KR101696443B1 - 리소스 제한형 디바이스 및 무배터리 디바이스로부터의 전송들을 제어하는 방법 - Google Patents

리소스 제한형 디바이스 및 무배터리 디바이스로부터의 전송들을 제어하는 방법 Download PDF

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보제나 에르트만
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루도비쿠스 톨휘젠
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코닌클리케 필립스 엔.브이.
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Abstract

본 발명은 무선 네트워크에서 동작하는 무배터리 디바이스(1)의 전송들을 제어하는 방법에 관한 것이며, 상기 방법은: - 원격 디바이스(2a) 또는 제어된 디바이스의 동작을 제어하기 위한 요소들을 포함하는 프레임을 무배터리 디바이스(1)가 전송하는 단계로서, 상기 무배터리 디바이스가 제어 프레임의 미리 결정된 수의 계획된 재전송들로 구성되는, 상기 전송 단계, - 제어된 디바이스(2a)의 동작에 의해 유발되는 물리적인 현상의 변경을 무배터리 디바이스가 감지하는 단계, - 감지 단계에 기초하여, 프레임 전송의 성공 또는 실패를 무배터리 디바이스가 결정하는 단계, 및
- 전송이 성공한 경우에, 제어 프레임의 추가적인 재전송들을 무배터리 디바이스가 생략하는 단계를 포함한다. 본 발명은 또한 그러한 방법을 실행하는 무배터리 디바이스에 관한 것이다.

Description

리소스 제한형 디바이스 및 무배터리 디바이스로부터의 전송들을 제어하는 방법{METHOD FOR CONTROLLING TRANSMISSIONS FROM A RESOURCE-RESTRICTED DEVICE, AND BATTERYLESS DEVICE}
본 발명은 무배터리 디바이스로부터의 전송들을 제어하는 방법에 관한 것이다.
본 발명은 예컨대, 무배터리 디바이스들이 검출가능한 예컨대 물리적으로 검출가능한 결과를 갖는 동작의 램프들(lamps) 또는 다른 디바이스들을 제어하는, 무선 네트워크에서 사용되는 것과 관련된다.
무선 제어는 최근에, 특별히 관리 시스템들을 설치하기 위한 통신 분야에서 아주 흔한 트렌드로 되었다. 무선 기술들은, 드로잉 케이블들(drawing cables) 및 드릴링(drilling)에 대한 필요성이 존재하지 않기 때문에, 배치 자유도, 휴대성, 및 설치 비용 절감에 대한 주요 이점들을 제공한다. 그러므로, 그러한 기술들은, 예컨대 광들을 제어하는 디바이스들로부터 그리고 서로로부터 이격되어 셋업되어야 하는 광 스위치들, 광 디머들(light dimmers), 무선 원격 제어기들, 움직임 또는 광 검출기들과 같은 센서 디바이스들을 사용하여 검출, 자동화, 제어 또는 모니터링 시스템들을 상호접속시키는데 특히 매력적이다.
그와 같은 네트워크들에서 나타나는 단점들 중 하나는 디바이스 파워링(device powering)에 관한 것이다. 사실, 디바이스들이 배선되지 않으므로, 그것들은 제어기와의 접속을 통해 또는 메인들(mains)로부터 네트워크에 요구된 모든 동작들을 수행하기 위해 필요한 파워를 수신할 수 없다. 그러므로, 빌트-인 배터리들(bulit-in batteries)을 갖춘 그러한 디바이스들을 설치하는 것이 고려되어야 한다. 하지만, 디바이스들이 사이즈-제한되므로, 배터리들은 큰 사이즈로 구성될 수 없고, 그것은 감소된 디바이스 수명 또는 노동 집약형 배터리 재배치를 야기한다. 또한, 사용된 배터리들은 유해 폐기물을 야기한다.
그것은 그들의 환경으로부터 에너지를 수확하는 자활 에너지 소스들(self-sustained energy sources)을 갖춘 센서 디바이스들을 설치함으로써 이 문제를 해결하기 위해 제안되었다. 여전히, 재고 에너지 수확자들(off-the-shelf energy harvesters)에 의해 달성가능한 에너지의 양은 매우 제한되며, 그것은 무배터리 디바이스들의 특성들 및 기능들이 크게 제한됨을 의미한다. 전송 후의 인식 메시지(acknowledgment message)를 대기하기는 것이 에너지 고비용이기 때문에, 특히, 인식이 수신되지 않고, 그러므로 원래 메시지의 재전송이 요구되는 경우에, 무배터리 디바이스들을 에너지 수확하기 위한 기존의 통신 방법들은 임의의 인식 프로세스를 구현하지 않고, 통신 신뢰성을 보장하기 위해 메시지의 여러 개의 재전송들을 직접 수행한다. 이 솔루션은, 그것이 일반적으로 정확한 수신을 허용한다는 점에서 효과적이다. 하지만, 솔루션은 여러 가지 단점들을 갖는다. 무엇보다, 그러한 구현에서, 인식 메시지가 기대되지 않고, 무배터리 디바이스는 그것이 속하는 네트워크에서 일어나는 이벤트들을 결코 청취하지 않는다. 따라서, 예컨대, 통신 채널, 네트워크 식별자들 또는 어드레스 할당에 대해, 구성 변경들의 경우에, 무배터리 디바이스는 임의의 정보를 수신할 수 없고, 그러므로, 성공하지 못한 추가적인 전송을 렌더(render)하여 새로운 구성에 그것의 전송 파라미터들을 적응시킬 수 없다. 특히, 채널 변경들에 적응시키기 위한 불능(inability)이 중요한데, 왜냐하면 그것이 여러 개의 제어 어플리케이션들의 실시간 요구들로 인해 기술적으로 매우 도전하는 다수 채널들 상에서 동작하도록 무배터리 디바이스로부터 통신을 수신하도록 할당된 디바이스를 강제하거나, 또는 노동 집약적이고 사용자의 관점으로부터 수용불가능한 무배터리 디바이스를 재임명(re-commission)하도록 사용자를 강제한다. 두 번째로, 재전송들의 수가 고정되고, 제 1 전송들 중 하나가 성공하는 경우에도 변하지 않는다. 따라서, 그러한 구현들은 쓸모없는 전송들에 대한 에너지를 낭비하는 것을 포함하고; 이 에너지는 보다 의도적으로 사용된다.
또한, 에너지를 절감하는 이유들에 대해, 모든 재전송들이 네트워크의 정확한 동작을 위해 요구되는 적절한 채널 액세스 메커니즘 CSMA/CA 없이 전송되고, 그러므로, 잠재적으로 패킷 충돌들(packet collisions) 및 프록시 네트워크(proxy network) 상의 또는 동일한 주파수 밴드를 사용하는 다른 주변의 네트워크들 상의 다른 디바이스들, 무배터리들에 대한 부패한 통신(corrupted communication)을 야기한다.
본 발명의 목적은, 이전 통신들의 성공 또는 실패에 의존하는 무배터리 디바이스의 추가적인 동작들을 적응시키기 위해, 무배터리 디바이스에 의해 프레임들의 전송들을 제어하는 방법을 제공하는 것이다.
보다 정확하게는, 본 발명의 목적은, 무배터리 디바이스들이 통신 인터페이스와는 상이한 수단을 통해, 그것의 전송들 상에서 피드백을 수신하는 방법을 제공하는 것이다.
보다 정확하게는, 본 발명의 목적은, 무배터리 디바이스로 하여금 통신이 성공적이었을 때, 부가적인 전송들을 스킵(skip)하도록 허용하여, 무배터리 디바이스에서 에너지 절감을 허용하고, 주변 디바이스들에 대한 충돌 가능성을 감소시키는 방법을 제공하는 것이다.
이를 위해, 본 발명은 제 1 항에 규정된 바와 같은 방법을 제안한다.
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종래의 솔루션들로서, 본 발명에서, 무배터리 디바이스는 임의 수의 재전송들을 수행하도록 초기에 구성된다. 특히, 예시적인 실시예에서, 상기 방법은, 예컨대 구성에 의해, 재전송의 수와 그것들 간의 시간 스페이싱(time spacing)을 결정하는 초기 단계를 포함한다. 하지만, 기존의 방법들과 대조적으로, 본 발명에서, 제어 프레임을 전송한 무배터리 디바이스는, 전송된 프레임에 의해 제어되는 물리적인 현상의 감지에 기초하여, 통신 상의 성공 또는 실패에 대해 피드백을 얻고, 통신 인터페이스와는 상이한, 수단을 갖는다. 따라서, 무배터리 디바이스는 통신의 상태를 인식하고, 그러므로, 동일한 패킷을 재전송하거나 재전송들을 스킵하는 것을 유지하는, 추가적인 동작들에 대한 결정을 행할 수 있다.
그러한 실패는 무배터리 디바이스에 대해 가장 중요한데, 왜냐하면, 그것이 무배터리 디바이스로 하여금, 쓸모없는 재전송들을 제거함으로써 에너지를 절감하도록 허용하기 때문이다. 본 발명의 예시적인 실시예에서, 상기 방법은 무배터리 디바이스가 미리 결정된 수의 재전송들을 수행하기 위한 다량의 에너지를 수확하는 단계를 포함한다. 그러므로, 재전송들이 통신에서의 성공에 뒤이어 스킵되면, 수확된 에너지는 전적으로 소모되지 않고, 그것은 다른 동작들을 위해 사용될 수 있다. 따라서, 특정 실시예에서, 이 남아있는 수확된 에너지는 양방향 통신, 즉 무선 통신 메시지들의 수신을 위해 사용된다. 또 다른 특정 실시예에서, 수신된 메시지들은 유지 메시지들(maintenance messages)이다.
본 발명은 또한 제 12 항에 규정된 바와 같은 무배터리 디바이스에 관한 것이다.
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실시예에서, 무선 인터페이스를 제어하기 위한 수단은, 예컨대 전달 모드에서 수신 모드로 인터페이스를 스위칭하기 위한 수단, 및/또는 다수의 재전송들 및 재전송들 간의 시간 스페이싱을 정의하기 위한 수단을 포함한다.
에너지 수집 회로는, 조명(illumination)과 같은 물리적인 현상, 모터 진동과 같은 기술적인 현상, 또는 버튼 누름과 같은 사용자 상호작용으로부터 유래하는 주변 에너지를 수확하는데 사용될 수 있다.
에너지 저장장치는 수확된 에너지를 일시적으로 저장하고, 그것을, 통신 인터페이스 또는 메모리 제어 수단, 예컨대 마이크로-제어기 또는 다른 HW 구성요소들, 또는 검출 수단에 포함되고, 전송의 성공을 결정하는데 사용되는 센서들과 같은 다른 구성성분들에 이용가능하게 만드는데 사용될 수 있다. 에너지 저장장치는 고체 배터리(solid-state battery) 또는 수퍼캐패시터(supercapacitor)의 형태로 취할 수 있고, 낮은 누설 전류를 특징으로 한다.
본 발명의 여러 가지 양태들은 이하에서 설명되는 실시예들을 참조하여 명백해진다.
본 발명은 예로써, 첨부 도면들을 참조하여 보다 상세히 설명된다.
본 발명은 무배터리 디바이스로 하여금 통신이 성공적이었을 때, 부가적인 전송들을 스킵(skip)하도록 허용하여, 무배터리 디바이스에서 에너지 절감을 허용하고, 주변 디바이스들에 대한 충돌 가능성을 감소시키는 방법을 제공한다.
도 1은 본 발명에 따른 방법을 실행하는 네트워크를 도시하는 도면.
본 발명은 도 1에 도시된 바와 같이, 무배터리 디바이스(1)로부터의 전송들을 제어하기 위한 방법에 관한 것이다. 무배터리 디바이스(1)는 제어된 디바이스들(2a,2b,2c)을 위해 의도된 프레임들을 전달한다. 이들 전송들은 프록시 디바이스(3)를 통해 조절되어, 무배터리 디바이스(1)에 의해 전달되는 프레임들을 수신하고, 그것들을, 무선 통신 표준에 의해 제공되고, 구성 단계에서 선택되는, 유니캐스트(unicast), 멀티캐스트 또는 방송 전송(broadcast transmission)을 사용하여 관련된 목적지 디바이스 또는 디바이스들의 그룹에 포워딩한다.
본 방법의 정확한 동작을 위해, 무배터리 디바이스(1)는 제어된 디바이스들(2a,2b,2c)의 물리적으로 가까운 곳에 놓인다. 이것은 무배터리 디바이스(1)로 하여금 프록시 디바이스에 전달되는 프레임들에 대해 수동으로 밴드 외 피드백(out-of-band feedback)을 수신하도록 허용한다. 실제로, 본 발명에 따른 방법은, 무배터리 디바이스(1)가 물리적인 현상에 영향을 미치는 디바이스들(2a,2b,2c)을 제어하는 네트워크들에 적용된다.
제 1 예에서, 디바이스(1)는 램프들(2a,2b,2c)의 온/오프 상태를 제어하는 무배터리 푸시버튼 광 스위치이다. 그러므로, 사용자의 푸시버튼 동작에 의해 트리거될 때, 스위치의 동작을 위해 요구되는 수확된 에너지에 또한 제공하여, 무배터리 디바이스(1)는 광들의 온 또는 오프 상태를 제어하도록 프레임을 전달한다. 명령 프레임의 전송의 성공 또는 실패에 대해 피드백을 갖기 위해서, 무배터리 디바이스(1)는 광의 존재 또는 부재를 검출하고(도 1에서 화살표들로써 나타내짐), 검출 결과를 명령 프레임의 콘텐트의 관점에서 기대된 결과와 비교한다. 검출은 무배터리 디바이스(1)에서 포함되는 감지기(10), 예컨대 광 감지 저항(light-sensitive resistance), 광다이오드 또는 솔라 셀(solar cell)을 사용함으로써 에너지 효율적으로 수행된다.
또 다른 예에서, 디바이스(1)는 램프들(2a,2b,2c)의 광 세기에 영향을 미치는 무배터리 광 디밍 스위치(batteryless light dimming switch) 또는 원격 제어기이다. 또 다른 예에서, 디바이스(1)는 블라인드들(blinds)(2a,2b,2c)의 부분에 영향을 미치는 블라인드 제어기이다. 그러므로, 제어 프레임이 때맞춰 수신되었는지를 결정하기 위해, 무배터리 디바이스(1)는 제어 프레임을 전달한 후에 광 세기를 감지하고, 이어서, 세기의 실제 변경을 결정하기 위해 프레임의 전송 직전에 감시된 광 세기에 대해 이 광 세기를 비교한다. 이 비교에 기초하여, 무배터리 디바이스(1)는, 전송기 성공되었는지 아닌지를 결정할 수 있다. 검출은 무배터리 디바이스(1)에 포함된 센서(10), 예컨대 광 감지 저항, 포토다이오드, 솔라 셀, 또는 자율적인 광 세기 변경 센서를 사용함으로써 에너지 효율적으로 수행된다.
또 다른 예에서, 무배터리 디바이스는 흐름-에너지-수확 온도 센서(flow-energy-harvesting temperature sensor)이고, 제어된 디바이스(2c)는 예컨대 흐름을 제어하기 위한 서모스탯(thermostat)에 포함된 밸브 제어장치이다. 이후, 무배터리 디바이스는 전송의 성공에 대해 피드백을 갖기 위해 흐름 기반의 에너지 수확의 회전 부분(rotating part)에 의해 공급되는 전압 및/또는 전류의 변경들을 검출할 수 있다.
또 다른 예에서, 물리적인 현상은 디바이스들(2a,2b,2c) 각각의 개별 기여(contribution)가 검출될 수 있는 방식으로, 제어된 디바이스(2a,2b,2c)의 동작에 의해 영향을 받는다. 예를 들어, 디바이스(1)는 무배터리 광 디밍 스위치이고, 제어된 디바이스들(2a,2b,2c)은 개별 펄스-위치-변조 파라미터들(pulse-position-modulation parameters)을 갖는, 램프들이다. 명령 프레임의 전송의 성공 또는 실패에 대해 피드백을 갖기 위해, 무배터리 디바이스(1)는 제어된 디바이스들(2a,2b,2c) 각각에 의해 방출된 광(도 1에서 화살표로써 나타내짐)의 세기의 변경을 체크하고, 검출 결과를 명령 프레임의 콘텐트의 관점에서 기대된 결과와 비교한다.
본 발명은 상술한 디바이스들에 제한되지 않으며, 동작이 무배터리 디바이스에 의해 에너지 효과적으로 검출될 수 있는 물리적인 중요성을 갖는 임의의 제어된 디바이스에 적용될 수 있다.
제어 프레임의 전송의 성공 또는 실패를 나타내는 센서(10)로부터의 피드백에 기초하여, 무배터리 디바이스는 아래와 같은 추가적인 동작을 결정한다:
- 전송이 실패하였으면, 무배터리 디바이스는, 재전송들의 수에 관련된 미리 결정된 파라미터들 및 두 개의 전송들 간의 시간 스페이싱에 기초하여, 재전송을 수행한다.
- 전송이 성공하였으면, 무배터리 디바이스는 추가적인 재전송들을 스킵 또는 드롭(drop)하고, 남아있는 수확된 에너지는 에너지 저장장치에 이용가능하게 남겨진다.
바람직한 실시예에서, 재전송의 파라미터들, 즉 재전송들의 수 및 임의의 두 개의 재전송들 간의 시간 스페이싱은, 전송 성공을 나타내는 피드백이 모든 재전송들이 전달되기 전에 수신될 수 있는 방식으로 결정된다. 이 관점에서, 파라미터들의 결정은 아래의 요소들을 고려함으로써 행해진다:
- 수신 디바이스(들)에서 프로세싱 지연,
- 가능한 제어 네트워크 아키텍처, 예컨대 메시지가 제어된 디바이스들에 도달하도록 이동해야 하는, 물리적인 피드백을 제공하는, 홉(hops)들의 수,
- 피드백을 제공하는 제어된 디바이스들의 물리적인 제한들, 예컨대 램프의 한정된 점화 시간 또는 블라인드 제어기에서의 블라인드들의 제한된 속도.
수확된 에너지의 절감된 양은 다음과 같은 상이한 동작들을 위해 사용될 수 있다:
- 채널, 네트워크 식별자, 보안 키, 어드레싱 정보(addressing information)와 같은 구성 데이터를 수신하고 지속적으로 저장하는 동작,
- 예컨대 NVM을 소거하는 에너지 대가가 큰 동작을 수행하는, 메모리를 관리하는 동작,
- 예를 들어 네트워크, 더 좋은 프록시 또는 새로운 채널을 찾기 위한 탐색 동작을 수행하는 동작,
- 예컨대 검출 수단에 의해 관찰되는 바와 같이, 제어 성공을 유도하는 무선 매체 상에 패킷 재전송들의 장기간 평균 수(long-term average number)를 저장하여, 장기간에 대해 무배터리 디바이스의 행동을 적응시키기 위해, 신뢰도 데이터를 제어하는 동작.
앞의 관점에서, 그것은, 종래의 무배터리 디바이스들과 대조적으로, 본 발명에 따른 무배터리 디바이스가 실시예에서, 의도된 에너지 절감들이 유지 데이터 통신을 위해 사용되면, 전송 모드에서 수신 모드로 무선 인터페이스(11)를 스위칭하기 위한 수단을 포함할 수 있음을 나타낸다. 사실, 디바이스는 제어 프레임을 프록시 디바이스(3)에 전송하기 위한 전송 모드에 있어야 하고, "대역 외(out-of-band)" 수단을 통해 디바이스들(2a,2b,2c)로부터 성공 확인(success confirmation)을 수신한 후에, 그것은 프록시(3)로부터 유지 데이터를 수신하기 위한 수신 모드로 스위칭해야 한다. 여기에서 정확히 말해서, "대역 외(out-of-band)"는 무선 프레임 전송과는 상이한 양식(modality)을 통해 피드백이 제공됨을 의미한다. 또한, 피드백의 수신이 에너지 비용이 없거나 무시할만한 에너지 비용으로, 무배터리 디바이스에 대해 수행됨에 유의해야 한다.
프록시 디바이스(3)는 무배터리 전송들의 상태를 명확히 인식하는데, 왜냐하면, 그것이 제어된 디바이스들(2a,2b,2c)로부터의 인식들뿐만 아니라 무배터리 디바이스로부터 명령 프레임들을 수신 및 프로세스하기 때문이며; 프록시 자체는 무배터리 디바이스에 의해 제어되는 물리적인 출력 디바이스일 수 있다. 그러므로, 프록시는 무배터리 프레임 수신에서의 성공에 따라 그것의 동작을 적응시킬 수 있다. 예를 들어, 제어된 디바이스들(2a,2b,2c) 모두로부터 인식 프레임(acknowledgement frame)을 수신한 후에, 프록시는 전송 모드로 스위칭할 수 있고, 무선 통신 인터페이스를 통해 무배터리 디바이스에 대역 내 구성 데이터(configuration data in-band)를 전달할 수 있다. 프록시는, 그것이 무배터리 디바이스가 시간적으로 그리고 정확하게 대역 외 피드백을 성공으로서 해석하였는지를 알 수 없는 경우에도 진행할 수 있는데, 왜냐하면, 프록시가 무배터리 디바이스로부터 또 다른 재전송을 미스(miss)할 가능성이 크기 때문이다. 구성 데이터는, 바람직하게는 구성 변경이 효과적으로 되기 전에, 예컨대, 이하에서 사용될 새로운 동작 채널, 새로운 보안 키, 새로운 네트워크 또는 디바이스 식별자를 포함할 수 있다. 또한, 바람직한 실시예에서, 프록시는 무배터리 디바이스에서 남겨진 에너지의 양을 추정하고, 그것의 동작들, 예컨대 무배터리 디바이스에 전송된 정보의 양을 이 에너지 양으로 적응시킨다.
또한, 본 발명의 또 다른 실시예에서, 무배터리 디바이스는, 완전한 것이 아닌, 프록시로부터 구성 메시지의 조각(fragment)만을 정확히 수신할 수 있다. 그것은, 무배터리 디바이스 상에 남아 있는 매우 작은 양의 에너지로 인해, 또는 ZBLD 상에 남겨진 에너지 양을 추정하기 위해 프록시에 의해 사용되는 추정 방법이 충분히 정확하지 않기 때문에, 또는 간섭 또는 다른 전파 현상(propagation phenomena)로 인한 패킷 손상 때문이다. 조각이 충분하면, 즉 그것이 적어도 필드들의 일부를 정확하게 식별하도록 허용하면, 무배터리 디바이스는 다음 동작 사이클에서 그것의 행동을 수정하도록 그것으로 작동한다.
무배터리 디바이스에 프록시 디바이스에 의해 전송될 구성 변경, 특히 채널 변경은, 무배터리 디바이스가 그것을 수신할 수 있기 전에 효과적으로 될 수 있다는 것을 발견할 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예에서, 미리 결정된 수의 실패한 전송들 후에, 무배터리 디바이스는:
- 가능한 전송 채널 변경에 관해 알리는 플래그(flag)를 비휘발성 메모리에 저장하는 단계,
- 또 다른 채널 상에서 추가적인 재전송들을 전달하는 단계, 및
- 추가적인 재전송이 성공적인 경우에, 플래그를 클리어(clear)하고, 새로운 채널을 지속적으로 저장하는 단계를 수행한다.
또 다른 실시예에서, "대역 외" 전송 성공 검출의 모습이 무배터리 디바이스 및/또는 프록시 상에서 명확하게 인에이블 및 디스에이블될 수 있다. 그것은 무배터리 디바이스의 초기 구성의 일부로서 사용자에 의해 행해진다. 무배터리 디바이스는 또한 바이-디폴트 인에이블된 특징(by-default enabled feature)을 디스에이블하고; 미리 정의된 수의 제어 동작들 후에 물리적인 파라미터들의 변경이 검출될 수 없으면, 이어서 바람직하게는, 이 변경에 관한 프록시를 또한 알린다. 이것은, 무배터리 디바이스로 하여금, 물리적인 파라미터 감지 시에 에너지를 낭비하지 않고, 대신에 재전송을 위한 그것 모두를 사용하도록 허용한다.
상기 요소들 모두에 기초하여, 본 발명은 아래의 단점들:
- 에너지 수확, 무배터리 디바이스들, 및 그것의 결과들(consequences)로 1-방향 통신으로 제한:
- 무배터리 디바이스에 의해 전달된 제어 프레임들 상에서 피드백을 수신 불능(inability),
- 구성 및 유지 정보를 수신 불능,
- 네트워크 문제점들(예컨대, 프록시 링크의 열화, 네트워크 재구성으로 인한 네트워크 사라짐(network disappearance)을 발견 불능,
- 특히, 채널 변경들의 경우에, 수동 무배터리 디바이스 재-위임(manual batteryless device re-commissioning)의 귀찮음(nuisance),
- 프록시의 멀티-채널 동작의 귀찮음,
- 적절한 채널 액세스 메커니즘을 사용함이 없이 전달된 다수의 무배터리 디바이스 재전송들에 의해 야기된, 프록시 무선 네트워크에서의 패킷 충돌들을 극복하도록 허용하는 방법 및 무배터리 디바이스를 제안하는 것이 명백하다.
본 발명은 특별히, 조명 제어 네트워크들, 광 스위치, 광 센서 및 존재 검출기와 같은 디바이스들을 포함하는 빌딩 자동화 및 홈 자동화 네트워크와 같은 무선 제어 네트워크들에서 사용되도록 적용된다. 특별히, 그것은, 무배터리 지그비 프로토콜(Batteryless ZigBee protocol) 또는 지그비 RF4CE 프로토콜을 구현하는 무배터리 디바이스들을 갖춘 IEEE802.15.4/지그비 기반의 네트워크; 802.15-6 기반의 네트워크들 등에서 사용될 수 있다. 하지만, 본 발명은 임의의 무선 네트워크에서 적용될 수 있다.
본 명세서 및 청구범위에서, 요소 앞에 있는 단어 "a" 또는 "an"은 복수의 그러한 요소들의 존재를 배제하지 않는다. 또한, 단어 "포함하는"은 열거된 것과는 다른 요소들 또는 단계들의 존재를 배제하지 않는다.
청구범위에서 괄호 내의 도면번호들의 포함은 이해를 돕고자 의도되며, 제한하는 것으로 의도되지 않는다.
본 명세서를 읽음으로서, 다른 변형예들이 기술분야의 당업자들에게 자명해질 것이다. 그러한 변형예들은 무선 통신 분야에서 이미 알려져 있고, 여기에서 이미 설명된 특징들 대신에 또는 그것들에 부가하여 사용될 수 있는 다른 특징들을 수반할 수 있다.
1: 무배터리 디바이스 2a,2b,3c : 원격 디바이스
3: 프록시 디바이스 10: 감지기
11: 무선 인터페이스

Claims (14)

  1. 무선 네트워크에서 동작하는 무배터리 디바이스(1)의 전송들을 제어하는 방법으로서, 상기 무배터리 디바이스(1)가 제어된 디바이스(2a)의 동작을 제어하기 위한 요소들을 포함하는 제어 프레임을 전송하는 단계를 포함하는, 상기 무배터리 디바이스의 전송들을 제어하는 방법에 있어서,
    상기 무배터리 디바이스가 상기 제어된 디바이스(2a)의 동작에 의해 유발되는 물리적인 현상에 변경이 발생되는지 아닌지를 감지하는 단계,
    상기 무배터리 디바이스는 상기 감지 단계에 기초하여 상기 변경이 발생되는지 아닌지의 여부에 각각 의존하여, 상기 제어 프레임 전송의 성공 또는 실패를 결정하는 단계,
    상기 제어 프레임 전송이 실패된 경우, 상기 무배터리 디바이스가 상기 제어 프레임을 재전송하여 상기 제어 프레임의 미리 결정된 수의 계획된 재전송들을 실행하도록 구성되는 단계, 및
    상기 제어 프레임 전송이 성공한 경우에, 상기 무배터리 디바이스는 상기 제어 프레임의 재전송들을 생략하는 단계를 특징으로 하는, 무배터리 디바이스의 전송들을 제어하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 재전송들의 수 및 그것들 사이의 시간 스페이싱(time spacing)을 결정하는 초기 단계를 포함하는, 무배터리 디바이스의 전송들을 제어하는 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 미리 결정된 수의 재전송들을 수행하기 위한 에너지량을 무배터리 디바이스가 수집하는 단계를 포함하는, 무배터리 디바이스의 전송들을 제어하는 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 재전송들이 생략될 때, 장래 사용을 위해 남아 있는 수집된 에너지를 저장하는 단계를 포함하는, 무배터리 디바이스의 전송들을 제어하는 방법.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제어된 디바이스는 광 상태들을 제어하는 디바이스이고, 상기 감지 단계는 광 감지 저항, 포토다이오드, 솔라 셀, 및 자율적인 광 세기 변경 센서를 포함하는 그룹에 포함된 감지 디바이스를 사용하여 상기 무배터리 디바이스에 의해 수행되는, 무배터리 디바이스의 전송들을 제어하는 방법.
  6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제어된 디바이스는 밸브이고, 상기 감지 단계는 흐름에 놓이는 회전 부(rotating part)에 의해 공급되는 전압 및/또는 전류의 변경을 통해 흐름의 변경을 검출함으로써 상기 무배터리 디바이스에 의해 수행되는, 무배터리 디바이스의 전송들을 제어하는 방법.
  7. 제 4 항에 있어서,
    상기 남아 있는 수집된 에너지는 구성 데이터(configuration data)를 수신하기 위해 상기 무배터리 디바이스에 의해 사용되고,
    상기 무배터리 디바이스에 의해, 상기 제어 프레임의 전송의 성공을 결정하는 상기 감지 단계의 경우에, 상기 무배터리 디바이스가 전송 모드에서 수신 모드로 스위칭하는 단계, 및
    프록시 디바이스에 의해, 상기 무배터리 디바이스에 의해 송신되는 상기 제어 프레임의 성공적인 수신을 검출하는 경우에, 프록시 디바이스(3)가 수신 모드에서 전송 모드로 스위칭하고, 대역 내 구성 데이터(configuration data in-band)를 상기 무배터리 디바이스에 전달하는 단계를 포함하는, 무배터리 디바이스의 전송들을 제어하는 방법.
  8. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 무배터리 디바이스가 제어 프레임들의 전송들을 위한 전송 채널을 결정하기 위해 남아있는 수집된 에너지를 사용하고, 그것을 메모리에 지속적으로 저장하는 단계를 포함하는, 무배터리 디바이스의 전송들을 제어하는 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 무배터리 디바이스가:
    실패한 전송 시도에 관한 표시를 비휘발성 메모리에 저장하는 단계,
    미리 결정된 수의 연속하는 실패 전송 시도들 후에, 가능한 전송 채널 변경에 관해 알리는 플래그(flag)를 비휘발성 메모리에 저장하는 단계,
    다른 채널(들)에 후속 전송들을 전달하는 단계, 및
    상기 후속 전송이 성공적인 경우에, 상기 플래그를 클리어하고(clearing), 새로운 채널을 지속적으로 저장하는 단계를 포함하는, 무배터리 디바이스의 전송들을 제어하는 방법.
  10. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 감지 단계의 수행이 인에이블 및 디스에이블될 수 있는, 무배터리 디바이스의 전송들을 제어하는 방법.
  11. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 무선 네트워크가 지그비 네트워크(ZigBee network)인, 무배터리 디바이스의 전송들을 제어하는 방법.
  12. 무선 네트워크에서 제어된 디바이스들(2a,2b,2c)을 제어하는데 사용되는 무배터리 디바이스(1)에 있어서:
    제어된 디바이스(2a)의 동작을 제어하기 위한 요소들을 포함하는 제어 프레임을 전송하도록 구성되는 무선 통신 인터페이스(11)를 포함하고,
    상기 무배터리 디바이스는:
    상기 제어된 디바이스(2a)의 동작에 의해 유발되는 물리적인 현상에 변경이 발생되는지 아닌지의 여부를 감지하도록 구성된 센서(10)를 포함하는 것을 특징으로 하고,
    상기 무배터리 디바이스는 상기 변경이 발생되었는지 아닌지의 여부에 각각 의존하여 상기 제어 프레임 전송의 성공 및 실패를 상기 센서에 의한 감지에 기초하여 결정하도록 구성되고,
    상기 무배터리 디바이스는 상기 제어 프레임 전송이 실패한 경우에 상기 제어 프레임을 재전송하도록 구성되어, 상기 무배터리 디바이스는 상기 제어 프레임의 미리 결정된 수의 계획된 재전송들을 실행하도록 구성되고,
    상기 무배터리 디바이스는 상기 제어 프레임 전송이 성공한 경우에 상기 제어 프레임의 재전송들을 생략하도록 구성되는, 무배터리 디바이스.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 인터페이스는 무배터리 지그비 프로토콜(Batteryless ZigBee protocol)에 따라 구현되는, 무배터리 디바이스.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 인터페이스는 지그비 RF4CE 프로토콜에 따라 구현되는, 무배터리 디바이스.
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