POE在物联网上的运用

作者: 欧林克

2023-09-22

物联网把传感器装备到电网、铁路、桥梁、隧道、公路、建筑、供水系统、大坝、油气管道以及家用电器等各种真实物体上，通过互联网联接起来，进而运行特定的程序，达到远程控制或者实现物与物的直接通信。通过物联网，可以使用中央计算机对机器、设备和人员进行集中管理和控制。它还可以远程控制家庭设备和汽车，以及寻找位置，防止物品被盗等应用。在上述许多应用中，供电技术是必不可少的，POE (power Over Ethernet)是一种通过以太网中的双绞线向设备传输电力和数据的技术。通过该技术，包括互联网电话、无线基站、网络摄像机、计算机等设备都可以通过POE技术供电，完成各种设备的操作。通过互联网供电的电子设备无需额外的电源插座即可使用，因此可以节省配置电源线的时间和金钱，使整个设备系统的成本相对较低。
随着以太网的广泛应用，目前世界范围内普遍采用RJ-45网络插座，因此各种POE设备都是兼容的。POE可以在不改变以太网电缆结构的情况下运行。因此，使用POE系统不仅节省了成本，易于布线和安装，而且具有远程开、关电源的能力。POE智能供电很好地解决了物联网终端的需求。电源问题将在未来物联网的发展中扮演非常重要的角色。

POE在物联网中的主要应用

随着技术和应用的发展，物联网的内涵不断拓展，出现了新的认识。——物联网是网络、通信、互联网络的扩展。它使用传感技术和智能设备来感知物理世界。它们通过传输网络、互联互通、计算、处理和知识提取，识别人与物、物与物的交互和无缝连接，实现实时控制，对物质世界进行精准管理和科学决策。因此，网络将不再被动地满足用户的需求，而是主动发现用户场景的变化，与信息交互，为用户提供个性化的服务。目前POE技术在物联网中的主要应用场景如下:

1. POE无线AP在物联网中的应用

无线网络技术对人们的影响是无可争辩的。无线局域网应用于写字楼、大学校园、商场、机场、会展酒吧、咖啡厅等，需要随时随地接入互联网。实现网络无线化最重要的部分是合理高效的无线AP (Access point)安装。云平台能够以集中、合理、有效的方式提供一整套完整的管理。在大型无线网络覆盖项目中，无线接入点数量较多，分布在建筑物的各个部位，接入点一般需要网线连接交换机和外部直流电源。现场供电和管理可以大大增加施工和维护成本。供电开关通过电缆供电(POE)解决无线AP的集中供电问题，可以极大地解决工程建设中遇到的局部收电和AP管理问题。避免局部停电，个别AP无法工作。在此解决方案中，需要采用AP设备具有支持802.3af/802.3af协议功能的设备才可达到网线供电的功能。如果AP不支持802.3af/802.3af协议功能可以采取直接加装数据与POE合成器来完成此供电功能。

2. POE远程监控在物联网中的应用

近年来，由于社会经济和信息技术的快速发展，全国各行业对视频监控产生了前所未有的需求。应用领域越来越广泛。除金融、政府、交通等特殊行业外，社区、公共场所、酒店、工厂、商场等已经实施或正在实施数字监控。规模和辐射面积越来越大。一个典型的例子是“平安中国”项目，该项目覆盖了整个城市，安装了数万个摄像头。视频监控产品也从本地DVR发展到IP摄像机网络。
然而，网络视频监控设备的安装受制于环境，严重影响了网络视频监控的发展。用于网络视频监控的网络摄像机除了需要通过网线传输视频信号外，还必须全天提供足够的电力。在实施过程中，经常会发生摄像机的安装位置因为无法提供稳定的电源而必须重新设计的情况，而重新设计的安装位置可能导致死角监控，使安防监控失去意义。
一般情况下，一台网络摄像机需要连接两根网线，一根网线和一根电缆。以下几种情况可能导致无法安装网络监控摄像头:
1. 摄像机安装位置没有电源。
2. 摄像机安装有电源，但照明电源无法供电。
之前的情况导致网络摄像机无法安装，这一切都与网络摄像机的供电问题有关。为了使网络摄像机正确安装在理想的位置，必须解决网络摄像机供电的问题。由于电源不能正常工作，请考虑使用网线为摄像机供电。毕竟，实现网络电缆要比实现强电缆容易得多。如果使用网线供电，在数据交换机不断电的情况下，网络摄像机可以正常运行。采用网线供电的网络摄像机的供电方式概括如下:
1. 网络摄像机支持802.3af/802.3af协议，可使用POE供电设备通过网线直接为网络摄像机供电。
2. 网络摄像机不支持802.3af/802.3af协议，不能直接使用POE设备供电。这时，就需要使用另一种配套设备——分离器。分离机可将综合电源网线分离为纯数据网线和电源线。这样可以实现数据与电源的分离，实现一条既传输数据又提供电源的网线。

3. POE智能终端在物联网中的应用

在家里打电话时，如果突然停电，通话也不会中断。这是因为电话终端的电源是由电话公司(总局)交换机通过电话线直接供电的。想象一下，如果物联网工业现场的传感器、控制器和智能终端执行器等现代办公设备也可以直接通过以太网供电，那么整个布线、供电、人工等成本可能会降低很多，并且可以将监控延伸到许多远程应用，这就是POE技术为物联网工业控制行业描绘的愿景。
在2003年和2009年，IEEE分别批准了802.3af和802.3at标准，它们规定了远程系统中的电源检测和控制，以及路由器、交换机和集线器通过以太网电缆向IP电话、安全系统和无线局域网接入点等设备供电的方式。 IEEE 802.3af和IEEE 802.3at的推出极大地促进了POE技术的开发和应用。已经出台的工业以太网为基础的产品POE技术，为物联网的工业控制网络的多个网络终端提供可靠的电力供应和稳定，如温度传感终端，终端和湿度传感终端信号控制。

结论

物联网是一个覆盖一切的综合网络。以太网是物联网中非常重要的传输方式。POE (Online Power)是一项革命性的技术，它通过5类双绞线电缆提供可靠的直流电源，并扩展了已经强大的以太网功能。POE将改变网络设备的工作方式，允许网络管理员充分利用现有网络基础设施并部署新的应用程序。
POE技术的出现使网络设计人员能够轻松克服限制，因为功率半导体制造商提供了更多的交换机和设备，并且新的行业标准将允许更高的功率水平。它旨在促进新一代物联网应用的出现。