KR102333814B1 - Energy harvesting system, apparatus and method for performing long distance wakeup - Google Patents

Energy harvesting system, apparatus and method for performing long distance wakeup Download PDF

Info

Publication number
KR102333814B1
KR102333814B1 KR1020190129166A KR20190129166A KR102333814B1 KR 102333814 B1 KR102333814 B1 KR 102333814B1 KR 1020190129166 A KR1020190129166 A KR 1020190129166A KR 20190129166 A KR20190129166 A KR 20190129166A KR 102333814 B1 KR102333814 B1 KR 102333814B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
unit
wake
signal
energy harvesting
remote
Prior art date
Application number
KR1020190129166A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20210046112A (en
Inventor
김영한
안현석
윤창석
Original Assignee
한국전자기술연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국전자기술연구원 filed Critical 한국전자기술연구원
Priority to KR1020190129166A priority Critical patent/KR102333814B1/en
Publication of KR20210046112A publication Critical patent/KR20210046112A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102333814B1 publication Critical patent/KR102333814B1/en

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J9/00—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting
    • H02J9/005—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting using a power saving mode
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F1/00—Details not covered by groups G06F3/00 - G06F13/00 and G06F21/00
    • G06F1/26—Power supply means, e.g. regulation thereof
    • G06F1/32—Means for saving power
    • G06F1/3203—Power management, i.e. event-based initiation of a power-saving mode
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H02J50/20—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using microwaves or radio frequency waves
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B70/00—Technologies for an efficient end-user side electric power management and consumption
    • Y02B70/30—Systems integrating technologies related to power network operation and communication or information technologies for improving the carbon footprint of the management of residential or tertiary loads, i.e. smart grids as climate change mitigation technology in the buildings sector, including also the last stages of power distribution and the control, monitoring or operating management systems at local level
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y04—INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
    • Y04S—SYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
    • Y04S20/00—Management or operation of end-user stationary applications or the last stages of power distribution; Controlling, monitoring or operating thereof
    • Y04S20/20—End-user application control systems

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Emergency Management (AREA)
  • Selective Calling Equipment (AREA)

Abstract

본 발명은 원거리 웨이크업을 수행하는 에너지 하베스팅 시스템, 장치 및 방법에 관한 것으로, 전력 소모를 최소화하면서 오프 상태에 있는 기능 수행부에 대한 원거리 웨이크업을 수행하기 위한 것이다. 본 발명에 따른 에너지 하베스팅 장치는 기능 수행부가 파워 오프 상태에서 하베스팅 웨이크업부가 주변으로부터 RF 신호를 수신하여 에너지 하베스팅을 수행하고, 에너지 하베스팅 과정에서 수신한 RF 신호 중에 적어도 하나의 중계 단말기를 통하여 원거리에 있는 사용자 단말기로부터 수신한 RF 신호로서, 파워 오프 상태에 있는 기능 수행부의 원거리 웨이크업 정보가 포함된 RF 신호가 있는 지를 판단하고, 원거리 웨이크업 정보가 포함된 RF 신호가 있는 경우 파워 오프 상태에 있는 기능 수행부를 웨이크업 한다.The present invention relates to an energy harvesting system, apparatus and method for performing a remote wakeup, and to perform a remote wakeup for a function performing unit in an off state while minimizing power consumption. In the energy harvesting apparatus according to the present invention, in the power-off state of the function performing unit, the harvesting wakeup unit receives an RF signal from the surroundings to perform energy harvesting, and at least one relay terminal among the RF signals received in the energy harvesting process. As an RF signal received from a remote user terminal through Wakes up the function performing unit that is in the off state.

Description

원거리 웨이크업을 수행하는 에너지 하베스팅 시스템, 장치 및 방법{Energy harvesting system, apparatus and method for performing long distance wakeup}Energy harvesting system, apparatus and method for performing long distance wakeup

본 발명은 에너지 하베스팅 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전력 소모를 최소화하면서 원거리 웨이크업을 수행하는 에너지 하베스팅 시스템, 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an energy harvesting system, and more particularly, to an energy harvesting system, apparatus and method for performing a remote wakeup while minimizing power consumption.

광범위한 분야에서 사물인터넷(IoT) 기술이 확산됨에 따라 초소형/초저전력의 IoT 디바이스 사용이 폭발적으로 증가하고, 관련 산업 또한 성장할 것으로 예상된다. 하지만 IoT 디바이스도 구동을 위해서 배터리 또는 유선 전원 연결을 통한 전원 공급 방식을 채택하고 있기 때문에, IoT 디바이스의 사용 환경 제약과 유지 보수비용이 존재하여 관련 기기 확산의 걸림돌로 작용하고 있다.As Internet of Things (IoT) technology spreads in a wide range of fields, the use of ultra-small/ultra-low-power IoT devices is expected to explode, and related industries are also expected to grow. However, since IoT devices also adopt a power supply method through battery or wired power connection for operation, there are restrictions on the usage environment of IoT devices and maintenance costs, which act as an obstacle to the proliferation of related devices.

최근 기존 IoT 디바이스 활용의 문제점을 해소하기 위해서, 초저전력/초저가형으로 구현하여 제한된 통신 속도로 기본적인 기능을 수행하면서 쉽게 쓰고 버릴 수 있는 편리성을 가진 Disposable IoT 디바이스가 등장하고 있다.Recently, in order to solve the problems of using existing IoT devices, Disposable IoT devices are emerging that are implemented in ultra-low power/ultra-low cost type, perform basic functions with limited communication speed, and have the convenience of being easily used and discarded.

IoT 디바이스의 전력 용량이 유한한 배터리 사용에 따른 문제점을 해소하기 위해서, 주변 에너지 수집/변환을 통한 전력 재생 및 전원 생존성 향상이 가능한 에너지 하베스팅 기술을 접속한 IoT 디바이스의 전원 시스템 기술도 요구되고 있다.In order to solve the problems caused by the use of batteries with a limited power capacity of IoT devices, power system technology for IoT devices connected with energy harvesting technology that can regenerate power and improve power survivability through collection/conversion of ambient energy is also required. have.

IoT 디바이스는 전력 소모를 줄이기 위해서, 전원을 공급받아 주어진 기능, 예컨대 통신 기능, 제어 기능, 센싱 기능 등을 수행하는 정상 상태(모드)와, 주어진 기능을 수행한 이후에 일정한 시간을 갖고 주기적으로 정상 상태로 활성화되는 대기 상태(모드)로 동작한다.In order to reduce power consumption, an IoT device receives power to perform a given function, such as a communication function, a control function, a sensing function, in a normal state (mode), and after performing a given function, it is periodically normalized for a certain period of time. It operates in a standby state (mode) that is activated as a state.

하지만 IoT 디바이스는 여전히 대기 상태에서도 전력 소모가 발생한다. 에너지 하베스팅으로 발전하는 전력량이 마이크로 또는 나노와트급인 것과 비교할 때, IoT 디바이스가 대기 상태에서 소모하는 전력은 상당히 큰 편이다.However, IoT devices still consume power even in standby mode. Compared to the amount of power generated by energy harvesting in the micro or nanowatt level, the power consumed by IoT devices in the standby state is quite large.

공개특허공보 제2019-0015231호 (2019.02.13.)Patent Publication No. 2019-0015231 (2019.02.13.)

따라서 본 발명의 목적은 사용자 단말기로부터 원거리에 있는 에너지 하베스팅 장치를 전력 소모를 최소화하면서 원거리 웨이크업을 수행하는 에너지 하베스팅 시스템, 장치 및 방법을 제공하는 데 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide an energy harvesting system, apparatus and method for performing remote wake-up while minimizing power consumption of an energy harvesting device remote from a user terminal.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 파워 오프 상태에 있다가 웨이크업하여 기능을 수행하는 기능 수행부; 및 주변으로부터 RF 신호를 수신하여 전기에너지로 변환하는 에너지 하베스팅을 수행하는 에너지 하베스팅부, 및 에너지 하베스팅 과정에서 수신한 RF 신호 중에 적어도 하나의 중계 단말기를 통하여 원거리에 있는 사용자 단말기로부터 수신한 RF 신호로서, 파워 오프 상태에 있는 상기 기능 수행부의 원거리 웨이크업 정보가 포함된 RF 신호가 있는 지를 판단하고, 상기 원거리 웨이크업 정보가 포함된 RF 신호가 있는 경우 파워 오프 상태에 있는 상기 기능 수행부를 웨이크업 시키는 웨이크업부를 구비하는 하베스팅 웨이크업부;를 포함하는 원거리 웨이크업을 수행하는 에너지 하베스팅 장치를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a function performing unit for performing a function by waking up from a power-off state; and an energy harvesting unit that receives an RF signal from the surroundings and performs energy harvesting to convert it into electrical energy, and RF received from a remote user terminal through at least one relay terminal among RF signals received in the energy harvesting process As a signal, it is determined whether there is an RF signal including the remote wake-up information of the function performing unit in the power-off state, and when there is an RF signal including the remote wake-up information, wake the function performing unit in the power-off state It provides an energy harvesting apparatus for performing a remote wake-up, including a; a harvesting wake-up unit having a wake-up unit for raising.

상기 원거리 웨이크업 정보가 포함된 RF 신호는 시간, 진폭, 주파수 및 위상 중에 적어도 하나가 변조되어 있는 신호 변조된 RF 신호이다.The RF signal including the remote wakeup information is a signal-modulated RF signal in which at least one of time, amplitude, frequency, and phase is modulated.

상기 웨이크업부는 메시지 플러딩(message flooding) 방식을 통해 원거리에 있는 상기 사용자 단말기로부터 RF 신호를 수신할 수 있다.The wakeup unit may receive an RF signal from the user terminal at a remote location through a message flooding method.

상기 원거리 웨이크업 정보가 포함된 RF 신호는 블루투스 비콘 신호일 수 있다.The RF signal including the remote wakeup information may be a Bluetooth beacon signal.

상기 원거리 웨이크업 정보가 포함된 RF 신호의 전송 프레임은 프리엠블과, 웨이크업 하려는 에너지 하베스팅 장치의 식별정보를 포함한다.The transmission frame of the RF signal including the remote wakeup information includes a preamble and identification information of an energy harvesting device to be woken up.

상기 웨이크업부는, 상기 원거리 웨이크업 정보가 포함된 RF 신호를 수신하면, 수신한 상기 원거리 웨이크업 정보가 포함된 RF 신호의 엔빌로프(envelope)를 추적하여 원거리 웨이크업 정보를 복조하고, 복조한 원거리 웨이크업 정보에 자신의 식별정보가 포함되어 있는 지를 판단하고, 자신의 식별정보를 포함하고 있는 경우 파워 오프 상태에 있는 상기 기능 수행부를 웨이크업 시킬 수 있다.The wakeup unit, upon receiving the RF signal including the remote wakeup information, tracks the envelope (envelope) of the received RF signal including the remote wakeup information to demodulate the remote wakeup information, demodulated It is determined whether the remote wake-up information includes its own identification information, and when the remote wake-up information includes its own identification information, the function performing unit in the power-off state can be woken up.

본 발명에 따른 원거리 웨이크업을 수행하는 에너지 하베스팅 장치는 상기 에너지 하베스팅부로부터 변환된 전기에너지를 전달받아 저장하는 전기에너지 저장부;를 더 포함할 수 있다.The energy harvesting apparatus for performing remote wake-up according to the present invention may further include an electric energy storage unit for receiving and storing the electric energy converted from the energy harvesting unit.

상기 하베스팅 웨이크업부는, 상기 전기에너지 저장부와 상기 기능 수행부의 연결을 온/오프하는 스위치부;를 더 포함할 수 있다.The harvesting wake-up unit may further include a switch unit configured to turn on/off the connection between the electrical energy storage unit and the function performing unit.

상기 웨이크업부는 상기 원거리 웨이크업 정보가 포함된 RF 신호가 있는 경우 상기 스위치부를 온하여 상기 전기에너지 저장부의 전기에너지를 상기 기능 수행부에 공급하여 파워 오프된 상기 기능 수행부를 웨이크업 할 수 있다.When there is an RF signal including the remote wakeup information, the wakeup unit may turn on the switch unit to supply the electric energy of the electric energy storage unit to the function performing unit to wake up the powered off function performing unit.

상기 웨이크업부는 수십 nW 전력으로 대기(stand-by) 상태를 유지하다가 상기 원거리 웨이크업 정보가 포함된 RF 신호가 인가되면 데이터 복조 기능을 수행하는 동작 상태로 변환할 수 있다.The wakeup unit may maintain a stand-by state with power of several tens of nW, and may change to an operating state performing a data demodulation function when the RF signal including the remote wakeup information is applied.

상기 기능 수행부는 제어기, 센서, RF 통신모듈 및 IoT 디바이스 중에 적어도 하나를 포함할 수 있다.The function performing unit may include at least one of a controller, a sensor, an RF communication module, and an IoT device.

본 발명은 또한, 에너지 하베스팅 장치는 기능 수행부가 파워 오프된 상태에서 하베스팅 웨이크업부를 통해서 주변으로부터 RF 신호를 수신하여 전기에너지로 변환하는 에너지 하베스팅을 수행하는 단계; 상기 에너지 하베스팅 장치는 에너지 하베스팅 과정에서 수신한 RF 신호 중에 적어도 하나의 중계 단말기를 통하여 원거리에 있는 사용자 단말기로부터 수신한 RF 신호로서, 파워 오프 상태에 있는 상기 기능 수행부의 원거리 웨이크업 정보가 포함된 RF 신호가 있는 지를 판단하는 단계; 및 상기 원거리 웨이크업 정보가 포함된 RF 신호가 있는 경우, 상기 에너지 하베스팅 장치는 상기 하베스팅 웨이크업부를 통해서 파워 오프 상태에 있는 상기 기능 수행부를 웨이크업 시키는 단계;를 포함하는 에너지 하베스팅 장치의 원거리 웨이크업 방법을 제공한다.In another aspect of the present invention, the energy harvesting apparatus includes: performing energy harvesting by receiving an RF signal from the surroundings through a harvesting wakeup unit and converting it into electrical energy in a state in which the function performing unit is powered off; The energy harvesting device is an RF signal received from a remote user terminal through at least one relay terminal among RF signals received in the energy harvesting process, and includes remote wakeup information of the function performing unit in a power-off state. determining whether there is an RF signal; and waking up, by the energy harvesting device, the function performing unit in a power-off state through the harvesting wakeup unit when there is an RF signal including the remote wakeup information; Provides a remote wake-up method.

그리고 본 발명은 원거리에 있는 에너지 하베스팅 장치의 파워 오프된 기능 수행부를 웨이크업 하기 위한 원거리 웨이크업 정보가 포함된 RF 신호를 전송하는 사용자 단말기; 상기 사용자 단말기로부터 상기 원거리 웨이크업 정보가 포함된 RF 신호를 수신하여 이웃하는 다른 중계 단말기 또는 상기 에너지 하베스팅 장치로 전달하는 적어도 하나의 중계 단말기; 및 주변으로부터 RF 신호를 수신하여 에너지 하베스팅을 수행하고, 에너지 하베스팅 중 상기 적어도 하나의 중계 단말기를 통하여 상기 원거리 웨이크업 정보가 포함된 RF 신호를 수신하여 파워 오프된 상기 기능 수행부를 웨이크업 하는 상기 에너지 하베스팅 장치;를 포함하는 원거리 웨이크업을 수행하는 에너지 하베스팅 시스템을 제공한다.And the present invention is a user terminal for transmitting an RF signal including the remote wake-up information for waking up the power-off function performing unit of the energy harvesting device in a remote location; at least one relay terminal receiving the RF signal including the remote wake-up information from the user terminal and transmitting it to another neighboring relay terminal or the energy harvesting device; and receiving an RF signal from the surroundings to perform energy harvesting, and waking up the powered-off function performing unit by receiving the RF signal including the remote wakeup information through the at least one relay terminal during energy harvesting It provides an energy harvesting system for performing a remote wakeup including; the energy harvesting device.

본 발명에 따르면, 에너지 하베스팅 장치는 정상 상태가 아닌 경우 IoT 디바이스에 해당되는 기능 수행부로의 전원 공급을 차단하는 파워 오프 상태로 운용하기 때문에, 기능 수행부의 대기 상태에 따른 전력 소모를 줄일 수 있다.According to the present invention, since the energy harvesting apparatus operates in a power-off state that cuts off power supply to the function performing unit corresponding to the IoT device when it is not in a normal state, power consumption according to the standby state of the function performing unit can be reduced. .

본 발명에 따른 에너지 하베스팅 장치는 파워 오프 상태의 기능 수행부의 원거리 웨이크업을 하베스팅 웨이크업부에서 수행하도록 함으로써, 기능 수행부를 대기 상태로 운용하는 것과 비교하여 전력 소모를 줄일 수 있다. 즉 본 발명에 따른 에너지 하베스팅 장치는 기능 수행부가 파워 오프 상태에서 하베스팅 웨이크업부가 RF 신호를 수신하여 에너지 하베스팅 중에 중계 단말기를 경유하여 원거리에 있는 사용자 단말기로부터 원거리 웨이크업 정보가 포함된 RF 신호를 감지하면, 파워 오프 상태의 디바이스부를 웨이크업 시킬 수 있다. 에너지 하베스팅과 원거리 웨이크업을 수행하는 하베스팅 웨이크업부는 기능 수행부와 비교하여 전력 소모가 작다. 그리고 하베스팅 웨이크업부가 에너지 하베스팅을 수행하기 위해서 정상 상태 또는 대기 상태에서 운용되기 때문에, 파워 오프 상태의 기능 수행부의 원거리 웨이크업을 제어함으로써, 기능 수행부를 대기 상태로 운영하는 것과 비교해서 전력 소모를 줄일 수 있다.The energy harvesting apparatus according to the present invention enables the harvesting wake-up unit to perform the remote wake-up of the function performing unit in the power-off state, thereby reducing power consumption compared to operating the function performing unit in the standby state. That is, in the energy harvesting apparatus according to the present invention, the harvesting wake-up unit receives an RF signal in the power-off state of the function performing unit, and during energy harvesting, the RF signal including remote wake-up information is included from a remote user terminal via a relay terminal. When the signal is sensed, it is possible to wake up the device unit in the power-off state. The harvesting wakeup unit that performs energy harvesting and remote wakeup consumes less power than the function performing unit. In addition, since the harvesting wakeup unit is operated in a normal state or a standby state to perform energy harvesting, by controlling the remote wakeup of the function performing unit in the power-off state, power consumption is compared to that of operating the function performing unit in a standby state. can reduce

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 원거리 웨이크업을 수행하는 에너지 하베스팅 시스템을 보여주는 블록도이다.
도 2는 도 1의 에너지 하베스팅 장치를 보여주는 블록도이다.
도 3은 신호 변조된 RF 신호의 인코딩 데이터 구조를 보여주는 예시도이다.
도 4는 신호 변조된 RF 신호의 전송 프레임을 보여주는 예시도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 에너지 하베스팅 장치의 원거리 웨이크업 방법에 따른 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 에너지 하베스팅 시스템의 원거리 웨이크업 방법에 따른 흐름도이다.1 is a block diagram illustrating an energy harvesting system for performing remote wake-up according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram illustrating the energy harvesting apparatus of FIG. 1 .
3 is an exemplary diagram illustrating an encoding data structure of a signal-modulated RF signal.
4 is an exemplary diagram illustrating a transmission frame of a signal-modulated RF signal.
5 is a flowchart according to a remote wake-up method of an energy harvesting apparatus according to an embodiment of the present invention.
6 is a flowchart illustrating a remote wake-up method of an energy harvesting system according to an embodiment of the present invention.

하기의 설명에서는 본 발명의 실시예를 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며, 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않는 범위에서 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.It should be noted that, in the following description, only the parts necessary for understanding the embodiments of the present invention will be described, and descriptions of other parts will be omitted in the scope not disturbing the gist of the present invention.

이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념으로 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.The terms or words used in the present specification and claims described below should not be construed as being limited to their ordinary or dictionary meanings, and the inventors have appropriate concepts of terms in order to best describe their inventions. It should be interpreted as meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention based on the principle that it can be defined in Accordingly, the embodiments described in this specification and the configurations shown in the drawings are only preferred embodiments of the present invention, and do not represent all of the technical spirit of the present invention, so various equivalents that can be substituted for them at the time of the present application It should be understood that there may be variations and variations.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 원거리 웨이크업을 수행하는 에너지 하베스팅 시스템을 보여주는 블록도이다.1 is a block diagram illustrating an energy harvesting system for performing remote wake-up according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 에너지 하베스팅 시스템(100)은 사용자 단말기(10), 적어도 하나의 중계 단말기(90) 및 에너지 하베스팅 장치(20)를 포함한다. 사용자 단말기(10)는 원거리에 있는 에너지 하베스팅 장치(20)의 파워 오프된 기능 수행부(50)를 웨이크업 하기 위한 원거리 웨이크업 정보가 포함된 RF 신호를 전송한다. 적어도 하나의 중계 단말기(90)는 사용자 단말기(10)로부터 원거리 웨이크업 정보가 포함된 RF 신호를 수신하여 이웃하는 다른 중계 단말기 또는 에너지 하베스팅 장치(20)로 전달한다. 그리고 에너지 하베스팅 장치(20)는 주변으로부터 RF 신호를 수신하여 에너지 하베스팅을 수행하고, 에너지 하베스팅 중 적어도 하나의 중계 단말기(90)를 통하여 원거리 웨이크업 정보가 포함된 RF 신호를 수신하여 파워 오프된 기능 수행부(50)를 웨이크업 한다.Referring to FIG. 1 , the energy harvesting system 100 according to the present embodiment includes a user terminal 10 , at least one relay terminal 90 , and an energy harvesting device 20 . The user terminal 10 transmits an RF signal including remote wake-up information for waking up the power-off function performing unit 50 of the energy harvesting device 20 in a remote location. At least one relay terminal 90 receives the RF signal including the remote wake-up information from the user terminal 10 and transmits it to another neighboring relay terminal or the energy harvesting device 20 . In addition, the energy harvesting apparatus 20 receives an RF signal from the surroundings to perform energy harvesting, and receives the RF signal including the remote wakeup information through at least one relay terminal 90 during the energy harvesting to receive power. Wake up the off function performing unit 50 .

여기서 사용자 단말기(10)는 제1 안테나(11)를 통하여 적어도 하나의 중계 단말기(90)와 근거리 통신을 수행할 수 있다. 사용자 단말기(10)는 근거리 통신을 통하여 파워 오프된 기능 수행부(50)를 웨이크업 하기 위한 원거리 웨이크업 정보가 포함된 RF 신호를 전송할 수 있다. 여기서 근거리 통신 방식은 블루투스(Bluetooth), 저전력 블루투스(Bluetooth Low Energy; BLE), 지그비(Zig bee), 와이파이(WiFi), LTE, 5G NR 등이 사용될 수 있으며, 이것에 한정되는 것은 아니다. 이러한 사용자 단말기(10)는 근거리 통신 기능을 포함하는 통신 단말기로서, 예컨대 스마트폰, 웨어러블 기기, 태블릿PC, 노트북 등이 될 수 있다.Here, the user terminal 10 may perform short-range communication with at least one relay terminal 90 through the first antenna 11 . The user terminal 10 may transmit an RF signal including long-distance wake-up information for waking up the powered-off function performing unit 50 through short-distance communication. Here, the short-distance communication method may include Bluetooth (Bluetooth), Bluetooth Low Energy (BLE), Zig bee, Wi-Fi, LTE, 5G NR, etc., but is not limited thereto. The user terminal 10 is a communication terminal including a short-distance communication function, and may be, for example, a smartphone, a wearable device, a tablet PC, a notebook computer, or the like.

적어도 하나의 중계 단말기(90)는 제4 안테나(91)를 통하여 사용자 단말기(10) 또는 에너지 하베스팅 장치(20)와 근거리 통신을 수행한다. 예컨대 적어도 하나의 중계 단말기(90)는 제1 내지 제4 중계 단말기(93,95,97,99)를 포함할 수 있다. 제1, 제3 및 제4 중계 단말기(93,97,99)는 사용자 단말기(10)와 근거리에 위치하여 근거리 통신이 수행한다. 제2 중계 단말기(95)는 사용자 단말기(10)와 직접적인 근거리 통신이 가능한 범위를 벗어난 위치에 위치한다.At least one relay terminal 90 performs short-range communication with the user terminal 10 or the energy harvesting device 20 through the fourth antenna 91 . For example, the at least one relay terminal 90 may include first to fourth relay terminals 93 , 95 , 97 , and 99 . The first, third, and fourth relay terminals 93 , 97 , and 99 are located in a short distance from the user terminal 10 to perform short-range communication. The second relay terminal 95 is located at a location out of a range in which direct short-range communication with the user terminal 10 is possible.

여기서 제1 중계 단말기(93)는 사용자 단말기(10)와 제2 중계 단말기(95) 사이에 위치하며, 사용자 단말기(10)와 제2 중계 단말기(95)와 각각 근거리 통신을 수행한다.Here, the first relay terminal 93 is located between the user terminal 10 and the second relay terminal 95 , and performs short-range communication with the user terminal 10 and the second relay terminal 95 , respectively.

제2 중계 단말기(95)는 제1 중계 단말기(93)와 에너지 하베스팅 장치(20) 사이에 위치하며, 제1 중계 단말기(93)와 에너지 하베스팅 장치(20)와 각각 근거리 통신을 수행한다. 제2 중계 단말기는 제1 중계 단말기(93)을 경유하여 사용자 단말기(10)와 근거리 통신을 수행하고, 에너지 하베스팅 장치(20)와 직접 근거리 통신을 수행한다. 이로 인해 사용자 단말기(10)에서 출력된 RF 신호는 제1 및 제2 중계 단말기(93,95)를 경유하여 에너지 하베스팅 장치(20)로 전달될 수 있다. 반대로 에너지 하베스팅 장치(20)에서 전송되는 신호는 제2 중계 단말기(95) 및 제1 중계 단말기(93)를 경유하여 사용자 단말기(10)로 전달될 수 있다.The second relay terminal 95 is located between the first relay terminal 93 and the energy harvesting device 20 , and performs short-range communication with the first relay terminal 93 and the energy harvesting device 20 , respectively. . The second relay terminal performs short-range communication with the user terminal 10 via the first relay terminal 93 and directly performs short-range communication with the energy harvesting device 20 . Accordingly, the RF signal output from the user terminal 10 may be transmitted to the energy harvesting device 20 via the first and second relay terminals 93 and 95 . Conversely, the signal transmitted from the energy harvesting device 20 may be transmitted to the user terminal 10 via the second relay terminal 95 and the first relay terminal 93 .

그리고 제3 및 제4 중계 단말기(97,99)는 사용자 단말기(10)와 근거리에 위치하여 근거리 통신을 수행한다. 하지만 제3 및 제4 중계 단말기(97,99)는 제1 및 제2 중계 단말기(93,95)와 근거리 통신이 불가능한 거리에 위치한다. 따라서 제3 및 제4 중계 단말기(97,99)는 사용자 단말기(10)로부터 RF 신호를 수신할 수는 있지만, 수신한 RF 신호를 제3 및 제4 중계 단말기(97,99)로부터 원거리에 위치하는 에너지 하베스팅 장치(20)로 전달하는 중계 기능을 수행하지 못한다.In addition, the third and fourth relay terminals 97 and 99 are located near the user terminal 10 to perform short-range communication. However, the third and fourth relay terminals 97 and 99 are located at a distance from which short-range communication with the first and second relay terminals 93 and 95 is impossible. Therefore, although the third and fourth relay terminals 97 and 99 can receive the RF signal from the user terminal 10, the received RF signal is located far from the third and fourth relay terminals 97 and 99. It does not perform the relay function to transmit to the energy harvesting device (20).

여기서 사용자 단말기(10), 제1 및 제2 중계 단말기(93,95), 에너지 하베스팅 장치(20) 간에 저전력 블루투스 통신을 통하여 RF 신호를 교환하는 경우, 메시지 플러딩(message flooding) 방식을 통해 원거리에 있는 사용자 단말기(10)로부터 RF 신호가 제1 및 제2 중계 단말기(93,95)를 경유하여 에너지 하베스팅 장치(20)로 전달될 수 있다.Here, when an RF signal is exchanged through Bluetooth low-power communication between the user terminal 10, the first and second relay terminals 93 and 95, and the energy harvesting device 20, a message flooding method is used in the remote range. An RF signal from the user terminal 10 in , may be transmitted to the energy harvesting device 20 via the first and second relay terminals 93 and 95 .

메시지 플러딩 방식으로 RF 신호를 전달할 때, 호핑(Hopping) 제한과 time to live(TTL) 값을 기반으로 메시지 플러딩을 수행한다. 사용자 단말기로부터 전송된 RF 신호는 적어도 하나의 중계 디바이스(90)를 경유하면서 홉(Hop) 정보가 해당 RF 신호에 누적된다. 예컨대 사용자 단말기(10)로부터 전송된 RF 신호가 제1 및 제2 중계 단말기(93,95)를 경유하여 에너지 하베스팅 장치(20)에 전달되는 경우, 에너지 하베스팅 장치(20)에 전달된 RF 신호에 제1 및 제2 중계 단말기(93,95)에 대한 홉 정보가 포함된다. 이러한 홉 정보는 RF 신호의 데이터 패킷의 페이로드에 부가될 수 있다.When transmitting an RF signal in the message flooding method, message flooding is performed based on the hopping limit and time to live (TTL) value. The RF signal transmitted from the user terminal passes through at least one relay device 90, and hop information is accumulated in the corresponding RF signal. For example, when the RF signal transmitted from the user terminal 10 is transmitted to the energy harvesting device 20 via the first and second relay terminals 93 and 95 , the RF transmitted to the energy harvesting device 20 . The signal includes hop information for the first and second relay terminals 93 and 95 . This hop information may be added to the payload of the data packet of the RF signal.

이러한 적어도 하나의 중계 단말기(90)는 근거리 통신이 가능한 통신 단말기이다. 예컨대 적어도 하나의 중계 단말기(90)는 다른 에너지 하베스팅 장치일 수 있다. 다른 에너지 하베스팅 장치는 사용자 단말기(10)로부터 원거리 웨이크업 정보를 수신하더라도, 해당 원거리 웨이크업 정보가 자신을 웨이크업 할 정보가 아닌 경우, 이웃하는 다른 중계 단말기로부터 수신한 원거리 웨이크업 정보를 전달할 뿐 웨이크업을 수행하지 않는다.The at least one relay terminal 90 is a communication terminal capable of short-range communication. For example, at least one relay terminal 90 may be another energy harvesting device. Even if the other energy harvesting device receives the remote wake-up information from the user terminal 10, if the remote wake-up information is not information to wake up itself, the remote wake-up information received from another neighboring relay terminal is delivered. Just don't do a wakeup.

그리고 에너지 하베스팅 장치(20)는 사용자 단말기(10)로부터 원거리에 위치한다. 여기서 원거리는 에너지 하베스팅 장치(20)와 사용자 단말기(10) 간에 직접 근거리 통신이 불가능한 거리를 의미한다.And the energy harvesting device 20 is located far from the user terminal (10). Here, the long distance means a distance in which direct short-range communication between the energy harvesting device 20 and the user terminal 10 is impossible.

이러한 에너지 하베스팅 장치(20)는 기능 수행부(50)와 하베스팅 웨이크업부(30)를 포함한다. 기능 수행부(50)는 파워 오프 상태에 있다가 웨이크업 하여 기능을 수행한다. 그리고 하베스팅 웨이크업부(30)는 주변으로부터 RF 신호를 수신하여 에너지 하베스팅을 수행하고, 에너지 하베스팅 중 사용자 단말기(10)로부터 원거리 웨이크업 정보가 포함된 RF 신호를 적어도 하나의 중계 단말기(90)를 통하여 수신하여 파워 오프된 기능 수행부(50)를 웨이크업 한다.The energy harvesting device 20 includes a function performing unit 50 and a harvesting wakeup unit 30 . The function performing unit 50 performs a function by waking up after being in a power-off state. In addition, the harvesting wakeup unit 30 receives an RF signal from the surroundings to perform energy harvesting, and transmits an RF signal including remote wakeup information from the user terminal 10 during energy harvesting to at least one relay terminal 90 . ) to wake up the power-off function performing unit 50 by receiving it.

여기서 하베스팅 웨이크업부(30)는 제2 안테나(31)를 통하여 주변으로부터 RF 신호를 수신하여 에너지 하베스팅과 기능 수행부(50)의 웨이크업을 수행한다.Here, the harvesting wakeup unit 30 receives an RF signal from the surroundings through the second antenna 31 to perform energy harvesting and wakeup of the function performing unit 50 .

그리고 기능 수행부(50)는 에너지 하베스팅 장치(20)에 부여된 기능을 수행한다. 여기서 기능은 제어 기능, 주변 환경 정보를 수집하는 센서 기능, 사용자 단말기(10)와의 통신 기능, 주변 사물과의 통신 기능 등을 포함할 수 있다. 이러한 기능 수행부(50)는 제어기, 센서, RF 통신모듈 및 IoT 디바이스 중에 적어도 하나일 수 있다. 기능 수행부(50)는 파워 오프 상태에서 웨이크업 하여 제3 안테나(51)를 통하여 사용자 단말기(10)와 통신을 수행할 수 있다.And the function performing unit 50 performs a function assigned to the energy harvesting device (20). Here, the function may include a control function, a sensor function for collecting surrounding environment information, a communication function with the user terminal 10 , a communication function with surrounding objects, and the like. The function performing unit 50 may be at least one of a controller, a sensor, an RF communication module, and an IoT device. The function performing unit 50 may wake up from the power-off state and communicate with the user terminal 10 through the third antenna 51 .

제2 및 제3 안테나(31,51)를 통하여 수신되는 RF 신호는 동일한 주파수일 수도 있고, 서로 다른 주파수일 수 있다. 본 실시예에서는 제2 및 제3 안테나(31,51)를 별도로 구비하는 예를 개시하였지만 하나의 안테나로 구현될 수 있다. 하나의 안테나로 구현되는 경우 매칭부를 통하여 수신한 RF 신호를 하베스팅 웨이크업부(30) 또는 기능 수행부(50)로 보낼 수 있다.The RF signals received through the second and third antennas 31 and 51 may have the same frequency or different frequencies. In this embodiment, although an example in which the second and third antennas 31 and 51 are separately provided is disclosed, it may be implemented with one antenna. When implemented with one antenna, the RF signal received through the matching unit may be transmitted to the harvesting wakeup unit 30 or the function performing unit 50 .

이와 같은 본 실시예에 따른 에너지 하베스팅 장치(20)에 대해서 도 1 및 도 2를 참조하여 설명하면 다음과 같다. 여기서 도 2는 도 1의 에너지 하베스팅 장치(20)를 보여주는 블록도이다.The energy harvesting apparatus 20 according to this embodiment will be described with reference to FIGS. 1 and 2 as follows. Here, FIG. 2 is a block diagram showing the energy harvesting device 20 of FIG. 1 .

본 실시예에 따른 에너지 하베스팅 장치(20)는, 앞서 설명한 바와 같이, 기능 수행부(50)와 하베스팅 웨이크업부(30)를 포함한다. 하베스팅 웨이크업부(30)는 에너지 하베스팅부(33)와 웨이크업부(35)를 포함한다. 그 외 에너지 하베스팅 장치(20)는 전기에너지 저장부(40) 및 스위치부(37)를 더 포함할 수 있다.As described above, the energy harvesting apparatus 20 according to the present embodiment includes a function performing unit 50 and a harvesting wakeup unit 30 . The wake-up harvesting unit 30 includes an energy harvesting unit 33 and a wake-up unit 35 . In addition, the energy harvesting device 20 may further include an electric energy storage unit 40 and a switch unit 37 .

기능 수행부(50)는 정상 상태인 파워 온 상태에서 부여된 기능을 수행한다. 기능 수행부(50)는 기능을 수행하지 않을 때는 정상 상태에서 파워 오프 상태로 전환한다. 기능 수행부(50)는 파워 오프 상태에서 하베스팅 웨이크업부(30)에 의해 웨이크업 하여 정상 상태로 전환하여 주어진 기능을 수행한다. 예컨대 기능 수행부(50)가 근거리 통신 모듈인 경우, 제3 안테나(51)를 통하여 근거리에 있는 통신 기기와 근거리 통신을 수행할 수 있다.The function performing unit 50 performs the assigned function in the normal power-on state. The function performing unit 50 switches from a normal state to a power-off state when not performing a function. The function performing unit 50 wakes up from the power-off state by the harvesting wake-up unit 30 and converts it to a normal state to perform a given function. For example, when the function performing unit 50 is a short-range communication module, it may perform short-range communication with a communication device in a short distance through the third antenna 51 .

에너지 하베스팅부(33)는 제2 안테나(31)를 통하여 주변으로부터 RF 신호를 수신하여 전기에너지로 변환하는 에너지 하베스팅을 수행한다. 에너지 하베스팅부(33)는 근거리에 있는 통신 기기로부터 RF 신호를 수신하여 에너지 하베스팅을 수행할 수 있다. 에너지 하베스팅부(33)는 변환된 전기에너지를 전기에너지 저장부(40)에 공급하여 저장할 수 있다. 에너지 하베스팅부(33)는 변환된 전기에너지를 웨이크업부(35)에 공급할 수 있다.The energy harvesting unit 33 receives an RF signal from the surroundings through the second antenna 31 and performs energy harvesting for converting it into electrical energy. The energy harvesting unit 33 may perform energy harvesting by receiving an RF signal from a communication device in a short distance. The energy harvesting unit 33 may supply and store the converted electric energy to the electric energy storage unit 40 . The energy harvesting unit 33 may supply the converted electrical energy to the wakeup unit 35 .

그리고 웨이크업부(35)는 에너지 하베스팅 과정에서 수신한 RF 신호 중에 파워 오프 상태에 있는 기능 수행부(50)의 원거리 웨이크업 정보가 포함된 RF 신호가 있는 지를 판단한다. 즉 웨이크업부(35)는 에너지 하베스팅 과정에서 수신한 RF 신호 중에 적어도 하나의 중계 단말기(90)를 통하여 원거리에 있는 사용자 단말기(10)로부터 수신한 RF 신호로서, 파워 오프 상태에 있는 기능 수행부(50)의 원거리 웨이크업 정보가 포함된 RF 신호가 있는 지를 판단한다. 웨이크업부(35)는 원거리 웨이크업 정보가 포함된 RF 신호가 있는 경우, 파워 오프 상태에 있는 기능 수행부(50)를 웨이크업 시킨다.In addition, the wakeup unit 35 determines whether there is an RF signal including the remote wakeup information of the function performing unit 50 in the power-off state among the RF signals received in the energy harvesting process. That is, the wakeup unit 35 is an RF signal received from a remote user terminal 10 through at least one relay terminal 90 among RF signals received in the energy harvesting process, and is a function performing unit in a power-off state. It is determined whether there is an RF signal including the remote wake-up information of (50). The wake-up unit 35 wakes up the function performing unit 50 in the power-off state when there is an RF signal including the remote wake-up information.

웨이크업부(35)는 수신한 RF 신호 중에 원거리 웨이크업 정보가 포함된 RF 신호를 쉽게 검출할 수 있도록, 원거리 웨이크업 정보가 포함된 RF 신호는 신호 변조된 RF 신호일 수 있다. 신호 변조된 RF 신호는 시간, 진폭, 주파수 및 위상 중에 적어도 하나가 변조된 RF 신호일 수 있다.In order for the wakeup unit 35 to easily detect an RF signal including the remote wakeup information from among the received RF signals, the RF signal including the remote wakeup information may be a signal-modulated RF signal. The signal-modulated RF signal may be an RF signal in which at least one of time, amplitude, frequency, and phase is modulated.

이러한 신호 변조된 RF 신호는 2.4GHz 대역의 블루투스 비콘 신호 또는 정현파(sinusoidal wave) 신호를 활용하여 구현할 수 있다. 그 외 신호 변조된 RF 신호로는 지그비(Zig bee) 신호, 와이파이(WiFi) 신호, LTE 신호 또는 5G NR 신호가 사용될 수 있으며, 이것에 한정되는 것은 아니다.Such a signal-modulated RF signal may be implemented by utilizing a Bluetooth beacon signal or a sinusoidal wave signal of a 2.4 GHz band. Other signal-modulated RF signals may include a Zig bee signal, a Wi-Fi signal, an LTE signal, or a 5G NR signal, but is not limited thereto.

도 3 및 도 4는 신호 변조된 RF 신호가 블루투스 비콘 신호를 이용하여 구현된 예를 개시하고 있다. 여기서 도 3은 신호 변조된 RF 신호의 인코딩 데이터 구조를 보여주는 예시도이다. 그리고 도 4는 신호 변조된 RF 신호의 전송 프레임을 보여주는 예시도이다.3 and 4 disclose an example in which a signal-modulated RF signal is implemented using a Bluetooth beacon signal. Here, FIG. 3 is an exemplary diagram showing an encoding data structure of a signal-modulated RF signal. And FIG. 4 is an exemplary view showing a transmission frame of a signal-modulated RF signal.

신호 변조된 RF 신호는 블루투스 비콘 신호의 패킷과 전송 주기를 이용해서 인코딩된다. 신호 변조된 RF 신호는 한 주기 내의 패킷의 페이로드 길이를 이용하여 데이터를 인코딩한다. 예컨대 데이터 "1"(60)일 때 패킷 길이 376㎲, 데이터"0"(70)일 때 패킷 길이 80㎲로 페이로드 길이를 조정하여 데이터를 인코닝하다.The signal modulated RF signal is encoded using the packet and transmission period of the Bluetooth beacon signal. The signal-modulated RF signal encodes data using the payload length of a packet within one period. For example, data is encoded by adjusting the payload length to a packet length of 376 μs for data “1” (60) and 80 μs for data “0” (70).

신호 변조된 RF 신호의 데이터 패킷은, 도 3에 도시된 바와 같이, 프리엠블(61; preamble), 액세스 어드레스(62; access address), PDU(protocal data unit) 헤더(63), PDU 페이로드(64), CRC(65; cyclical redundancy check) 및 NULL_interval(66) 섹션을 포함할 수 있다.As shown in FIG. 3, the data packet of the signal-modulated RF signal includes a preamble (61), an access address (62), a protocol data unit (PDU) header (63), and a PDU payload ( 64), CRC (cyclical redundancy check (65)) and NULL_interval (66) sections.

여기서 데이터"1"(60)에 대한 데이터 패킷은 프리엠블(61), 액세스 어드레스(62), PDU 헤더(63), PDU 페이로드(64), CRC(65) 및 NULL_interval(66) 섹션을 모두 포함한다. PDU 페이로드(64)에 웨이크업을 할 에너지 하베스팅 장치(20)의 식별정보가 포함된다.Here, the data packet for data "1" 60 includes all of the preamble 61, access address 62, PDU header 63, PDU payload 64, CRC 65 and NULL_interval (66) sections. include The identification information of the energy harvesting device 20 to wake up is included in the PDU payload 64 .

PDU 페이로드(64)에는 경유하는 적어도 하나의 중계 단말기(90)의 홉 정보가 부가될 수 있다.Hop information of at least one relay terminal 90 passing through may be added to the PDU payload 64 .

데이터"0"(70)에 대한 데이터 패킷은 PDU 페이로드를 제외하고, 프리엠블(61), PDU 헤더(63), CRC(65) 및 NULL_interval(66) 섹션을 포함한다.The data packet for data "0" 70 includes a preamble 61, a PDU header 63, a CRC 65, and a NULL_interval 66 section, excluding the PDU payload.

신호 변조된 RF 신호의 전송 프레임(80)은, 도 4에 도시된 바와 같이, 프리엠블(81)과 웨이크업 하려는 에너지 하베스팅 장치(20)의 식별정보(83)를 포함한다. 예컨대 신호 변조된 RF 신호의 전송 프레임(80)의 프리엠블(81)은 데이터"1"(60)과 데이터"0"(70)로 구성된다. 신호 변조된 RF 신호의 전송 프레임(80)의 에너지 하베스팅 장치(20)의 식별정보(83)는 데이터"1"(60) 4개와 데이터"0"(70) 4개의 8bit로 구성될 수 있다. 에너지 하베스팅 장치(20)의 식별정보(83)는 웨이크업-엑세스 코드(WU-Access code)일 수 있다.The signal-modulated RF signal transmission frame 80, as shown in FIG. 4, includes a preamble 81 and identification information 83 of the energy harvesting device 20 to be woken up. For example, the preamble 81 of the transmission frame 80 of the signal-modulated RF signal is composed of data “1” 60 and data “0” 70 . The identification information 83 of the energy harvesting apparatus 20 of the transmission frame 80 of the signal-modulated RF signal may be composed of 8 bits of 4 data "1" (60) and 4 data "0" (70). . The identification information 83 of the energy harvesting device 20 may be a wake-up-access code (WU-Access code).

도 4에서는 에너지 하베스팅 장치(20)의 식별정보(80)를 8bit로 구성한 예를 개시하였지만, 4bit, 16bit, 32bit 등 다양하게 구성할 수 있다.Although an example in which the identification information 80 of the energy harvesting device 20 is configured with 8 bits is disclosed in FIG. 4 , various configurations such as 4 bits, 16 bits, and 32 bits are possible.

웨이크업부(35)는 전술된 바와 같은 신호 변조된 RF 신호를 수신하면, 수신한 신호 변조된 RF 신호의 엔빌로프(envelope)를 추적하여 웨이크업 정보를 복조한다, 웨이크업부(35)는 복조한 웨이크업 정보에 자신의 식별정보가 포함되어 있는 지를 판단한다. 웨이크업부(35)는 자신의 식별정보를 포함하고 있는 경우 파워 오프 상태에 있는 기능 수행부(50)를 웨이크업 시킨다. 예컨대 신호 변조된 RF 신호가 진폭 변조된 RF 신호인 경우, 웨이크업부(35)는 최소 -30dBm 신호 크기의 진폭 변조된 RF 신호를 복조할 수 있다.When the wake-up unit 35 receives the signal-modulated RF signal as described above, it demodulates the wake-up information by tracking the envelope of the received signal-modulated RF signal. It is determined whether the wake-up information includes its own identification information. The wake-up unit 35 wakes up the function performing unit 50 in the power-off state when its identification information is included. For example, when the signal-modulated RF signal is an amplitude-modulated RF signal, the wake-up unit 35 may demodulate the amplitude-modulated RF signal having a minimum signal size of -30 dBm.

이러한 하베스팅 웨이크업부(30)는 나노암페어 또는 피코암페어 단위의 저전력으로 구동이 가능하기 때문에, 하베스팅 웨이크업부(30)가 기능 수행부(50)의 웨이크업을 수행함으로써 웨이크업에 따른 전력 소모를 최소화할 수 있다. 즉 웨이크업부(35)는 수십 nW 전력으로 대기(stand-by) 상태를 유지하다가 웨이크업 정보가 포함된 RF 신호가 인가되면 데이터 복조 기능을 수행하는 동작 상태로 변환한다.Since the harvesting wakeup unit 30 can be driven with low power in the nanoampere or picoampere unit, the harvesting wakeup unit 30 wakes up the function performing unit 50 and consumes power according to the wakeup. can be minimized. That is, the wake-up unit 35 maintains a stand-by state with tens of nW power, and when an RF signal including wake-up information is applied, it changes to an operating state performing a data demodulation function.

전기에너지 저장부(40)는 에너지 하베스팅부(33)로부터 변환된 전기에너지를 전달받아 저장한다. 전기에너지 저장부(40)는 웨이크업부(35)의 제어에 따라 기능 수행부(50)에 필요한 전원을 공급한다. 전기에너지 저장부(40)는 이차전지 및 슈퍼커패시터 중에 적어도 하나를 포함한다. 전기에너지 저장부(40)는 웨이크업부(35)의 구동에 필요한 전기에너지를 제공한다.The electrical energy storage unit 40 receives and stores the converted electrical energy from the energy harvesting unit 33 . The electric energy storage unit 40 supplies power required to the function performing unit 50 according to the control of the wakeup unit 35 . The electric energy storage unit 40 includes at least one of a secondary battery and a supercapacitor. The electrical energy storage unit 40 provides electrical energy necessary for driving the wake-up unit 35 .

그리고 스위치부(37)는 전기에너지 저장부(40)와 기능 수행부(50)의 연결을 온/오프한다. 스위치부(37)는 웨이크업부(35)가 파워 오프 상태인 경우, 전기에너지 저장부(40)와 기능 수행부(50)의 연결을 차단하여 기능 수행부(50)로의 전력 공급을 처단한다. 웨이크업부(35)가 원거리 웨이크업 정보가 포함된 RF 신호를 감지한 경우, 스위치부(37)를 온하여 전기에너지 저장부(40)의 전기에너지를 기능 수행부(50)에 공급하여 파워 오프된 기능 수행부(50)를 웨이크업 한다.And the switch unit 37 turns on/off the connection between the electric energy storage unit 40 and the function performing unit 50 . When the wake-up unit 35 is in the power-off state, the switch unit 37 cuts off the connection between the electric energy storage unit 40 and the function performing unit 50 to cut off power supply to the function performing unit 50 . When the wake-up unit 35 detects the RF signal including the remote wake-up information, the switch unit 37 is turned on to supply the electric energy of the electric energy storage unit 40 to the function execution unit 50 to power off. The function performing unit 50 is woken up.

이와 같이 본 실시예에 따른 에너지 하베스팅 장치(20)는 정상 상태가 아닌 경우 IoT 디바이스에 해당되는 기능 수행부(50)로의 전원 공급을 차단하는 파워 오프 상태로 운용하기 때문에, 기능 수행부(50)의 대기 상태에 따른 전력 소모를 줄일 수 있다.As described above, since the energy harvesting apparatus 20 according to the present embodiment operates in a power-off state that cuts off power supply to the function performing unit 50 corresponding to the IoT device when it is not in a normal state, the function performing unit 50 ) can reduce power consumption according to the standby state.

본 실시예에 따른 에너지 하베스팅 장치(20)는 파워 오프 상태의 기능 수행부(50)의 웨이크업을 하베스팅 웨이크업부(30)에서 수행하도록 함으로써, 기능 수행부(50)를 대기 상태로 운용하는 것과 비교하여 전력 소모를 줄일 수 있다. 즉 본 실시예에 따른 에너지 하베스팅 장치(20)는 기능 수행부(50)가 파워 오프 상태에서 하베스팅 웨이크업부(30)가 RF 신호를 수신하여 에너지 하베스팅 중에 웨이크업 신호가 포함된 RF 신호를 감지하면, 파워 오프 상태의 디바이스부를 웨이크업 시킬 수 있다. 에너지 하베스팅과 웨이크업을 수행하는 하베스팅 웨이크업부(30)는 기능 수행부(50)와 비교하여 전력 소모가 작다. 그리고 하베스팅 웨이크업부(30)가 에너지 하베스팅을 수행하기 위해서 정상 상태 또는 대기 상태에서 운용되기 때문에, 파워 오프 상태의 기능 수행부(50)의 웨이크업을 제어함으로써, 기능 수행부(50)를 대기 상태로 운영하는 것과 비교해서 전력 소모를 줄일 수 있다.The energy harvesting apparatus 20 according to the present embodiment operates the function performing unit 50 in a standby state by causing the harvesting wakeup unit 30 to perform a wakeup of the function performing unit 50 in a power-off state. It can reduce power consumption compared to That is, in the energy harvesting apparatus 20 according to the present embodiment, the function performing unit 50 receives the RF signal in the power-off state, and the harvesting wakeup unit 30 receives the RF signal and includes the wakeup signal during energy harvesting. , it is possible to wake up the device unit in the power-off state. The harvesting wakeup unit 30 that performs energy harvesting and wakeup consumes less power than the function performing unit 50 . And, since the harvesting wakeup unit 30 is operated in a normal state or a standby state to perform energy harvesting, by controlling the wakeup of the function performing unit 50 in a power-off state, the function performing unit 50 is activated. Compared to operating in standby state, power consumption can be reduced.

이와 같은 본 실시예에 따른 에너지 하베스팅 장치(20)의 원거리 웨이크업 방법에 대해서 도 2 및 도 5를 참조하여 설명하면 다음과 같다. 여기서 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 에너지 하베스팅 장치(20)의 원거리 웨이크업 방법에 따른 흐름도이다.A remote wake-up method of the energy harvesting apparatus 20 according to this embodiment will be described with reference to FIGS. 2 and 5 as follows. Here, Figure 5 is a flow chart according to the remote wake-up method of the energy harvesting apparatus 20 according to an embodiment of the present invention.

먼저 S30단계에서 에너지 하베스팅 장치(20)는 주변에서 RF 신호를 수신하여 에너지 하베스팅을 수행한다. 이때 기능 수행부(50)는 파워 오프 상태에 있다. 즉 에너지 하베스팅 장치(20)는 기능 수행부(50)가 파워 오프된 상태에서 하베스팅 웨이크업부(30)를 통해서 주변으로부터 RF 신호를 수신하여 전기에너지로 변환하는 에너지 하베스팅을 수행한다.First, in step S30, the energy harvesting apparatus 20 receives an RF signal from the vicinity and performs energy harvesting. At this time, the function performing unit 50 is in a power-off state. That is, the energy harvesting apparatus 20 receives an RF signal from the surroundings through the harvesting wake-up unit 30 in a state in which the function performing unit 50 is powered off, and performs energy harvesting to convert it into electrical energy.

다음으로 S40단계에서 에너지 하베스팅 장치(20)는 에너지 하베스팅 과정에서 원거리 사용자 단말기(10)로부터 수신한 RF 신호가 있는 지를 판단한다. 즉 에너지 하베스팅 장치(20)는 에너지 하베스팅 과정에서 수신한 RF 신호 중에 적어도 하나의 중계 단말기(90)를 통하여 원거리에 있는 사용자 단말기(10)로부터 수신한 RF 신호가 있는 지를 판단한다.Next, in step S40, the energy harvesting apparatus 20 determines whether there is an RF signal received from the remote user terminal 10 in the energy harvesting process. That is, the energy harvesting apparatus 20 determines whether there is an RF signal received from the remote user terminal 10 through at least one relay terminal 90 among the RF signals received in the energy harvesting process.

S40단계의 판단 결과 해당 RF 신호가 없는 경우, 에너지 하베스팅 장치(20)는 S30단계부터 다시 수행한다.If there is no corresponding RF signal as a result of the determination in step S40, the energy harvesting apparatus 20 performs again from step S30.

S40단계의 판단 결과 해당 RF 신호가 있는 경우, S50단계에서 에너지 하베스팅 장치(20)는 해당 RF 신호 중에 원거리 웨이크업 정보가 포함된 RF 신호가 있는 지를 판단한다. 이때 에너지 하베스팅 장치(20)는 원거리 웨이크업 정보에 자신의 식별정보가 포함되어 있는 지를 판단한다.If it is determined in step S40 that there is a corresponding RF signal, in step S50, the energy harvesting apparatus 20 determines whether there is an RF signal including remote wakeup information among the corresponding RF signals. At this time, the energy harvesting device 20 determines whether its own identification information is included in the remote wake-up information.

S50단계의 판단 결과 원거리 웨이크업 정보가 포함된 RF 신호가 없는 경우, 에너지 하베스팅 장치(20)는 S30단계부터 다시 수행한다.If there is no RF signal including the remote wake-up information as a result of the determination in step S50, the energy harvesting apparatus 20 performs again from step S30.

그리고 S50단계의 판단 결과 원거리 웨이크업 정보가 포함된 RF 신호가 있는 경우, S70단계에서 에너지 하베스팅 장치(20)는 하베스팅 웨이크업부(30)를 통해서 파워 오프 상태의 기능 수행부(50)를 웨이크업 한다. 즉 에너지 하베스팅 장치(20)는 전기에너지 저장부(40)의 전기에너지를 파워 오프된 기능 수행부(50)에 공급하여 웨이크업 한다.And if there is an RF signal including the remote wake-up information as a result of the determination in step S50, the energy harvesting apparatus 20 performs the function performing unit 50 in the power-off state through the harvesting wakeup unit 30 in step S70. wake up That is, the energy harvesting device 20 wakes up by supplying the electrical energy of the electrical energy storage unit 40 to the power-off function performing unit 50 .

물론 원거리 웨이크업 정보에 자신의 식별정보가 포함되어 있는 경우, S70단계에서 에너지 하베스팅 장치(20)는 파워 오프 상태의 기능 수행부(50)를 웨이크업 한다.Of course, when the remote wake-up information includes its own identification information, the energy harvesting apparatus 20 wakes up the function performing unit 50 in the power-off state in step S70 .

하지만 S50단계에서 원거리 웨이크업 정보가 포함된 RF 신호가 있다고 하더라도, 원거리 웨이크업 정보에 자신의 식별정보가 포함되어 있지 않는 경우, 에너지 하베스팅 장치(20)는 파워 오프 상태의 기능 수행부(50)에 대한 웨이크업을 수행하지 않는다.However, even if there is an RF signal including the remote wake-up information in step S50, if the remote wake-up information does not include its own identification information, the energy harvesting device 20 performs the function performing unit 50 in the power-off state. ) does not wake up.

이와 같은 본 실시예에 따른 에너지 하베스팅 시스템(100)의 원거리 웨이크업 방법에 대해서 도 1 및 도 6을 참조하여 설명하면 다음과 같다. 여기서 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 에너지 하베스팅 시스템(100)의 원거리 웨이크업 방법에 따른 흐름도이다.The remote wake-up method of the energy harvesting system 100 according to this embodiment will be described with reference to FIGS. 1 and 6 as follows. Here, FIG. 6 is a flowchart according to a remote wake-up method of the energy harvesting system 100 according to an embodiment of the present invention.

먼저 S10단계에서 에너지 하베스팅 장치(20)는 기능 수행부(50)가 파워 오프된 상태이다.First, in step S10, the energy harvesting device 20 is in a state in which the function performing unit 50 is powered off.

다음으로 S21단계에서 사용자 단말기(10)는 근거리 통신을 통하여 이웃하는 중계 단말기(90)로 RF 신호를 전송한다.Next, in step S21, the user terminal 10 transmits an RF signal to the neighboring relay terminal 90 through short-range communication.

다음으로 S23단계에서 중계 단말기(90)는 근거리 통신을 통하여 이웃하는 에너지 하베스팅 장치는 해당 RF 신호를 전달한다.Next, in step S23, the relay terminal 90 transmits the corresponding RF signal to the neighboring energy harvesting device through short-range communication.

다음으로 S31단계에서 에너지 하베스팅 장치(20)는 하베스팅 웨이크업부(30)를 통하여 중계 단말기(90)로부터 RF 신호를 수신하여 전기에너지로 변환한다. 그 외 에너지 하베스팅 장치(20)는 하베스팅 웨이크업부(30)를 통하여 주변으로부터 RF 신호를 수신하여 전기에너지로 변환할 수 있다.Next, in step S31 , the energy harvesting device 20 receives the RF signal from the relay terminal 90 through the harvesting wakeup unit 30 and converts it into electrical energy. In addition, the energy harvesting device 20 may receive an RF signal from the surroundings through the harvesting wakeup unit 30 and convert it into electrical energy.

다음으로 S33단계에서 에너지 하베스팅 장치(20)는 변환된 전기에너지를 전기에너지 저장부(40)에 저장한다.Next, in step S33 , the energy harvesting device 20 stores the converted electrical energy in the electrical energy storage unit 40 .

다음으로 S40단계에서 에너지 하베스팅 장치(20)는 에너지 하베스팅 과정에서 원거리 사용자 단말기(10)로부터 수신한 RF 신호가 있는 지를 판단한다. 즉 에너지 하베스팅 장치(20)는 에너지 하베스팅 과정에서 수신한 RF 신호 중에 적어도 하나의 중계 단말기(90)를 통하여 원거리에 있는 사용자 단말기(10)로부터 수신한 RF 신호가 있는 지를 판단한다.Next, in step S40, the energy harvesting apparatus 20 determines whether there is an RF signal received from the remote user terminal 10 in the energy harvesting process. That is, the energy harvesting apparatus 20 determines whether there is an RF signal received from the remote user terminal 10 through at least one relay terminal 90 among the RF signals received in the energy harvesting process.

S40단계의 판단 결과 해당 RF 신호가 없는 경우, 에너지 하베스팅 장치(20)는 S10단계부터 다시 수행할 수 있다. 즉 에너지 하베스팅 장치(20)는 기능 수행부(50)의 파워 오프 상태를 유지한다.If there is no corresponding RF signal as a result of the determination in step S40, the energy harvesting apparatus 20 may perform again from step S10. That is, the energy harvesting device 20 maintains the power-off state of the function performing unit 50 .

S40단계의 판단 결과 해당 RF 신호가 있는 경우, S50단계에서 에너지 하베스팅 장치(20)는 해당 RF 신호 중에 원거리 웨이크업 정보가 포함된 RF 신호가 있는 지를 판단한다. 이때 에너지 하베스팅 장치(20)는 원거리 웨이크업 정보에 자신의 식별정보가 포함되어 있는 지를 판단한다.If it is determined in step S40 that there is a corresponding RF signal, in step S50, the energy harvesting apparatus 20 determines whether there is an RF signal including remote wakeup information among the corresponding RF signals. At this time, the energy harvesting device 20 determines whether its own identification information is included in the remote wake-up information.

S50단계의 판단 결과 원거리 웨이크업 정보가 포함된 RF 신호가 없는 경우, 에너지 하베스팅 장치(20)는 S10단계부터 다시 수행한다.If there is no RF signal including the remote wake-up information as a result of the determination in step S50, the energy harvesting apparatus 20 performs again from step S10.

그리고 S50단계의 판단 결과 원거리 웨이크업 정보가 포함된 RF 신호가 있는 경우, S70단계에서 에너지 하베스팅 장치(20)는 하베스팅 웨이크업부(30)를 통해서 파워 오프 상태의 기능 수행부(50)를 웨이크업 한다. 즉 에너지 하베스팅 장치(20)는 전기에너지 저장부(40)의 전기에너지를 파워 오프된 기능 수행부(50)에 공급하여 웨이크업 한다.And if there is an RF signal including the remote wake-up information as a result of the determination in step S50, the energy harvesting apparatus 20 performs the function performing unit 50 in the power-off state through the harvesting wakeup unit 30 in step S70. wake up That is, the energy harvesting device 20 wakes up by supplying the electrical energy of the electrical energy storage unit 40 to the power-off function performing unit 50 .

물론 원거리 웨이크업 정보에 자신의 식별정보가 포함되어 있는 경우, S70단계에서 에너지 하베스팅 장치(20)는 파워 오프 상태의 기능 수행부(50)를 웨이크업 한다.Of course, when the remote wake-up information includes its own identification information, the energy harvesting apparatus 20 wakes up the function performing unit 50 in the power-off state in step S70 .

한편, 본 명세서와 도면에 개시된 실시예들은 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명한 것이다.On the other hand, the embodiments disclosed in the present specification and drawings are merely presented as specific examples to aid understanding, and are not intended to limit the scope of the present invention. It is apparent to those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains that other modifications based on the technical spirit of the present invention can be implemented in addition to the embodiments disclosed herein.

10 : 사용자 단말기
11 : 제1 안테나
20 : 에너지 하베스팅 장치
30 : 하베스팅 웨이크업부
31 : 제2 안테나
33 : 에너지 하베스팅부
35 : 웨이크업부
37 : 스위치부
40 : 전기에너지 저장부
50 : 기능 수행부
51 : 제3 안테나
60 : 데이터"1"
70 : 데이터"0"
80 : 전송 프레임
81 : 프리엠블
83 : 식별정보
90 : 중계 단말기
100 : 에너지 하베스팅 시스템10: user terminal
11: first antenna
20: energy harvesting device
30: harvesting wake-up unit
31: second antenna
33: energy harvesting unit
35: wake up part
37: switch unit
40: electric energy storage unit
50: function execution unit
51: third antenna
60: data"1"
70: data "0"
80: transmission frame
81: preamble
83: identification information
90: relay terminal
100: energy harvesting system

Claims (12)

파워 오프 상태에 있다가 웨이크업하여 기능을 수행하는 기능 수행부;
RF 신호를 수신하여 전기에너지로 변환하는 에너지 하베스팅을 수행하고, 상기 전기에너지로 파워 오프 상태에 있는 상기 기능 수행부를 웨이크업 시키는 하베스팅 웨이크업부; 및
상기 하베스팅 웨이크업부로부터 변환된 전기에너지를 전달받아 저장하는 전기에너지 저장부;를 포함하고,
상기 하베스팅 웨이크업부는,
파워 오프 상태에 있는 상기 기능 수행부의 웨이크업 정보의 포함 여부와 무관하게 주변으로부터 RF 신호를 수신하여 전기에너지로 변환하는 에너지 하베스팅을 수행하고, 변환된 전기에너지를 상기 전기에너지 저장부에 저장하는 에너지 하베스팅부; 및
에너지 하베스팅 과정에서 수신한 RF 신호 중에 적어도 하나의 중계 단말기를 통하여 원거리에 있는 사용자 단말기로부터 수신한 RF 신호로서, 파워 오프 상태에 있는 상기 기능 수행부의 원거리 웨이크업 정보가 포함된 RF 신호가 있는 지를 판단하고, 상기 원거리 웨이크업 정보가 포함된 RF 신호가 있는 경우 상기 전기에너지 저장부의 전기에너지를 파워 오프 상태에 있는 상기 기능 수행부에 공급하여 웨이크업 시키는 웨이크업부;
를 포함하는 원거리 웨이크업을 수행하는 에너지 하베스팅 장치.a function performing unit waking up from a power-off state to perform a function;
a harvesting wakeup unit that receives an RF signal and performs energy harvesting to convert it into electric energy, and wakes up the function performing unit in a power-off state with the electric energy; and
Including; an electric energy storage unit for receiving and storing the converted electric energy from the harvesting wake-up unit;
The harvesting wake-up unit,
Performing energy harvesting that receives an RF signal from the surroundings and converts it into electrical energy regardless of whether the wake-up information of the function performing unit in the power-off state is included, and stores the converted electrical energy in the electrical energy storage unit energy harvesting unit; and
It is an RF signal received from a remote user terminal through at least one relay terminal among the RF signals received in the energy harvesting process, and whether there is an RF signal including the remote wakeup information of the function performing unit in the power-off state. a wake-up unit for determining and supplying the electric energy of the electric energy storage unit to the function performing unit in a power-off state to wake up when there is an RF signal including the remote wake-up information;
Energy harvesting device for performing a remote wake-up comprising a. 제1항에 있어서,
상기 원거리 웨이크업 정보가 포함된 RF 신호는 시간, 진폭, 주파수 및 위상 중에 적어도 하나가 변조되어 있는 신호 변조된 RF 신호인 것을 특징으로 하는 원거리 웨이크업을 수행하는 에너지 하베스팅 장치.According to claim 1,
The RF signal including the remote wake-up information is a signal-modulated RF signal in which at least one of time, amplitude, frequency, and phase is modulated. 제2항에 있어서,
상기 웨이크업부는 메시지 플러딩(Message Flooding) 방식을 통해 원거리에 있는 상기 사용자 단말기로부터 RF 신호를 수신하는 것을 특징으로 하는 원거리 웨이크업을 수행하는 에너지 하베스팅 장치.3. The method of claim 2,
The wake-up unit energy harvesting apparatus for performing a remote wake-up, characterized in that receiving the RF signal from the user terminal at a distance through a message flooding (Message Flooding) method. 제3항에 있어서,
상기 원거리 웨이크업 정보가 포함된 RF 신호는 블루투스 비콘 신호인 것을 특징으로 하는 원거리 웨이크업을 수행하는 에너지 하베스팅 장치.4. The method of claim 3,
The RF signal including the remote wake-up information is a Bluetooth beacon signal. 제4항에 있어서,
상기 원거리 웨이크업 정보가 포함된 RF 신호의 전송 프레임은 프리엠블과, 웨이크업 하려는 에너지 하베스팅 장치의 식별정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 원거리 웨이크업을 수행하는 에너지 하베스팅 장치.5. The method of claim 4,
The energy harvesting apparatus for performing a remote wakeup, characterized in that the transmission frame of the RF signal including the remote wakeup information includes a preamble and identification information of the energy harvesting apparatus to be woken up. 제5항에 있어서, 상기 웨이크업부는,
상기 원거리 웨이크업 정보가 포함된 RF 신호를 수신하면, 수신한 상기 원거리 웨이크업 정보가 포함된 RF 신호의 엔빌로프(envelope)를 추적하여 원거리 웨이크업 정보를 복조하고, 복조한 원거리 웨이크업 정보에 자신의 식별정보가 포함되어 있는 지를 판단하고, 자신의 식별정보를 포함하고 있는 경우 파워 오프 상태에 있는 상기 기능 수행부를 웨이크업 시키는 것을 특징으로 하는 원거리 웨이크업을 수행하는 에너지 하베스팅 장치.The method of claim 5, wherein the wake-up unit,
When the RF signal including the remote wakeup information is received, the remote wakeup information is demodulated by tracking the envelope of the received RF signal including the remote wakeup information, and the An energy harvesting apparatus for performing a remote wakeup, characterized in that determining whether or not identification information is included, and waking up the function performing unit in a power-off state if the identification information is included. 삭제delete 제1항에 있어서, 상기 하베스팅 웨이크업부는,
상기 전기에너지 저장부와 상기 기능 수행부의 연결을 온/오프하는 스위치부;를 더 포함하고,
상기 웨이크업부는 상기 원거리 웨이크업 정보가 포함된 RF 신호가 있는 경우 상기 스위치부를 온하여 상기 전기에너지 저장부의 전기에너지를 상기 기능 수행부에 공급하여 파워 오프된 상기 기능 수행부를 웨이크업 하는 것을 특징으로 하는 원거리 웨이크업을 수행하는 에너지 하베스팅 장치.According to claim 1, wherein the harvesting wake-up unit,
It further comprises;
The wakeup unit turns on the switch unit when there is an RF signal including the remote wakeup information, and supplies the electric energy of the electric energy storage unit to the function performing unit to wake up the powered off function performing unit. An energy harvesting device that performs a long-distance wake-up. 제1항에 있어서,
상기 웨이크업부는 수십 nW 전력으로 대기(stand-by) 상태를 유지하다가 상기 원거리 웨이크업 정보가 포함된 RF 신호가 인가되면 데이터 복조 기능을 수행하는 동작 상태로 변환하는 것을 특징으로 하는 원거리 웨이크업을 수행하는 에너지 하베스팅 장치.According to claim 1,
The wakeup unit maintains a stand-by state with several tens of nW power, and converts it to an operation state performing a data demodulation function when the RF signal including the remote wakeup information is applied. An energy harvesting device that performs. 제1항에 있어서,
상기 기능 수행부는 제어기, 센서, RF 통신모듈 및 IoT 디바이스 중에 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 원거리 웨이크업을 수행하는 에너지 하베스팅 장치.According to claim 1,
The function performing unit Energy harvesting apparatus for performing a remote wakeup, characterized in that it comprises at least one of a controller, a sensor, an RF communication module, and an IoT device. 에너지 하베스팅 장치는 기능 수행부가 파워 오프 상태에서 하베스팅 웨이크업부를 통해서 파워 오프 상태에 있는 상기 기능 수행부의 웨이크업 정보의 포함 여부와 무관하게 주변으로부터 RF 신호를 수신하여 전기에너지로 변환하는 에너지 하베스팅을 수행하는 단계;
상기 에너지 하베스팅 장치는 상기 하베스팅 웨이크업부에서 변환된 전기에너지를 전기에너지 저장부에 저장하는 단계;
상기 에너지 하베스팅 장치는 에너지 하베스팅 과정에서 수신한 RF 신호 중에 적어도 하나의 중계 단말기를 통하여 원거리에 있는 사용자 단말기로부터 수신한 RF 신호로서, 파워 오프 상태에 있는 상기 기능 수행부의 원거리 웨이크업 정보가 포함된 RF 신호가 있는 지를 판단하는 단계; 및
상기 원거리 웨이크업 정보가 포함된 RF 신호가 있는 경우, 상기 에너지 하베스팅 장치는 상기 하베스팅 웨이크업부를 통해서 상기 전기에너지 저장부의 전기에너지를 파워 오프 상태에 있는 상기 기능 수행부에 공급하여 웨이크업 시키는 단계;
를 포함하는 에너지 하베스팅 장치의 원거리 웨이크업 방법.The energy harvesting apparatus receives an RF signal from the surroundings and converts it into electrical energy regardless of whether the function performing unit includes wakeup information of the function performing unit in the power-off state through the harvesting wakeup unit in the power-off state. performing ping;
The energy harvesting device may include: storing the electrical energy converted in the harvesting wake-up unit in an electrical energy storage unit;
The energy harvesting device is an RF signal received from a remote user terminal through at least one relay terminal among RF signals received in the energy harvesting process, and includes remote wakeup information of the function performing unit in a power-off state. determining whether there is an RF signal; and
When there is an RF signal including the remote wakeup information, the energy harvesting device supplies the electric energy of the electric energy storage unit through the harvesting wakeup unit to the function performing unit in a power-off state to wake up step;
A remote wake-up method of an energy harvesting device comprising a. 원거리에 있는 에너지 하베스팅 장치의 파워 오프된 기능 수행부를 웨이크업 하기 위한 원거리 웨이크업 정보가 포함된 RF 신호를 전송하는 사용자 단말기;
상기 사용자 단말기로부터 상기 원거리 웨이크업 정보가 포함된 RF 신호를 수신하여 이웃하는 다른 중계 단말기 또는 상기 에너지 하베스팅 장치로 전달하는 적어도 하나의 중계 단말기; 및
주변으로부터 RF 신호를 수신하여 에너지 하베스팅을 수행하고, 에너지 하베스팅 중 상기 적어도 하나의 중계 단말기를 통하여 상기 원거리 웨이크업 정보가 포함된 RF 신호를 수신하여 파워 오프된 상기 기능 수행부를 웨이크업 하는 에너지 하베스팅 장치;를 포함하고,
상기 에너지 하베스팅 장치는,
파워 오프 상태에 있다가 웨이크업하여 기능을 수행하는 상기 기능 수행부; 및
RF 신호를 수신하여 전기에너지로 변환하는 에너지 하베스팅을 수행하고, 상기 전기에너지로 파워 오프 상태에 있는 상기 기능 수행부를 웨이크업 시키는 하베스팅 웨이크업부; 및
상기 하베스팅 웨이크업부로부터 변환된 전기에너지를 전달받아 저장하는 전기에너지 저장부;를 포함하고,
상기 하베스팅 웨이크업부는,
파워 오프 상태에 있는 상기 기능 수행부의 웨이크업 정보의 포함 여부와 무관하게 주변으로부터 RF 신호를 수신하여 전기에너지로 변환하는 에너지 하베스팅을 수행하고, 변환된 전기에너지를 상기 전기에너지 저장부에 저장하는 에너지 하베스팅부; 및
에너지 하베스팅 과정에서 수신한 RF 신호 중에 상기 적어도 하나의 중계 단말기를 통하여 원거리에 있는 상기 사용자 단말기로부터 수신한 RF 신호로서, 파워 오프 상태에 있는 상기 기능 수행부의 원거리 웨이크업 정보가 포함된 RF 신호가 있는 지를 판단하고, 상기 원거리 웨이크업 정보가 포함된 RF 신호가 있는 경우 상기 전기에너지 저장부의 전기에너지를 파워 오프 상태에 있는 상기 기능 수행부에 공급하여 웨이크업 시키는 웨이크업부;
를 포함하는 원거리 웨이크업을 수행하는 에너지 하베스팅 시스템.a user terminal transmitting an RF signal including remote wake-up information for waking up a power-off function performing unit of an energy harvesting device in a remote location;
at least one relay terminal receiving the RF signal including the remote wake-up information from the user terminal and transmitting it to another neighboring relay terminal or the energy harvesting device; and
Energy for performing energy harvesting by receiving an RF signal from the surroundings, and waking up the power-off function performing unit by receiving an RF signal including the remote wakeup information through the at least one relay terminal during energy harvesting Including; harvesting device;
The energy harvesting device,
the function performing unit waking up from a power-off state to perform a function; and
a harvesting wakeup unit that receives an RF signal and performs energy harvesting to convert it into electric energy, and wakes up the function performing unit in a power-off state with the electric energy; and
Including; an electric energy storage unit for receiving and storing the converted electric energy from the harvesting wake-up unit;
The harvesting wake-up unit,
Performing energy harvesting that receives an RF signal from the surroundings and converts it into electrical energy regardless of whether the wake-up information of the function performing unit in the power-off state is included, and stores the converted electrical energy in the electrical energy storage unit energy harvesting unit; and
Among the RF signals received in the energy harvesting process, the RF signal is the RF signal received from the remote user terminal through the at least one relay terminal, the RF signal including the remote wakeup information of the function performing unit in the power-off state. a wakeup unit that determines whether there is an RF signal including the remote wakeup information and supplies the electric energy of the electric energy storage unit to the function performing unit in a power-off state to wake up;
An energy harvesting system that performs a remote wake-up comprising a.
KR1020190129166A 2019-10-17 2019-10-17 Energy harvesting system, apparatus and method for performing long distance wakeup KR102333814B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190129166A KR102333814B1 (en) 2019-10-17 2019-10-17 Energy harvesting system, apparatus and method for performing long distance wakeup

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190129166A KR102333814B1 (en) 2019-10-17 2019-10-17 Energy harvesting system, apparatus and method for performing long distance wakeup

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20210046112A KR20210046112A (en) 2021-04-28
KR102333814B1 true KR102333814B1 (en) 2021-12-01

Family

ID=75721072

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020190129166A KR102333814B1 (en) 2019-10-17 2019-10-17 Energy harvesting system, apparatus and method for performing long distance wakeup

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102333814B1 (en)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20140254445A1 (en) 2013-03-08 2014-09-11 University Of Rochester Wireless sensor network wake-up range extension via energy harvesting and edge devices
US20180343615A1 (en) 2017-05-23 2018-11-29 Verily Life Sciences Llc Auxiliary Path For Low-Power Device Wakeup

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BRPI0520882B1 (en) * 2005-11-09 2018-11-27 Thomson Licensing system to discover a route between a source node and a destination node on a wireless network
KR101870996B1 (en) * 2012-04-09 2018-06-25 엘지전자 주식회사 Apparatus and method for controlling of display device
KR102396822B1 (en) * 2015-06-04 2022-05-13 삼성전자주식회사 Device and method for controlling the same
KR20170101756A (en) * 2016-02-26 2017-09-06 전자부품연구원 RF Harvesting Method and Apparatus therefor
EP3467611B1 (en) 2016-06-02 2023-10-25 Zeon Corporation Energy harvesting apparatus and current control circuit
WO2018101803A1 (en) * 2016-12-01 2018-06-07 울산대학교 산학협력단 Frequency-based wake-up device and sensor communication device using same
KR102036407B1 (en) * 2016-12-29 2019-10-24 한양대학교 산학협력단 Havesting circuit for realizing little ripple of an output voltage and method of controlling the same

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20140254445A1 (en) 2013-03-08 2014-09-11 University Of Rochester Wireless sensor network wake-up range extension via energy harvesting and edge devices
US20180343615A1 (en) 2017-05-23 2018-11-29 Verily Life Sciences Llc Auxiliary Path For Low-Power Device Wakeup

Also Published As

Publication number Publication date
KR20210046112A (en) 2021-04-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Magno et al. WULoRa: An energy efficient IoT end-node for energy harvesting and heterogeneous communication
JP5190568B2 (en) Radio base station and radio communication system using the same
EP3497623B1 (en) Method and apparatus for on-demand mobile device access
KR101182422B1 (en) Apparatus and method for extending operational lifetime of wireless sensor network operated in IEEE802.15.4-2006 Beacon-enabled mode
WO2016095803A1 (en) Contactless card and communication and power supply method thereof
KR20060022975A (en) Appratus and method for controlling power at sleep mode in mobile terminal
US20070149257A1 (en) Novel design for a wireless network device
CN110958676B (en) Low-power consumption dormancy equipment awakening method and system
KR20120102921A (en) Apparatus for low energy wireless communication
CN102542218B (en) Method and system for transmitting radio frequency identification (RFID) data, and hardware platform for RFID label
JP2006173691A (en) Radio communication system
CN106413061A (en) Cell-based narrowband Internet of things communication system
JP2022508471A (en) Signal repeater device capable of operating in low power repeater operating mode
KR102216487B1 (en) Energy harvesting system, apparatus and method for performing wakeup
US20160366680A1 (en) Method for Establishing a Radio Connection, Network Apparatus and Terminal Apparatus
CN103686949A (en) Data message processing method and device as well as communication network system
CN104506645A (en) Data collection terminal for Internet of Things and communication method and communication system of data collection terminal
CN105338620A (en) Wireless positioning card positioning module for Internet of Things, and wireless positioning card and system for Internet of Things
KR101976576B1 (en) Method And Apparatus for Saving Power in Wireless LAN
KR102333814B1 (en) Energy harvesting system, apparatus and method for performing long distance wakeup
KR20150014692A (en) Wireless chip module embedding nfc fuction, electronic price display terminal and method for operating wireless chip module embedding nfc fuction
CN105430719A (en) Wireless access point terminal and intelligent power saving method thereof
CN108810842B (en) Wireless sensor network node and MAC protocol method for node
KR102342348B1 (en) Energy harvesting system, apparatus and method for performing long distance location estimation
KR20070020952A (en) Wi-Fi Module having Host Wake-Up Function and Host Wake-Up Method in the Wi-Fi Module

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right