KR101375010B1 - 모니터링 장치 및 모니터링 장치에서 무선 데이터 및 전력 전송을 위한 방법 - Google Patents
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Abstract
리더기와 데이터 캐리어를 포함하는 모니터링 장치에 있어서, 데이터 캐리어는 수신기 코일(201, 409), 공진 커패시터(202, 402), 정류기 수단(203, 403), 변조 커패시터(206, 406), 에너지 저장 커패시터(204, 404), 3개의 변조 스위치(209, 210, 211) 및 데이터 처리 수단을 포함한다. 변조 커패시터(206, 406), 에너지 저장 커패시터(204, 404), 데이터 처리 수단 및 3개의 변조 스위치(209, 210, 211)는 배열되어, 제1 구성에서는 변조 커패시터(206, 406)와 에너지 저장 커패시터(204, 404)가 병렬로 연결되고, 제2 구성에서는 변조 커패시터(206, 406)와 에너지 저장 커패시터(204, 404)가 직렬로 연결되도록 한다. 본 발명은 이러한 모니터링 장치에서 데이터 캐리어를 동작시키는 방법을 더욱 제공한다.
Description
본 발명은 모니터링 장치에 관한 것이다. 본 발명은 보다 구체적으로 무선 데이터 및 전력 전송을 위해 구성된 리더기 및 데이터 캐리어를 포함하는 모니터링 장치에 관한 것이다. 본 발명은 또한 모니터링 장치를 동작시키는 방법에 관한 것이다.
본 발명개시의 문맥에서, 모니터링 장치는 사용자의 특정한 질명의 지속적인 감시를 위해 인간 사용자에 의해 착용되도록 설계된 소형 장치로서 이해되어야 한다. 모니터링 장치는 리더기 및 데이터 캐리어로 구성된다.
리더기는 배터리와 같은 내부 1차 에너지원에 의해 동력이 공급된다. 데이터 캐리어는 그 자신의 1차 에너지원을 갖지 않는다. 그러므로, 데이터 캐리어는 리더기로부터의 무선 유도성 전력 전송에 의존한다. 리더기의 송신기 코일과 데이터 캐리어의 수신기 코일은 함께, 자기적으로 결합된 인덕터의 시스템을 형성한다. 기본 원리는 송신기 코일에 교류를 발생시키는 것에 의존한다. 송신기 코일에서 전류는 수신기 코일에서 전류를 유도하는 자기장을 발생시킨다. 수신기 코일에서 전류는 데이터 캐리어에 동력을 공급하는데 이용된다.
데이터 캐리어는 모니터링 장치의 인간 사용자의 EEG 신호를 측정하기 위한 전극과 같은 모니터링 수단을 갖는다. 모니터링 수단에 의해 수집된 데이터는 데이터 처리 수단에 의해 전처리되고 추가 처리를 위해 리더기에 무선으로 전송된다. 리더기는 데이터 캐리어의 부하 변조를 통해 데이터 캐리어로부터 데이터를 수신한다. 일반적인 애플리케이션에서, 리더기에서의 추가 처리는 특정한 질병이 사용자에게 발생했는지를 결정하고 그 상태를 사용자에게 알리는 것을 포함한다. 이로써, 데이터 캐리어의 크기 및 전력 소모가 작게 유지될 수 있는데, 왜냐하면 배터리 및 신호 처리의 주요 부분이 리더기에 놓여있기 때문이다. 이것은 데이터 캐리어를 인간 사용자에게 이식하는 것을 가능하게 한다는 점에서 유익하다. EEG 신호의 측정과 관련하여 피하에 이식된 데이터 캐리어를 갖는 것이 특히 유익하다.
US-A-5260701호는 단일 전송 안테나 및 단일 수신 안테나를 이용하는 마스터 시스템과 슬레이브 시스템 사이에 데이터의 양방향 전송을 위한 장치를 기술하고, 여기서 슬레이브 시스템은 정류기 회로와 전력 공급 회로 사이에 직렬로 연결된 스위칭 회로를 포함하여 스위칭 회로가 마스터 시스템에 전송될 데이터를 나타내는 제어 신호에 의해 그 개방 위치 및 폐쇄 위치에서 구동될 때 높은 값과 낮은 값 사이의 슬레이브 시스템의 임피던스 중 실수부를 변조한다.
US-B1-6301138호는 부하 변조 수단을 갖고, 부하 변조의 처리에 있어서 개선된 전력 공급을 갖는 데이터 캐리어를 기술한다. 추가적인 수단은 부하 변조 동안에 데이터 처리 수단을 위한 공급 전압이 부하 변조 정지(pause) 동안에 적어도 부하 변조의 레벨로 유지될 수 있음을 보장한다. 개시된 추가적인 수단은 전압 곱셈기 회로 및 충전 펌프를 포함한다.
데이터 전송과 에너지 효율을 위한 개선된 수단으로 리더기와 데이터 캐리어를 통합하는 모니터링 장치를 제공하여, 감소된 전력 소모를 갖는 모니터링 장치를 제공하는 것이 본 발명의 특징이다.
모니터링 장치를 동작시키기 위한 개선된 방법을 제공하는 것이 본 발명의 또 다른 특징이다.
제1 양태에서, 본 발명은 청구항 제1항에 따른 모니터링 장치를 제공한다.
이것은 감소된 전력 소모를 갖는 모니터링 장치를 제공한다.
제2 양태에서, 본 발명은 청구항 제6항에 따른 모니터링 장치에서 데이터 캐리어를 동작시키는 방법을 제공한다.
이것은 감소된 전력 소모를 갖는 모니터링 장치를 동작시키는 방법을 제공한다.
추가적인 이로운 특징들은 종속 청구항들로부터 나타난다.
본 발명의 또 다른 특징들은 본 발명의 실시예들이 보다 자세하게 설명될 이하의 상세한 설명으로 당업자에게 명백해질 것이다.
본 발명에 따르면, 모니터링 장치 및 모니터링 장치에서 무선 데이터 및 전력 전송을 위한 방법을 제공하는 것이 가능하다.
예로서, 본 발명의 바람직한 실시예가 도시되고 설명된다. 아는 바와 같이, 본 발명은 다른 실시예들이 가능하며, 본 발명의 여러 개의 세부사항들은 본 발명으로부터 일탈하지 않고서 다양하고 자명한 양태들 모두에서 변형이 가능하다. 따라서, 도면과 상세한 설명은 성질상 본 발명을 제한시키는 것으로서가 아닌 예시적인 것으로서 간주될 것이다.
도 1은 제1 동작 상태에 있는 종래 기술의 데이터 캐리어의 등가 회로도를 나타낸다.
도 2는 제2 동작 상태에 있는 도 1의 종래 기술의 데이터 캐리어의 등가 회로도를 나타낸다.
도 3은 제1 동작 상태에 있는, 본 발명의 제1 실시예에 따라, 데이터 캐리어의 등가 회로도를 나타낸다.
도 4는 제2 동작 상태에 있는, 본 발명의 제1 실시예에 따라, 데이터 캐리어의 등가 회로도를 나타낸다.
도 5는 제1 동작 상태에 있는, 본 발명의 제1 실시예에 따라, 데이터 캐리어의 변조 부분을, 더욱 상세하게, 나타낸다.
도 6은 제2 동작 상태에 있는, 본 발명의 제1 실시예에 따라, 데이터 캐리어의 변조 부분을, 더욱 상세하게, 나타낸다.
도 7은 제2 동작 상태에 있는, 본 발명의 제2 실시예에 따라, 데이터 캐리어의 등가 회로도를 나타낸다.
도 8은 본 발명의 제3 실시예에 따라 리더기와 데이터 캐리어를 통합하는 모니터링 장치의 등가 회로를 나타낸다.
도 1은 제1 동작 상태에 있는 종래 기술의 데이터 캐리어의 등가 회로도를 나타낸다.
도 2는 제2 동작 상태에 있는 도 1의 종래 기술의 데이터 캐리어의 등가 회로도를 나타낸다.
도 3은 제1 동작 상태에 있는, 본 발명의 제1 실시예에 따라, 데이터 캐리어의 등가 회로도를 나타낸다.
도 4는 제2 동작 상태에 있는, 본 발명의 제1 실시예에 따라, 데이터 캐리어의 등가 회로도를 나타낸다.
도 5는 제1 동작 상태에 있는, 본 발명의 제1 실시예에 따라, 데이터 캐리어의 변조 부분을, 더욱 상세하게, 나타낸다.
도 6은 제2 동작 상태에 있는, 본 발명의 제1 실시예에 따라, 데이터 캐리어의 변조 부분을, 더욱 상세하게, 나타낸다.
도 7은 제2 동작 상태에 있는, 본 발명의 제2 실시예에 따라, 데이터 캐리어의 등가 회로도를 나타낸다.
도 8은 본 발명의 제3 실시예에 따라 리더기와 데이터 캐리어를 통합하는 모니터링 장치의 등가 회로를 나타낸다.
먼저, 도 1을 참조하고, 도 1은 종래 기술의 데이터 캐리어의 등가 회로도를 나타낸다. 데이터 캐리어는 제1 동작 상태로 도시되고, 여기서 데이터 캐리어는 주로 리더기로부터 무선으로 공급되는 전력을 수신하기 위해 설정된다. 회로도는 수신기 코일(101) 및 공진 커패시터(102)를 포함하고, 이들은 함께 공진 회로를 형성하여 리더기로부터의 무선 신호의 전송 주파수에 대응하는 공진 주파수로 조정된다. 회로도는 정류기(103), 에너지 저장 커패시터(104), 데이터 캐리어 상의 모니터링 수단 및 데이터 처리 수단의 부하를 나타내는 저항(105), 스위치(106), 및 변조 저항(107)을 더 포함한다.
리더기로부터의 무선 신호의 작은 부분이 수신기 코일(101)에 연결되어 수신기 코일에 걸쳐 전압을 유도한다. 전압은 정류기(103)에서 정류되고, 그 결과 에너지가 에너지 저장 커패시터(104)에 저장된다.
이제, 도 2를 참조하고, 도 2는 제2 동작 상태에 있는 도 1의 종래 기술의 데이터 캐리어의 등가 회로도를 나타낸다. 제1 동작 상태에서, 스위치(106)는 개방되고, 제2 동작 상태에서 스위치(106)는 폐쇄된다. 스위치(106)가 폐쇄되면, 변조 저항(107)은 부하 저항(105)에 병렬로 연결된다.
변조 저항(107)의 스위칭 온오프(on-off)는 리더기 및 데이터 캐리어가 유도 결합될 때 (이하에 기술될) 리더기의 전송 코일의 임피던스의 변화를 야기한다. 이것은 리더기에서 전압의 증폭 변조의 효과를 갖는다. 그러므로, 변조 저항(107)의 스위칭 타이밍이 데이터 캐리어에서 리더기로 전송될 데이터에 의해 제어되면, 데이터는 데이터 캐리어로부터 리더기로 전송될 수 있다. 부하 저항(105)에 걸친 전압이 부하 변조 동안에 변할 수 있고, 전력이 변조 저항(107)에서 열로서 소실된다는 점에서 이러한 유형의 부하 변조는 바람직하지 못하다.
데이터 캐리어의 부하 변조를 이용하여 무선 데이터 전송 및 무선 전력 공급을 위해 구성된 종래 기술의 데이터 캐리어를 고려하는 더욱 상세한 사항들이 저자 Klaus Finkenzeller의 "RFID handbook: fundamentals and applications in contactless smart cards and identification", John Wiley & Sons, (2003) 책에서 발견될 수 있다.
이제, 도 3을 참조하고, 도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따라, 데이터 캐리어의 등가 회로도를 나타낸다. 모니터링 장치의 나머지(즉, 리더기)는 명료성을 개선하기 위해 도면에서 생략된다. 데이터 캐리어는 제1 동작 상태로 도시되고, 여기서 데이터 캐리어는 주로 리더기로부터 무선으로 공급되는 전력을 수신하기 위해 설정된다. 회로도는 수신기 코일(201), 공진 커패시터(202), 정류기(203), 에너지 저장 커패시터(204), 데이터 캐리어 상의 모니터링 수단 및 데이터 처리 수단의 부하를 나타내는 저항(205), 변조 커패시터(206), 및 연결 포인트(207 및 208)를 포함한다.
이제, 도 4를 참조하고, 도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따라, 도 3의 데이터 캐리어의 등가 회로도를 나타낸다. 모니터링 장치의 나머지(즉, 리더기)는 명료성을 개선하기 위해 도면에서 또다시 생략된다. 데이터 캐리어는 제2 동작 상태로 도시되고, 이 경우 리더기에서 보여지는 데이터 캐리어의 부하는 제1 동작 상태에 비해 변경된다. 회로도는 또 다시 수신기 코일(201), 공진 커패시터(202), 정류기(203), 에너지 저장 커패시터(204), 데이터 캐리어 상의 모니터링 수단 및 데이터 처리 수단의 부하를 나타내는 저항(205), 변조 커패시터(206), 및 연결 포인트(207 및 208)를 포함한다.
제1 동작 상태에서, 본 발명의 제1 실시예에 따라 데이터 캐리어는 데이터 캐리어에 유도 링크된 리더기에서 보여지는 낮은 임피던스 공진 회로를 형성한다. 제2 동작 상태에서, 데이터 캐리어는 높은 임피던스 공진 회로를 형성한다. 데이터 캐리어로부터 리더기로 전송될 데이터 스트림이 있는 시간에 2개의 동작 상태 사이를 스위칭함으로써, 리더기에서 적절한 평가 절차에 기초하여 리더기에서 데이터 스트림을 재구성하는 것이 가능하게 된다.
부하 변조가 부하 변조를 위해 이용되는 컴포넌트에서 오직 무시할 만한 전력 소실로 달성된다는 것은 본 발명의 특별한 장점이다.
실시예에 따라, 에너지 저장 커패시터(204)의 커패시턴스는 변조 커패시터(206)의 커패시턴스보다 2배 내지 10배 크고, 에너지 저장 커패시터(204)의 커패시턴스는 5 nF 내지 20 nF 사이의 범위에 있고, 변조 커패시터(206)의 커패시턴스는 0.5 nF 내지 10 nF 사이의 범위에 있다. 바람직하게, 에너지 저장 커패시터의 커패시턴스는 10 nF이고, 변조 커패시터의 커패시턴스는 1nF이다.
다른 실시예에 따라, 변조 커패시터(206)의 커패시턴스와 에너지 저장 커패시터(204)의 커패시턴스의 비는 0.5 내지 2 사이의 범위에 있다. 바람직하게, 2개의 커패시터의 커패시턴스는 0.5 nF 내지 20 nF 사이의 범위에서 명목상 동일하다.
이제, 도 5를 참조하고, 도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따라, 데이터 캐리어의 변조 부분을, 더욱 상세하게, 나타낸다. 도 5는 에너지 저장 커패시터(204), 변조 커패시터(206), 스위치(209, 210 및 211), 및 연결 포인트(207 및 208)를 나타낸다. 도 5는 데이터 캐리어가 제1 동작 상태에 있는 경우를 나타낸다. 제1 동작 상태에서, 스위치(209 및 211)는 폐쇄되고, 스위치(210)는 개방된다. 따라서, 커패시터(204) 및 커패시터(206)는 연결 포인트(207 및 208)에 관해 병렬로 연결된다.
이제, 도 6을 참조하고, 도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따라, 데이터 캐리어의 변조 부분을, 더욱 상세하게, 나타낸다. 도 6은 에너지 저장 커패시터(204), 변조 커패시터(206), 스위치(209, 210 및 211), 및 연결 포인트(207 및 208)를 나타낸다. 도 6은 데이터 캐리어가 제2 동작 상태에 있는 경우를 나타낸다. 제2 동작 상태에서, 스위치(209 및 211)는 개방되고, 스위치(210)는 폐쇄된다. 따라서, 커패시터(204) 및 커패시터(206)는 연결 포인트(207 및 208)에 관해 직렬로 연결된다.
본 발명의 제1 실시예에 따라, 저항(205)은 제1 동작 상태 및 제2 동작 상태 모두에서 에너지 저장 커패시터(204)에 병렬로 연결된다. 이런식으로, 저항(205)에 걸친 전압은 동작 상태에 독립적으로 비교적 일정하게 유지된다. 등가 회로의 저항(205)은 데이터 캐리어의 모니터링 수단 및 데이터 처리 수단과 대응하는 전압 변동 수단을 나타낸다. 전압 변동 수단에 걸친 너무 높은 전압 강하는 불필요한 전력 소실을 야기할 것이다.
에너지가 제1 동작 상태 및 제2 동작 상태 모두 동안에 에너지 저장 커패시터(204) 및 변조 커패시터(206)에 공급되는 것이 본 발명의 장점이다. 리더기에서 보여지는 제2 동작 상태에서 형성된 높은 임피던스 공진 회로가 단순히 개방 회로였다면, 이 동작 상태 동안에 리더기로부터 전송된 전력은 데이터 캐리어에 에너지를 공급하는데 이용되지 못할 것이다.
그러므로, 리더기 및 데이터 캐리어를 포함하는 모니터링 장치의 전력 효율은 본 발명에 따라 매우 높을 수 있다.
이제, 도 7을 참조하고, 도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따라, 데이터 캐리어(300)의 등가 회로도를 나타낸다. 모니터링 장치의 나머지(즉, 리더기)는 명료성을 개선하기 위해 도면에서 또 다시 생략된다. 데이터 캐리어는 제2 동작 상태로 도시되고, 여기서 데이터 캐리어는 주로 리더기로부터 무선으로 공급된 전력을 수신하기 위해 설정된다. 회로도는 수신기 코일(309), 공진 커패시터(310), 정류기(303), 에너지 저장 커패시터(314), 데이터 캐리어 상의 모니터링 수단 및 데이터 처리 수단의 부하를 나타내는 저항(315), 변조 커패시터(313), 및 연결 포인트(311 및 312)를 포함한다. 정류기(303)는 2개의 다이오드(301 및 302), 및 2개의 스위칭 트랜지스터(304 및 305)를 포함한다. 수신기 코일(309)에 유도된 전압이 양의 반 파장 기간에 있는 경우, 다이오드(301)는 순방향 바이어스되고, 전류는 연결 포인트(311)를 향해 흐른다. 이 기간 동안에, 스위칭 트랜지스터(304)는 "오프"상태이고, 스위칭 트랜지스터(305)는 "온" 상태여서, 전류 흐름은 스위칭 트랜지스터(305)를 통해 수신기 코일로 리턴하도록 허용된다. 수신기 코일(309)에 유도된 전압이 음의 반 파장 기간에 있는 경우, 다이오드(302)는 순방향 바이어스되고, 전류는 연결 포인트(311)를 향해 또다시 흐른다. 이 기간 동안에, 스위칭 트랜지스터(304)는 "온" 상태이고, 스위칭 트랜지스터(305)는 "오프" 상태여서, 전류 흐름은 스위칭 트랜지스터(304)를 통해 수신기 코일로 리턴하도록 허용된다.
이로써, 전체 파장 정류가 오직 2개의 다이오드만을 갖는 회로로 달성되고, 반 파장 주기의 각각의 파장에서, 오직 단일 다이오드만이 활성화된다. 이로써, 정류기 회로의 총 전압 강하는 대략 단일 다이오드 전압 강하 정도일 수 있다. 총 전압 강하가 단일 다이오드 전압 강하의 대략 2배 정도인 종래의 정류기 브리지에 비해 이것은 상당한 개선이다.
게다가, 본 발명의 제2 실시예에 따라 정류기 회로는 저항 및 스위칭 트랜지스터에 기초한 정류기 회로에 비해 작은 컴포넌트로만 구성된다.
이제, 도 8을 참조하고, 도 8은 본 발명의 제3 실시예에 따라, 모니터링 장치의 등가 회로도를 나타낸다. 모니터링 장치는 리더기(400) 및 데이터 캐리어(401)를 갖는다. 리더기(400)는 신호 발생기(415), 공진 저항(414), 공진 커패시터(413) 및 송신기 코일(412)을 포함한다. 공진 저항(414), 공진 커패시터(413) 및 송신기 코일(412)은 함께 공진 회로를 형성하고, 이 공진 회로는 리더기 부분으로부터의 무선 신호의 선택된 전송 주파수에 대응하는 공진 주파수로 조정된다. 데이터 캐리어(401)는 수신기 코일(409), 공진 커패시터(402), 정류기(403), 에너지 저장 커패시터(404), 데이터 캐리어 상의 모니터링 수단 및 데이터 처리 수단의 부하를 나타내는 저항(405), 변조 커패시터(406), 및 연결 포인트(407 및 408)를 포함한다. 데이터 캐리어(401)는 도 3 및 도 4를 참조하여 기술된, 데이터 캐리어와 유사하다.
신호 발생기(415)는 송신기 코일(412)에 교류를 발생시킨다. 송신기 코일에서 전류는 수신기 코일(409)에서 교류를 유도하는 교번 자기장(alternating magnetic field)을 발생시킨다. 교번 자기장의 주파수는 동작 주파수로 나타난다. 수신기에서 전류는 데이터 캐리어에 동력을 공급하는데 이용된다.
실시예에 따라, 데이터 캐리어는 사용자의 특정 질병을 지속적으로 감시하기 위해 인간에게 이식된다. 추가의 실시예에 따라, 데이터 캐리어는 사용자의 EEG 신호를 기록하기 위한 전극 수단을 갖고, 데이터 캐리어는 사용자의 피하에 이식된다.
다른 실시예에 따라, 동작 주파수는 900 kHz 내지 1100 kHz 사이의 범위에 있고, 바람직하게 대략 1 MHz이다. 이로써, 동작 주파수가 증가될 때 코일의 최소 크기에 대한 요건이 완화되기 때문에, 낮은 동작 주파수를 갖는 장치보다 더 작게 만들어질 수 있는 모니터링 장치가 제공된다. 코일의 주어진 설계 및 데이터 캐리어의 주어진 부하를 갖는 경우, 데이터 캐리어 상의 공진 회로의 Q 팩터는 일반적으로 동작 주파수와 함께 증가할 것이다. 본 발명의 다양한 실시예에 따라 모리터링 장치의 경우, 이 비례는 표피 효과로 인해 대략 1 MHz로 감소하기 시작한다.
1 MHz의 동작 주파수에서 공진 커패시터(202, 310 및 402)는 25 pF 내지 75 pF 사이의 범위, 바람직하게는 대략 50 pF인 커패시턴스를 가질 수 있는 것으로 발견되었고, 이 값은 기생 커패시턴스보다 아주 높다. 이와는 대조적으로, 2 pF 내지 5 pF 사이의 범위에 있는 커패시턴스를 갖는 공진 커패시터는 10 MHz의 동작 주파수의 경우에 요구된다. 이와 같은 작은 커패시턴스 값은 구현하기가 어려운데, 왜냐하면 이들이 기생 커패시턴스와 너무 유사하기 때문이다. 반면에, 모니터링 장치의 전력 효율은 100 kHz에서 1 MHz로 동작 주파수를 증가시킴으로써 4배로 증가될 수 있다는 것이 발견되었다.
본 구조 및 절차의 다른 변형 및 수정은 본 발명분야의 당업자에게 자명할 것이다.
101, 201, 309: 수신기 코일 102, 202, 310: 공진 커패시터
103, 203, 303: 정류기 104, 204, 314: 에너지 저장 커패시터
105, 205, 315: 부하 저항 106, 209, 210, 211: 스위치
107: 변조 저항 206, 313: 변조 커패시터
207, 208, 311, 312: 연결 포인트
402, 413: 공진 커패시터 403: 정류기
404: 에너지 저장 커패시터 405: 부하 저항
406: 변조 커패시터 407, 408: 연결 포인트
409: 수신기 코일 412: 송신기 코일
414: 공진 저항 415: 신호 발생기
103, 203, 303: 정류기 104, 204, 314: 에너지 저장 커패시터
105, 205, 315: 부하 저항 106, 209, 210, 211: 스위치
107: 변조 저항 206, 313: 변조 커패시터
207, 208, 311, 312: 연결 포인트
402, 413: 공진 커패시터 403: 정류기
404: 에너지 저장 커패시터 405: 부하 저항
406: 변조 커패시터 407, 408: 연결 포인트
409: 수신기 코일 412: 송신기 코일
414: 공진 저항 415: 신호 발생기
Claims (6)
- 데이터 캐리어에서부터 리더기로 부하 변조를 이용하여 무선 데이터 전송을 위해 구성되고, 리더기에서부터 데이터 캐리어로 무선 유도성 전력 전송을 이용하여 데이터 캐리어에 동력을 공급하도록 구성된, 리더기 및 데이터 캐리어를 포함하는 모니터링 장치에 있어서,
상기 데이터 캐리어는 수신기 코일, 데이터 처리 수단, 정류기 수단, 스위치 수단 및 적어도 2개의 커패시터들을 포함하고,
상기 데이터 처리 수단, 스위치 수단 및 커패시터들은 연결되고, 상기 스위치 수단의 동작에 의해 상기 데이터 캐리어의 제1 동작 상태에서 상기 커패시터들이 병렬로 연결되고, 상기 데이터 캐리어의 제2 동작 상태에서 상기 커패시터들이 직렬로 연결되고,
상기 데이터 캐리어의 부하 변조는 상기 제1 동작 상태와 상기 제2 동작 상태 사이를 스위칭함으로써 달성되고,
상기 커패시터들은 상기 무선 유도성 전력 전송으로부터 수신된 에너지를 저장하고 상기 데이터 처리 수단에 동력을 공급하기 위해 배열되는 것인, 모니터링 장치. - 제1항에 있어서, 상기 제2 동작 상태에서, 상기 커패시터들은 직렬로 연결되고, 상기 데이터 처리 수단은 상기 커패시터들 중 하나의 커패시터와 병렬로 연결되는 것인, 모니터링 장치.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 제2 커패시터의 커패시턴스에 비해 제1 커패시터의 커패시턴스는 0.5 내지 2 사이의 범위에 있는 것인, 모니터링 장치.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 정류기 수단은 제1 다이오드, 제2 다이오드, 제1 스위칭 트랜지스터 및 제2 스위칭 트랜지스터로 이루어지고, 상기 수신기 코일의 제1 끝이 상기 제1 스위칭 트랜지스터의 컬렉터, 상기 제2 스위칭 트랜지스터의 베이스 및 상기 제1 다이오드의 입력에 연결되고, 상기 수신기 코일의 제2 끝이 상기 제2 스위칭 트랜지스터의 컬렉터, 상기 제1 스위칭 트랜지스터의 베이스 및 상기 제2 다이오드의 입력에 연결되도록 구성되는 것인, 모니터링 장치.
- 제4항에 있어서, 900 kHz 내지 1100 kHz 사이의 범위에서 상기 리더기와 상기 데이터 캐리어 사이의 유도성 링크의 동작 주파수를 구현하도록 구성되는 것인, 모니터링 장치.
- 모니터링 장치에서 데이터 캐리어를 동작시키기는 방법에 있어서,
제1 커패시터, 제2 커패시터, 스위치 수단, 및 데이터 처리 수단을 데이터 캐리어에 제공하는 단계;
상기 제1 커패시터, 제2 커패시터, 스위치 수단, 및 데이터 처리 수단을 연결하고, 상기 스위치 수단을 동작시켜 상기 데이터 캐리어의 제1 동작 상태에서 상기 커패시터들을 병렬로 연결하는 단계;
상기 스위치 수단을 동작시켜 상기 데이터 캐리어의 제2 동작 상태에서 상기 커패시터들을 직렬로 연결하는 단계;
무선 유도성 전력 전송으로부터 수신된 에너지를 이용하여 상기 커패시터들에 에너지를 저장하는 단계;
상기 저장된 에너지를 이용하여, 상기 데이터 캐리어 상의 상기 데이터 처리 수단에 동력을 공급하는 단계; 및
상기 데이터 캐리어로부터 전송될 데이터 스트림을 갖는 시간에 상기 제1 동작 상태와 상기 제2 동작 상태 사이를 스위칭하는 단계를
포함하는 모니터링 장치에서 데이터 캐리어를 동작시키는 방법.
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