KR20190136365A - LED Lighting System based Wireless Power Transfer System - Google Patents

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KR20190136365A
KR20190136365A KR1020180061973A KR20180061973A KR20190136365A KR 20190136365 A KR20190136365 A KR 20190136365A KR 1020180061973 A KR1020180061973 A KR 1020180061973A KR 20180061973 A KR20180061973 A KR 20180061973A KR 20190136365 A KR20190136365 A KR 20190136365A
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이계산
서효덕
한두희
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경희대학교 산학협력단
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Abstract

According to an aspect of the present invention, an LED lighting system of a wireless power transmission system based on the LED lighting system comprises: a visible light communication (VLC) system definition unit configured to construct one or more smart devices and a VLC system through a plurality of LED lighting; a data collection unit collecting location information and power state information with regard to the one or more smart devices through the one or more smart devices and the VLC; and a transmission and reception unit transferring the collected location information and power state information to a wireless power transmitter through the VLC. A wireless power transmission service can be provided through the internet of things between the LED lighting and the smart device.

Description

ＬＥＤ 조명 시스템 기반 무선 전력 전송 시스템{LED Lighting System based Wireless Power Transfer System}LED lighting system based wireless power transfer system

본 발명은 LED 조명 시스템 기반 무선 전력 전송 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 스마트 감성 LED 조명 시스템 기반 무선 전력 전송 시스템에 관한 것이다. The present invention relates to an LED lighting system based wireless power transmission system, and more particularly to a smart emotional LED lighting system based wireless power transmission system.

최근 무선 전력 전송이라는 기술이 융합 기술과 함께 주목 받고 있다. 기존의 전력을 전송하는 방식은 충전기를 활용하여 유선으로 이용되고 있어 사용자의 불편함이나 이동성의 제약을 주는 경우가 발생했다. 하지만 무선 전력 전송 기술은 유선 충전 방식을 벗어나는 방식이지만 무선 충전이 가능한 패드에 거치하여 무선 전력 전송을 하도록 해서 여전히 유선 전력 전송과 비슷한 단점을 가지고 있다는 문제점이 있다.Recently, a technology called wireless power transmission has attracted attention along with a convergence technology. The existing method of transmitting power has been used in a wired manner by using a charger, which causes user inconvenience or mobility limitations. However, the wireless power transmission technology is a method that goes beyond the wired charging method, but the wireless power transmission is mounted on a pad capable of wireless charging, which still has a similar disadvantage as the wired power transmission.

하지만, 이와 같이 유선 충전 방식을 벗어나면서도 무선 충전의 자유도를 높이기 위해 원거리 기반 무선 충전 방식에 대하여 연구가 이루어지고 있다. 하지만, 이러한 원거리 기반 무선 충전 방식에서도 무선 전력 수신기, 즉 단말의 위치를 정확히 파악하는 것이 중요하다. 이러한 위치 파악과 관련하여, 원거리 기반 무선 충전 방식에서도 단말이 무선 충전 가능 커버리지를 벗어났는지 여부 등을 판단하기 위해서도 매우 중요하다. However, in order to increase the degree of freedom of wireless charging without leaving the wired charging method as described above, research on a far-based wireless charging method has been made. However, it is important to accurately determine the location of the wireless power receiver, that is, the terminal, in such a remote-based wireless charging method. In relation to the location, it is also very important to determine whether the terminal is out of the wireless chargeable coverage in the remote-based wireless charging scheme.

또한, 단말이 무선 충전 가능 커버리지 내에 위치하는 경우에도 복수의 단말들이 존재하는 경우에 어떠한 방식으로 복수의 단말들로 무선 충전 서비스를 제공할지를 결정할 필요가 있다. 이러한 복수의 단말들로 자기장 방향 또는 전자기 빔의 방향을 변경하여 무선 충전을 수행하기 위해서도 단말들의 위치에 대한 정확한 정보가 요구된다.In addition, even when the terminal is located within the wireless charging coverage, it is necessary to determine how to provide the wireless charging service to the plurality of terminals when there are a plurality of terminals. In order to perform the wireless charging by changing the magnetic field direction or the direction of the electromagnetic beam to the plurality of terminals, accurate information about the position of the terminals is required.

하지만, 특히 무선 전력 수신기가 이동 단말인 경우에는 수시로 변화하는 이동 단말의 위치를 정확히 파악하기 어렵다는 문제점이 있다.However, in particular, when the wireless power receiver is a mobile terminal, it is difficult to accurately determine the location of the mobile terminal which changes frequently.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 실내 조명으로 사용 되고 있는 LED 조명을 기반으로 무선 전력 전송 시스템을 제공하는 것이다. The present invention is to solve the above problems, to provide a wireless power transmission system based on the LED lighting that is used as indoor lighting.

또한, 본 발명이 이루고자 하는 기술적인 과제는, 기존의 무선 전력 전송을 하기 위해서 필요한 무선 전력 전송용 패드 없이 가시광 통신으로 스마트 디바이스의 위치를 파악하는 것이다.In addition, the technical problem to be achieved by the present invention is to identify the location of the smart device in visible light communication without the pad for the wireless power transmission required for conventional wireless power transmission.

또한, 본 발명이 이루고자 하는 기술적인 과제는, 가시광 통신으로 스마트 디바이스의 위치를 파악하고, 이러한 위치 정보에 기반하여 전력을 무선으로 스마트 디바이스로 바로 전송하는 방법을 제공하는 것이다. 이에 따라 본 발명은 기존의 단점을 보완한 향상된 무선 전력 전송 기술을 제공하고자 한다.In addition, the technical problem to be achieved by the present invention is to provide a method for identifying the location of the smart device in the visible light communication, and directly transmit power to the smart device based on the location information. Accordingly, the present invention seeks to provide an improved wireless power transmission technology that compensates for the shortcomings.

본 발명에 일 측면에 따른 LED 조명 시스템 기반 무선 전력 전송 시스템의 LED 조명 시스템은 복수의 LED 조명들을 통해 하나 이상의 스마트 디바이스와 가시광 통신(VLC: Visible Light Communication) 시스템을 구축하도록 구성된 VLC 시스템 정의부; 상기 하나 이상의 스마트 디바이스와 VLC를 통해 상기 하나 이상의 스마트 디바이스에 대한 위치 정보와 전력 상태 정보를 수집하는 데이터 수집부; 및 상기 수집된 위치 정보와 전력 상태 정보를 VLC를 통해 무선 전력 송신기로 전달하는 송수신부를 포함하고, LED 조명과 스마트 디바이스 간의 사물 인터넷을 통해 무선 전력 전송 서비스를 제공할 수 있다.The LED lighting system of the LED lighting system based wireless power transmission system according to an aspect of the present invention comprises a VLC system definition unit configured to build a visible light communication (VLC) system with one or more smart devices through a plurality of LED lights; A data collector configured to collect location information and power state information of the one or more smart devices through the VLC with the one or more smart devices; And a transceiver configured to transmit the collected location information and power state information to the wireless power transmitter through the VLC, and may provide a wireless power transmission service through the IoT between the LED lighting and the smart device.

일 실시 예에서, 상기 위치 정보는 상기 스마트 디바이스의 ID 정보를 포함하는 VLC 신호를 상기 복수의 LED 조명들이 수신하면, 상기 복수의 LED 조명들이 수신한 수신 신호 레벨들과 상기 ID 정보 검출 여부에 따라 결정될 수 있다.According to an embodiment, when the plurality of LED lights receive the VLC signal including the ID information of the smart device, the location information may be determined according to the received signal levels received by the plurality of LED lights and whether the ID information is detected. Can be determined.

일 실시 예에서, 상기 스마트 디바이스가 무선 전력 수신 중 상기 위치 정보와 전력 상태 정보가 제2 위치 정보와 제2 전력 상태 정보로 변경된 경우, 상기 송수신부는 상기 변경된 제2 위치 정보와 제2 전력 상태 정보를 VLC를 통해 상기 무선 전력 송신기로 전달한다. 또한, 상기 스마트 디바이스의 ID 정보를 포함하는 VLC 신호를 수신한 복수의 LED 조명들의 조합이 변경된 경우, 상기 변경된 제2 위치 정보는 상기 변경된 조합의 LED 조명들이 수신한 수신 신호 레벨들과 상기 ID 정보 검출 여부에 따라 결정될 수 있다.According to an embodiment of the present disclosure, when the location information and power state information are changed to second location information and second power state information while the smart device is receiving wireless power, the transmitter / receiver includes the changed second location information and second power state information. Is transmitted to the wireless power transmitter through VLC. In addition, when the combination of the plurality of LED lights receiving the VLC signal including the ID information of the smart device is changed, the changed second position information may include the received signal levels and the ID information received by the changed combination of LED lights. It may be determined depending on whether it is detected.

일 실시 예에서, 상기 스마트 디바이스가 무선 전력 수신 중 상기 데이터 수집부가 상기 스마트 디바이스로부터 전력 제어 정보를 수신하면, 상기 송수신부는 상기 수신된 전력 제어 정보에 기반하여 VLC를 통해 상기 무선 전력 송신기로 전력 제어 메시지를 송신할 수 있다. 이때, 상기 전력 제어 메시지는 상기 무선 전력 송신기에서 상기 스마트 디바이스로의 무선 전력 송신 상태를 제어하기 위한 메시지이고, 상기 전력 제어 메시지는 상기 전력 제어 정보를 수신한 시점에서의 상기 스마트 디바이스의 위치 정보와 전력 상태 정보를 포함할 수 있다.According to an embodiment, when the data collector receives power control information from the smart device while the smart device is receiving wireless power, the transceiver is controlled by the wireless power transmitter through the VLC based on the received power control information. You can send a message. In this case, the power control message is a message for controlling the wireless power transmission state from the wireless power transmitter to the smart device, the power control message and the position information of the smart device at the time when the power control information is received. It may include power state information.

일 실시 예에서, 상기 전력 제어 메시지가 충전 완료 메시지이고, 상기 충전 완료 메시지를 상기 무선 전력 송신기로 송신한 이후에도 상기 스마트 디바이스를 향해 상기 무선 전력 송신기로부터 무선 전력을 송신되어 상기 스마트 디바이스로부터 충전 정지 메시지를 수신하면, 상기 LED 조명 시스템은 상기 무선 전력 송신기를 오프하도록 제어할 수 있다.In one embodiment, the power control message is a charge complete message, and even after the charge complete message is transmitted to the wireless power transmitter, wireless power is transmitted from the wireless power transmitter toward the smart device to stop charging from the smart device. Upon receiving, the LED lighting system may control to turn off the wireless power transmitter.

본 발명의 다른 측면에 따른 LED 조명 시스템 기반 무선 전력 전송 시스템에 의한 무선 충전 방법은, 복수의 LED 조명들을 통해 하나 이상의 스마트 디바이스와 가시광 통신(VLC: Visible Light Communication) 시스템을 구축하기 위해 VLC 신호를 생성하는 VLC 신호 생성 단계; 상기 하나 이상의 스마트 디바이스와 VLC 통신을 수행하는 제1 VLC 통신 단계; 상기 하나 이상의 스마트 디바이스와 VLC 통신을 통해 상기 하나 이상의 스마트 디바이스에 대한 위치 정보와 전력 상태 정보를 수집하는 위치 및 전력 상태 정보 도출 단계; 및 상기 수집된 위치 정보와 전력 상태 정보를 VLC 통신을 통해 무선 전력 송신기로 전달하는 제2 VLC 통신 단계를 포함한다.In accordance with another aspect of the present invention, a wireless charging method based on an LED lighting system-based wireless power transmission system includes a VLC signal for establishing a visible light communication (VLC) system with one or more smart devices through a plurality of LED lights. Generating a VLC signal generation step; A first VLC communication step of performing VLC communication with the one or more smart devices; Deriving location and power state information for collecting location information and power state information for the one or more smart devices through VLC communication with the one or more smart devices; And a second VLC communication step of transferring the collected location information and power state information to a wireless power transmitter through VLC communication.

일 실시 예에서, 상기 위치 정보와 전력 상태 정보에 기반하여 상기 무선 전력 송신기에서 상기 하나 이상의 스마트 디바이스로 무선 전력 송신을 수행하는 무선 전력 송신 단계를 더 포함할 수 있다.In an embodiment, the method may further include a wireless power transmission step of performing wireless power transmission from the wireless power transmitter to the one or more smart devices based on the location information and power state information.

일 실시 예에서, 상기 위치 정보에 따라 제1 스마트 디바이스와의 거리가 제1 거리이고, 제2 스마트 디바이스와의 거리가 상기 제1 거리와 다른 제2 거리인 경우, 상기 무선 전력 송신 단계에서, 상기 제1 및 제2 스마트 디바이스의 잔여 전력량이 모두 임계치 이하이면, 상기 전력 송신 제어부는 상기 제1 및 제2 스마트 디바이스에 도달하는 무선 전력량이 동일하도록 자기장 또는 전자기 빔을 형성할 수 있다. 한편, 상기 제1 및 제2 스마트 디바이스 중 어느 하나의 잔여 전력량이 임계치 이하이면, 상기 전력 송신 제어부는 상기 임계치 이하의 잔여 전력량을 갖는 해당 스마트 디바이스로만 무선 전력이 송신되도록 자기장 또는 전자기 빔을 형성할 수 있다.According to an embodiment, when the distance with the first smart device is a first distance and the distance with the second smart device is a second distance different from the first distance according to the location information, in the wireless power transmission step, If the remaining power amounts of the first and second smart devices are both below a threshold, the power transmission controller may form a magnetic field or an electromagnetic beam such that the amount of wireless power reaching the first and second smart devices is the same. Meanwhile, when the remaining power amount of any one of the first and second smart devices is less than or equal to a threshold, the power transmission controller may form a magnetic field or an electromagnetic beam such that wireless power is transmitted only to the corresponding smart device having the remaining power less than or equal to the threshold. Can be.

일 실시 예에서, 상기 무선 전력 송신 단계에서, 상기 전력 송신 제어부가 상기 제1 및 제2 스마트 디바이스 중 적어도 하나로 무선 전력 송신 중 상기 위치 및 전력 상태 정보 도출 단계와 상기 제2 VLC 통신 단계를 통해 상기 제1 및 제2 스마트 디바이스 중 적어도 하나에 대한 변경된 제2 위치 정보와 제2 전력 상태 정보를 수신하면, 상기 변경된 제2 위치 정보와 제2 전력 상태 정보에 기반하여 무선 전력 송신 상태가 변경되도록 자기장 또는 전자기 빔을 형성할 수 있다.In one embodiment, in the wireless power transmission step, the power transmission control unit performs the location and power state information derivation step and the second VLC communication step during wireless power transmission to at least one of the first and second smart devices. When receiving the changed second position information and the second power state information of at least one of the first and second smart devices, the magnetic field to change the wireless power transmission state based on the changed second position information and the second power state information. Or an electromagnetic beam.

일 실시 예에서, 상기 스마트 디바이스가 무선 전력 수신 중 상기 스마트 디바이스로부터 전력 제어 정보를 수신하는 전력 제어 정보 수신 단계를 더 포함할 수 있다. 이와 관련하여, 상기 전력 제어 정보 수신 단계 이후, 상기 제2 VLC 통신 단계를 통해 상기 수신된 전력 제어 정보에 기반하여 VLC를 통해 상기 무선 전력 송신기로 전력 제어 메시지를 송신할 수 있다. 이때, 상기 전력 제어 메시지는 상기 무선 전력 송신기에서 상기 스마트 디바이스로의 무선 전력 송신 상태를 제어하기 위한 메시지이고, 상기 전력 제어 메시지는 상기 전력 제어 정보를 수신한 시점에서의 상기 스마트 디바이스의 위치 정보와 전력 상태 정보를 포함할 수 있다.In an embodiment, the smart device may further include receiving power control information for receiving power control information from the smart device during wireless power reception. In relation to this, after the step of receiving the power control information, the power control message may be transmitted to the wireless power transmitter through the VLC based on the received power control information through the second VLC communication step. In this case, the power control message is a message for controlling the wireless power transmission state from the wireless power transmitter to the smart device, the power control message and the position information of the smart device at the time when the power control information is received. It may include power state information.

본 발명의 또 다른 측면에 따른 LED 조명 시스템 기반 무선 전력 전송 시스템의 무선 전력 송신기는, LED 조명 시스템으로 하나 이상의 스마트 디바이스에 대한 위치 정보와 전력 상태 정보를 수신하는 데이터 수집부; 및 상기 위치 정보와 상기 전력 상태 정보에 기반하여 상기 하나 이상의 스마트 디바이스로 무선 전력을 송신하도록 제어하는 전력 송신 제어부를 포함한다.In accordance with another aspect of the present invention, a wireless power transmitter of an LED lighting system-based wireless power transmission system includes a data collector configured to receive location information and power state information of one or more smart devices through an LED lighting system; And a power transmission control unit controlling to transmit wireless power to the one or more smart devices based on the location information and the power state information.

일 실시 예에서, 상기 LED 조명 시스템은 가시광 통신(VLC: Visible Light Communication)을 수행하는 복수의 LED 조명들을 포함한다. 이때, 상기 위치 정보와 상기 전력 상태 정보는 상기 스마트 디바이스로부터 상기 복수의 LED 조명들로 VLC를 통해 전달되고, 상기 복수의 LED 조명들로부터 상기 무선 전력 송신기로 VLC를 통해 전달될 수 있다.In one embodiment, the LED lighting system includes a plurality of LED lights that perform visible light communication (VLC). In this case, the position information and the power state information may be transmitted from the smart device to the plurality of LED lights through the VLC, and may be transferred from the plurality of LED lights to the wireless power transmitter through the VLC.

일 실시 예에서, 상기 전력 송신 제어부는 상기 전력 상태 정보에 따라 상기 스마트 디바이스의 잔여 전력량이 임계치 이하이면, 상기 위치 정보에 따라 거리가 무선 전력 송신 커버리지 내의 상기 하나 이상의 스마트 디바이스로 무선 전력을 송신하도록 제어할 수 있다.In one embodiment, the power transmission control unit is configured to transmit wireless power to the one or more smart devices within the wireless power transmission coverage in a distance according to the location information if the remaining power amount of the smart device is less than or equal to the threshold according to the power state information. Can be controlled.

일 실시 예에서, 상기 위치 정보에 따라 제1 스마트 디바이스와의 거리가 제1 거리이고, 제2 스마트 디바이스와의 거리가 상기 제1 거리와 다른 제2 거리인 경우, 상기 제1 및 제2 스마트 디바이스의 잔여 전력량이 모두 임계치 이하이면, 상기 전력 송신 제어부는 상기 제1 및 제2 스마트 디바이스에 도달하는 무선 전력량이 동일하도록 자기장 또는 전자기 빔을 형성할 수 있다. 반면에, 상기 제1 및 제2 스마트 디바이스 중 어느 하나의 잔여 전력량이 임계치 이하이면, 상기 전력 송신 제어부는 상기 임계치 이하의 잔여 전력량을 갖는 해당 스마트 디바이스로만 무선 전력이 송신되도록 자기장 또는 전자기 빔을 형성할 수 있다.According to an embodiment, when the distance from the first smart device is a first distance and the distance from the second smart device is a second distance different from the first distance, according to the location information, the first and second smart devices. When the amount of remaining power of the device is less than or equal to a threshold, the power transmission controller may form a magnetic field or an electromagnetic beam such that the amount of wireless power reaching the first and second smart devices is the same. On the other hand, if the remaining power amount of any one of the first and second smart devices is below a threshold, the power transmission control unit forms a magnetic field or an electromagnetic beam such that wireless power is transmitted only to the corresponding smart device having the remaining power amount below the threshold. can do.

일 실시 예에서, 상기 전력 송신 제어부가 상기 제1 및 제2 스마트 디바이스 중 적어도 하나로 무선 전력 송신 중 상기 데이터 수집부가 상기 제1 및 제2 스마트 디바이스 중 적어도 하나에 대한 변경된 제2 위치 정보와 제2 전력 상태 정보를 수신하면, 상기 전력 송신 제어부는 상기 변경된 제2 위치 정보와 제2 전력 상태 정보에 기반하여 무선 전력 송신 상태가 변경되도록 자기장 또는 전자기 빔을 형성할 수 있다.According to an embodiment, the data collection unit may change the second location information and the second location information of at least one of the first and second smart devices during the wireless power transmission by the power transmission control unit to at least one of the first and second smart devices. Upon receiving the power state information, the power transmission controller may form a magnetic field or an electromagnetic beam such that the wireless power transmission state is changed based on the changed second position information and the second power state information.

본 발명의 또 다른 측면에 따른 LED 조명 시스템 기반 무선 전력 전송 시스템의 스마트 디바이스는, 상기 LED 조명 시스템 내의 복수의 LED 조명들 중 하나로 자신의 ID 정보와 전력 상태 정보를 송신하는 송수신부; 및 상기 ID 정보에 기반하여 결정된 자신의 위치 정보와 상기 전력 상태 정보에 기반하여 결정된 무선 전력을 무선 전력 송신기로부터 수신하는 무선 전력 수신부를 포함한다.Smart device of the LED lighting system based wireless power transmission system according to another aspect of the present invention, Transmitting and receiving unit for transmitting its ID information and power status information to one of a plurality of LED lights in the LED lighting system; And a wireless power receiver configured to receive wireless power determined from the wireless power transmitter based on its own location information determined based on the ID information and the power state information.

일 실시 예에서, 상기 복수의 LED 조명들은 가시광 통신(VLC: Visible Light Communication)을 수행하고, 상기 위치 정보와 상기 전력 상태 정보는 상기 스마트 디바이스로부터 상기 복수의 LED 조명들로 VLC를 통해 전달되고, 상기 복수의 LED 조명들로부터 상기 무선 전력 송신기로 VLC를 통해 전달될 수 있다.In one embodiment, the plurality of LED lights perform Visible Light Communication (VLC), the location information and the power state information is transferred from the smart device to the plurality of LED lights via the VLC, The plurality of LED lights may be delivered via the VLC to the wireless power transmitter.

일 실시 예에서, 상기 전력 상태 정보에 따라 상기 스마트 디바이스의 잔여 전력량이 임계치 이하이고, 상기 위치 정보에 따라 거리가 무선 전력 송신 커버리지 내에 있으면, 상기 무선 전력 수신부는 상기 무선 전력 송신기로부터 무선 전력을 수신할 수 있다.In an embodiment, if the remaining power amount of the smart device is less than a threshold according to the power state information, and the distance is within wireless power transmission coverage according to the location information, the wireless power receiver receives wireless power from the wireless power transmitter. can do.

일 실시 예에서, 상기 위치 정보에 따라 상기 스마트 디바이스와의 거리가 제1 거리이고, 다른 제2 스마트 디바이스와의 거리가 상기 제1 거리와 다른 제2 거리인 경우, 상기 스마트 디바이스 및 상기 제2 스마트 디바이스의 잔여 전력량이 모두 임계치 이하이면, 상기 스마트 디바이스로 형성되는 자기장 또는 전자기 빔은 상기 스마트 디바이스와 상기 제2 스마트 디바이스에 도달하는 무선 전력량이 동일하도록 형성할 수 있다. 반면에, 상기 스마트 디바이스의 잔여 전력량만 임계치 이하이면, 상기 임계치 이하의 잔여 전력량을 갖는 상기 스마트 디바이스로만 무선 전력이 송신되도록 자기장 또는 전자기 빔을 형성될 수 있다.According to an embodiment, when the distance with the smart device is a first distance and the distance with another second smart device is a second distance different from the first distance, the smart device and the second according to the location information. When the amount of remaining power of the smart device is less than or equal to the threshold, the magnetic field or the electromagnetic beam formed by the smart device may be formed to have the same amount of wireless power reaching the smart device and the second smart device. On the other hand, if only the amount of remaining power of the smart device is less than or equal to a threshold, a magnetic field or an electromagnetic beam may be formed such that wireless power is transmitted only to the smart device having the amount of remaining or less than the threshold.

일 실시 예에서, 상기 스마트 디바이스가 무선 전력 수신 중 상기 송수신부를 통해 변경된 제2 위치 정보와 제2 전력 상태 정보를 상기 복수의 조명들을 통해 상기 무선 전력 송신기로 송신하면, 상기 무선 전력 수신부는 상기 변경된 제2 위치 정보와 제2 전력 상태 정보에 기반하여 상기 무선 전력 송신기에서 형성된 자기장 또는 전자기 빔으로부터 무선 전력을 수신할 수 있다.In one embodiment, when the smart device transmits the second location information and the second power state information changed through the transceiver during the wireless power reception to the wireless power transmitter through the plurality of lights, the wireless power receiver is changed. The wireless power may be received from a magnetic field or an electromagnetic beam formed in the wireless power transmitter based on second location information and second power state information.

본 발명의 일 실시예에 따른 LED 조명 시스템 기반 무선 전력 전송 시스템은, LED 조명과 스마트 디바이스 간의 사물 인터넷을 통해 무선 전력 전송 서비스를 제공할 수 있다는 장점이 있다.LED lighting system based wireless power transmission system according to an embodiment of the present invention, there is an advantage that can provide a wireless power transmission service through the Internet of Things between the LED light and the smart device.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 조명 시스템 기반 무선 전력 전송 시스템은, 무선 충전 패드와 같은 무선 충전 및 무선 전력 전송에 필요한 장비 없이 바로 무선 충전 및 무선 전력 전송이 가능하여, 향상된 무선 충전 서비스를 제공할 수 있다는 장점이 있다.In addition, the LED lighting system-based wireless power transmission system according to an embodiment of the present invention, wireless charging and wireless power transmission can be directly performed without the equipment necessary for wireless charging and wireless power transmission, such as a wireless charging pad, improved wireless charging service There is an advantage that can be provided.

본 발명의 상세한 설명에서 인용되는 도면을 보다 충분히 이해하기 위하여 각 도면의 간단한 설명이 제공된다.
도 1은 본 발명에 따른 LED 조명 시스템 기반 무선 전력 전송 시스템의 구성을 나타낸다.
도 2는 본 발명에 따른 LED 조명 시스템, 무선 전력 송신기 및 스마트 디바이스의 상세 구성을 나타낸다.
도 3은 본 발명에 따른 LED 조명 시스템 기반 무선 전력 전송 시스템에 의한 무선 충전 방법의 흐름도를 나타낸다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS In order to better understand the drawings cited in the detailed description of the invention, a brief description of each drawing is provided.
1 shows a configuration of an LED lighting system based wireless power transmission system according to the present invention.
2 shows a detailed configuration of the LED lighting system, the wireless power transmitter and the smart device according to the present invention.
3 is a flowchart of a wireless charging method by an LED lighting system based wireless power transmission system according to the present invention.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 이를 상세한 설명을 통해 상세히 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.The present invention may be variously modified and have various embodiments, and specific embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail with reference to the accompanying drawings. However, this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, it should be understood to include all modifications, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention.

본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 본 명세서의 설명 과정에서 이용되는 숫자(예를 들어, 제1 , 제2 등)는 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위한 식별기호에 불과하다.In describing the present invention, when it is determined that the detailed description of the related known technology may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description thereof will be omitted. In addition, numerals (eg, first, second, etc.) used in the description process of the present specification are merely identification symbols for distinguishing one component from another component.

또한, 본 명세서에서, 일 구성요소가 다른 구성요소와 "연결된다" 거나 "접속된다" 등으로 언급된 때에는, 상기 일 구성요소가 상기 다른 구성요소와 직접 연결되거나 또는 직접 접속될 수도 있지만, 특별히 반대되는 기재가 존재하지 않는 이상, 중간에 또 다른 구성요소를 매개하여 연결되거나 또는 접속될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.Further, in the present specification, when one component is referred to as "connected" or "connected" with another component, the one component may be directly connected or directly connected with the other component, but in particular It is to be understood that, unless there is an opposite substrate, it may be connected or connected via another component in the middle.

이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 도면에서 생략하였으며, 도면들에 있어서 구성요소의 폭, 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조부호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.The suffixes "module" and "unit" for components used in the following description are given or used in consideration of ease of specification, and do not have distinct meanings or roles from each other. In addition, in order to clearly describe the present invention, parts irrelevant to the description are omitted in the drawings, and the width, length, thickness, etc. of the components in the drawings may be exaggerated for convenience. Like reference numerals denote like elements throughout the specification.

기존의 무선 충전이나 무선 전력 전송 기술은 무선 충전 패드와 같은 무선 충전이나 무선 전력을 도와주는 장치가 있어야 가능하다. 따라서, 기존의 유선 충전이나 유선 전력 전송의 단점을 완벽하게 보완 할 수 없는 단점이 있다. 이러한 단점을 보완하기 위해, 본 발명은 실내에 설치되어 있는 실내 LED조명을 활용하여 무선 전력 전송을 하고자 한다. 스마트 디바이스와 실내 LED 조명이 가시광 통신을 통하여 위치를 추정하고 전력이 필요한지를 판단 후에 전력이 필요하면 무선 전력 송신기에 정보를 송수신하여 무선 전력 전송기에서 바로 스마트 디바이스로 전력이 전송되는 기술을 제안한다. 이러한 과정을 포함한 본 발명은 LED 조명 기반 무선 전력 전송 시스템 기술로 제안한다.Conventional wireless charging or wireless power transfer technology requires a device that assists in wireless charging or wireless power, such as a wireless charging pad. Therefore, there is a disadvantage that cannot completely complement the disadvantages of the conventional wired charging or wired power transmission. In order to compensate for this drawback, the present invention intends to wirelessly transmit power by utilizing indoor LED lighting installed indoors. After the smart device and the indoor LED lighting estimate the position through visible light communication and determine whether the power is needed, the present invention proposes a technology in which power is transmitted from the wireless power transmitter directly to the smart device by transmitting and receiving information to the wireless power transmitter. The present invention including this process is proposed as a wireless light transmission system technology based on LED lighting.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 설명하도록 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail for the practice of the present invention.

도 1은 본 발명에 따른 LED 조명 시스템 기반 무선 전력 전송 시스템의 구성을 나타낸다. 1 shows a configuration of an LED lighting system based wireless power transmission system according to the present invention.

도 1을 참조하면, 무선 전력 전송 시스템은 LED 조명 시스템(100), 무선 전력 송신기(200) 및 하나 이상의 스마트 디바이스(300)를 포함한다. 한편, LED 조명 시스템(100)은 복수의 LED 조명들을 포함하고, 예를 들어 제1 내지 제3 LED 조명(100a 내지 100c)을 포함할 수 있다. 한편, 하나 이상의 스마트 디바이스(300)는 예를 들어 제1 및 제2 스마트 디바이스(300a, 300b)를 포함할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니고 응용에 따라 자유롭게 변형 가능하다.Referring to FIG. 1, a wireless power transfer system includes an LED lighting system 100, a wireless power transmitter 200, and one or more smart devices 300. Meanwhile, the LED lighting system 100 may include a plurality of LED lights, and may include, for example, first to third LED lights 100a to 100c. Meanwhile, the one or more smart devices 300 may include, for example, the first and second smart devices 300a and 300b, but the present invention is not limited thereto and may be freely modified depending on the application.

한편, 도 2는 본 발명에 따른 LED 조명 시스템, 무선 전력 송신기 및 스마트 디바이스의 상세 구성을 나타낸다. 2 shows a detailed configuration of an LED lighting system, a wireless power transmitter, and a smart device according to the present invention.

LED 조명 시스템(100)은 VLC 시스템 정의부(110), 데이터 수집부(120) 및 송수신부(130)를 포함한다. 이하에서는 각 구성부를 도 1 및 도 2를 참조하여 설명한다.The LED lighting system 100 includes a VLC system defining unit 110, a data collector 120, and a transceiver 130. Hereinafter, each component will be described with reference to FIGS. 1 and 2.

VLC 시스템 정의부(110)는 복수의 LED 조명들(100a 내지 100c)을 통해 하나 이상의 스마트 디바이스(300a, 300b)와 가시광 통신(VLC: Visible Light Communication) 시스템을 구축하도록 구성된다. 여기서, VLC 시스템 정의부(110)는 하나 이상의 스마트 디바이스(300a, 300b)로부터 VLC 통신을 수행할 수 있는 능력 정보(capability information)를 수신하고, 능력 정보에 기반하여 하나 이상의 스마트 디바이스(300a, 300b)와 VLC 통신을 수행한다. 따라서, VLC 시스템 정의부(110)는 VLC 통신 설정부(110) 또는 VLC 통신부(110) 등으로 지칭될 수 있다.The VLC system definition unit 110 is configured to establish a visible light communication (VLC) system with one or more smart devices 300a and 300b through the plurality of LED lights 100a to 100c. Here, the VLC system defining unit 110 receives capability information for performing VLC communication from one or more smart devices 300a and 300b and based on the capability information, one or more smart devices 300a and 300b. VLC communication with). Accordingly, the VLC system defining unit 110 may be referred to as a VLC communication setting unit 110 or a VLC communication unit 110.

한편, 데이터 수집부(120)는 하나 이상의 스마트 디바이스(300a, 300b)와 VLC를 통해 상기 하나 이상의 스마트 디바이스(300a, 300b)에 대한 위치 정보와 전력 상태 정보를 수집한다.Meanwhile, the data collector 120 collects location information and power state information of the one or more smart devices 300a and 300b through one or more smart devices 300a and 300b.

이와 관련하여, 도 1을 참조하면, 제1 LED 조명(100a)이 제1 스마트 디바이스(300a)의 ID를 수신하면 데이터 수집부(120)는 제1 스마트 디바이스(300a)가 제1 LED 조명(100a)의 커버리지 영역 내에 위치한다고 판단할 수 있다. 한편, 제2 LED 조명(100b)이 제2 스마트 디바이스(300b)의 ID를 수신하면 데이터 수집부(120)는 제2 스마트 디바이스(300b)가 제2 LED 조명(100b)의 커버리지 영역 내에 위치한다고 판단할 수 있다.In this regard, referring to FIG. 1, when the first LED light 100a receives the ID of the first smart device 300a, the data collection unit 120 may determine that the first smart device 300a uses the first LED light ( It can be determined that the location within the coverage area of 100a). Meanwhile, when the second LED light 100b receives the ID of the second smart device 300b, the data collector 120 indicates that the second smart device 300b is located within the coverage area of the second LED light 100b. You can judge.

또한, 복수의 LED 조명들이 스마트 디바이스의 ID 정보를 수신하면 ID 정보를 포함하는 VLC 신호의 수신 레벨 (또는 신호 대 잡음비, 신호 대 간섭비)에 따라 위치 정보가 결정될 수 있다. 이와 관련하여, 위치 정보는 스마트 디바이스의 ID 정보를 포함하는 VLC 신호를 복수의 LED 조명들이 수신하면, 상기 복수의 LED 조명들이 수신한 수신 신호 레벨들과 상기 ID 정보 검출 여부에 따라 결정될 수 있다.In addition, when the plurality of LED lights receive the ID information of the smart device, the location information may be determined according to the reception level (or signal to noise ratio, signal to interference ratio) of the VLC signal including the ID information. In this regard, when the plurality of LED lights receive the VLC signal including the ID information of the smart device, the location information may be determined according to the received signal levels received by the plurality of LED lights and whether the ID information is detected.

구체적으로, 제1 스마트 디바이스(300a)의 ID를 제1 및 제2 LED 조명(100a, 100b)이 서로 다른 VLC 신호 레벨로 모두 수신한 경우 수신 신호 레벨에 따라 위치 정보가 제1 및 제2 LED 조명(100a, 100b) 사이의 위치로 결정될 수 있다. 한편, 2차원 공간에서 배열된 복수의 LED 조명들이 제1 스마트 디바이스(300a)의 ID를 서로 다른 VLC 신호 레벨로 모두 수신한 경우 수신 신호 레벨에 따라 위치 정보가 복수의 LED 조명들 사이의 특정 위치로 결정될 수 있다. 따라서, 3개 이상의 조명에서 ID 정보를 포함하는 신호 레벨이 검출된 경우 특정 스마트 기기의 정확한 위치, 즉 거리와 방향이 결정될 수 있다.In detail, when the first and second LED lights 100a and 100b receive the IDs of the first smart device 300a at different VLC signal levels, the location information may be the first and second LEDs according to the received signal levels. It can be determined by the position between the lights (100a, 100b). On the other hand, when a plurality of LED lights arranged in a two-dimensional space has all received the ID of the first smart device 300a at different VLC signal levels, the location information according to the received signal level is a specific position between the plurality of LED lights Can be determined. Therefore, when a signal level including ID information is detected in three or more lights, an accurate location, that is, a distance and a direction of a specific smart device may be determined.

한편, 송수신부(130)는 수집된 위치 정보와 전력 상태 정보를 VLC를 통해 무선 전력 송신기(200)로 전달하도록 구성되고, VLC 송수신부(130)로 지칭될 수 있다.Meanwhile, the transceiver 130 may be configured to transmit the collected location information and the power state information to the wireless power transmitter 200 through the VLC, and may be referred to as a VLC transceiver 130.

한편, 무선 전력 수신 중 스마트 디바이스의 위치 정보와 전력 상태 정보가 변경된 경우를 살펴보면 다음과 같다. 예를 들어, 제1 LED 조명(100a) 내의 제1 커버리지 내의 제1 스마트 디바이스(300a)가 무선 전력 수신 중 이동에 따라 제2 LED 조명(100b) 내의 제2 커버리지로 이동할 수 있다. 또는, 제1 LED 조명(100a) 내의 제1 커버리지 내의 제1 스마트 디바이스(300a)가 무선 전력 수신 중 이동에 따라 제1 커버리지 내의 다른 위치로 이동할 수 있다.Meanwhile, the case where the location information and the power state information of the smart device are changed during the wireless power reception are as follows. For example, the first smart device 300a in the first coverage in the first LED light 100a may move to the second coverage in the second LED light 100b as it moves during wireless power reception. Alternatively, the first smart device 300a in the first coverage in the first LED light 100a may move to another location in the first coverage according to the movement during the wireless power reception.

이에 따라, 스마트 디바이스(300)가 무선 전력 수신 중 위치 정보와 전력 상태 정보가 제2 위치 정보와 제2 전력 상태 정보로 변경된 경우, 다음과 같은 동작이 수행될 수 있다. Accordingly, when the smart device 300 changes the location information and the power state information during the wireless power reception to the second location information and the second power state information, the following operation may be performed.

송수신부(130)는 변경된 제2 위치 정보와 제2 전력 상태 정보를 VLC를 통해 무선 전력 송신기(200)로 전달한다. 이때, 스마트 디바이스(300)의 ID 정보를 포함하는 VLC 신호를 수신한 복수의 LED 조명들의 조합이 변경된 경우, 이에 따라 제2 위치 정보가 결정될 수 있다. 즉, 변경된 제2 위치 정보는 변경된 조합의 LED 조명들이 수신한 수신 신호 레벨들과 ID 정보 검출 여부에 따라 결정된다. 또는, 복수의 LED 조명들의 조합이 변경되지 않아도, VLC 신호의 수신 레벨의 차가 임계치 이상으로 변경된 경우 제2 위치 정보가 결정될 수 있다.The transceiver 130 transmits the changed second position information and the second power state information to the wireless power transmitter 200 through the VLC. In this case, when a combination of a plurality of LED lights receiving the VLC signal including the ID information of the smart device 300 is changed, the second location information may be determined accordingly. That is, the changed second position information is determined according to received signal levels received by the changed combination of LED lights and whether ID information is detected. Alternatively, even if the combination of the plurality of LED lights is not changed, the second position information may be determined when the difference in the reception level of the VLC signal is changed to a threshold value or more.

예를 들어, 스마트 디바이스(300)의 ID 정보를 제1 및 제2 LED 조명(100a, 100b)에서 수신하였으나, 이동에 따라 제2 및 제3 LED 조명(100b, 100c)에서 수신할 수 있다. 또는, 스마트 디바이스(300)의 ID 정보를 여전히 제1 및 제2 LED 조명(100a, 100b)에서 수신하고 있으나 수신 레벨의 차가 특정 임계치 이상으로 변경될 수 있다. 이러한 경우에, 데이터 수집부(120)는 스마트 디바이스(300)의 변경된 제2 위치 정보와 제2 전력 상태 정보를 재 수집한다. 또한. 송수신부(130)는 이러한 변경된 제2 위치 정보와 제2 전력 상태 정보를 무선 전력 송신기(300)로 VLC를 통해 전달한다.For example, the ID information of the smart device 300 is received by the first and second LED lights 100a and 100b, but may be received by the second and third LED lights 100b and 100c according to the movement. Alternatively, although the ID information of the smart device 300 is still received by the first and second LED lights 100a and 100b, the difference in the reception level may be changed to be greater than or equal to a certain threshold. In this case, the data collector 120 re-collects the changed second location information and the second power state information of the smart device 300. In addition. The transceiver 130 transmits the changed second position information and the second power state information to the wireless power transmitter 300 through the VLC.

한편, 무선 충전 중, 즉 스마트 디바이스(300)가 무선 전력 수신 중에 무선 충전에 대한 전력 제어가 수행될 수 있다. 이와 관련하여, 스마트 디바이스(300)가 무선 전력 수신 중 데이터 수집부(130)가 스마트 디바이스(300)로부터 전력 제어 정보를 수신하면, 다음과 같은 동작이 수행된다. 이때, 송수신부(130)는 수신된 전력 제어 정보에 기반하여 VLC를 통해 무선 전력 송신기(130)로 전력 제어 메시지를 송신한다. 한편, 전력 제어 메시지는 무선 전력 송신기(200)에서 스마트 디바이스(300)로의 무선 전력 송신 상태를 제어하기 위한 메시지이다. 이때, 전력 제어 메시지는 상기 전력 제어 정보를 수신한 시점에서의 상기 스마트 디바이스의 위치 정보와 전력 상태 정보를 포함할 수 있다.Meanwhile, power control for wireless charging may be performed during wireless charging, that is, while the smart device 300 receives wireless power. In this regard, when the smart device 300 receives the power control information from the smart device 300 while receiving the wireless power, the following operation is performed. At this time, the transceiver 130 transmits a power control message to the wireless power transmitter 130 through the VLC based on the received power control information. Meanwhile, the power control message is a message for controlling the wireless power transmission state from the wireless power transmitter 200 to the smart device 300. In this case, the power control message may include location information and power state information of the smart device at the time when the power control information is received.

한편, 전술한 전력 제어 메시지는 충전 완료를 알리기 위한 메시지 또는 충전 이상 상태를 감지하여 이를 알리거나 나아가 저전력 무선 충전을 수행하거나 무선 충전을 중지하기 위한 것일 수 있다. 예를 들어, 전력 제어 메시지가 충전 완료 메시지인 경우에는 다음과 같은 동작이 수행될 수 있다. 이때, 충전 완료 메시지를 무선 전력 송신기(200)로 송신한 이후에도 스마트 디바이스(300)를 향해 무선 전력 송신기(200)로부터 무선 전력을 송신되면 스마트 디바이스(300)로부터 충전 정지 메시지를 수신할 수 있다. 충전 정지 메시지를 수신하는 것에 응답하여, LED 조명 시스템(100)은 무선 전력 송신기(200)를 오프하도록 제어할 수 있다.On the other hand, the above-described power control message may be a message for notifying the completion of the charge or to detect the charging abnormal state to notify it, or further to perform a low-power wireless charging or to stop the wireless charging. For example, when the power control message is the charging completion message, the following operation may be performed. In this case, even after the charging completion message is transmitted to the wireless power transmitter 200, when the wireless power is transmitted from the wireless power transmitter 200 toward the smart device 300, the charging stop message may be received from the smart device 300. In response to receiving the charge stop message, the LED lighting system 100 may control to turn off the wireless power transmitter 200.

한편, 도 2를 참조하면 무선 전력 송신기(200)는 데이터 수집부(210) 및 전력 송신 제어부(220)를 포함한다. 이하에서는 각 구성부를 도 1 및 도 2를 참조하여 설명한다.Meanwhile, referring to FIG. 2, the wireless power transmitter 200 includes a data collector 210 and a power transmission controller 220. Hereinafter, each component will be described with reference to FIGS. 1 and 2.

데이터 수집부(210)는 LED 조명 시스템(100)으로 하나 이상의 스마트 디바이스(300)에 대한 위치 정보와 전력 상태 정보를 수신한다.The data collector 210 receives location information and power state information of one or more smart devices 300 through the LED lighting system 100.

전력 송신 제어부(220)는 위치 정보와 전력 상태 정보에 기반하여 하나 이상의 스마트 디바이스(300)로 무선 전력을 송신하도록 제어한다.The power transmission control unit 220 controls to transmit wireless power to the one or more smart devices 300 based on the location information and the power state information.

한편, LED 조명 시스템(100)은 전술한 바와 같이 가시광 통신(VLC: Visible Light Communication)을 수행하는 복수의 LED 조명들(100a 내지 100c)을 포함한다. 이때, 위치 정보와 전력 상태 정보는 스마트 디바이스(300)로부터 복수의 LED 조명들(200a 내지 200c)로 VLC를 통해 전달되고, 복수의 LED 조명들(100a 내지 100c)로부터 무선 전력 송신기(200)로 VLC를 통해 전달된다.Meanwhile, the LED lighting system 100 includes a plurality of LED lights 100a to 100c that perform visible light communication (VLC) as described above. In this case, the location information and the power state information are transmitted from the smart device 300 to the plurality of LED lights 200a to 200c through the VLC, and from the plurality of LED lights 100a to 100c to the wireless power transmitter 200. Delivered via VLC.

한편, 전력 송신 제어부(220)는 하나 이상의 스마트 디바이스(300)의 위치와 잔여 전력량에 따라 다음과 같은 동작이 가능하다. 전력 송신 제어부(220)는 전력 상태 정보에 따라 스마트 디바이스(300)의 잔여 전력량이 임계치 이하이면 다음과 같이 동작이 가능하다. 즉, 전력 송신 제어부(220)는 위치 정보에 따라 거리가 무선 전력 송신 커버리지 내의 하나 이상의 스마트 디바이스(300)로 무선 전력을 송신하도록 제어할 수 있다.On the other hand, the power transmission control unit 220 may perform the following operation according to the position and the amount of remaining power of the one or more smart device 300. The power transmission control unit 220 may operate as follows when the remaining power amount of the smart device 300 is less than or equal to the threshold according to the power state information. That is, the power transmission control unit 220 may control the distance to transmit wireless power to one or more smart devices 300 within the wireless power transmission coverage according to the location information.

예를 들어, 도 1에 도시된 바와 같이, 위치 정보를 고려하면 무선 전력 송신기(200)에서 제1 스마트 디바이스(300a)와의 거리가 제1 거리이고, 제2 스마트 디바이스(300b)와의 거리가 제1 거리와 다른 제2 거리일 수 있다. 이때, 제1 및 제2 스마트 디바이스의 잔여 전력량이 모두 임계치 이하이면, 전력 송신 제어부(220)는 다음과 같은 동작을 수행할 수 있다. 즉, 전력 송신 제어부(220)는 제1 및 제2 스마트 디바이스에 도달하는 무선 전력량이 동일하도록 자기장 또는 전자기 빔을 형성할 수 있다. For example, as shown in FIG. 1, in consideration of the location information, the distance from the first smart device 300a is the first distance and the distance from the second smart device 300b is the first distance in the wireless power transmitter 200. It may be a second distance different from one distance. In this case, when the remaining power amounts of the first and second smart devices are both below the threshold, the power transmission control unit 220 may perform the following operation. That is, the power transmission control unit 220 may form a magnetic field or an electromagnetic beam such that the amount of wireless power reaching the first and second smart devices is the same.

반면에, 제1 및 제2 스마트 디바이스 중 어느 하나의 잔여 전력량이 임계치 이하이면, 전력 송신 제어부(220)는 다음과 같은 동작을 수행할 수 있다. 즉, 전력 송신 제어부(220)는 임계치 이하의 잔여 전력량을 갖는 해당 스마트 디바이스로만 무선 전력이 송신되도록 자기장 또는 전자기 빔을 형성할 수 있다. 예를 들어, 도 1에서 무선 충전 커버리지 내에서 원거리의 제1 스마트 디바이스(300a)만 잔여 전력량이 임계치 이하이면, 전력 송신 제어부(220)는 제1 스마트 디바이스(300a)로만 무선 전력이 송신되도록 자기장 또는 전자기 빔을 형성할 수 있다. 반면에, 근거리의 제2 스마트 디바이스(300b)만 잔여 전력량이 임계치 이하이면, 전력 송신 제어부(220)는 제2 스마트 디바이스(300b)로만 무선 전력이 송신되도록 자기장 또는 전자기 빔을 형성할 수 있다.On the other hand, if the remaining power amount of any one of the first and second smart devices is less than the threshold, the power transmission control unit 220 may perform the following operation. That is, the power transmission control unit 220 may form a magnetic field or an electromagnetic beam such that wireless power is transmitted only to the corresponding smart device having a residual amount of power below a threshold. For example, in FIG. 1, when only the remote first smart device 300a has a residual amount of power less than or equal to a threshold, the power transmission controller 220 may generate a magnetic field such that wireless power is transmitted only to the first smart device 300a. Or an electromagnetic beam. On the other hand, if only the second smart device 300b in the short distance has the remaining power amount less than or equal to the threshold, the power transmission controller 220 may form a magnetic field or an electromagnetic beam such that wireless power is transmitted only to the second smart device 300b.

한편, 무선 충전 방식은 무선 전력 송신기(200)와 스마트 디바이스(300)가 원거리인 경우에도 무선 충전이 가능한 자기 공명 방식이나 RF 방식 등이 이에 해당할 수 있다. 한편, 무선 충전 방식은 이에 한정되는 것이 아니라, 무선 전력 송신기(200)가 스마트 디바이스(300)의 하단에 충전 패드 형태로 배치되는 자기 유도 방식도 포함된다. In the meantime, the wireless charging method may correspond to a magnetic resonance method or an RF method that enables wireless charging even when the wireless power transmitter 200 and the smart device 300 are remote. On the other hand, the wireless charging method is not limited thereto, but also includes a magnetic induction method in which the wireless power transmitter 200 is disposed in the form of a charging pad at the bottom of the smart device 300.

이러한 자기 유도 방식에 의하는 경우에는 무선 전력 송신기(200)가 해당 스마트 디바이스(300)의 위치 정보와 잔여 전력량에 따라 배치된 영역의 무선 전력 송신량을 제어할 수 있다. 또한, 잔여 전력량이 임계치 이하인 스마트 디바이스(300)가 배치된 영역의 충전 패드 영역으로만 무선 전력을 송신할 수도 있다.In the magnetic induction method, the wireless power transmitter 200 may control the amount of wireless power transmission in an area arranged according to the location information of the smart device 300 and the amount of remaining power. In addition, the wireless power may be transmitted only to the charging pad region of the region where the smart device 300 having the residual amount of power is less than or equal to the threshold.

한편, 무선 충전 중에 변경된 위치 정보와 전력 상태 정보에 따라 무선 충전 방식이 변경될 수 있다. 이와 관련하여, 전력 송신 제어부(220)가 상기 제1 및 제2 스마트 디바이스(300a, 300b) 중 적어도 하나로 무선 전력 송신 중 데이터 수집부(210)가 변경된 정보를 수신할 수 있다. 즉, 데이터 수집부(210)가 제1 및 제2 스마트 디바이스(300a, 300b) 중 적어도 하나에 대한 변경된 제2 위치 정보와 제2 전력 상태 정보를 수신할 수 있다. 이때, 전력 송신 제어부(220)는 변경된 제2 위치 정보와 제2 전력 상태 정보에 기반하여 무선 전력 송신 상태가 변경되도록 자기장 또는 전자기 빔을 형성할 수 있다.Meanwhile, the wireless charging method may be changed according to the location information and the power state information changed during the wireless charging. In this regard, the power transmission controller 220 may receive the changed information by the data collector 210 during wireless power transmission to at least one of the first and second smart devices 300a and 300b. That is, the data collector 210 may receive the changed second location information and the second power state information of at least one of the first and second smart devices 300a and 300b. In this case, the power transmission control unit 220 may form a magnetic field or an electromagnetic beam to change the wireless power transmission state based on the changed second position information and the second power state information.

예를 들어, 무선 충전 중인 제1 스마트 디바이스(300a)가 제1 LED(100a)의 제1 커버리지에서 제2 LED(100b)의 제2 커버리지로 이동한 경우이다. 이때, 전력 송신 제어부(220)는 제2 커버리지 영역으로 무선 전력이 송신되도록 자기장 또는 전자기 빔을 형성할 수 있다. For example, when the first smart device 300a that is being wirelessly charged moves from the first coverage of the first LED 100a to the second coverage of the second LED 100b. In this case, the power transmission control unit 220 may form a magnetic field or an electromagnetic beam to transmit wireless power to the second coverage area.

한편, 제1 스마트 디바이스(300a)가 제2 커버리지로 이동함에 따라, 제2 커버리지에 제1 및 제2 스마트 디바이스(300a, 300b)가 모두 배치된 경우에는 다음과 같은 동작이 수행될 수 있다. 이때, 제2 전력 상태 정보에 기반하여 제1 및 제2 스마트 디바이스(300a, 300b)로 모두 무선 전력 송신을 수행할 수 있다. 또는, 제2 스마트 디바이스(300b)가 무선 충전 완료되었거나 임계치 이상으로 무선 충전된 경우, 제1 스마트 디바이스(300a)로만 무선 충전이 이루어지도록 자기장 또는 전자기 빔을 보다 정밀한 빔(fine beam)으로 형성할 수 있다.Meanwhile, as the first smart device 300a moves to the second coverage, when both the first and second smart devices 300a and 300b are disposed in the second coverage, the following operations may be performed. In this case, wireless power transmission may be performed to both the first and second smart devices 300a and 300b based on the second power state information. Alternatively, when the second smart device 300b is wirelessly charged or wirelessly charged above the threshold, the magnetic field or the electromagnetic beam may be formed as a fine beam so that the wireless charging is performed only by the first smart device 300a. Can be.

한편, 도 2를 참조하면 스마트 디바이스(300)는 송수신부(310) 및 무선 전력 수신부(320)를 포함한다. 이하에서는 각 구성부를 도 1 및 도 2를 참조하여 설명한다.Meanwhile, referring to FIG. 2, the smart device 300 includes a transceiver 310 and a wireless power receiver 320. Hereinafter, each component will be described with reference to FIGS. 1 and 2.

송수신부(310)는 LED 조명 시스템(100) 내의 복수의 LED 조명들(100a 내지 100c) 중 하나로 자신의 ID 정보와 전력 상태 정보를 송신한다. The transceiver 310 transmits its ID information and power state information to one of the plurality of LED lights 100a to 100c in the LED lighting system 100.

무선 전력 수신부(320)는 ID 정보에 기반하여 결정된 자신의 위치 정보와 전력 상태 정보에 기반하여 결정된 무선 전력을 무선 전력 송신기(200)로부터 수신한다.The wireless power receiver 320 receives the wireless power determined from the wireless power transmitter 200 based on its location information and the power state information determined based on the ID information.

이때, 복수의 LED 조명들(100a 내지 100c)은 가시광 통신(VLC: Visible Light Communication)을 수행한다. 한편, 위치 정보와 전력 상태 정보는 스마트 디바이스(300)로부터 복수의 LED 조명들(100a 내지 100c)로 VLC를 통해 전달되고, 복수의 LED 조명들(100a 내지 100c)로부터 무선 전력 송신기(200)로 VLC를 통해 전달된다.In this case, the plurality of LED lights 100a to 100c perform visible light communication (VLC). Meanwhile, the location information and the power state information are transmitted from the smart device 300 to the plurality of LED lights 100a to 100c through the VLC, and the plurality of LED lights 100a to 100c to the wireless power transmitter 200. Delivered via VLC.

한편, 무선 전력 수신부(320)는 스마트 디바이스(300)의 위치와 잔여 전력량에 따라 다음과 같은 동작이 가능하다. 이와 관련하여, 전력 상태 정보에 따라 상기 스마트 디바이스의 잔여 전력량이 임계치 이하이고, 위치 정보에 따라 거리가 무선 전력 송신 커버리지 내에 있으면 다음과 같은 동작이 가능하다. 이때, 무선 전력 수신부(320)는 무선 전력 송신기(200)로부터 무선 전력을 수신할 수 있다.Meanwhile, the wireless power receiver 320 may operate as follows according to the location of the smart device 300 and the amount of remaining power. In this regard, if the amount of remaining power of the smart device is less than a threshold value according to power state information and the distance is within the wireless power transmission coverage according to the position information, the following operation is possible. In this case, the wireless power receiver 320 may receive wireless power from the wireless power transmitter 200.

예를 들어, 도 1에 도시된 바와 같이, 위치 정보를 고려하면 무선 전력 송신기(200)에서 제1 스마트 디바이스(300a)와의 거리가 제1 거리이고, 제2 스마트 디바이스(300b)와의 거리가 제1 거리와 다른 제2 거리일 수 있다. 이때, 제1 및 제2 스마트 디바이스(300a, 300b)의 잔여 전력량이 모두 임계치 이하이면, 무선 전력 수신부(320)는 다음과 같은 동작을 수행할 수 있다. 이때, 스마트 디바이스로 형성되는 자기장 또는 전자기 빔은 스마트 디바이스(300a)와 제2 스마트 디바이스(300b)에 도달하는 무선 전력량이 동일하도록 형성될 수 있다. 이에 따라, 무선 전력 수신부(320)는 무선 전력 송신기(200)와의 거리를 고려하여 결정된 무선 전력을 무선 전력 송신기(200)로부터 수신한다.For example, as shown in FIG. 1, in consideration of the location information, the distance from the first smart device 300a is the first distance and the distance from the second smart device 300b is the first distance in the wireless power transmitter 200. It may be a second distance different from one distance. In this case, when the remaining power amounts of the first and second smart devices 300a and 300b are both below the threshold, the wireless power receiver 320 may perform the following operation. In this case, the magnetic field or the electromagnetic beam formed by the smart device may be formed such that the amount of wireless power reaching the smart device 300a and the second smart device 300b is the same. Accordingly, the wireless power receiver 320 receives the wireless power determined from the distance of the wireless power transmitter 200 from the wireless power transmitter 200.

반면에, 스마트 디바이스(300a)의 잔여 전력량만 임계치 이하이면, 상기 임계치 이하의 잔여 전력량을 갖는 스마트 디바이스로(300a)만 무선 전력이 송신되도록 자기장 또는 전자기 빔을 형성할 수 있다. 이에 따라, 무선 전력 수신부(320)는 제2 스마트 디바이스(300b)가 아닌 스마트 디바이스(300a)로만 지향된 자기장 또는 전자기 빔에 의한 무선 전력을 무선 전력 송신기(200)로부터 수신한다.On the other hand, if only the amount of remaining power of the smart device 300a is below the threshold, the magnetic field or electromagnetic beam may be formed such that only wireless power 300a is transmitted to the smart device having the amount of remaining power below the threshold. Accordingly, the wireless power receiver 320 receives wireless power from the wireless power transmitter 200 by the magnetic field or the electromagnetic beam directed only to the smart device 300a and not the second smart device 300b.

한편, 무선 충전 중에 변경된 위치 정보와 전력 상태 정보에 따라 무선 충전 방식이 변경될 수 있다. 이와 관련하여, 제1 및 제2 스마트 디바이스(300a, 300b) 중 적어도 하나로 무선 전력 송신 중 송수신부(310)가 변경된 정보를 송신할 수 있다. Meanwhile, the wireless charging method may be changed according to the location information and the power state information changed during the wireless charging. In this regard, the transceiver 310 may transmit the changed information to the at least one of the first and second smart devices 300a and 300b during the wireless power transmission.

이와 관련하여, 스마트 디바이스(300)가 무선 전력 수신 중 송수신부(310)를 통해 변경된 제2 위치 정보와 제2 전력 상태 정보를 복수의 조명들(100a 내지 100c)을 통해 무선 전력 송신기(200)로 송신할 수 있다. 이에 따라, 무선 전력 수신부(320)는 변경된 제2 위치 정보와 제2 전력 상태 정보에 기반하여 무선 전력 송신기(200)에서 형성된 자기장 또는 전자기 빔으로부터 무선 전력을 수신할 수 있다.In relation to this, the smart device 300 transmits the second location information and the second power state information changed through the transceiver 310 during wireless power reception through the plurality of lights 100a to 100c. Can be sent by Accordingly, the wireless power receiver 320 may receive wireless power from a magnetic field or an electromagnetic beam formed in the wireless power transmitter 200 based on the changed second position information and the second power state information.

예를 들어, 무선 충전 중인 스마트 디바이스(300a)가 제1 LED(100a)의 제1 커버리지에서 제2 LED(100b)의 제2 커버리지로 이동한 경우이다. 이때, 전력 송신 제어부(220)는 제2 커버리지 영역으로 무선 전력이 송신되도록 자기장 또는 전자기 빔을 형성할 수 있다. For example, the smart device 300a that is being wirelessly charged moves from the first coverage of the first LED 100a to the second coverage of the second LED 100b. In this case, the power transmission control unit 220 may form a magnetic field or an electromagnetic beam to transmit wireless power to the second coverage area.

한편, 스마트 디바이스(300a)가 제2 커버리지로 이동함에 따라, 제2 커버리지에 스마트 디바이스(300a) 및 제2 스마트 디바이스(300b)가 모두 배치된 경우에는 다음과 같은 동작이 수행될 수 있다. 이때, 제2 전력 상태 정보에 기반하여 스마트 디바이스(300a) 및 제2 스마트 디바이스(300b)로 모두 무선 전력 송신을 수행할 수 있다. 또는, 제2 스마트 디바이스(300b)가 무선 충전 완료되었거나 임계치 이상으로 무선 충전된 경우, 스마트 디바이스(300a)로만 무선 충전이 이루어지도록 자기장 또는 전자기 빔을 보다 정밀한 빔(fine beam)으로 형성할 수 있다.Meanwhile, as the smart device 300a moves to the second coverage, when both the smart device 300a and the second smart device 300b are disposed in the second coverage, the following operation may be performed. In this case, wireless power transmission may be performed to both the smart device 300a and the second smart device 300b based on the second power state information. Alternatively, when the second smart device 300b is wirelessly charged or wirelessly charged above the threshold, the magnetic field or the electromagnetic beam may be formed as a fine beam so that the wireless charging is performed only by the smart device 300a. .

이상에서는 본 발명의 일 측면에 따른 LED 조명 시스템 기반 무선 전력 전송 시스템에서의 무선 전력 송신기, LED 조명 시스템 및 스마트 디바이스에 대해 살펴보았다. 아래에서는 본 발명의 다른 측면에 따른 LED 조명 시스템 기반 무선 전력 전송 시스템에 의한 무선 충전 방법에 대해 살펴보기로 한다. 한편, 전술된 LED 조명 시스템 기반 무선 전력 전송 시스템에서의 무선 전력 송신기, LED 조명 시스템 및 스마트 디바이스의 내용들이 무선 충전 방법에 적용될 수 있다.In the above, the wireless power transmitter, the LED lighting system, and the smart device in the LED lighting system-based wireless power transmission system according to an aspect of the present invention have been described. Hereinafter, a wireless charging method by the LED lighting system-based wireless power transmission system according to another aspect of the present invention will be described. Meanwhile, the contents of the wireless power transmitter, the LED lighting system, and the smart device in the aforementioned LED lighting system based wireless power transmission system may be applied to the wireless charging method.

이와 관련하여, 도 3은 본 발명에 따른 LED 조명 시스템 기반 무선 전력 전송 시스템에 의한 무선 충전 방법의 흐름도를 나타낸다. 도 3을 참조하면, 무선 충전 방법은 VLC 신호 생성 단계(S310), 제1 VLC 통신 단계(S320), 위치 및 전력 상태 정보 도출 단계(S330), 제2 VLC 통신 단계(S340) 및 무선 전력 송신 단계(S350)를 포함한다.In this regard, Figure 3 shows a flow chart of a wireless charging method by the LED lighting system based wireless power transmission system according to the present invention. Referring to FIG. 3, the wireless charging method includes a VLC signal generation step S310, a first VLC communication step S320, a location and power state information derivation step S330, a second VLC communication step S340, and a wireless power transmission. Step S350 is included.

VLC 신호 생성 단계(S310)에서, 복수의 LED 조명들을 통해 하나 이상의 스마트 디바이스와 가시광 통신(VLC: Visible Light Communication) 시스템을 구축하기 위해 VLC 신호를 생성한다. In the VLC signal generation step S310, a VLC signal is generated to establish a visible light communication (VLC) system with one or more smart devices through the plurality of LED lights.

제1 VLC 통신 단계(S320)에서, 복수의 LED 조명들은 하나 이상의 스마트 디바이스와 VLC 통신을 수행한다. In a first VLC communication step S320, the plurality of LED lights performs VLC communication with one or more smart devices.

위치 및 전력 상태 정보 도출 단계(S330)에서, 하나 이상의 스마트 디바이스와 VLC 통신을 통해 하나 이상의 스마트 디바이스에 대한 위치 정보와 전력 상태 정보를 수집/도출한다.In the step of deriving the location and power state information (S330), the location information and the power state information of the one or more smart devices are collected / derived through VLC communication with the one or more smart devices.

제2 VLC 통신 단계(S340)에서, 수집된 위치 정보와 전력 상태 정보가 VLC 통신을 통해 LED 조명 시스템에서 무선 전력 송신기로 전달된다. In the second VLC communication step (S340), the collected location information and power state information are transferred from the LED lighting system to the wireless power transmitter via VLC communication.

무선 전력 송신 단계(S350)에서, 위치 정보와 전력 상태 정보에 기반하여 무선 전력 송신기에서 하나 이상의 스마트 디바이스로 무선 전력 송신 (또는 무선 충전)이 수행된다.In the wireless power transmission step (S350), wireless power transmission (or wireless charging) is performed from the wireless power transmitter to one or more smart devices based on the location information and the power state information.

한편, 위치 정보에 따라 제1 스마트 디바이스와의 거리가 제1 거리이고, 제2 스마트 디바이스와의 거리가 제1 거리와 다른 제2 거리인 경우, 무선 전력 송신 단계(S350)에서 다음과 같은 동작이 수행된다. 이때, 제1 및 제2 스마트 디바이스의 잔여 전력량이 모두 임계치 이하이면, 무선 전력 송신 단계(S350)에서 전력 송신 제어부는 제1 및 제2 스마트 디바이스에 도달하는 무선 전력량이 동일하도록 자기장 또는 전자기 빔을 형성한다.Meanwhile, when the distance with the first smart device is the first distance and the distance with the second smart device is a second distance different from the first distance according to the location information, the following operation in the wireless power transmission step (S350) This is done. At this time, if the remaining amount of power of the first and second smart devices are both below the threshold, in the wireless power transmission step (S350), the power transmission control unit generates a magnetic field or an electromagnetic beam such that the amount of wireless power reaching the first and second smart devices is the same. Form.

반면에, 제1 및 제2 스마트 디바이스 중 어느 하나의 잔여 전력량이 임계치 이하이면, 무선 전력 송신 단계(S350)에서 전력 송신 제어부는 상기 임계치 이하의 잔여 전력량을 갖는 해당 스마트 디바이스로만 무선 전력이 송신되도록 자기장 또는 전자기 빔을 형성한다.On the other hand, if the remaining power amount of any one of the first and second smart devices is less than the threshold, the wireless power transmission step (S350) so that the wireless power is transmitted only to the corresponding smart device having the remaining power amount below the threshold. Form a magnetic field or electromagnetic beam.

한편, 무선 전력 송신 단계(S350)에서 무선 충전 중 위치 및 전력 상태 정보 도출 단계(S330)가 수행될 수 있다. 즉, 무선 전력 송신 단계(S350)에서 전력 송신 제어부가 상기 제1 및 제2 스마트 디바이스 중 적어도 하나로 무선 전력 송신 중 위치 및 전력 상태 정보 도출 단계(S330) 및 제2 VLC 통신 단계(S340)가 수행될 수 있다. 즉, 위치 및 전력 상태 정보 도출 단계(S330) 및 제2 VLC 통신 단계(S340)를 통해 제1 및 제2 스마트 디바이스 중 적어도 하나에 대한 변경된 제2 위치 정보와 제2 전력 상태 정보를 수신할 수 있다. 이에 따라, 무선 전력 송신 단계(S350)에서 변경된 제2 위치 정보와 제2 전력 상태 정보에 기반하여 무선 전력 송신 상태가 변경되도록 자기장 또는 전자기 빔을 형성할 수 있다.Meanwhile, in the wireless power transmission step S350, the step of deriving the position and power state information during the wireless charging may be performed (S330). That is, in the wireless power transmission step (S350), the power transmission control unit derives the position and power state information during the wireless power transmission (S330) and the second VLC communication step (S340) to at least one of the first and second smart devices. Can be. That is, the modified second location information and the second power status information of at least one of the first and second smart devices may be received through the location and power state information derivation step S330 and the second VLC communication step S340. have. Accordingly, the magnetic field or the electromagnetic beam may be formed to change the wireless power transmission state based on the second position information and the second power state information changed in the wireless power transmission step (S350).

또한, 무선 충전 방법은 전력 제어 정보 수신 단계(S360)를 더 포함할 수 있다. 이때, 전력 제어 정보 수신 단계(S360)에서, 스마트 디바이스가 무선 전력 수신 중 LED 조명 시스템은 스마트 디바이스로부터 전력 제어 정보를 수신한다.In addition, the wireless charging method may further include a step of receiving power control information (S360). At this time, in the step of receiving power control information (S360), the LED lighting system receives the power control information from the smart device while the smart device is receiving the wireless power.

한편, 전력 제어 정보 수신 단계(S360) 이후, LED 조명 시스템은 무선 전력 송신기와 제2 VLC 통신 단계(S340)를 수행할 수 있다. 전력 제어 정보 수신 단계(S360) 이후, 제2 VLC 통신 단계(S340)를 통해, 수신된 전력 제어 정보에 기반하여 VLC를 통해 상기 무선 전력 송신기로 전력 제어 메시지를 송신한다. 이때, 전력 제어 메시지는 무선 전력 송신기에서 상기 스마트 디바이스로의 무선 전력 송신 상태를 제어하기 위한 메시지이다. 한편, 전력 제어 메시지는 상기 전력 제어 정보를 수신한 시점에서의 스마트 디바이스의 위치 정보와 전력 상태 정보를 포함할 수 있다. 이러한 전력 제어 정보를 수신한 시점에서의 스마트 디바이스의 위치 정보와 전력 상태 정보에 따라 무선 전력 송신기는 복수의 스마트 기기들 간의 무선 충전을 위한 자기장 또는 전자기 빔의 형태와 전력 송신 량을 제어할 수 있다.Meanwhile, after the power control information receiving step S360, the LED lighting system may perform a second VLC communication step S340 with the wireless power transmitter. After receiving the power control information (S360), through the second VLC communication step (S340), a power control message is transmitted to the wireless power transmitter through the VLC based on the received power control information. In this case, the power control message is a message for controlling the wireless power transmission state from the wireless power transmitter to the smart device. The power control message may include location information and power state information of the smart device at the time when the power control information is received. According to the location information and the power state information of the smart device at the time when the power control information is received, the wireless power transmitter may control the shape and amount of power transmission of the magnetic field or the electromagnetic beam for wireless charging between the plurality of smart devices. .

이상에서는 본 발명에 따른 LED 조명 시스템 기반 무선 전력 전송 시스템 및 이를 이용한 무선 충전 방법에 대해 살펴보았다.In the above, the LED lighting system-based wireless power transmission system and the wireless charging method using the same have been described.

본 발명의 일 실시예에 따른 LED 조명 시스템 기반 무선 전력 전송 시스템은, LED 조명과 스마트 디바이스 간의 사물 인터넷을 통해 무선 전력 전송 서비스를 제공할 수 있다는 장점이 있다.LED lighting system based wireless power transmission system according to an embodiment of the present invention, there is an advantage that can provide a wireless power transmission service through the Internet of Things between the LED light and the smart device.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 조명 시스템 기반 무선 전력 전송 시스템은, 무선 충전 패드와 같은 무선 충전 및 무선 전력 전송에 필요한 장비 없이 바로 무선 충전 및 무선 전력 전송이 가능하여, 향상된 무선 충전 서비스를 제공할 수 있다는 장점이 있다.In addition, the LED lighting system-based wireless power transmission system according to an embodiment of the present invention, wireless charging and wireless power transmission can be directly performed without the equipment necessary for wireless charging and wireless power transmission, such as a wireless charging pad, improved wireless charging service There is an advantage that can be provided.

한편, 본 발명에 따른 LED 조명 시스템 기반 무선 전력 전송 시스템 및 이를 이용한 무선 충전 방법의 활용 분야는 다음과 같다. 즉, LED 조명을 기반으로 하는 실내 환경에 활용이 가능하며, 실내 어디 곳에서나 실시간 무선 전력 전송을 통하여 스마트 디바이스의 배터리 방전되는 경우를 차단할 수 있다. 이에 따라, Wireless 홈 네트워크 플랫폼을 구축함에 있어서 기반 인프라를 제공할 수 있을 것으로 예상된다.On the other hand, the application field of the LED lighting system based wireless power transmission system and the wireless charging method using the same according to the present invention are as follows. In other words, it can be used in indoor environments based on LED lighting, and can be used to block the discharge of the battery of the smart device through real-time wireless power transmission anywhere in the room. Accordingly, it is expected to provide an infrastructure for building a wireless home network platform.

한편, 본 발명에 따른 LED 조명 시스템 기반 무선 전력 전송 시스템 및 이를 이용한 무선 충전 방법의 기대효과는 다음과 같다. LED조명을 활용한 융합 기술이 발전 할 수 있다. 또한 LED 조명과 스마트 디바이스 간의 사물 인터넷을 통하여 홈 네트워크 구축이 가능하다. 또한, 무선 충전 패드와 같은 무선 충전 및 무선 전력 전송에 필요한 장비 없이 바로 무선 충전 및 무선 전력 전송이 가능한 기존 시스템 보다 향상된 기술 발전이 가능하다.On the other hand, the expected effect of the LED lighting system based wireless power transmission system and a wireless charging method using the same according to the present invention are as follows. Convergence technology using LED lighting can be developed. It is also possible to build a home network through the IoT between LED lighting and smart devices. In addition, it is possible to improve the technology over the existing system capable of wireless charging and wireless power transfer without the equipment necessary for wireless charging and wireless power transfer such as a wireless charging pad.

한편, 본 발명에 따른 LED 조명 시스템 기반 무선 전력 전송 시스템 및 이를 이용한 무선 충전 방법의 기술 사업화 전망은 다음과 같다. 4차 산업 혁명을 통한 융합 기술이 주목 받고 있는 가운데 LED 조명을 활용한 가시광 통신 시스템은 홈 네트워크 구축의 인프라 사업의 기반이 될 수 있으며, u-Office나 스마트 팩토리(Smart Factory) 등 차세대 네트워크 시스템의 기반 사업에 활용 될 수 있는 기본적인 기술이 될 수 있다.Meanwhile, the technology commercialization prospect of the LED lighting system based wireless power transmission system and the wireless charging method using the same is as follows. As convergence technology through the 4th Industrial Revolution is attracting attention, visible light communication system using LED lighting can be the foundation of infrastructure business of home network construction, It can be a basic technology that can be used in infrastructure projects.

따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다.Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are not intended to limit the technical idea of the present invention but to describe the present invention, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments.

본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The protection scope of the present invention should be interpreted by the following claims, and all technical ideas within the scope equivalent thereto should be construed as being included in the scope of the present invention.

100: LED 조명 시스템
110: VLC 시스템 정의부
120: 데이터 수집부
130: 송수신부
200: 무선 전력 송신기
210: 데이터 수집부
220: 전력 송신 제어부
300: 스마트 디바이스
310: 송수신부
320: 무선 전력 수신부
300a, 300b: 제1 및 제2 스마트 디바이스100: LED lighting system
110: VLC system definition
120: data collector
130: transceiver
200: wireless power transmitter
210: data collector
220: power transmission control unit
300: smart device
310: transceiver
320: wireless power receiver
300a, 300b: first and second smart devices

Claims (20)

LED 조명 시스템 기반 무선 전력 전송 시스템의 LED 조명 시스템에 있어서,
복수의 LED 조명들을 통해 하나 이상의 스마트 디바이스와 가시광 통신(VLC: Visible Light Communication) 시스템을 구축하도록 구성된 VLC 시스템 정의부;
상기 하나 이상의 스마트 디바이스와 VLC를 통해 상기 하나 이상의 스마트 디바이스에 대한 위치 정보와 전력 상태 정보를 수집하는 데이터 수집부; 및
상기 수집된 위치 정보와 전력 상태 정보를 VLC를 통해 무선 전력 송신기로 전달하는 송수신부를 포함하는, LED 조명 시스템,In the LED lighting system of the wireless power transmission system based on the LED lighting system,
A VLC system definition configured to establish a Visible Light Communication (VLC) system with one or more smart devices through the plurality of LED lights;
A data collector configured to collect location information and power state information of the one or more smart devices through the VLC with the one or more smart devices; And
LED lighting system comprising a transceiver for transmitting the collected position information and power state information to the wireless power transmitter via VLC, 제1 항에 있어서,
상기 위치 정보는 상기 스마트 디바이스의 ID 정보를 포함하는 VLC 신호를 상기 복수의 LED 조명들이 수신하면, 상기 복수의 LED 조명들이 수신한 수신 신호 레벨들과 상기 ID 정보 검출 여부에 따라 결정되는 것을 특징으로 하는, LED 조명 시스템.According to claim 1,
The location information is determined according to received signal levels received by the plurality of LED lights and whether the ID information is detected when the plurality of LED lights receive a VLC signal including ID information of the smart device. , LED lighting system. 제2 항에 있어서,
상기 스마트 디바이스가 무선 전력 수신 중 상기 위치 정보와 전력 상태 정보가 제2 위치 정보와 제2 전력 상태 정보로 변경된 경우,
상기 송수신부는 상기 변경된 제2 위치 정보와 제2 전력 상태 정보를 VLC를 통해 상기 무선 전력 송신기로 전달하고,
상기 스마트 디바이스의 ID 정보를 포함하는 VLC 신호를 수신한 복수의 LED 조명들의 조합이 변경된 경우, 상기 변경된 제2 위치 정보는 상기 변경된 조합의 LED 조명들이 수신한 수신 신호 레벨들과 상기 ID 정보 검출 여부에 따라 결정되는 것을 특징으로 하는, LED 조명 시스템.The method of claim 2,
When the location information and power state information is changed to second location information and second power state information while the smart device is receiving wireless power,
The transceiver transmits the changed second position information and second power state information to the wireless power transmitter through VLC,
When the combination of the plurality of LED lights receiving the VLC signal including the ID information of the smart device is changed, the changed second position information may be determined whether the received signal levels and the ID information are received by the changed combination of LED lights. LED lighting system, characterized in that determined according to. 제2 항에 있어서,
상기 스마트 디바이스가 무선 전력 수신 중 상기 데이터 수집부가 상기 스마트 디바이스로부터 전력 제어 정보를 수신하면,
상기 송수신부는 상기 수신된 전력 제어 정보에 기반하여 VLC를 통해 상기 무선 전력 송신기로 전력 제어 메시지를 송신하고,
상기 전력 제어 메시지는 상기 무선 전력 송신기에서 상기 스마트 디바이스로의 무선 전력 송신 상태를 제어하기 위한 메시지이고,
상기 전력 제어 메시지는 상기 전력 제어 정보를 수신한 시점에서의 상기 스마트 디바이스의 위치 정보와 전력 상태 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는, LED 조명 시스템.The method of claim 2,
When the data collection unit receives power control information from the smart device while the smart device receives wireless power,
The transceiver unit transmits a power control message to the wireless power transmitter through the VLC based on the received power control information,
The power control message is a message for controlling a wireless power transmission state from the wireless power transmitter to the smart device,
The power control message, characterized in that it comprises the position information and power state information of the smart device at the time when the power control information is received, LED lighting system. 제4 항에 있어서,
상기 전력 제어 메시지가 충전 완료 메시지이고,
상기 충전 완료 메시지를 상기 무선 전력 송신기로 송신한 이후에도 상기 스마트 디바이스를 향해 상기 무선 전력 송신기로부터 무선 전력을 송신되어 상기 스마트 디바이스로부터 충전 정지 메시지를 수신하면,
상기 LED 조명 시스템은 상기 무선 전력 송신기를 오프하도록 제어하는 것을 특징으로 하는, LED 조명 시스템.The method of claim 4, wherein
The power control message is a charge complete message,
After the charging completion message is transmitted to the wireless power transmitter, if the wireless power is transmitted from the wireless power transmitter toward the smart device to receive the stop charging message from the smart device,
And the LED lighting system controls to turn off the wireless power transmitter. LED 조명 시스템 기반 무선 전력 전송 시스템에 의한 무선 충전 방법에 있어서, 상기 방법은,
복수의 LED 조명들을 통해 하나 이상의 스마트 디바이스와 가시광 통신(VLC: Visible Light Communication) 시스템을 구축하기 위해 VLC 신호를 생성하는 VLC 신호 생성 단계;
상기 하나 이상의 스마트 디바이스와 VLC 통신을 수행하는 제1 VLC 통신 단계;
상기 하나 이상의 스마트 디바이스와 VLC 통신을 통해 상기 하나 이상의 스마트 디바이스에 대한 위치 정보와 전력 상태 정보를 수집하는 위치 및 전력 상태 정보 도출 단계; 및
상기 수집된 위치 정보와 전력 상태 정보를 VLC 통신을 통해 무선 전력 송신기로 전달하는 제2 VLC 통신 단계를 포함하는, 무선 충전 방법.In the wireless charging method by the LED lighting system based wireless power transmission system, the method,
A VLC signal generation step of generating a VLC signal to establish a Visible Light Communication (VLC) system with one or more smart devices through the plurality of LED lights;
A first VLC communication step of performing VLC communication with the one or more smart devices;
Deriving location and power state information for collecting location information and power state information for the one or more smart devices through VLC communication with the one or more smart devices; And
And a second VLC communication step of transferring the collected location information and power state information to a wireless power transmitter via VLC communication. 제6 항에 있어서,
상기 위치 정보와 전력 상태 정보에 기반하여 상기 무선 전력 송신기에서 상기 하나 이상의 스마트 디바이스로 무선 전력 송신을 수행하는 무선 전력 송신 단계를 더 포함하는, 무선 충전 방법.The method of claim 6,
And performing wireless power transmission from the wireless power transmitter to the one or more smart devices based on the location information and power state information. 제7 항에 있어서,
상기 위치 정보에 따라 제1 스마트 디바이스와의 거리가 제1 거리이고, 제2 스마트 디바이스와의 거리가 상기 제1 거리와 다른 제2 거리인 경우,
상기 무선 전력 송신 단계에서,
상기 제1 및 제2 스마트 디바이스의 잔여 전력량이 모두 임계치 이하이면, 상기 전력 송신 제어부는 상기 제1 및 제2 스마트 디바이스에 도달하는 무선 전력량이 동일하도록 자기장 또는 전자기 빔을 형성하고,
상기 제1 및 제2 스마트 디바이스 중 어느 하나의 잔여 전력량이 임계치 이하이면, 상기 전력 송신 제어부는 상기 임계치 이하의 잔여 전력량을 갖는 해당 스마트 디바이스로만 무선 전력이 송신되도록 자기장 또는 전자기 빔을 형성하는 것을 특징으로 하는, 무선 충전 방법.The method of claim 7, wherein
When the distance from the first smart device is a first distance and the distance from the second smart device is a second distance different from the first distance according to the location information,
In the wireless power transmission step,
If the remaining power amounts of the first and second smart devices are both below a threshold, the power transmission control unit forms a magnetic field or an electromagnetic beam such that the amount of wireless power reaching the first and second smart devices is the same.
When the remaining power amount of any one of the first and second smart devices is less than or equal to a threshold, the power transmission control unit forms a magnetic field or an electromagnetic beam such that wireless power is transmitted only to the corresponding smart device having the remaining power less than or equal to the threshold. Wireless charging method. 제7 항에 있어서,
상기 무선 전력 송신 단계에서,
상기 전력 송신 제어부가 상기 제1 및 제2 스마트 디바이스 중 적어도 하나로 무선 전력 송신 중 상기 위치 및 전력 상태 정보 도출 단계와 상기 제2 VLC 통신 단계를 통해 상기 제1 및 제2 스마트 디바이스 중 적어도 하나에 대한 변경된 제2 위치 정보와 제2 전력 상태 정보를 수신하면,
상기 변경된 제2 위치 정보와 제2 전력 상태 정보에 기반하여 무선 전력 송신 상태가 변경되도록 자기장 또는 전자기 빔을 형성하는 것을 특징으로 하는, 무선 충전 방법.The method of claim 7, wherein
In the wireless power transmission step,
The power transmission control unit may perform at least one of the first and second smart devices through the step of deriving the location and power state information during the wireless power transmission to the at least one of the first and second smart devices and the second VLC communication step. Upon receiving the changed second position information and second power state information,
And forming a magnetic field or an electromagnetic beam such that a wireless power transmission state is changed based on the changed second position information and second power state information. 제7 항에 있어서,
상기 스마트 디바이스가 무선 전력 수신 중 상기 스마트 디바이스로부터 전력 제어 정보를 수신하는 전력 제어 정보 수신 단계를 더 포함하고,
상기 전력 제어 정보 수신 단계 이후, 상기 제2 VLC 통신 단계를 통해 상기 수신된 전력 제어 정보에 기반하여 VLC를 통해 상기 무선 전력 송신기로 전력 제어 메시지를 송신하고,
상기 전력 제어 메시지는 상기 무선 전력 송신기에서 상기 스마트 디바이스로의 무선 전력 송신 상태를 제어하기 위한 메시지이고,
상기 전력 제어 메시지는 상기 전력 제어 정보를 수신한 시점에서의 상기 스마트 디바이스의 위치 정보와 전력 상태 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는, 무선 충전 방법.The method of claim 7, wherein
And receiving, by the smart device, power control information for receiving power control information from the smart device during wireless power reception.
After receiving the power control information, transmitting a power control message to the wireless power transmitter through VLC based on the received power control information through the second VLC communication step,
The power control message is a message for controlling a wireless power transmission state from the wireless power transmitter to the smart device,
And the power control message includes location information and power state information of the smart device at the time when the power control information is received. LED 조명 시스템 기반 무선 전력 전송 시스템의 무선 전력 송신기에 있어서,
LED 조명 시스템으로 하나 이상의 스마트 디바이스에 대한 위치 정보와 전력 상태 정보를 수신하는 데이터 수집부; 및
상기 위치 정보와 상기 전력 상태 정보에 기반하여 상기 하나 이상의 스마트 디바이스로 무선 전력을 송신하도록 제어하는 전력 송신 제어부를 포함하는, 무선 전력 송신기.In the wireless power transmitter of the LED lighting system based wireless power transmission system,
A data collector configured to receive location information and power state information of one or more smart devices with an LED lighting system; And
And a power transmission control unit controlling to transmit wireless power to the one or more smart devices based on the location information and the power state information. 제11 항에 있어서,
상기 LED 조명 시스템은 가시광 통신(VLC: Visible Light Communication)을 수행하는 복수의 LED 조명들을 포함하고,
상기 위치 정보와 상기 전력 상태 정보는 상기 스마트 디바이스로부터 상기 복수의 LED 조명들로 VLC를 통해 전달되고, 상기 복수의 LED 조명들로부터 상기 무선 전력 송신기로 VLC를 통해 전달되는 것을 특징으로 하는, 무선 전력 송신기.The method of claim 11, wherein
The LED lighting system includes a plurality of LED lights for performing visible light communication (VLC),
Wherein the location information and the power state information are transmitted from the smart device to the plurality of LED lights via VLC and from the plurality of LED lights to the wireless power transmitter via VLC. transmitter. 제12 항에 있어서,
상기 전력 송신 제어부는 상기 전력 상태 정보에 따라 상기 스마트 디바이스의 잔여 전력량이 임계치 이하이면, 상기 위치 정보에 따라 거리가 무선 전력 송신 커버리지 내의 상기 하나 이상의 스마트 디바이스로 무선 전력을 송신하도록 제어하는 것을 특징으로 하는, 무선 전력 송신기.The method of claim 12,
The power transmission control unit controls to transmit wireless power to the one or more smart devices within the wireless power transmission coverage in a distance according to the position information when the remaining power amount of the smart device is less than or equal to a threshold according to the power state information. Wireless power transmitter. 제13 항에 있어서,
상기 위치 정보에 따라 제1 스마트 디바이스와의 거리가 제1 거리이고, 제2 스마트 디바이스와의 거리가 상기 제1 거리와 다른 제2 거리인 경우,
상기 제1 및 제2 스마트 디바이스의 잔여 전력량이 모두 임계치 이하이면, 상기 전력 송신 제어부는 상기 제1 및 제2 스마트 디바이스에 도달하는 무선 전력량이 동일하도록 자기장 또는 전자기 빔을 형성하고,
상기 제1 및 제2 스마트 디바이스 중 어느 하나의 잔여 전력량이 임계치 이하이면, 상기 전력 송신 제어부는 상기 임계치 이하의 잔여 전력량을 갖는 해당 스마트 디바이스로만 무선 전력이 송신되도록 자기장 또는 전자기 빔을 형성하는 것을 특징으로 하는, 무선 전력 송신기.The method of claim 13,
When the distance from the first smart device is a first distance and the distance from the second smart device is a second distance different from the first distance according to the location information,
If the remaining power amounts of the first and second smart devices are both below a threshold, the power transmission control unit forms a magnetic field or an electromagnetic beam such that the amount of wireless power reaching the first and second smart devices is the same.
When the remaining power amount of any one of the first and second smart devices is less than or equal to a threshold, the power transmission control unit forms a magnetic field or an electromagnetic beam such that wireless power is transmitted only to the corresponding smart device having the remaining power less than or equal to the threshold. Wireless power transmitter. 제14 항에 있어서,
상기 전력 송신 제어부가 상기 제1 및 제2 스마트 디바이스 중 적어도 하나로 무선 전력 송신 중 상기 데이터 수집부가 상기 제1 및 제2 스마트 디바이스 중 적어도 하나에 대한 변경된 제2 위치 정보와 제2 전력 상태 정보를 수신하면,
상기 전력 송신 제어부는 상기 변경된 제2 위치 정보와 제2 전력 상태 정보에 기반하여 무선 전력 송신 상태가 변경되도록 자기장 또는 전자기 빔을 형성하는 것을 특징으로 하는, 무선 전력 송신기.The method of claim 14,
The data collecting unit receives the changed second position information and the second power state information of at least one of the first and second smart devices during the wireless power transmission by the power transmission control unit to at least one of the first and second smart devices. if,
And the power transmission control unit forms a magnetic field or an electromagnetic beam such that a wireless power transmission state is changed based on the changed second position information and second power state information. LED 조명 시스템 기반 무선 전력 전송 시스템의 스마트 디바이스에 있어서,
상기 LED 조명 시스템 내의 복수의 LED 조명들 중 하나로 자신의 ID 정보와 전력 상태 정보를 송신하는 송수신부; 및
상기 ID 정보에 기반하여 결정된 자신의 위치 정보와 상기 전력 상태 정보에 기반하여 결정된 무선 전력을 무선 전력 송신기로부터 수신하는 무선 전력 수신부를 포함하는, 스마트 디바이스.In the smart device of the LED lighting system based wireless power transmission system,
A transceiver for transmitting its ID information and power state information to one of a plurality of LED lights in the LED lighting system; And
And a wireless power receiver configured to receive wireless power determined from the wireless power transmitter based on its location information and the power state information determined based on the ID information. 제16 항에 있어서,
상기 복수의 LED 조명들은 가시광 통신(VLC: Visible Light Communication)을 수행하고,
상기 위치 정보와 상기 전력 상태 정보는 상기 스마트 디바이스로부터 상기 복수의 LED 조명들로 VLC를 통해 전달되고, 상기 복수의 LED 조명들로부터 상기 무선 전력 송신기로 VLC를 통해 전달되는 것을 특징으로 하는, 스마트 디바이스.The method of claim 16,
The plurality of LED lights perform visible light communication (VLC),
Wherein the location information and the power state information are transmitted from the smart device to the plurality of LED lights via VLC and from the plurality of LED lights to the wireless power transmitter via VLC. . 제17 항에 있어서,
상기 전력 상태 정보에 따라 상기 스마트 디바이스의 잔여 전력량이 임계치 이하이고, 상기 위치 정보에 따라 거리가 무선 전력 송신 커버리지 내에 있으면, 상기 무선 전력 수신부는 상기 무선 전력 송신기로부터 무선 전력을 수신하는 것을 특징으로 하는, 스마트 디바이스.The method of claim 17,
The wireless power receiver receives wireless power from the wireless power transmitter when the remaining power amount of the smart device is less than a threshold value according to the power state information and the distance is within wireless power transmission coverage according to the location information. , Smart devices. 제18 항에 있어서,
상기 위치 정보에 따라 상기 스마트 디바이스와의 거리가 제1 거리이고, 다른 제2 스마트 디바이스와의 거리가 상기 제1 거리와 다른 제2 거리인 경우,
상기 스마트 디바이스 및 상기 제2 스마트 디바이스의 잔여 전력량이 모두 임계치 이하이면, 상기 스마트 디바이스로 형성되는 자기장 또는 전자기 빔은 상기 스마트 디바이스와 상기 제2 스마트 디바이스에 도달하는 무선 전력량이 동일하도록 형성되고,
상기 스마트 디바이스의 잔여 전력량만 임계치 이하이면, 상기 임계치 이하의 잔여 전력량을 갖는 상기 스마트 디바이스로만 무선 전력이 송신되도록 자기장 또는 전자기 빔을 형성되는 것을 특징으로 하는, 스마트 디바이스.The method of claim 18,
When the distance from the smart device is a first distance and the distance from another second smart device is a second distance different from the first distance according to the location information,
When the remaining power amounts of the smart device and the second smart device are both below a threshold, the magnetic field or the electromagnetic beam formed by the smart device is formed such that the amount of wireless power reaching the smart device and the second smart device is the same.
If only the amount of power remaining in the smart device is less than or equal to a threshold, the magnetic device or electromagnetic beam is formed so that wireless power is transmitted only to the smart device having the amount of power remaining below the threshold. 제19 항에 있어서,
상기 스마트 디바이스가 무선 전력 수신 중 상기 송수신부를 통해 변경된 제2 위치 정보와 제2 전력 상태 정보를 상기 복수의 조명들을 통해 상기 무선 전력 송신기로 송신하면,
상기 무선 전력 수신부는 상기 변경된 제2 위치 정보와 제2 전력 상태 정보에 기반하여 상기 무선 전력 송신기에서 형성된 자기장 또는 전자기 빔으로부터 무선 전력을 수신하는 것을 특징으로 하는, 스마트 디바이스.The method of claim 19,
When the smart device transmits the second position information and the second power state information changed through the transceiver during the wireless power reception to the wireless power transmitter through the plurality of lights,
And the wireless power receiver receives wireless power from a magnetic field or an electromagnetic beam formed in the wireless power transmitter based on the changed second position information and second power state information.
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