[发明专利]用于向以太网供电设备提供不间断电源的系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于向以太网供电(Power-over-Ethernet)设备提供不间断电源的系统及方法。本发明特别涉及具有由低压电池连接辅助电源的供电器的系统。本发明涉及由在受电装置位置上的应急PoE备用电源，为远处的受电装置提供不间断电源。

背景技术

“以太网供电”装置是用于由以太网电缆提供电源的受电装置。以太网供电(“PoE”)描述了通过以太网电缆输电的技术。单芯电缆传输数据和电能至装置，例如IP安全摄像头、网络摄像头、VoIP电话、网络路由器等。无需为PoE装置提供独立的电源。IEEE PoE标准为供电设备、实际电源和受电装置设定信号标准，以使得受电装置和供电设备之间能够通信。供电设备和受电装置相互检测并调整向PoE装置供应的电量。根据IEEE PoE标准，通过以太网电缆只能够传输有限的电能。

当主电源中断时，不间断供电系统(“UPS”)或者不间断电源向受电装置提供应急电源。UPS是一种迅速通用的瞬时替代供电设备，它能够在主电源故障后即刻运作。相比之下，备用或者应急系统是独立的电源，它们必须被激活并切换至供给受电装置。对于敏感电子设备和连续数据处理而言，及时性和低延迟非常重要。

UPS保护受电装置避免丢失数据、丢失与受电装置相关的状态信息，以及随之而来的与维修和重设受电装置相关的开销。避免的这些额外开销包括数据处理延迟、发送技术人员至受电装置的所在地，以及系统停机时间损失的收入。UPS还预防受电装置的软件中断。意外断电可能需要重新开机或重启系统，由此导致延迟和停机时间超过电源中断带来的停机时间。

在现有技术中，UPS曾经是替代电源开关，当检测到电源中断时，该开关就会立即启动。开关将常规电源供应切换至替代电源，例如电池。关键装置，例如病房内的心脏监护器和呼吸机，意外断电可能会终止运作。在该期间内，UPS将接入以消除所有的相关装置和网络的停机时间。

在不间断电源领域，可以获取多种专利和出版物。由Recker等人于2012年4月5日公布的美国专利申请No.2012/0080944公开了一种方法和系统，在相关部分提到如何在没有电源时保持照明网格工作。例如自动控制装置、墙壁开关以及照明网格，必须连接以实现彼此通信和具有单独的备用电池。当自动控制装置识别电源中断时，该装置联系网格中具有备用电源的其他装置来适应运动和环境，以及改变亮度和颜色。

对于PoE装置而言，由于需要协调电源和受电装置，因此结合UPS将非常复杂。PoE装置通常远离实际电源，例如交流电源插座。电源插座上的交流电源中断影响PoE装置以外的供电设备。用于供电设备的UPS为现有技术系统的具有瞬时开关的电池或替代电源。由于PoE装置没有到电源的电源线，因此在现有技术中没有用于PoE装置的UPS。

由Susong,III等于2009年10月1日公布的美国专利申请No.2009/0243391，记载了旨在为网络工具提供电源的供电电源，例如路由器和交换机。供电电源接收交流电流，将其转换成直流电流，并在至少一个PoE端口处供电。电源还包括内部备用电池和用于确保电源不间断的冗余(redundancies)。为了提供持续电源，装置还包括故障转移通信接口，该接口位于在主电源和工作在离线模式下的备用电源之间。故障转移接口检测当主电源中断时，备用电源成为在线电源，为装置提供电能。

由Jackson于2007年10月23日公布的美国专利申请No.7286556揭露了向用于连接在中央网络装置的多个装置传输电源的系统和方法。中央网络装置经由以太网络传输电源，能够向那些网络上的装置提供备用电源，而不依靠多个冗余电源。该系统揭示通过电缆传输电源，该电缆具有用于数据和电源的不同导线，或者该同一电缆利用不同的频率和过滤器来保持信号完整。

现有技术的系统用于为PoE装置提供UPS，不能处理供电设备和PoE装置之间的分离。例如，远程网络摄像头通过用于电源和数据传输的以太网电缆，连接控制中心。控制中心位于数英里之外，监视位于其他位置的四面八方的多个网络摄像头。现有技术的系统为控制中心提供UPS，作为用于远程网络摄像头供电设备。进一步的现有技术中的系统涉及优选哪个PoE装置在断电期间通过插座持续接收电源，在控制中心作为供电装置。并没有公开在PoE装置位置的任何电源问题。本地电源管理是现有技术中的控制中心管理器的不必要的冗余。