基于PoE技术的嵌入式供电模块设计与实现

发布时间：2017-05-17 12:17

  本文关键词：基于PoE技术的嵌入式供电模块设计与实现，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着互联网的快速普及和高速发展，网络提供了越来越多的应用来满足网络用户的急剧增加而产生的各种需求。但是大部分网络设备都需要有自己单独的外接电源，这增加了网络的组建成本，也不利于以后的开发和维护。为此，2003年6月IEEE推出了IEEE802.3af标准，这是第一个关于电源分配的基于以太网供电技术的标准。IEEE802.3af标准是通过传输以太网数据的线缆来实现以太网设备供电，从而摆脱了一些场合采用交流适配器的不便，并将进一步拓宽以太网技术的应用领域。以太网设备可以通过一根传输以太网数据的普通CAT-5电缆来提供电源，使用户能够在现有布线结构不变的基础上为以太网用电设备提供稳定的数据通信和直流供电电源。 首先对基于以太网的供电技术进行了简介，对其重要的组成模块：供电模块和受电模块的关键技术进行了分析研究。 然后对基于PoE技术的嵌入式供电系统进行了研究，供电模块采用电源管理芯片来实现，，在系统中加入了微控制器，配合相应的嵌入式软件实现供电系统的可控性。用户通过对端口的监控来管理受电设备，还可以通过PC机上的管理软件来实现对PoE供电系统的监控。总体设计确定了本文的研究方向，电源管理芯片采用TI的TPS2384配合微控制器，设计出可以由用户进行控制的供电设备（PSE），设备可以自主的或在用户干预下完成对受电设备的检测分级，然后由管理软件根据用户的需求设定受电设备的工作状态并进行监控和限制，以满足用户的需求，实现对PoE供电系统的智能化管理。同时整个系统运行状态的可控性也是设计的优势所在，该设计将自主发生的供电过程纳入到用户可以干预的范畴，使PoE的供电更加灵活。
【关键词】：以太网供电 供电设备 受电设备 微处理器
【学位授予单位】：北京工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TP393.11;TP332
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 绪论8-16
• 1.1 课题研究背景和意义8-9
• 1.2 国内外研究现状9-11
• 1.2.1 国外以太网供电技术的发展9-10
• 1.2.2 国内以太网供电技术的研究10-11
• 1.3 本文研究目标及研究内容11-13
• 1.3.1 供电设备端的控制电路的设计11-12
• 1.3.2 受电端电路设计12-13
• 1.3.3 监控软件设计13
• 1.4 本文的组织结构13-16
• 第2章 基于 IEEE802.3af 标准的 PoE 关键技术16-20
• 2.1 供电设备关键技术16-17
• 2.1.1 PoE 的系统构成及供电特性参数16
• 2.1.2 PoE 供电的工作过程16-17
• 2.2 受电设备关键技术17
• 2.3 传输线路关键技术17-18
• 2.4 PCB 设计技术要求18
• 2.5 本章小结18-20
• 第3章 基于 PoE 技术的嵌入式供电系统需求设计20-24
• 3.1 供电系统总体目标20
• 3.2 软硬件功能设计20-21
• 3.2.1 硬件功能20-21
• 3.2.2 软件功能21
• 3.3 供电系统功能需求分析21-22
• 3.3.1 功能需求21
• 3.3.2 性能需求21-22
• 3.4 控制器选型22-23
• 3.5 本章小结23-24
• 第4章 基于 PoE 技术的嵌入式供电系统硬件电路设计24-42
• 4.1 供电设备电路设计24-34
• 4.1.1 PSE 端架构24
• 4.1.2 电源模块电路设计24-26
• 4.1.3 控制部分电路设计26-32
• 4.1.4 电源管理电路设计32-33
• 4.1.5 功率注入电路设计33-34
• 4.2 受电设备电路设计34-40
• 4.2.1 电源分离电路设计35-36
• 4.2.2 PD 特征电路设计36-37
• 4.2.3 电源适配电路设计37-40
• 4.3 本章小结40-42
• 第5章 基于 PoE 技术的嵌入式供电系统软件设计42-58
• 5.1 供电设备控制器嵌入式软件设计42-52
• 5.1.1 信息交互处理设计44-47
• 5.1.2 参数存储与装载设计47-48
• 5.1.3 PSE 监控处理设计48-52
• 5.2 PC 端客户监控软件设计52-57
• 5.2.1 应用软件需求52-53
• 5.2.2 应用软件设计与实现53-57
• 5.3 本章小结57-58
• 第6章 基于 PoE 技术的嵌入式供电系统的集成与测试58-66
• 6.1 集成58
• 6.2 功能测试58-63
• 6.2.1 PSE 供电测试58-62
• 6.2.2 PD 输出电源测试62-63
• 6.3 系统测试结果分析63-64
• 6.4 本章小结64-66
• 结论66-68
• 参考文献68-72
• 攻读硕士学位期间所取得的研究成果72-74
• 致谢74

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