KR101197892B1 - 전력 소모를 감소할 수 있는 지피에스 수신기의 작동 방법 - Google Patents

전력 소모를 감소할 수 있는 지피에스 수신기의 작동 방법 Download PDF

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Abstract

전력 소모를 최소화하면서 전원 차단 후 재 공급시 신속한 위치 결정을 가능하게 하는 지피에스 수신기의 작동 방법이 개시된다.
상기 지피에스 수신기의 작동 방법은, 지피에스(GPS) 수신기의 메인 전원이 차단되고 상기 지피에스 수신기가 슬립모드에 진입하는 단계; 상기 지피에스 수신기가 웨이크업 설정 시간 이후 웨이크업하여 위치 결정을 수행하는 단계; 상기 지피에스 수신기가 웨이크업한 회수와 사전 설정 회수를 비교하는 단계; 및 상기 지피에스 수신기가 웨이크업한 회수와 사전 설정 회수와 동일한 경우 상기 지피에스 수신기는 웨이크업을 종료하고 슬림 모드를 유지하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

전력 소모를 감소할 수 있는 지피에스 수신기의 작동 방법{OPERATING METHOD OF GPS RECEIVER BEING CAPABLE OF POWER CONSUMPTION}
본 발명은 지피에스(GPS: Grobal Positioning System) 수신기의 작동 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전력 소모를 최소화하면서 전원 차단 후 재 공급시 신속한 위치 결정을 가능하게 하는 지피에스 수신기의 작동 방법에 관한 것이다.
지피에스(GPS: Grobal Positioning System), 즉 글로벌 측위 시스템은 위치를 측정하는 시스템으로서, 지피에스 수신기가 지피에스 위성으로부터 위성 궤도 정보인 이퍼머리스(ephermeris) 및 올머낵(almanac)과 지피에스 시간 등의 측위 정보를 수신하고, 이를 바탕으로 지피에스 수신기의 위치를 측정하는 시스템이다.
일반적으로 지피에스 수신기는 전원 공급 장치로부터 제공되는 메인 전원이 차단된 이후에도 다시 메인 전원이 인가될 때 신속한 측위를 수행할 수 있도록 "푸시 투 픽스(Push to Fix)"라고 알려진 동작을 수행한다. 이 푸시 투 픽스를 구현하기 위한 방법으로, 지피에스 수신기가 메인 전원이 차단된 후 웨이크업을 하여 위치 결정(Position Fix)을 하고 계속 슬립상태를 유지하는 방법과, 메인 전원이 차단된 후 주기적으로 계속 웨이크업을 하여 위치 결정(Position Fix)을 하는 방법이 있다.
전자의 방법은, 배터리 전력 소모를 현저하게 감소시킬 수 있는 효과가 있으나 위치 정보 갱신이 이루어지지 않으므로 메인 전원이 차단된 시간이 길어지면 지피에스 수신기 동작을 재개하는 시간이 길어지는 문제가 있다. 또한, 후자의 방법은 메인 전원 차단 시간이 길어질수록 웨이크업 회수가 증가하므로 배터리 전력 소모가 커지는 문제가 있다.
따라서, 당 기술분야에서는 메인 전원을 차단 후 재공급할 때 지피에스 수신기에 의한 위치 결정을 신속하게 수행함과 동시에 메인 전원 차단 시의 배터리의 전력 소모를 최소화할 수 있는 지피에스 수신기의 동작 방법이 요구되고 있다.
본 발명은, 메인 전원을 차단 후 재공급할 때 지피에스 수신기에 의한 위치 결정을 신속하게 수행함과 동시에 메인 전원 차단 시의 배터리의 전력 소모를 최소화할 수 있는 지피에스 수신기의 동작 방법을 제공하는 것을 해결하고자 하는 기술적 과제로 한다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 수단으로서 본 발명은,
지피에스(GPS) 수신기의 메인 전원이 차단되고 상기 지피에스 수신기가 슬립모드에 진입하는 단계;
상기 지피에스 수신기가 웨이크업 설정 시간 이후 웨이크업하여 위치 결정을 수행하는 단계;
상기 지피에스 수신기가 웨이크업한 회수와 사전 설정 회수를 비교하는 단계; 및
상기 지피에스 수신기가 웨이크업한 회수와 사전 설정 회수와 동일한 경우 상기 지피에스 수신기는 웨이크업을 종료하고 슬림 모드를 유지하는 단계
를 포함하는 전력 소모를 감소할 수 있는 지피에스 수신기의 작동 방법을 제공한다.
본 발명의 일실시형태는, 상기 비교하는 단계 이후, 상기 지피에스 수신기가 웨이크업한 회수와 사전 설정 회수보다 작은 경우 상기 슬립 모드에 진입하는 단계와 상기 위치 결정을 수행하는 단계 및 상기 비교하는 단계를 반복하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시형태에서, 상기 슬림 모드를 유지하는 단계는, 상기 메인 전원이 재공급될 때까지 슬립 모드를 유지하는 단계일 수 있다.
본 발명의 일실시형태에서, 상기 지피에스 수신기는, 상기 메인 전원이 차단된 이후 상기 지피에스 수신기의 동작에 필요한 전원을 제공하는 내장 배터리를 포함할 수 있다. 또한, 본 발명의 일실시형태에서, 상기 지피에스 수신기는, 상기 위치 결정을 수행하는 단계에서 결정된 위치 정보를 저장하는 메모리를 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 메인 전원이 차단된 이후에 지피에스 수신기의 푸시 투 픽스(Push to Fix) 동작에서 지피에스 수신기의 웨이크업 회수를 제한함으로써 메인 전원의 재공급시 위치 결정을 신속하게 수행하면서도 배터리가 완전 방전되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일실시형태에 따른 지피에스 수신기의 동작 방법이 적용되는 시스템의 블록 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일실시형태에 따른 지피에스 수신기의 동작 방법을 도시한 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 일실시형태에 따른 지피에스 수신기의 동작 방법을 도시한 타이밍도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 다양한 실시형태를 보다 상세하게 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명되는 실시형태로 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시형태는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에 도시된 구성요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다는 점을 유념해야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일실시형태에 따른 지피에스 수신기의 동작 방법이 적용되는 시스템의 블록 구성도이다. 도 1에 도시한 바와 같이, 지피에스 수신기를 포함하는 측위 시스템(10)(예를 들어, 네비게이션 세트)은 지피에스 수신기(11)와, 메인 전원 공급부(12) 및 제어부(13)를 포함할 수 있다.
상기 지피에스 수신기(11)는 안테나를 이용하여 지피에스 위성으로부터 지피에스 신호를 수신한다. 상기 지피에스 신호는 위성 궤도 정보인 이퍼머리스(ephermeris) 및 올머낵(almanac)과 지피에스 시간을 포함할 수 있다. 또한 지피에스 수신기(11)는 메인 전원 공급부(12)에서 공급되는 메인 전원이 차단된 경우 주기적인 웨이크업 동작 및 위치 결정 동작을 수행하는데 사용되는 전력을 공급하는 내부 배터리(미도시)를 포함할 수 있다.
상기 지피에스 수신기(11)는 측위 시스템(10)의 메인 전원이 차단된 후 지피에스 신호를 사전 설정된 주기로 수신하기 위해 주기적인 웨이크업 동작을 수행한다. 즉, 메인 전원 공급부(12)에 의한 전원공급이 차단되면, 상기 지피에스 수신기(11)는 슬립모드로 진입하고 사전 설정된 웨이크업 설정시간이 경과하면 웨이크업하여 지피에스 신호를 수신 및 저장하고 다시 슬립모드로 진입한다.
본 발명에서 상기 지피에스 수신기(11)는 메인 전원이 차단된 경우 이루어지는 웨이크업 동작을 사전 설정된 회수로 제한한다. 이를 통해, 지피에스 수신기(11) 내 내장 배터리의 소모를 감소시키고 내장 배터리가 완전히 방전되는 문제를 해결할 수 있다.
상기 메인 전원 공급부(12)는 측위 시스템(10) 내의 각 구성요소들에 요구되는 전력을 공급하고, 상기 제어부(13)는 메인 전원이 공급되는 상태에서 지피에스 수신기(11) 및 메인 전원 공급부(12) 등 측위 시스템(10) 내 구성요소들의 전반적인 동작을 제어할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일실시형태에 따른 지피에스 수신기의 동작 방법을 도시한 흐름도이고, 도 3은 본 발명의 일실시형태에 따른 지피에스 수신기의 동작 방법을 도시한 타이밍도이다.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 동작 및 작용 효과를 상세하게 설명한다.
일반적으로 지피에스 수신기(11)는 메인 전원 공급부(12)에 의해 제고되는 메인 전원이 차단된 이후 다시 메인 전원이 공급될 때 세 가지의 모드로 동작할 수 있다.
먼저, 지피에스 수신기가 이퍼머리스(ephermeris) 및 올머낵(almanac)과 지피에스 시간을 포함하는 지피에스 신호를 지피에스 위성으로부터 모두 새로이 수신하여 위치를 측위하게 하는 모드를 콜드 스타트(Cold Start) 모드라 한다. 또한, 지피에스 수신기(11)가 메인 전원이 차단되기 이전의 올머낵(almanac)과, 최종적으로 측위했던 위치(Last Position), 실시간 클럭(RTC: real time clock)에 의해 알 수 있는 현재의 시간을 이용하여 위치를 측위하게 하는 모드를 웜 스타트(Warm Start) 모드 라고 한다. 마지막으로, 지피에스 수신기(11)가 메인 전원이 차단되기 이전의 이퍼머리스(ephermeris) 및 올머낵(almanac)과, 최종적으로 측위했던 위치(Last Position), 실시간 클럭(RTC)에 의해 알 수 있는 현재의 시간으로 위치를 측위하게 하는 모드를 핫 스타트(Hot Start)라 한다.
지피에스 수신기(11)가 메인 전원을 인가받은 후 최초로 위치를 결정하는 걸리는 시간(TTFF: Time To First Fix)은 콜드 스타트 모드가 모든 정보를 새로이 수신하여야 하므로 가장 오래 소요되며, 그 다음으로 오래 소요되는 것이 웜 스타트 모드이고, 핫 스타트 모드가 가장 짧은 위치 결정 시간을 갖게 된다.
이와 같이, 웜 스타트 모드나 핫 스타트 모드가 가능한 것은, 지피에스 수신기(11)가 내부에 위성 통신을 위한 모듈과 함께 지피에스 신호에 포함된 정보를 저장하는 메모리부와 실시간 클럭을 유지할 수 있는 내장 배터리를 포함하고 있기 때문이다. 이러한 메모리부 및 내장 배터리를 통해 최종적으로 사용한 이퍼머리스(ephermeris)와, 올머낵(almanac)과, 지피에스 시간 및 최종적으로 측위했던 위치(Last Position)를 저장하고, 실시간 클럭을 구동함으로써 현재 시간을 산출할 수 있다.
한편, 위성 궤도 신호 중 하나인 이퍼머리스(ephermeris)는 최장 약 4 시간 가량 유효하기 때문에, 핫 스타트 모드는 메인 전원이 차단된 이후 4 시간 이내에 가능하다. 그러나, 이 이퍼머리스(ephermeris)의 유효성을 상실하기 이전에 다시 지피에스 수신기가 이퍼머리스(ephermeris)를 수신할 수 있으면 메인 전원이 차단된 이후 4 시간 이상 경과하여도 핫 스타트 모드의 구현이 가능하다.
이러한 핫 스타트 모드의 구현 가능 시간을 연장하기 위해, 메인 전원이 차단된 이후 지피에스 수신기가 주기적으로 웨이크업 하여 이퍼머리스(ephermeris)를 수신하도록 할 수 있다. 당 기술 분야에서 이러한 지피에스 수신기의 동작은 푸시 투 픽스(Push to Fix)로 알려져 있다.
도 2는 메인 전원이 차단된 이후 웨이크업 기능을 구현하는 본 발명의 일실시형태에 따른 지피에스 수신기의 동작 방법을 도시한 흐름도이며, 도 3은 지피에스 수신기의 동작 방법을 도시한 타이밍도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 메인 전원 공급부(12)에서 제공되는 메인 전원이 차단(오프)되면(S21), 지피에스 수신기(11)는 슬립 상태가 된다(S22).
이어, 지피에스 수신기(11) 슬립 상태가 유지되는 시간은 사전에 설정된 웨이크업 설정시간(TW)과 비교되며(S23), 슬립 상태가 유지되는 시간이 웨이크업 설정시간(TW)보다 길어지면, 지피에스 수신기(11)는 웨이크업되고, 위성으로부터 지피에스 신호를 수신하여 위치 결정(Position Fix) 과정을 수행한다(S24). 상기 슬립 상태의 유지 시간은 지피에스 수신기(11) 내부에서 발생되는 실시간 클럭의 계수에 의해 측정이 가능할 수 있다.
이어, 메인 전원이 재공급되는 상황이 아니고(S25), 슬립 모드에 진입한 후 웨이크업 된 회수가 사전 설정된 회수가 아니라면(S26), 지피에스 수신기(11)는 다시 슬립 모드로 진입한다(S22). 슬립 모드가 된 지피에스 수신기는 전술한 것과 같은 과정들(S23 내지 S26)의 과정을 반복한다.
한편, 지피에스 수신기(11)가 슬립 모드에 진입한 후 웨이크업 된 회수가 사전 설정된 회수가 되면(S26), 지피에스 수신기(11)는 슬립모드로 진입하고(S27) 더 이상 웨이크업하지 않는다.
이와 같이, 본 발명의 일실시형태는 지피에스 수신기(11)가 푸시 투 픽스 모드, 즉 메인 전원이 차단된 후 자체의 내장 배터리를 이용하여 웨이크업과 슬립을 반복하여 지피에스 신호를 업데이트하는 동작을 사전에 설정된 회수만 진행하고 그 이후에는 지피에스 수신기(11)를 계속 슬립시킴으로써 전력 소모를 억제하고 내장 배터리가 완전히 방전되는 것을 예방할 수 있다.
지속적으로 유지되는 슬립모드(S27)는, 사용자에 의해 메인 전원 공급부(12)로부터 다시 메인 전원이 제공될 때까지 계속 유지될 수 있다.
발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관하여 설명하였으나 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되지 않으며, 후술되는 특허청구의 범위 및 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
10: 측위 시스템 11: 지피에스 수신기
12: 메인 전원 공급부 13: 보조 전원 공급부

Claims (5)

  1. 지피에스(GPS) 수신기의 메인 전원이 차단되고 상기 지피에스 수신기가 슬립모드에 진입하는 단계;
    상기 지피에스 수신기가 웨이크업 설정 시간 이후 웨이크업하여 위치 결정을 수행하는 단계;
    상기 지피에스 수신기가 웨이크업한 회수와 사전 설정 회수를 비교하는 단계; 및
    상기 지피에스 수신기가 웨이크업한 회수가 사전 설정 회수와 동일한 경우 상기 지피에스 수신기는 웨이크업을 종료하고 상기 메인 전원이 제공될 때까지 슬립 모드를 유지하는 단계;
    를 포함하는 전력 소모를 감소할 수 있는 지피에스 수신기의 작동 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 비교하는 단계 이후, 상기 지피에스 수신기가 웨이크업한 회수가 사전 설정 회수보다 작은 경우 상기 슬립 모드에 진입하는 단계와 상기 위치 결정을 수행하는 단계 및 상기 비교하는 단계를 반복하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 소모를 감소할 수 있는 지피에스 수신기의 작동 방법.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 지피에스 수신기는, 상기 메인 전원이 차단된 이후 상기 지피에스 수신기의 동작에 필요한 전원을 제공하는 내장 배터리를 포함하는 것을 특징으로 하는 지피에스 수신기의 작동 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 지피에스 수신기는, 상기 위치 결정을 수행하는 단계에서 결정된 위치 정보를 저장하는 메모리를 포함하는 것을 특징으로 하는 지피에스 수신기의 작동 방법.
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