電路50控制數模轉換電路10在特定的時間間隙中發出電壓脈沖以檢測是否存在遠端網絡設備，當檢測到本地端口有連接遠端網絡設備時，控制電路50通過網絡接口每隔一段時間(例如16ms)發出一個鏈路脈沖信號，若存在上電的遠端網絡設備，則本地設備和遠端網絡設備會根據網絡協議建立數據鏈路，當數據建立連接后，控制電路50控制雙刀雙擲開關20經RJ45接口(網絡接口)接通本地網絡PHY電路60和遠端網絡設備，也就是說，本地網絡PHY電路60和遠端網絡設備建立數據鏈接后在主要信號通路(網絡接口 RJ45的1/2腳)的數據上會出現連續的數據信號，本發明通過偵