KR101600287B1 - Low power smart video device and control method for varying the operation mode according to the energy level of the battery - Google Patents

Low power smart video device and control method for varying the operation mode according to the energy level of the battery Download PDF

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이명진
정재원
이길범
이창현
이환희
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Abstract

The present invention relates to a low power smart video device for varying operation modes according to an energy level of a battery, which enables energy harvesting in a situation that the low power smart video device is installed in a region where it is hard to construct power infrastructure or that the low power smart video device needs to be operated with low power, and which promotes continuous operations by varying operation modes according to an energy level, and to a control method thereof. The low power smart video device for varying operation modes according to an energy level of a battery comprises: an energy harvesting unit for collecting energy from surrounding environment; a battery for charging and discharging energy transmitted from the energy harvesting unit; and a system board for detecting an energy level of the battery, determining an energy control coefficient for dynamically controlling the amount of consumed energy according to the detected energy level of the battery, and controlling power consumption based on the determined energy control coefficient.

Description

배터리의 에너지 레벨에 따라 동작 모드를 가변하는 저전력 스마트 비디오 디바이스 및 그 제어방법{Low power smart video device and control method for varying the operation mode according to the energy level of the battery}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a low power smart video device and a control method thereof for varying an operation mode according to an energy level of a battery,

본 발명은 배터리의 에너지 레벨에 따라 동작 모드를 가변하는 저전력 스마트 비디오 디바이스 및 그 제어방법에 관한 것으로, 특히 전력 인프라 구축이 어려운 지역에 설치되거나 저전력으로 동작해야 하는 상황에서 에너지 하비스팅(Energy Harvesting)이 가능하도록 하고, 에너지 레벨에 따라 동작 모드를 가변하여 지속적인 동작을 도모하도록 한 배터리의 에너지 레벨에 따라 동작 모드를 가변하는 저전력 스마트 비디오 디바이스 및 그 제어방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a low power smart video device and a control method thereof for varying an operation mode according to an energy level of a battery. More particularly, the present invention relates to an energy harvesting device, The present invention relates to a low power smart video device and a control method thereof, which can vary an operation mode according to an energy level of a battery which is operated continuously to vary the operation mode according to an energy level.

사물인터넷(IoT; Internet of Things) 세상이 도래하면서 센싱, 네트워킹 및 지능화 기술을 탑재한 스마트 비디오 디바이스가 일상생활 속에 설치되고 있다. 스마트 비디오 디바이스는 스스로 비디오를 촬영 및 분석하고, 디바이스들의 상호 연계를 통한 상황 정보 전달, 클라우드 컴퓨팅 기반의 공동 정보 처리 등을 수행한다.Internet of Things (IoT) With the advent of the world, smart video devices equipped with sensing, networking and intelligence technologies are being installed in everyday life. The smart video device captures and analyzes video on its own, communicates situation information by interconnecting devices, and performs common information processing based on cloud computing.

일반적으로 사물인터넷에서 재난재해, 사회안전, 시설관리, 생활방범 등을 주목적으로 하는 공공보안용 스마트 비디오 디바이스는 임의의 시점에 발생할 수 있는 영상 내 이벤트들을 검출할 수 있도록 상시 모니터링과 녹화를 할 수 있어야 한다. 그러나 스마트 비디오 디바이스는 기존의 저 대역폭의 1차원 센서 노드들과 비교하여 동작 시 에너지 소모량이 크기 때문에, 대용량 배터리 장착 또는 지속적인 충전이 필요하다. 향후 대부분의 스마트 비디오 디바이스들은 무선 통신 환경에서 배터리 기반으로 동작하고, 잦은 충전이 불가능한 곳에 설치될 가능성이 매우 높다.In general, smart video devices for public security, which are mainly used for disaster disasters, social safety, facility management, life security, etc. on the Internet, can be monitored and recorded at any time so that events in the image can be detected. . However, smart video devices require large capacity batteries or continuous charging because they consume a large amount of energy when operating compared to existing low-bandwidth one-dimensional sensor nodes. Most smart video devices in the future will be battery-based in a wireless environment and are likely to be installed where frequent charging is not possible.

또한, 전력 인프라 구축이 어려운 지역에 설치된 수많은 비디오 센서 노드에 사람이 직접 배터리를 교체하는 작업은 비용이 많이 들고 비현실적이다. 따라서 주변 환경으로부터 에너지를 채집할 수 있는 에너지 하비스팅 기능이 요구된다.In addition, it is costly and impractical for people to manually replace batteries in numerous video sensor nodes installed in areas where it is difficult to build a power infrastructure. Therefore, an energy harvesting function capable of collecting energy from the surrounding environment is required.

스마트 비디오 디바이스의 저전력 동작을 위하여 최근 다양한 방법이 개발되고 연구되었다.Recently, various methods have been developed and studied for low power operation of smart video devices.

하기의 <특허문헌 1>에 개시된 종래기술은 이동통신단말기에서 저전력 동작을 위하여 슬립(sleep) 기간을 조절하여 배터리의 사용시간을 증가시키는 방법을 제안하였다.The prior art disclosed in the following Patent Document 1 proposes a method of increasing the use time of a battery by controlling a sleep period for a low power operation in a mobile communication terminal.

<특허 문헌 2>에 개시된 종래기술은 이동통신단말기에서 배터리의 에너지 레벨이 특정 값 이하가 되면 슬립(sleep) 상태로 전환하여 배터리의 소모를 줄이는 방법을 제안하였다.The prior art disclosed in Patent Document 2 proposes a method of reducing battery consumption by switching to a sleep state when an energy level of a battery is lower than a specific value in a mobile communication terminal.

<특허문헌 3>에 개시된 종래기술은 평상시 카메라 시스템을 저전력 동작 모드로 유지하고 있다가 특정 이벤트 감지시에만 정상 모드로 활성화시켜 효율적으로 전력을 관리하는 전력관리 시스템을 제안하였다.The prior art disclosed in Patent Document 3 proposes a power management system that maintains a camera system in a low-power operation mode at normal times, and activates a normal mode only when a specific event is detected, thereby efficiently managing power.

<특허문헌 4>에 개시된 종래기술은 이동통신단말기에서 발생한 리소스 상태를 기반으로 워크로드를 정확히 추정하고 스케줄링하여 전력소비를 낮추는 방법을 제안하였다.The prior art disclosed in Patent Document 4 proposes a method of accurately estimating and scheduling a workload based on a resource state occurring in a mobile communication terminal to reduce power consumption.

<비 특허문헌 1>에 개시된 종래기술은 비디오 부호화 단계별 계산량 신축성 계수들을 정의하고, 이에 따른 왜곡, 발생 비트, DVFS(Dynamic voltage and frequency scaling) 기반 전력 소비관계를 분석함으로써 에너지 소비에 대한 관계에 대하여 제안하였다.The prior art disclosed in Non-Patent Document 1 defines calculation stretch coefficients according to video coding stages and analyzes the relationship of distortion, generated bits, and power consumption based on DVFS (dynamic voltage and frequency scaling) The

<비 특허문헌 2>에 개시된 종래기술은 DVFS 기반의 시스템을 이용하여 저전력 동작을 위한 적절한 리소스들의 테스크 스케줄링을 하는 방법을 제안하였다.
The prior art disclosed in Non-Patent Document 2 proposes a method of scheduling appropriate resources for low-power operation using a DVFS-based system.

대한민국 공개특허 10-2005-0023822호(2005.03.10. 공개)Korean Patent Publication No. 10-2005-0023822 (published on March 10, 2005) 대한민국 등록특허 10-0659258호(2006.12.12. 등록)Korean Registered Patent No. 10-0659258 (Registered December 12, 2006) 대한민국 등록특허 10-1418892호(2014.07.07. 등록)Korean Registered Patent No. 10-1418892 (Registered on July 31, 2014) 대한민국 공개특허 10-2014-0090256호(2014.07.16. 공개)Korean Patent Publication No. 10-2014-0090256 (published on July 16, 2014)

1. He, Y. Liang, L. Chen, I. Ahmad, and D. Wu, analysis for wireless video communication under energy constraint, IEEE Transactions on Circuits and Systems for Video Technology, Vol 15, No. 5, pp. 645-658, May. 2005.1. He, Y. Liang, L. Chen, I. Ahmad, and D. Wu, Analysis for wireless video communication under energy constraint, IEEE Transactions on Circuits and Systems for Video Technology, Vol. 5, pp. 645-658, May. 2005. 2. S. Liu, J. Lu, Q. Wu, and Q. Qiu, power management for real-time systems with renewable energy, IEEE Transactions on Very Large Scale Integration(VLSI) Systems, Vol. 20, No. 8, pp. 1473-1486, 2012.2. S. Liu, J. Lu, Q. Wu, and Q. Qiu, Power Management for Real-Time Systems with Renewable Energy, IEEE Transactions on Very Large Scale Integration (VLSI) Systems, Vol. 20, No. 8, pp. 1473-1486, 2012.

그러나 상기와 같은 종래기술들은 에너지 하비스팅이 불가능하거나, 저전력 동작 상황을 판단하는 것이 미비하여 에너지 레벨에 따라 효율적으로 전력을 제어할 수 있는 최적의 전력제어 기능이 없어, 저전력 상황에서도 지속적인 동작을 보장해주지 못하는 단점이 있다.However, according to the conventional technologies as described above, it is impossible to perform energy harvesting or to determine a low-power operation state, so that there is no optimal power control function capable of efficiently controlling power according to an energy level. It has the disadvantage that it can not give.

따라서 본 발명은 상기와 같은 종래기술들에서 발생하는 제반 문제점을 해결하기 위해서 제안된 것으로서, 전력 인프라 구축이 어려운 지역에 설치되거나 저전력으로 동작해야 하는 상황에서 에너지 하비스팅(Energy Harvesting)이 가능하도록 하고, 에너지 레벨에 따라 동작 모드를 가변하여 지속적인 동작을 도모하도록 한 배터리의 에너지 레벨에 따라 동작 모드를 가변하는 저전력 스마트 비디오 디바이스 및 그 제어방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention has been made to solve the above-mentioned problems occurring in the prior art, and it is an object of the present invention to enable energy harvesting in a situation where a power infrastructure is difficult to establish or a power- The present invention provides a low power smart video device and a control method thereof, which can vary an operation mode according to an energy level of a battery that operates continuously by varying an operation mode according to an energy level.

본 발명의 다른 목적은 비디오 또는 정지영상에 대하여 촬영, 저장, 전송을 주대상으로 하는 스마트 비디오 디바이스에서 양자화계수, 화면 률, 프로세서의 동작 주파수를 통합 제어하여 부호화 지연 제약하에서 지속동작이 가능하도록 한 배터리의 에너지 레벨에 따라 동작 모드를 가변하는 저전력 스마트 비디오 디바이스 및 그 제어방법을 제공하는 것이다.
It is another object of the present invention to provide a smart video device capable of continuous operation under the constraint of encoding delay by integrally controlling the quantization coefficient, the picture rate, and the operating frequency of the processor in a smart video device mainly for shooting, storing and transmitting video or still images And to provide a low power smart video device and its control method for varying the operation mode according to the energy level of the battery.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 배터리의 에너지 레벨에 따라 동작 모드를 가변하는 저전력 스마트 비디오 디바이스는 주변 환경으로부터 에너지를 수집하기 위한 에너지 하비스팅 유닛; 상기 에너지 하비스팅 유닛으로부터 전송된 에너지를 충전 및 방전하는 배터리; 상기 배터리의 에너지 레벨을 검출하고, 검출한 배터리의 에너지 레벨에 따라 동적으로 에너지 소비량을 조절하기 위한 에너지 제어 계수를 설정하고, 설정한 에너지 제어 계수를 기초로 전력 소모를 제어하는 시스템 보드를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a low power smart video device for varying an operation mode according to an energy level of a battery, comprising: an energy harvesting unit for collecting energy from a surrounding environment; A battery for charging and discharging energy transferred from the energy harvesting unit; A system board for detecting the energy level of the battery, setting an energy control coefficient for dynamically adjusting the energy consumption amount according to the detected energy level of the battery, and controlling the power consumption based on the set energy control coefficient .

상기에서 시스템 보드는 영상 촬영을 위한 이미지 센서; 상기 이미지 센서에서 획득한 영상을 압축하는 비디오 코덱; 상기 비디오 코덱에서 압축된 압축 영상 데이터를 저장하기 위한 메모리; 상기 압축 영상 데이터를 전송하기 위한 전송유닛; 하이버네이션 동작시 사람 및 물체 감지를 위한 적외선(IR)센서; 스마트 비디오 디바이스에서 소비된 에너지량과 하비스팅된 에너지량을 기초로 배터리의 입출력 에너지량을 산출하고, 산출한 배터리의 입출력 에너지량에 따라 동작 모드를 결정하고, 결정한 동작 모드에 따라 전력을 제어하는 에너지 관리 모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다.The system board includes an image sensor for capturing an image; A video codec for compressing an image acquired by the image sensor; A memory for storing compressed image data compressed by the video codec; A transmission unit for transmitting the compressed image data; An infrared (IR) sensor for human and object detection during hibernation operation; Output energy amount of the battery based on the amount of energy consumed and the amount of energy harvested in the smart video device, determines the operation mode according to the input / output energy amount of the calculated battery, and controls the power according to the determined operation mode And an energy management module.

상기에서 에너지 제어 계수는 영상의 화면 률, 양자화 계수, 동작 주파수, 해상도 중 적어도 어느 하나 이상을 조절하여 전력을 제어하기 위한 값인 것을 특징으로 한다.The energy control coefficient is a value for controlling the power by adjusting at least one of an image aspect ratio, a quantization coefficient, an operation frequency, and a resolution.

상기에서 에너지 관리 모듈은 상기 산출한 에너지 제어 계수를 기반으로 동작 모드를 결정하고, 결정한 동작 모드에 따라 에너지 소비량을 다르게 조절하는 것을 특징으로 한다.The energy management module determines the operation mode based on the calculated energy control coefficient and controls the energy consumption according to the determined operation mode.

상기에서 동작 모드는 동영상 촬영 모드, 사진 촬영 모드, 하이버네이션 모드 중 적어도 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 한다.
The operation mode may include at least one of a moving picture mode, a picture mode, and a hibernation mode.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 배터리의 에너지 레벨에 따라 동작 모드를 가변하는 저전력 스마트 비디오 디바이스 제어방법은 (a) 스마트 비디오 디바이스가 구동되면, 스마트 비디오 디바이스의 구동시간을 초기화하고, 에너지 하비스팅 유닛에서 수집한 에너지량과 스마트 비디오 디바이스에서 소비되는 소비 에너지 량을 기초로 특정시간 후의 배터리 에너지 레벨을 예측하는 단계; (b) 상기 (a)단계에서 에너지 레벨을 예측한 후, 현재 에너지 레벨과 기설정된 동작 모드를 결정하기 위한 제1 및 제2 기준 값을 비교하여, 그 대소 여부에 따라 동작 모드를 결정하는 단계; (c) 상기 결정한 동작 모드에 따라 에너지 소비량을 다르게 조절하여 전력에 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of controlling a low power smart video device that varies an operation mode according to an energy level of a battery according to the present invention, including the steps of: (a) Estimating a battery energy level after a specific time based on the amount of energy collected by the energy harvesting unit and the amount of energy consumed by the smart video device; (b) comparing an energy level with a first and second reference values for determining a predetermined operation mode after predicting the energy level in the step (a), and determining an operation mode according to the magnitude of the comparison ; (c) controlling the power consumption by adjusting the energy consumption according to the determined operation mode.

상기에서 (a)단계의 에너지 하비스팅 유닛에서 수집한 에너지량은 과거로부터 프로파일링된 일정 시간 동안의 하비스팅되는 에너지 량인 것을 특징으로 한다.The amount of energy collected by the energy harvesting unit in step (a) is characterized by being an amount of energy harvested for a predetermined period of time profiled from the past.

상기에서 (b)단계 또는 (c)단계의 동작 모드는 상기 예측한 에너지 레벨이 상기 제1기준 값보다 클 경우, 배터리의 에너지 레벨이 높은 것으로 판단하고, 동작 모드를 동영상 촬영 모드로 결정하고, 상기 예측한 에너지 레벨이 상기 제1기준 값과 상기 제2기준값 사이에 존재할 경우, 배터리의 에너지 레벨이 중간인 것으로 판단하고, 동작 모드를 사진 촬영 모드로 결정하며, 상기 예측한 에너지 레벨이 상기 제2기준 값보다 작을 경우, 배터리의 에너지 레벨이 낮은 것으로 판단하고, 동작 모드를 하이버네이션 모드로 결정하는 것을 특징으로 한다.Wherein the operation mode of the step (b) or (c) determines that the energy level of the battery is high when the predicted energy level is greater than the first reference value, Determines that the energy level of the battery is the middle when the predicted energy level exists between the first reference value and the second reference value and determines the operation mode as the photographic mode, 2 &lt; / RTI &gt; reference value, it is determined that the energy level of the battery is low, and the operation mode is determined as the hibernation mode.

상기에서 동영상 촬영 모드는 화면률이 초당 특정 정수 화면 이상일 경우의 동작 모드인 것을 특징으로 한다.In the above, the moving picture photographing mode is an operation mode in the case where the screen rate is equal to or more than a specific integer screen per second.

상기에서 사진 촬영 모드는 화면률이 초당 특정 정수 화면 미만일 경우로서, 카메라의 스냅 샷 기능을 통하여 타이머를 이용하여 주기적으로 사진을 촬영하는 모드인 것을 특징으로 한다.The photographing mode is a mode in which the screen rate is less than a specific integer screen per second, and the mode is a mode for periodically taking a picture using a timer through the snapshot function of the camera.

상기에서 하이버네이션 모드는 화면률이 소수단위의 일정 값 이하일 경우로서, 평소 휴면 상태로 동작하고 있다가 스마트 비디오 디바이스의 적외선(IR) 센서에 의하여 사람 또는 물체가 감지되었을 시 물체가 감지되는 시간 또는 일정 시간 동안만 동영상 촬영 모드로 잠시 전환하여 동작하고 다시 휴면 상태로 돌아가는 동작모드인 것을 특징으로 한다.The hibernation mode is a mode in which the screen rate is less than a predetermined value of a decimal unit. The hibernation mode is a time when a person or an object is detected by an infrared (IR) sensor of a smart video device, The operation mode is a mode of temporarily switching to the moving picture photographing mode for a certain period of time and returning to the sleeping state again.

상기에서 하이버네이션 모드는 화면률이 소수단위의 일정 값 이하일 경우로서, 평소 휴면 상태로 동작하고 있다가 스마트 비디오 디바이스의 내부 타이머에 의해 동영상 촬영 모드로 잠시 전환하여 일정시간만 동작하고 다시 휴면 모드로 돌아가는 동작모드인 것을 특징으로 한다.The hibernation mode is a mode in which the screen rate is less than a predetermined value of a decimal unit. The hibernation mode is usually operated in a dormant state, but is temporarily switched to a moving picture shooting mode by an internal timer of the smart video device, And is an operation mode.

상기에서 하이버네이션 모드는 화면률이 소수단위의 일정 값 이하일 경우로서, 평소 휴면 상태로 동작하고 있다가 스마트 비디오 디바이스의 내부 타이머에 의해 사진 촬영 모드로 잠시 전환하여 기 설정된 사진 촬영 시간간격 동안 특정 횟수의 사진을 촬영한 후 다시 휴면 모드로 들어가는 동작 모드인 것을 특징으로 한다.
The hibernation mode is a mode in which the screen rate is smaller than a predetermined value of a decimal unit. The hibernation mode is usually operated in a dormant state, and is temporarily switched to a picture taking mode by an internal timer of the smart video device, And then enters the sleep mode again after taking a picture.

본 발명에 따르면 스마트 비디오 디바이스에서 처리되는 동영상 혹은 정지영상에 대하여 스마트 비디오 디바이스의 배터리 에너지 레벨에 따라 동작 모드를 제어함으로써, 에너지 소비를 효과적으로 제어할 수 있어, 저전력으로 스마트 비디오 디바이스를 지속적으로 동작시킬 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, the energy consumption can be effectively controlled by controlling the operation mode according to the battery energy level of the smart video device with respect to the moving image or still image processed in the smart video device, thereby continuously operating the smart video device with low power There is an effect that can be.

또한, 본 발명에 따르면 저전력 동작이 가능하고, 스스로 에너지 하비스팅을 수행하여 동작하기 때문에 전력 인프라 구축이 어려운 지역에서 설치되어 동작하는 사물인터넷 환경의 스마트 비디오 디바이스에 적용하기에 적합한 장점이 있다.In addition, according to the present invention, there is an advantage to be applied to a smart video device in an object Internet environment installed in an area where a power infrastructure is difficult to construct because a low power operation is possible and an energy harvesting is performed by itself.

또한, 본 발명에 따르면 에너지 관리 모듈에서 과거 하비스팅된 에너지와 소비된 에너지의 데이터를 수집 및 관리하고, 이를 이용하여 현재 배터리에 남아있는 에너지 레벨에 따라 미래의 입출력 에너지량을 예측하여 스마트 비디오 디바이스를 동작시키기 때문에 안정적으로 지속가능하게 스마트 비디오 디바이스를 동작시킬 수 있는 효과도 있다.
According to the present invention, the energy management module collects and manages the data of the past energy harvested and the energy consumed, and estimates future input / output energy amount according to the energy level remaining in the battery at present, The smart video device can be operated stably and stably.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 배터리의 에너지 레벨에 따라 동작 모드를 가변하는 저전력 스마트 비디오 디바이스의 구성도,
도 2는 본 발명에서 에너지 제어 계수인 프로세서의 동작 주파수에 따른 에너지 소비 관계도,
도 3은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 배터리의 에너지 레벨에 따라 동작 모드를 가변하는 저전력 스마트 비디오 디바이스 제어방법 중 동작 모드 결정 과정을 보인 흐름도,
도 4는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 배터리의 에너지 레벨에 따라 동작 모드를 가변하는 저전력 스마트 비디오 디바이스 제어방법 중 동영상 촬영 모드의 동작 과정을 보인 흐름도,
도 5는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 배터리의 에너지 레벨에 따라 동작 모드를 가변하는 저전력 스마트 비디오 디바이스 제어방법 중 사진 촬영 모드의 동작 과정을 보인 흐름도,
도 6은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 배터리의 에너지 레벨에 따라 동작 모드를 가변하는 저전력 스마트 비디오 디바이스 제어방법 중 하이버네이션 모드의 동작 과정을 보인 흐름도.
FIG. 1 is a block diagram of a low power smart video device for varying an operation mode according to an energy level of a battery according to a preferred embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing an energy consumption relationship according to an operating frequency of a processor, which is an energy control coefficient in the present invention,
3 is a flowchart illustrating an operation mode determination process in a low power smart video device control method for varying an operation mode according to an energy level of a battery according to a preferred embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a flowchart illustrating an operation procedure of a moving picture photographing mode in a low power smart video device control method for varying an operation mode according to an energy level of a battery according to a preferred embodiment of the present invention;
FIG. 5 is a flowchart illustrating an operation of a photographing mode of a low power smart video device control method for varying an operation mode according to an energy level of a battery according to a preferred embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a flowchart illustrating an operation of a hibernation mode in a low power smart video device control method for varying an operation mode according to an energy level of a battery according to a preferred embodiment of the present invention.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 배터리의 에너지 레벨에 따라 동작 모드를 가변하는 저전력 스마트 비디오 디바이스 및 그 제어방법을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a low-power smart video device and its control method for varying an operation mode according to an energy level of a battery according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 배터리의 에너지 레벨에 따라 동작 모드를 가변하는 저전력 스마트 비디오 디바이스의 블록 구성도이다.FIG. 1 is a block diagram of a low power smart video device that varies an operation mode according to the energy level of a battery according to a preferred embodiment of the present invention.

본 발명에 따른 배터리의 에너지 레벨에 따라 동작 모드를 가변하는 저전력 스마트 비디오 디바이스(1)는 에너지 하비스팅 유닛(10), 배터리(20) 및 시스템 보드(30)를 포함하여 구성된다.A low power smart video device (1) for varying the operation mode according to the energy level of a battery according to the present invention comprises an energy harvesting unit (10), a battery (20) and a system board (30).

에너지 하비스팅 유닛(10)은 주변 환경으로부터 에너지를 수집하기 위한 역할을 하는 것으로서, 태양 광 에너지를 전지 에너지로 변환하기 위한 솔라 패널(11), 솔라 패널(12)에서 변환한 전기 에너지를 적절한 전압 레벨로 변환하여 배터리(20)를 충전하는 충전 회로(12)를 포함한다.The energy harvesting unit 10 serves to collect energy from the surrounding environment. The energy harvesting unit 10 includes a solar panel 11 for converting solar energy into battery energy, And a charging circuit 12 for charging the battery 20 by converting the level to a level.

여기서 본 발명은 하비스팅 에너지로 자연에 존재하는 태양 광 에너지를 이용하였으나, 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니고 바람이나 물을 이용한 풍력이나 수력 등을 이용한 에너지 하비스팅도 사용할 수 있다.Here, the present invention uses solar energy existing in nature as harvesting energy, but the present invention is not limited thereto, and energy harvesting using wind or water using wind power or water power can also be used.

배터리(20)는 에너지 하비스팅 유닛(10)에서 생성된 에너지를 충전 및 방전하는 역할을 한다.The battery 20 serves to charge and discharge the energy generated in the energy harvesting unit 10.

시스템 보드(30)는 상기 배터리(20)의 에너지 레벨을 검출하고, 검출한 배터리(20)의 에너지 레벨에 따라 동적으로 에너지 소비량을 조절하기 위한 에너지 제어 계수를 설정하며, 설정한 에너지 제어 계수를 기초로 전력 소모를 제어하는 역할을 한다.The system board 30 detects the energy level of the battery 20, sets an energy control coefficient for dynamically adjusting the energy consumption amount according to the detected energy level of the battery 20, It controls power consumption as a basis.

여기서 에너지 제어 계수는 화면 률, 양자화 계수, 동작 주파수, 해상도의 조합을 의미한다. 에너지 제어 계수는 스마트 비디오 디바이스에서 위 세부계수들의 가능한 조합들 중에서 하나를 선택하여 사용하는 것이 바람직하다.Here, the energy control coefficient means a combination of the picture ratio, the quantization coefficient, the operating frequency, and the resolution. It is desirable to use one of the possible combinations of the above detailed coefficients in the smart video device to use the energy control coefficient.

예컨대, 가능한 화면 률(fr) = {30, 15, 10, 5, 2, 1, 0.5, 0.1, 0.05, 0.01}, 양자화 계수(qp) = {25, ... , 50}, 동작 주파수(f) = {1000, 1100, 1200, 1300, 1400, 1500, 1600, 1700, 1800, 1900, 2000}MHz, 해상도(r) = {QCIF, CIF, VGA, XGA, FullHD}라고 하면, 에너지 제어 계수(EC) 하나를 예를 들면 EC = {fr = 10, qp = 25, f = 1600, r = CIF}가 될 수 있다.For example, the possible frame rate fr = {30,15,10,5,2,0,1,0,0,0,0,0,0}, the quantization factor qp = {25, ..., 50}, the operating frequency = {1000, 1100, 1200, 1300, 1400, 1500, 1600, 1700, 1800, 1900, 2000} MHz and resolution r = {QCIF, CIF, VGA, XGA, FullHD} (EC), for example EC = {fr = 10, qp = 25, f = 1600, r = CIF}.

여기서, 각 세부계수들은 디바이스에서 지원하는 하드웨어나 설계자의 정책에 따라 더 세분화될 수도 있으며, 각각의 값을 더욱 조밀하게 설정하거나 그 간격을 더욱 넓혀 설정하는 것도 가능하다.Here, each of the detailed coefficients may be further subdivided according to the hardware supported by the device or the policy of the designer, and it is also possible to set each value more densely or further widen the interval.

상기 시스템 보드(30)는 영상 촬영을 위한 이미지 센서(32); 상기 이미지 센서(32)에서 획득한 영상을 압축하는 비디오 코덱(35); 상기 비디오 코덱(35)에서 압축된 압축 영상 데이터를 저장하기 위한 메모리(34); 상기 압축 영상 데이터를 전송하기 위한 전송유닛(33); 하이버네이션(Hibernation) 동작시 사람 및 물체 감지를 위한 적외선(IR) 센서(31); 스마트 비디오 디바이스(1)에서 소비된 에너지량과 하비스팅된 에너지량을 기초로 배터리의 입출력 에너지량을 산출하고, 산출한 배터리의 입출력 에너지량에 따라 동작 모드를 결정하고, 결정한 동작 모드에 따라 전력을 제어하는 에너지 관리 모듈(36), 스마트 비디오 디바이스(1)의 전체 동작을 제어하는 중앙처리장치(CPU)(37)를 포함한다.The system board 30 includes an image sensor 32 for capturing an image; A video codec 35 for compressing the image obtained by the image sensor 32; A memory (34) for storing compressed image data compressed by the video codec (35); A transmission unit (33) for transmitting the compressed image data; An infrared (IR) sensor 31 for human and object detection during hibernation operation; Output energy amount of the battery on the basis of the amount of energy consumed and the amount of energy harvested in the smart video device 1, determines the operation mode in accordance with the input / output energy amount of the calculated battery, An energy management module 36 for controlling the entire operation of the smart video device 1, and a central processing unit (CPU) 37 for controlling the overall operation of the smart video device 1.

여기서 에너지 제어 계수는 영상의 화면 률, 비디오 코덱에서의 양자화 계수, 중앙처리장치와 같은 프로세서의 동작 주파수, 해상도 중 적어도 어느 하나 이상을 조절하여 전력을 제어하기 위한 값이다.Here, the energy control coefficient is a value for controlling power by adjusting at least one of an image aspect ratio, a quantization coefficient in a video codec, an operation frequency of a processor such as a central processing unit, and a resolution.

또한, 상기 에너지 관리 모듈(36)은 상기 산출한 에너지 제어 계수를 기반으로 동작 모드를 결정하고, 결정한 동작 모드에 따라 에너지 소비량을 다르게 조절하는 것이 바람직하다. In addition, the energy management module 36 may determine the operation mode based on the calculated energy control coefficient, and adjust the energy consumption according to the determined operation mode.

여기서 동작 모드는 동영상 촬영 모드, 사진 촬영 모드, 하이버네이션 모드 중 적어도 어느 하나 이상을 포함하는 것이 바람직하다.Here, it is preferable that the operation mode includes at least one of a moving image shooting mode, a photo shooting mode, and a hibernation mode.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 배터리 에너지 레벨에 따라 동작 모드를 가변하는 저전력 스마트 비디오 디바이스 제어방법 중 동작 모드 결정 과정을 보인 흐름도이다.3 is a flowchart illustrating an operation mode determination process of a low power smart video device control method for varying an operation mode according to a battery energy level according to a preferred embodiment of the present invention.

도 3에 도시한 바와 같이, 동작 모드 결정 과정은 (a) 스마트 비디오 디바이스(1)가 구동되면, 스마트 비디오 디바이스(1)의 구동시간(T)을 초기화하고, 에너지 하비스팅 유닛(10)에서 수집한 에너지량과 스마트 비디오 디바이스(1)에서 소비되는 소비 에너지 량을 기초로 특정시간 후의 배터리 에너지 레벨을 예측하는 단계(S10 ~ S40); (b) 상기 배터리 에너지 레벨을 예측한 후, 현재 에너지 레벨과 기설정된 동작 모드를 결정하기 위한 제1 및 제2 기준 값을 비교하여, 그 대소 여부에 따라 동작 모드를 결정하는 단계(S50, S70); (c) 상기 결정한 동작 모드에 따라 에너지 소비량을 다르게 조절하여 전력에 제어하는 단계(S60, S80, S90)를 포함한다.3, when the smart video device 1 is activated, the operation mode determination process initializes the driving time T of the smart video device 1, and the energy saving unit 10 (S10 to S40) of predicting a battery energy level after a specific time based on the collected energy amount and the consumed energy amount consumed in the smart video device 1; (b) comparing the current energy level with the first and second reference values for determining a predetermined operation mode after predicting the battery energy level, and determining an operation mode according to whether the current energy level is large or small (S50, S70 ); (c) controlling the energy consumption to be different according to the determined operation mode (S60, S80, S90).

이와 같이 구성된 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 배터리 에너지 레벨에 따라 동작 모드를 가변하는 저전력 스마트 비디오 디바이스 및 그 제어방법을 첨부한 도면 도 1 내지도 6을 참조하여 구체적으로 설명하면 다음과 같다.A low-power smart video device and its control method for varying the operation mode according to a battery energy level according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 6 attached hereto.

먼저, 스마트 비디오 디바이스(1)의 에너지 관리모듈(36)은 스마트 비디오 디바이스(1)의 지속동작이 가능하도록 하기 위하여 스스로 에너지 하비스팅 유닛(10)에서 하비스팅되는 에너지를 배터리(20)에 충전하고, 배터리(20)에 충전된 에너지를 이용하여 동작하며, 배터리(20)의 에너지 레벨에 따라 동적으로 영상의 화면률, 비디오 코덱의 양자화 계수, 프로세서의 동작 주파수, 해상도를 동작 모드를 결정하기 위한 제어 계수로 하여 에너지 소비량을 다르게 조절하여 저전력 동작이 가능하도록 한다.First, the energy management module 36 of the smart video device 1 charges the battery 20 with the energy harvested by the energy harvesting unit 10 itself so as to enable the continuous operation of the smart video device 1 And operates using the energy charged in the battery 20 and dynamically determines the operation mode of the image rate of the image, the quantization coefficient of the video codec, the operation frequency of the processor, and the resolution according to the energy level of the battery 20 So that low power operation is possible.

예컨대, 에너지 하비스팅 유닛(10)의 솔라 패널(11)에서 획득한 전기 에너지를 충전 회로(12)를 통해 하비스팅 에너지로 배터리(20)에 저장되며, 아울러 하비스팅되는 에너지 량은 시스템 보드(30)의 에너지 관리 모듈(36)에도 전달된다. 여기서 하비스팅되는 에너지 량은 충전 회로(12)를 통해 검출할 수 있으며, 별도의 에너지 검출 수단을 이용하여 검출하는 것도 가능하다.For example, the electric energy obtained in the solar panel 11 of the energy harvesting unit 10 is stored in the battery 20 as harvesting energy through the charging circuit 12, and the amount of energy harvested is stored in the system board 30 to the energy management module 36. The amount of energy to be harvested here can be detected through the charging circuit 12, and it is also possible to detect using the energy detection means.

여기서 스마트 비디오 디바이스(1)의 동작이 시작되면, 에너지 관리모듈(36)은 실시간으로 스마트 비디오 디바이스(1)에서 소비되는 에너지 량을 검출하여 시간 단위로 저장한다. 그리고 시간 단위로 저장된 스마트 비디오 디바이스(1)에서 소비된 에너지 량과 상기 에너지 하비스팅 유닛(10)으로부터 하비스팅된 에너지 량을 이용하여 배터리(20)의 입출력 에너지 량을 계산한다. 아울러 일정 시간 동안 하비스팅된 에너지 량과 상기 스마트 비디오 디바이스에서 일정 시간 동안 소비된 에너지 량을 이용하여, 추후 일정 시간 동안 입출력되는 에너지 량을 예측한다. 그리고 이러한 예측 결과를 기초로 스마트 비디오 디바이스(1)가 추후 에너지 고갈이 발생하여 동작이 멈추지 않도록 동작 모드를 결정하고, 결정한 동작 모드에 따라 소비 전력을 조절한다.Here, when the operation of the smart video device 1 is started, the energy management module 36 detects the amount of energy consumed in the smart video device 1 in real time and stores it in units of time. The amount of input / output energy of the battery 20 is calculated using the amount of energy consumed in the smart video device 1 stored in units of hours and the amount of energy harvested from the energy harvesting unit 10. The amount of energy input / output for a predetermined time is predicted by using the amount of energy harvested for a predetermined time and the amount of energy consumed for a predetermined time in the smart video device. Based on the prediction result, the smart video device 1 determines the operation mode so that the operation is not stopped due to energy exhaustion in the future, and controls the power consumption according to the determined operation mode.

예컨대, 도 3에 도시한 바와 같이, 배터리의 에너지 레벨에 따라 동작 모드를 결정한다.For example, as shown in Fig. 3, the operation mode is determined according to the energy level of the battery.

동작 모드를 결정하기 위해서, 단계 S10에서와 같이 시스템 구동이 시작되면 시스템 구동 시간(T)을 "0"으로 초기화하고(0sec), 단계 S20에서 현재 배터리의 에너지 레벨을 입력받는다. 여기서 현재 배터리의 에너지 레벨은 상기와 같이 일정 시간 동안 하비스팅된 에너지 량과 일정 시간 동안 디바이스에서 소비한 에너지 량을 이용하여 산출한 에너지 레벨이 된다.In order to determine the operation mode, when the system is started as in step S10, the system drive time T is initialized to 0 (0 sec) and the energy level of the current battery is input in step S20. Here, the energy level of the present battery is the energy level calculated by using the amount of energy harvested for a predetermined time and the amount of energy consumed by the device for a predetermined time.

다음으로, 단계 S30에서 과거로부터 프로파일링 된 일정 시간 동안 하비스팅 되는 에너지 량을 입력받고, 단계 S40에서 상기 과거로부터 프로파일링 된 일정 시간 동안 하비스팅되는 에너지량을 기초로 추후 일정 시간 동안 하비스팅되는 에너지량을 예측하고, 현재 배터리의 에너지 량과 예측된 일정 시간 동안 하비스팅되는 에너지량을 합하여 일정 시간 후까지 사용가능한 에너지량을 계산하여, 일정시간 후의 배터리의 에너지 레벨을 예측한다. 그 예측 결과 일정 시간 후의 배터리의 에너지가 고갈될 우려가 있는 있으면, 디바이스를 저전력 상태로 운영하여 지속적으로 동작을 가능케 하기 위해 소비 전력을 조절하여 에너지를 관리한다.Next, in step S30, an amount of energy to be harvested for a predetermined time profiled from the past is input, and in step S40, based on the amount of energy harvested for a certain period of time profiled from the past, Estimates the energy amount, calculates the usable amount of energy up to a certain time by summing the amount of energy of the present battery and the amount of energy harvested for a predetermined period of time, and predicts the energy level of the battery after a predetermined time. As a result of the prediction, if there is a possibility that the battery energy is exhausted after a predetermined time, the device is operated in a low power state and the energy is controlled by adjusting the power consumption to enable continuous operation.

즉, 단계 S50에서와 같이 현재 배터리의 에너지 레벨과 동작 모드를 결정하기 위해 기설정된 제1기준 값을 비교하여, 상기 배터리의 에너지 레벨이 상기 제1 기준 값보다 클 경우, 단계S60으로 이동하여 소비 전력 제어 모드를 동영상 촬영 모드로 결정하고, 소비 전력을 제어한다.That is, as in step S50, if the energy level of the battery is greater than the first reference value by comparing the energy level of the current battery with the predetermined first reference value to determine the operation mode, The power control mode is determined to be a moving image shooting mode, and the power consumption is controlled.

아울러 단계 S50에서 비교한 결과, 현재 배터리의 에너지 레벨이 동작 모드를 결정하기 위해 기설정된 제1기준 값보다 작을 경우, 단계 S70으로 이동하여 상기 배터리의 에너지 레벨과 동작 모드를 결정하기 위해 기설정된 제2기준 값을 비교하여, 상기 배터리의 에너지 레벨이 상기 제2기준 값보다 클 경우, 즉, 배터리의 에너지 레벨이 상기 제1기준 값과 상기 제2기준 값 사이에 존재할 경우에는 단계 S80으로 이동하여 소비 전력 제어 모드를 사진 촬영 모드로 결정하고, 소비 전력을 제어한다.If it is determined in step S50 that the energy level of the current battery is less than the predetermined first reference value for determining the operation mode, the process proceeds to step S70 to determine the energy level and the operation mode of the battery. If the energy level of the battery is greater than the second reference value, that is, if the energy level of the battery is between the first reference value and the second reference value, the process proceeds to step S80 The power consumption control mode is determined as the photographing mode, and the power consumption is controlled.

또한, 상기 단계 S70의 비교 결과, 현재 배터리의 에너지 레벨이 상기 제2기준 값보다 작을 경우에는, 단계 S90으로 이동하여 소비전력 제어 모드를 하이버네이션 모드로 결정하고, 소비 전력을 제어한다.If it is determined in step S70 that the energy level of the battery is lower than the second reference value, the process proceeds to step S90 to determine the power consumption control mode as the hibernation mode and to control the power consumption.

여기서 제1기준 값은 동작 모드를 동영상 촬영 모드로 결정하기 위한 문턱 값이며, 상기 제2기준 값은 동작 모드를 하이버네이션 모드로 결정하기 위한 문턱 값이다. 제1 및 제2 기준 값은 실험을 통해 디바이스의 소비 전력을 고려하여 적절하게 설정하는 것이 바람직하다.Here, the first reference value is a threshold for determining the operation mode to be a moving image shooting mode, and the second reference value is a threshold for determining the operation mode to be the hibernation mode. The first and second reference values are preferably set appropriately in consideration of the power consumption of the device through experiments.

상기 각각의 모드에 대한 소비 전력 제어는 해상도, 화면 률, 양자화 계수, 동작 주파수를 제어 계수로 설정하고, 각각의 제어 계수를 제어하여 소비 전력을 제어한다.The power consumption control for each mode sets the resolution, the picture rate, the quantization coefficient, and the operating frequency as control coefficients, and controls the power consumption by controlling the respective control coefficients.

여기서 해상도는 영상 촬영시 이미지의 정밀도로서, 화면의 선명도를 의미하며, 해상도가 높을수록 에너지가 많이 소모된다. 화면 률(screen rate)은 초당 영상이 촬영되는 횟수로, 일반적인 화면 률은 30fps(frame per second)이다. 화면 비율이 높을수록 에너지가 많이 소모된다. 양자화 계수는 비디오 압축시 사용하는 양자화 계수를 의미한다. Here, the resolution means the sharpness of the image, which is the accuracy of the image at the time of image capturing. The higher the resolution, the more energy is consumed. The screen rate is the number of times the image is captured per second, and the typical aspect ratio is 30 fps (frame per second). The higher the aspect ratio, the more energy is consumed. The quantization coefficient means a quantization coefficient used in video compression.

H.264/AVC, MPEG-4와 같이 일반적인 비디오 코덱에서 사용되는 양자화 계수는 비디오의 품질을 조절하기 위해 사용된다. 특히, 낮은 양자화 계수를 사용할수록 비디오의 화질은 좋아지나 프로세서가 처리해야 할 계산량이 높아지게 되어 에너지 소비량이 높아지게 된다.The quantization coefficients used in general video codecs such as H.264 / AVC and MPEG-4 are used to control the quality of video. In particular, the lower the quantization coefficient, the better the video quality, but the higher the amount of computation the processor has to process, the higher the energy consumption.

일반적으로 영상 내 움직임이 적은 경우, 비디오 부호기는 양자화 계수나 움직임 추정 방식의 조절에 의한 계산량 감축보다 화면 률 제어로 보다 효과적으로 계산량을 감축할 수 있다.In general, when the motion in the image is small, the video encoder can reduce the calculation amount more effectively by controlling the picture rate than the calculation amount reduction by controlling the quantization coefficient or the motion estimation method.

동작 주파수는 중앙처리장치와 같은 프로세서의 동작 타이밍이다.The operating frequency is the operating timing of the processor, such as a central processing unit.

CPU의 에너지 소비 제어 방법으로 DVFS 기법이 사용된다. CMOS 회로의 전원 전압과 동작 주파수는 비례하며, 소모 에너지는

Figure 112015024448114-pat00001
(또는
Figure 112015024448114-pat00002
)의 관계를 갖는다. 비디오 부호기에서 각 비디오 프레임은 압축 및 전송시 지연이 존재하고, 각 비디오 프레임별로 영상의 복잡도가 달라서 부호화를 위한 연산량이 달라질 수 있다. 따라서, 도 2와 같이 부호화 지연 제약하에서 CPU에 의한 부호화가 가능할 수 있는 수준으로 주파수를 제어하는 방식으로 많은 에너지를 절약할 수 있다.The DVFS technique is used to control CPU energy consumption. The power supply voltage of the CMOS circuit is proportional to the operating frequency, and the consumed energy is
Figure 112015024448114-pat00001
(or
Figure 112015024448114-pat00002
). In the video encoder, there is a delay in compression and transmission of each video frame, and the complexity of the video is different for each video frame, so that the amount of coding for coding can be changed. Accordingly, as shown in FIG. 2, much energy can be saved by controlling the frequency to a level at which encoding by the CPU is possible under the coding delay constraint.

스마트 비디오 디바이스에서 현재 배터리 레벨, 단위 시간당 하비스팅 에너지, 입력 비디오 프레임의 부호화 복잡도를 고려하여, 일정 수준 이상의 화질로 부호화가 가능하도록 비디오 코덱의 제어계수들을 결정해야 한다. 특히, 화면 률이 낮아질수록 비디오 프레임의 부호화 지연도 이에 반비례하여 증가하기 때문에 이를 고려한 DVFS 제어가 동시에 이루어질 경우, 보다 효과적인 에너지 소비량 제어가 가능하다.Considering the current battery level, harvesting energy per unit time, and coding complexity of the input video frame in the smart video device, the control coefficients of the video codec must be determined so that the image quality can be encoded with a certain level of quality. In particular, since the coding delay of the video frame increases inversely as the picture rate is lowered, it is possible to more effectively control the energy consumption when the DVFS control is performed simultaneously.

따라서 이러한 개념을 기반으로 본 발명에서는 제어 계수를 조절하여, 전체적인 에너지 소비 량을 조절하여, 저 전력에서도 장시간 디바이스를 사용할 수 있는 지속 가능상태로 만든다.Therefore, in the present invention, the control coefficient is adjusted to adjust the overall energy consumption amount, thereby making the device sustainable for a long time at low power.

이하, 상기 각각의 동작 모드에 대한 소비 전력 제어 과정을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a power consumption control process for each of the operation modes will be described in detail.

도 4는 동영상 촬영 모드에 대한 소비 전력 제어 과정을 도시한 것이다. 도 4와 같이 배터리의 에너지 레벨이 제1 기준 값 이상일 경우 동작하는 모드로써, 특정 정수 단위 이상의 화면 률을 갖고 비디오 촬영, 압축 및 저장, 전송을 수행하는 모드이다.FIG. 4 shows a power consumption control process for a moving picture shooting mode. As shown in FIG. 4, the mode operates when the energy level of the battery is equal to or greater than the first reference value, and is a mode for performing video shooting, compression, storage, and transmission with a screen rate of a certain integer unit or more.

단계 S101에서와 같이 동영상 촬영 모드로 전환을 하고, 단계 S202에서와 같이 입력받은 배터리의 에너지 레벨에 따라 에너지 제어계수를 설정한다.The mode is switched to the moving picture shooting mode as in step S101, and the energy control coefficient is set according to the energy level of the input battery as in step S202.

다음으로, 단계 S103에서 동영상 촬영 모드 동작시 일정 시간 동안 스마트비디오 디바이스에서 소비되는 에너지 량을 예측하고, 단계 S104에서 일정 시간 후 배터리의 에너지 레벨이 동영상 촬영 모드 동작시 일정 시간 동안 스마트 비디오 비다이스에서 소비되는 에너지 량보다 큰지를 확인한다. 예컨대, 설정된 에너지 제어계수에 따라 추후 일정 시간 동안 스마트 비디오 디바이스가 동작할 시, 에너지 고갈이 발생하지 않는지를 판별한다. 만약, 상기 일정 시간 후 배터리의 에너지 레벨이 상기 동영상 촬영 모드 동작시 일정 시간 동안 스마트 비디오 디바이스에서 소비되는 에너지 량보다 크지 않을 경우에는 일정 시간 후에 에너지 고갈이 발생하므로 상기 단계 S102으로 이동하여 에너지 제어계수를 변경한다.Next, in step S103, the amount of energy consumed in the smart video device is predicted for a certain period of time during the motion picture shooting mode operation, and the energy level of the battery is measured in the smart video non- It is confirmed that it is larger than the amount of energy consumed. For example, when the smart video device operates for a predetermined time according to the set energy control coefficient, it is determined whether energy exhaustion does not occur. If the energy level of the battery is not greater than the amount of energy consumed in the smart video device for a certain period of time during the moving image capture mode operation, the energy is exhausted after a predetermined time, .

아울러 상기 일정 시간 후 배터리의 에너지 레벨이 상기 동영상 촬영 모드 동작시 일정 시간 동안 스마트 비디오 디바이스에서 소비되는 에너지 량보다 클 경우에는, 단계 S105로 이동하여 설정된 에너지 제어 계수로 시스템을 구동하여 소비 전력을 조절한다.If the energy level of the battery is greater than the amount of energy consumed in the smart video device for a certain period of time during the moving picture photographing mode operation, the process proceeds to step S105 where the system is operated with the set energy control coefficient to adjust the power consumption do.

이후, 단계 S106에서는 시스템 구동 시간(T)에다가 일정 시간 주기(t)를 합하여, N번째 동작 모드 종료시간을 설정한다. 여기서 일정 시간 주기(t)는 동작 모드를 다시 설정하기 위한 주기를 의미한다.Thereafter, in step S106, the Nth operation mode end time is set by adding a certain time period (t) to the system drive time (T). Here, the predetermined time period t means a period for resetting the operation mode.

다음으로, 단계 S107에서 현재 배터리의 에너지 레벨을 입력받고, 단계 S108로 이동하여 현재 입력받은 배터리의 에너지 레벨이 시스템 구동에 필요한 최소 에너지 이상인지를 확인하여, 상기 입력받은 배터리의 에너지 레벨이 상기 시스템 구동에 필요한 최소 에너지 이상일 경우 단계 S109로 이동하여 한 장의 비디오를 처리하고, 단계 S110로 이동하여 시스템 구동 시간에 하나의 프로세서 데스크 처리 시간을 가산하여 시스템 구동 시간을 설정한다. 이와는 달리 상기 단계 S108의 확인 결과, 현재 입력받은 배터리의 에너지 레벨이 시스템 구동에 필요한 최소 에너지보다 작을 경우에는, 비디오를 처리하지 않고 바로 상기 단계 S110으로 이동한다.Next, in step S107, the energy level of the current battery is input. In step S108, it is checked whether the energy level of the currently input battery is greater than or equal to a minimum energy required for system operation. If it is equal to or greater than the minimum energy required for driving, the process proceeds to step S109 to process one piece of video. The process moves to step S110 and adds one processor desk processing time to the system driving time to set the system driving time. On the other hand, if it is determined in step S108 that the energy level of the currently input battery is smaller than the minimum energy required for driving the system, the process directly proceeds to step S110 without processing the video.

이후, 단계 S111로 이동하여 시스템 구동 시간과 N번째 동작모드 종료시간을 비교하여, 상기 시스템 구동 시간이 상기 N번째 동작모드 종료시간보다 클 경우에는 도 3의 단계 S20으로 이동하고, 상기 시스템 구동 시간이 상기 N번째 동작모드 종료시간보다 작을 경우에는 상기 단계 S109로 이동하여 다시 한 장의 비디오를 처리하는 방식으로, 동영상 촬영모드에 대한 동작을 제어한다.Thereafter, the process proceeds to step S111. In step S111, the system drive time is compared with the Nth operation mode end time. If the system drive time is greater than the Nth operation mode end time, the process proceeds to step S20 in FIG. Is smaller than the N-th operation mode end time, the process moves to step S109 to process one video again, and controls the operation for the moving picture shooting mode.

도 5는 사진 촬영 모드에 대한 소비 전력 제어 과정을 도시한 것이다. 도 5와 같이 배터리의 에너지 레벨이 촬영 변환 문턱 값(제1 기준 값)과 휴면 전환 문턱 값(제2 기준 값) 사이에서 동작하는 모드로써, 특정 정수 단위 미만의 화면 률을 갖고 사진을 촬영, 압축 및 저장, 전송을 수행하는 모드이다. 스마트 비디오 디바이스가 사진 촬영 모드로 동작할 시 스마트 비디오 디바이스 내의 타이머를 이용하여 일정 주기 간격으로 스냅 샷 기능을 이용하여 사진을 촬영할 수 있어야 한다. 스마트 비디오 디바이스가 사진 촬영 모드로 동작 시 동영상 촬영 모드와 마찬가지로 추후 에너지 제어계수에 따른 배터리의 에너지 고갈이 발생하지 않도록 적절한 에너지 제어계수로 설정되어 동작 되어야 하며, 스마트 비디오 디바이스에서 소비되는 에너지 량이 비교적 높기 때문에 주기적으로 시스템 동작이 멈추지 않게 하기 위하여 주기적으로 현재 배터리의 에너지 레벨을 확인할 필요성이 있다.FIG. 5 shows a power consumption control process for the photographing mode. As shown in FIG. 5, a mode in which the energy level of a battery operates between a photographing conversion threshold value (first reference value) and a sleep switching threshold value (second reference value) Compression, storage, and transmission. When the smart video device operates in the photo shooting mode, it should be able to take a snapshot using the timer within the smart video device at regular intervals. When the smart video device operates in the photo shooting mode, it should be operated with an appropriate energy control coefficient so as not to cause energy exhaustion of the battery according to the energy control coefficient, as in the video shooting mode, and the amount of energy consumed by the smart video device is relatively high Therefore, it is necessary to periodically check the energy level of the current battery in order to prevent the system operation from being stopped periodically.

예컨대, 단계 S201에서와 같이 사진 촬영 모드로 전환을 하고, 단계 S202에서와 같이 입력받은 배터리의 에너지 레벨에 따라 에너지 제어계수를 설정한다.For example, the photographing mode is switched to the photographing mode as in step S201, and the energy control coefficient is set according to the energy level of the input battery as in step S202.

다음으로, 단계 S203에서 사진 촬영 모드 동작시 일정 시간 동안 스마트비디오 디바이스에서 소비되는 에너지 량을 예측하고, 단계 S204에서 일정 시간 후 배터리의 에너지 레벨이 사진 촬영 모드 동작시 일정 시간 동안 스마트 비디오 비다이스에서 소비되는 에너지 량보다 큰지를 확인한다. 예컨대, 설정된 에너지 제어계수에 따라 추후 일정 시간 동안 스마트 비디오 디바이스가 동작할 시, 에너지 고갈이 발생하지 않는지를 판별한다. 만약, 상기 일정 시간 후 배터리의 에너지 레벨이 상기 사진 촬영 모드 동작시 일정 시간 동안 스마트 비디오 디바이스에서 소비되는 에너지 량보다 크지 않을 경우에는 일정 시간 후에 에너지 고갈이 발생하므로 상기 단계 S202로 이동하여 에너지 제어계수를 변경한다.Next, in step S203, the amount of energy consumed in the smart video device is predicted for a certain period of time during the photographing mode operation, and the energy level of the battery is measured in the smart video non- It is confirmed that it is larger than the amount of energy consumed. For example, when the smart video device operates for a predetermined time according to the set energy control coefficient, it is determined whether energy exhaustion does not occur. If the energy level of the battery is not greater than the amount of energy consumed in the smart video device for a certain period of time during the photographing mode operation, the energy is exhausted after a predetermined time, .

아울러 상기 일정 시간 후 배터리의 에너지 레벨이 상기 사진 촬영 모드 동작시 일정 시간 동안 스마트 비디오 디바이스에서 소비되는 에너지 량보다 클 경우에는, 단계 S205로 이동하여 설정된 에너지 제어 계수로 시스템을 구동하여 소비 전력을 조절한다.If the energy level of the battery is greater than the amount of energy consumed in the smart video device for a predetermined period of time during the photographing mode operation, the process proceeds to step S205 to control the power consumption do.

이후, 단계 S206에서는 시스템 구동 시간(T)에다가 일정 시간 주기(t)를 합하여, N번째 동작 모드 종료시간을 설정하고, 타이머를 구동한다. 여기서 일정 시간 주기(t)는 동작 모드를 다시 설정하기 위한 주기를 의미한다.Thereafter, in step S206, a predetermined time period t is added to the system drive time T, the Nth operation mode end time is set, and the timer is driven. Here, the predetermined time period t means a period for resetting the operation mode.

다음으로, 단계 S207에서 타이머 이벤트가 발생했는지를 확인하여(사진 촬영), 타이머 이벤트가 발생하지 않았으면 현재 상태를 유지하고, 타이머 이벤트가 발생한 경우에는 단계 S208로 이동하여 현재 배터리의 에너지 레벨을 입력받고, 단계 S209로 이동하여 현재 입력받은 배터리의 에너지 레벨이 시스템 구동에 필요한 최소 에너지 이상인지를 확인하여, 상기 입력받은 배터리의 에너지 레벨이 상기 시스템 구동에 필요한 최소 에너지 이상일 경우 단계 S210으로 이동하여 한 장의 정지영상을 처리하고, 단계 S211로 이동하여 시스템 구동 시간에 하나의 프로세서 데스크 처리 시간을 가산하여 시스템 구동 시간을 설정한다. 이와는 달리 상기 단계 S209의 확인 결과, 현재 입력받은 배터리의 에너지 레벨이 시스템 구동에 필요한 최소 에너지보다 작을 경우에는, 정지 영상을 처리하지 않고 바로 상기 단계 S211로 이동한다.Next, in step S207, it is determined whether a timer event has occurred (photographing). If no timer event has occurred, the current state is maintained. If a timer event has occurred, the process proceeds to step S208, In step S209, it is determined whether the energy level of the currently input battery is greater than or equal to a minimum energy required for system operation. If the energy level of the input battery is greater than or equal to the minimum energy required for the system operation, The process proceeds to step S211, and one processor desk processing time is added to the system driving time to set the system driving time. On the other hand, if it is determined in step S209 that the energy level of the currently input battery is smaller than the minimum energy required for driving the system, the process directly goes to step S211 without processing the still image.

이후, 단계 S212에서 시스템 구동 시간과 N번째 동작모드 종료 시간을 비교하여, 상기 시스템 구동 시간이 상기 N번째 동작모드 종료시간보다 클 경우에는 단계 S213으로 이동하여 타이머를 종료시키고, 도 3의 단계 S20으로 이동하고, 상기 시스템 구동 시간이 상기 N번째 동작모드 종료시간보다 작을 경우에는 상기 단계 S207로 이동하여 다시 한 장의 비디오를 처리하는 방식으로, 사진 촬영모드에 대한 동작을 제어한다.If the system drive time is greater than the Nth operation mode end time in step S212, the process proceeds to step S213 to terminate the timer. In step S20 If the system drive time is less than the Nth operation mode end time, the process proceeds to step S207 to process a single piece of video again to control the operation for the picture taking mode.

도 6은 하이버네이션 모드에 대한 소비 전력 제어 과정을 도시한 것이다. 도 6에 도시한 바와 같이, 하이버네이션 모드는 배터리의 에너지 레벨이 휴면 전환 문턱 값(제2기준 값) 미만일 경우 동작하는 모드로써, 화면 률이 소수단위의 일정 값 이하로 비디오 또는 정지영상을 촬영, 압축 및 저장, 전송을 수행하는 모드이다. 스마트 비디오 디바이스가 특정 에너지 제어계수로 설정되어 하이버네이션 모드로 동작할 시 스마트 비디오 디바이스의 내부 타이머에 의해 비교적 긴 주기 간격으로 일정 시간 동안만 동영상 압축을 수행하거나 특정 횟수의 사진을 촬영한 뒤 다시 휴면 모드로 전환되는 것이 가능하다. 이러한 스마트 비디오 디바이스가 하이버네이션 동작 중 타이머에 의해서 촬영되는 동영상 혹은 정지영상의 선택은 사용자에 의해서 제어가 가능해야 할 필요성이 있다. 또한, 스마트 비디오 디바이스가 휴면 모드로 동작하고 있는 도중 특정 사람이나 물체가 IR 센서에 의해 감지될 경우, 일정시간 또는 물체가 감지된 시간 동안만 동영상 촬영 모드로 전환하여 동작하고 다시 휴면 모드로 전환되는 것이 가능하다. 이 또한 스마트 비디오 디바이스가 하이버네이션 동작 중 IR 센서에 의해서 동영상의 촬영 시간 주기는 사용자에 의해서 제어가 가능해야 할 필요성이 있다.6 shows a power consumption control process for the hibernation mode. 6, the hibernation mode is a mode that operates when the energy level of the battery is lower than the dormancy switching threshold (second reference value). The hibernation mode is a mode in which a picture rate is set to a predetermined value or less in decimal units, Compression, storage, and transmission. When the smart video device operates in the hibernation mode with a specific energy control coefficient set, the internal timer of the smart video device performs video compression for a predetermined period of time at a relatively long periodic interval, or after taking a specific number of pictures, . &Lt; / RTI &gt; The selection of moving images or still images captured by the timer during the hibernation operation of such a smart video device needs to be controllable by the user. In addition, when a specific person or an object is detected by the IR sensor while the smart video device is operating in the sleep mode, it is switched to the moving image shooting mode only for a certain period of time or for a period of time during which the object is detected, It is possible. In addition, there is a need for the smart video device to be able to control the shooting time period of the moving picture by the user during the hibernation operation by the IR sensor.

이를 좀 더 구체적으로 설명하면 다음과 같다.This will be described in more detail as follows.

예컨대, 단계 S301에서와 같이 하이버네이션 모드로 전환을 하고, 단계 S302에서와 같이 입력받은 배터리의 에너지 레벨에 따라 에너지 제어계수를 설정한다.For example, the mode is switched to the hibernation mode as in step S301, and the energy control coefficient is set according to the energy level of the input battery as in step S302.

다음으로, 단계 S303에서 적외선 센서를 이용하여 물체 또는 사람을 감지하기 위한 적외선 센서 이벤트 처리 모드를 선택한다. 여기서 물체 또는 사람을 감지한 기간만 처리할지 일정 기간만 처리할지를 결정한다.Next, in step S303, an infrared sensor event processing mode for detecting an object or a person is selected using the infrared sensor. Here, it is determined whether to process only the period in which the object or the person is detected or only for a predetermined period.

다음으로, 단계 S304로 이동하여 타이머에 의한 이벤트 처리 모드를 설정한다. 여기서는 타이머에 의한 이벤트 처리 방식을 동영상으로 처리할지 정지영상으로 처리할지를 선택하는 단계이다.Next, the flow advances to step S304 to set the event processing mode by the timer. Here, it is a step of selecting whether to process the event processing method by the timer as a moving image or a still image.

다음으로, 단계 S305에서 시스템 구동 시간에 일정 시간 주기를 합하여 N번째 동작모드 종료시간을 설정하고, 단계 S306으로 이동하여 적외선 센서 및 타이머를 구동한다.Next, in step S305, the Nth operation mode end time is set by adding a certain period of time to the system drive time, and the operation goes to step S306 to drive the infrared sensor and the timer.

이후, 단계 S307에서는 적외선 센서에 의한 이벤트가 발생하는지를 확인하여 적외선 센서에 의한 이벤트가 발생한 경우에는, 단계 S308로 이동하여 현재 배터리의 에너지 레벨을 입력받고, 단계 S309로 이동하여 현재 입력받은 배터리의 에너지 레벨이 시스템 구동에 필요한 최소 에너지 이상인지를 확인하여, 상기 입력받은 배터리의 에너지 레벨이 상기 시스템 구동에 필요한 최소 에너지 이상일 경우 단계 S310으로 이동하여 적외선 센서에 의해 발생한 동영상을 처리한다. 그리고 단계 S311로 이동하여 시스템 구동 시간에 하나의 프로세서 데스크 처리 시간을 가산하여 시스템 구동 시간을 설정한다. 이와는 달리 상기 단계 S309의 확인 결과, 현재 입력받은 배터리의 에너지 레벨이 시스템 구동에 필요한 최소 에너지보다 작을 경우에는, 동영상을 처리하지 않고 바로 상기 단계 S311로 이동한다.Then, in step S307, it is determined whether an event is generated by the infrared sensor. If an event is generated by the infrared sensor, the process proceeds to step S308 where the energy level of the current battery is input. In step S309, Level is greater than or equal to the minimum energy necessary for driving the system. If the energy level of the input battery is equal to or greater than the minimum energy required for driving the system, the process proceeds to step S310 to process the moving image generated by the infrared sensor. Then, the process proceeds to step S311, where one processor desk processing time is added to the system drive time to set the system drive time. On the other hand, if it is determined in step S309 that the energy level of the currently input battery is smaller than the minimum energy required for driving the system, the process proceeds directly to step S311 without processing the moving image.

이후, 단계 S316에서 시스템 구동 시간과 N번째 동작모드 종료 시간을 비교하여, 상기 시스템 구동 시간이 상기 N번째 동작모드 종료시간보다 클 경우에는 단계 S317로 이동하여 타이머 및 적외선 센서를 종료시키고, 도 3의 단계 S20으로 이동하고, 상기 시스템 구동 시간이 상기 N번째 동작모드 종료시간보다 작을 경우에는 상기 단계 S307로 이동하여 다시 적외선 센서에 의한 이벤트 발생을 확인하는 단계로 리턴하는 과정을 통해 하이버네이션 동작 모드에 대한 소비 전력을 제어한다.Then, in step S316, the system driving time is compared with the Nth operation mode end time. If the system drive time is greater than the Nth operation mode end time, the process proceeds to step S317 to terminate the timer and the infrared sensor, If the system driving time is less than the N-th operation mode end time, the process proceeds to step S307 and the process returns to the step of confirming the occurrence of the event by the infrared sensor. Thereby controlling the power consumption of the device.

아울러 상기 단계 S307의 확인 결과 적외선 센서에 의한 이벤트가 발생하지 않은 경우에는, 단계 S312로 이동하여 타이머에 의한 이벤트가 발생했는지를 확인한다. 이 확인 결과 타이머에 의한 이벤트가 발생하지 않은 경우에는 단계 S307로 이동하고, 이와는 달리 타이머에 의한 이벤트가 발생한 경우에는 단계 S313으로 이동하여 현재 배터리의 에너지 레벨을 입력받고, 단계 S314로 이동하여 현재 입력받은 배터리의 에너지 레벨이 시스템 구동에 필요한 최소 에너지 이상인지를 확인하여, 상기 입력받은 배터리의 에너지 레벨이 상기 시스템 구동에 필요한 최소 에너지 이상일 경우 단계 S315로 이동하여 타이머에 의한 동영상 혹은 정지 영상을 처리한다.If it is determined in step S307 that no event is generated by the infrared sensor, the flow advances to step S312 to check if an event by the timer has occurred. If an event by the timer is not generated, the process proceeds to step S307. Otherwise, if an event by the timer occurs, the process proceeds to step S313 to receive the energy level of the current battery. If it is determined that the energy level of the received battery is equal to or greater than the minimum energy required for driving the system, the process proceeds to step S315 to process the moving image or the still image by the timer .

이후, 단계 S311로 이동하여 시스템 구동 시간에 하나의 프로세서 데스크 처리 시간을 가산하여 시스템 구동 시간을 설정한다. 이와는 달리 상기 단계 S314의 확인 결과, 현재 입력받은 배터리의 에너지 레벨이 시스템 구동에 필요한 최소 에너지보다 작을 경우에는, 타이머에 의한 동영상 혹은 정지 영상을 처리하지 않고 바로 상기 단계 S311로 이동한다.Thereafter, the process proceeds to step S311, where one processor desk processing time is added to the system drive time to set the system drive time. If it is determined in step S314 that the energy level of the currently input battery is smaller than the minimum energy required for the system operation, the process proceeds directly to step S311 without processing the moving image or the still image by the timer.

이후, 단계 S316에서 시스템 구동 시간과 N번째 동작모드 종료 시간을 비교하여, 상기 시스템 구동 시간이 상기 N번째 동작모드 종료시간보다 클 경우에는 단계 S317로 이동하여 적외선 센서 및 타이머를 종료시키고, 도 3의 단계 S20으로 이동하고, 상기 시스템 구동 시간이 상기 N번째 동작모드 종료시간보다 작을 경우에는 상기 단계 S307로 이동하여 그 이하의 단계를 처리하게 되는 것이다.If the system drive time is greater than the N-th operation mode end time, the process goes to step S317 to terminate the infrared sensor and the timer, The process proceeds to step S20. If the system drive time is less than the Nth operation mode end time, the process proceeds to step S307 to process the following steps.

이상 설명한 본 발명은 에너지 하비스팅 유닛에서 하비스팅되는 에너지와 스마트 비디오 디바이스에서 소모하는 에너지 량에 따른 배터리의 에너지 레벨에 따라 동적으로 영상의 화면 률, 비디오 코덱의 양자화 계수, 프로세서의 동작 주파수, 해상도를 에너지 제어 계수로 하여 에너지 소비량을 다르게 조절함으로써, 저전력 동작이 가능하며, 저전력 상태에서도 지속적인 동작을 보장할 수 있게 되는 것이다.The present invention described above dynamically adapts the image rate of the image, the quantization coefficient of the video codec, the operating frequency of the processor, the resolution of the video codec, and the resolution of the video codec according to the energy level of the battery according to the energy haribing in the energy harvesting unit and the amount of energy consumed in the smart video device The energy consumption coefficient can be adjusted by controlling the energy consumption coefficient so that the low power operation can be performed and the continuous operation can be ensured even in the low power state.

이상 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 상기 실시 예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되는 것은 아니고 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경 가능한 것은 물론이다.
Although the present invention has been described in detail with reference to the above embodiments, it is needless to say that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications may be made without departing from the spirit of the present invention.

본 발명은 전력 인프라 구축이 어려운 지역에 설치되어 저전력으로 동작해야하는 스마트 비디오 기기에 효과적으로 적용할 수 있다.
The present invention can be effectively applied to a smart video device that is installed in a region where it is difficult to construct a power infrastructure and operates with low power.

10: 에너지 하비스팅 유닛
11: 솔라 패널
12: 충전 회로
20: 배터리
30: 시스템 보드
31: 적외선 센서
32: 이미지 센서
33: 전송 유닛
34: 메모리
35: 비디오 코덱
36: 에너지 관리 모듈
37: 중앙처리장치
10: Energy harvesting unit
11: Solar Panel
12: Charging circuit
20: Battery
30: System board
31: Infrared sensor
32: Image sensor
33: transmission unit
34: Memory
35: Video Codec
36: Energy management module
37: Central Processing Unit

Claims (13)

주변 환경으로부터 에너지를 수집하기 위한 에너지 하비스팅 유닛;
상기 에너지 하비스팅 유닛으로부터 전송된 에너지를 충전 및 방전하는 배터리; 및
상기 배터리의 에너지 레벨을 검출하고, 검출한 배터리의 에너지 레벨에 따라 동적으로 에너지 소비량을 조절하기 위한 에너지 제어 계수를 설정하고, 설정한 에너지 제어 계수를 기초로 전력 소모를 제어하는 시스템 보드를 포함하고,
상기 시스템 보드는 스마트 비디오 디바이스에서 소비된 에너지량과 하비스팅된 에너지량을 기초로 배터리의 입출력 에너지량을 산출하고, 산출한 배터리의 입출력 에너지량에 기초하여 에너지 레벨을 예측하며, 에너지 레벨에 따라 동작 모드를 결정하고, 결정한 동작 모드에 따라 전력을 제어하는 에너지 관리 모듈을 포함하며,
상기 에너지 관리 모듈은 상기 예측한 에너지 레벨이 미리 설정된 제1기준 값보다 클 경우, 배터리의 에너지 레벨이 높은 것으로 판단하고, 동작 모드를 동영상 촬영 모드로 결정하며, 상기 예측한 에너지 레벨이 상기 제1기준 값과 미리 설정된 제2기준 값 사이에 존재할 경우, 배터리의 에너지 레벨이 중간인 것으로 판단하고, 동작 모드를 사진 촬영 모드로 결정하며, 상기 예측한 에너지 레벨이 상기 제2기준 값보다 작을 경우, 배터리의 에너지 레벨이 낮은 것으로 판단하고, 동작 모드를 하이버네이션 모드로 결정하며,
상기 동영상 촬영 모드는 스마트 비디오 기기에서 동영상을 촬영하는 모드를 나타내고, 상기 사진 촬영 모드는 카메라의 스냅 샷 기능을 통하여 타이머를 이용하여 주기적으로 사진을 촬영하는 모드를 나타내며, 상기 하이버네이션 모드는 평소 휴면 상태로 동작하고 있다가 스마트 비디오 디바이스의 적외선(IR) 센서에 의하여 사람 또는 물체가 감지되었을 시 물체가 감지되는 시간 또는 일정시간 동안만 동영상 촬영 모드로 잠시 전환하여 동작하고 다시 휴면 상태로 돌아가는 모드를 나타내는 것을 특징으로 하는 배터리의 에너지 레벨에 따라 동작 모드를 가변하는 저전력 스마트 비디오 디바이스.
An energy harvesting unit for collecting energy from the surrounding environment;
A battery for charging and discharging energy transferred from the energy harvesting unit; And
A system board for detecting an energy level of the battery, setting an energy control coefficient for dynamically adjusting an energy consumption amount according to the detected energy level of the battery, and controlling power consumption based on the set energy control coefficient ,
The system board calculates the input / output energy amount of the battery on the basis of the amount of energy consumed and the amount of energy harvested in the smart video device, predicts the energy level based on the input / output energy amount of the battery, And an energy management module for determining an operation mode and controlling power according to the determined operation mode,
Wherein the energy management module determines that the energy level of the battery is high when the predicted energy level is greater than a predetermined first reference value and determines the operation mode to be a moving image shooting mode, Determining that the energy level of the battery is intermediate between the reference value and the preset second reference value, and determining the operation mode as the photographing mode; and when the predicted energy level is less than the second reference value, It is determined that the energy level of the battery is low, the operation mode is determined as the hibernation mode,
Wherein the moving picture photographing mode is a mode for photographing a moving picture in a smart video device and the photograph photographing mode is a mode for periodically photographing a photograph using a timer through a snapshot function of the camera, (IR) sensor of the smart video device. When a person or an object is detected by the IR sensor of the smart video device, the mode is switched to the movie shooting mode for a predetermined time or for a certain period of time Wherein the operation mode is changed according to the energy level of the battery.
청구항 1에 있어서, 상기 시스템 보드는 영상 촬영을 위한 이미지 센서; 상기 이미지 센서에서 획득한 영상을 압축하는 비디오 코덱; 상기 비디오 코덱에서 압축된 압축 영상 데이터를 저장하기 위한 메모리; 상기 압축 영상 데이터를 전송하기 위한 전송유닛; 하이버네이션 동작시 사람 및 물체 감지를 위한 적외선(IR)센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리의 에너지 레벨에 따라 동작 모드를 가변하는 저전력 스마트 비디오 디바이스.
The system of claim 1, wherein the system board comprises: an image sensor for imaging; A video codec for compressing an image acquired by the image sensor; A memory for storing compressed image data compressed by the video codec; A transmission unit for transmitting the compressed image data; And an infrared (IR) sensor for sensing a person and an object during a hibernation operation. The low power smart video device according to claim 1,
청구항 1에 있어서, 상기 에너지 제어 계수는 영상의 화면 률, 비디오 코덱의 양자화 계수, 프로세서의 동작 주파수, 해상도 중 적어도 어느 하나 이상을 조절하여 전력을 제어하기 위한 값인 것을 특징으로 하는 배터리의 에너지 레벨에 따라 동작 모드를 가변하는 저전력 스마트 비디오 디바이스.
The energy control method according to claim 1, wherein the energy control coefficient is a value for controlling power by adjusting at least one of an image aspect ratio, a quantization coefficient of a video codec, an operation frequency of a processor, A low power smart video device that varies its operating mode accordingly.
청구항 2에 있어서, 상기 에너지 관리 모듈은 상기 산출한 에너지 제어 계수를 기반으로 동작 모드를 결정하고, 결정한 동작 모드에 따라 에너지 소비량을 다르게 조절하는 것을 특징으로 하는 배터리의 에너지 레벨에 따라 동작 모드를 가변하는 저전력 스마트 비디오 디바이스.
The energy management module according to claim 2, wherein the energy management module determines an operation mode based on the calculated energy control coefficient, and adjusts an energy consumption amount according to the determined operation mode. Low-power smart video device.
삭제delete 배터리의 에너지 레벨에 따라 동작 모드를 가변하여 스마트 비디오 디바이스의 전력을 조절하기 위한 방법으로서,
(a) 스마트 비디오 디바이스가 구동되면, 스마트 비디오 디바이스의 구동시간을 초기화하고, 에너지 하비스팅 유닛에서 수집한 에너지량과 스마트 비디오 디바이스에서 소비되는 소비 에너지 량을 기초로 특정시간 후의 배터리 에너지 레벨을 예측하는 단계;
(b) 상기 (a)단계에서 에너지 레벨을 예측한 후, 현재 에너지 레벨과 기설정된 동작 모드를 결정하기 위한 제1 및 제2 기준 값을 비교하여, 그 대소 여부에 따라 동작 모드를 결정하는 단계; 및
(c) 상기 결정한 동작 모드에 따라 에너지 소비량을 다르게 조절하여 전력에 제어하는 단계를 포함하고,
상기 (b)단계 또는 (c)단계의 동작 모드는 상기 예측한 에너지 레벨이 상기 제1기준 값보다 클 경우, 배터리의 에너지 레벨이 높은 것으로 판단하고, 동작 모드를 동영상 촬영 모드로 결정하고, 상기 예측한 에너지 레벨이 상기 제1기준 값과 상기 제2기준값 사이에 존재할 경우, 배터리의 에너지 레벨이 중간인 것으로 판단하고, 동작 모드를 사진 촬영 모드로 결정하며, 상기 예측한 에너지 레벨이 상기 제2기준 값보다 작을 경우, 배터리의 에너지 레벨이 낮은 것으로 판단하고, 동작 모드를 하이버네이션 모드로 결정하며,
상기 동영상 촬영 모드는 스마트 비디오 기기에서 동영상을 촬영하는 모드를 나타내고, 상기 사진 촬영 모드는 카메라의 스냅 샷 기능을 통하여 타이머를 이용하여 주기적으로 사진을 촬영하는 모드를 나타내며, 상기 하이버네이션 모드는 평소 휴면 상태로 동작하고 있다가 스마트 비디오 디바이스의 적외선(IR) 센서에 의하여 사람 또는 물체가 감지되었을 시 물체가 감지되는 시간 또는 일정시간 동안만 동영상 촬영 모드로 잠시 전환하여 동작하고 다시 휴면 상태로 돌아가는 모드를 나타내는 것을 특징으로 하는 배터리의 에너지 레벨에 따라 동작 모드를 가변하는 저전력 스마트 비디오 디바이스 제어방법.
A method for adjusting power of a smart video device by varying an operation mode according to an energy level of a battery,
(a) when the smart video device is activated, it initializes the driving time of the smart video device, predicts the battery energy level after a certain time based on the amount of energy collected in the energy harvesting unit and the amount of energy consumed in the smart video device ;
(b) comparing an energy level with a first and second reference values for determining a predetermined operation mode after predicting the energy level in the step (a), and determining an operation mode according to the magnitude of the comparison ; And
(c) controlling the power consumption by adjusting the energy consumption according to the determined operation mode,
Wherein the operation mode of the step (b) or step (c) determines that the energy level of the battery is high when the predicted energy level is greater than the first reference value, determines the operation mode as a moving image capturing mode, Determines that the energy level of the battery is the middle when the predicted energy level is between the first reference value and the second reference value, and determines the operation mode as the photographing mode, Determines that the energy level of the battery is low, determines the operation mode as the hibernation mode,
Wherein the moving picture photographing mode is a mode for photographing a moving picture in a smart video device and the photograph photographing mode is a mode for periodically photographing a photograph using a timer through a snapshot function of the camera, (IR) sensor of the smart video device. When a person or an object is detected by the IR sensor of the smart video device, the mode is switched to the movie shooting mode for a predetermined time or for a certain period of time Wherein the operation mode is changed according to an energy level of the battery.
청구항 6에 있어서, 상기 (a)단계의 에너지 하비스팅 유닛에서 수집한 에너지량은 과거로부터 프로파일링된 일정 시간 동안의 하비스팅되는 에너지 량인 것을 특징으로 하는 배터리의 에너지 레벨에 따라 동작 모드를 가변하는 저전력 스마트 비디오 디바이스 제어방법.
[7] The method of claim 6, wherein the amount of energy collected by the energy harvesting unit in step (a) is an amount of energy harvested for a predetermined period of time profiled from the past. A method for controlling low power smart video devices.
삭제delete 청구항 6에 있어서, 상기 동영상 촬영 모드는 화면 률이 초당 특정 정수 화면 이상일 경우의 동작 모드인 것을 특징으로 하는 배터리의 에너지 레벨에 따라 동작 모드를 가변하는 저전력 스마트 비디오 디바이스 제어방법.
7. The method of claim 6, wherein the moving picture shooting mode is an operation mode when the screen rate is equal to or greater than a certain integer screen per second.
청구항 6에 있어서, 상기 사진 촬영 모드는 화면률이 초당 특정 정수화면 미만일 경우로서, 카메라의 스냅 샷 기능을 통하여 타이머를 이용하여 주기적으로 사진을 촬영하는 모드인 것을 특징으로 하는 배터리의 에너지 레벨에 따라 동작 모드를 가변하는 저전력 스마트 비디오 디바이스 제어방법.
[Claim 7] The method of claim 6, wherein the photographing mode is a mode in which a screen rate is less than a specific integer screen per second, and is a mode for periodically taking a picture using a timer through a snapshot function of the camera, A method of controlling a low power smart video device that varies an operation mode.
청구항 6에 있어서, 상기 하이버네이션 모드는 화면률이 소수단위의 일정 값 이하일 경우로서, 평소 휴면 상태로 동작하고 있다가 스마트 비디오 디바이스의 적외선(IR) 센서에 의하여 사람 또는 물체가 감지되었을 시 물체가 감지되는 시간 또는 일정시간 동안만 동영상 촬영 모드로 잠시 전환하여 동작하고 다시 휴면 상태로 돌아가는 동작모드인 것을 특징으로 하는 배터리의 에너지 레벨에 따라 동작 모드를 가변하는 저전력 스마트 비디오 디바이스 제어방법.
[7] The method of claim 6, wherein the hibernation mode is a normal hibernation state when the screen rate is less than a predetermined value of a decimal unit, and when an object or an object is detected by an IR sensor of a smart video device, Wherein the power saving mode is an operation mode in which the camera is temporarily switched to a moving picture shooting mode for a predetermined time or for a predetermined time, and then returns to a sleeping state.
청구항 6에 있어서, 상기 하이버네이션 모드는 화면 률이 소수단위의 일정 값 이하일 경우로서, 평소 휴면 상태로 동작하고 있다가 스마트 비디오 디바이스의 내부 타이머에 의해 동영상 촬영 모드로 잠시 전환하여 일정시간만 동작하고 다시 휴면 모드로 돌아가는 동작모드인 것을 특징으로 하는 배터리의 에너지 레벨에 따라 동작 모드를 가변하는 저전력 스마트 비디오 디바이스 제어방법.
[7] The method of claim 6, wherein the hibernation mode operates in a normal dormant state when the screen rate is less than a predetermined value of a decimal unit, then temporarily switches to a moving image capture mode by an internal timer of the smart video device, Wherein the operation mode is changed according to the energy level of the battery.
청구항 6에 있어서, 상기 하이버네이션 모드는 화면률이 소수단위의 일정 값 이하일 경우로서, 평소 휴면 상태로 동작하고 있다가 스마트 비디오 디바이스의 내부 타이머에 의해 사진 촬영 모드로 잠시 전환하여 기 설정된 사진 촬영 시간간격 동안 특정 횟수의 사진을 촬영한 후 다시 휴면 모드로 들어가는 동작 모드인 것을 특징으로 하는 배터리의 에너지 레벨에 따라 동작 모드를 가변하는 저전력 스마트 비디오 디바이스 제어방법.




[7] The method of claim 6, wherein the hibernation mode is a mode in which the screen rate is less than a predetermined value of a decimal unit, the device operates in a normal dormant state, Wherein the operation mode is changed according to an energy level of the battery. The method of claim 1, wherein the operation mode is changed according to the energy level of the battery.




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