KR101745581B1 - Self-Charging Beacon - Google Patents

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KR101745581B1
KR101745581B1 KR1020150185315A KR20150185315A KR101745581B1 KR 101745581 B1 KR101745581 B1 KR 101745581B1 KR 1020150185315 A KR1020150185315 A KR 1020150185315A KR 20150185315 A KR20150185315 A KR 20150185315A KR 101745581 B1 KR101745581 B1 KR 101745581B1
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김동현
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Abstract

본 발명은 자가 충전이 가능한 비콘 장치에 관한 것으로, 충전식 배터리와 이를 충전할 수 있는 발전 모듈을 장착함으로써, 이를 통해 계속적으로 전원을 생산 공급할 수 있어 배터리 방전에 따른 작동 불능 상태를 방지할 수 있고, 결과적으로 사용 수명을 증가시키게 되므로, 주기적인 교체 또는 제거 작업 없이도 계속해서 장시간 편리하게 사용할 수 있으며, 전기 에너지를 생성하는 발전 모듈을 건물의 실내외 공간의 온도차이를 이용하거나 또는 태양광을 이용하여 전기 에너지를 생성하는 방식으로 구성함으로써, 별도의 에너지를 공급하지 않더라도 자연적인 상태에서 원활하게 전기 에너지를 생성할 수 있고, 이에 따라 항상 안정적인 전기 에너지 공급이 가능하여 사용 안정성 및 에너지 효율이 높은 자가 충전이 가능한 비콘 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a beacon device capable of self-charging. By installing a rechargeable battery and a power generation module capable of charging the rechargeable battery, it is possible to continuously supply and supply power through the rechargeable battery, As a result, since the service life is increased, it is possible to use the power generation module for generating electric energy continuously for a long time without periodical replacement or removal work. By constructing in such a manner that energy is generated, electric energy can be smoothly generated in a natural state even if no separate energy is supplied, and therefore stable electric energy can be supplied at all times, To a possible beacon device .

Description

자가 충전이 가능한 비콘 장치{Self-Charging Beacon}[0001] Self-Charging Beacon [

본 발명은 자가 충전이 가능한 비콘 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는 충전식 배터리와 이를 충전할 수 있는 발전 모듈을 장착함으로써, 이를 통해 계속적으로 전원을 생산 공급할 수 있어 배터리 방전에 따른 작동 불능 상태를 방지할 수 있고, 결과적으로 사용 수명을 증가시키게 되므로, 주기적인 교체 또는 제거 작업 없이도 계속해서 장시간 편리하게 사용할 수 있는 자가 충전이 가능한 비콘 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a self-charging beacon device. More specifically, by installing a rechargeable battery and a power generation module capable of charging the rechargeable battery, it is possible to continuously supply and supply power through the rechargeable battery, thereby preventing an operation failure due to battery discharge, To a self-charging beacon device which can be conveniently and continuously used for a long time without periodic replacement or removal operations.

최근 각종 통신기술의 발달로 인하여 근거리 통신도 함께 발달하고 있는데, 기존 근거리 통신의 한 예인 블루투스의 경우 종래에는 블루투스 통신을 사용하기 앞서 장치 간에 페어링(pairing) 이라는 장치를 등록하는 단계가 필요하며, 소량이지만 전력소모가 지속적으로 발생하기에 배터리를 가진 장치에서 장시간 사용하기에는 어려움이 있었다.In recent years, Bluetooth communication, which is an example of conventional short distance communication, requires a step of registering a pairing device between devices before using Bluetooth communication. However, since power consumption is continuously generated, it has been difficult to use the battery for a long time in a device having a battery.

그러나, 최근 블루투스 장치 예를 들면 블루투스 4.0 스마트, 또는 BLE(Bluetooth Low Energy)를 지원하는 장치들은 페어링 단계 없이 장치 간에 정보를 전송할 수 있으며, 데이터를 전송하는 주기도 기존 블루투스 장치에 비해 길기에 전력 소모가 무척 작고, 이에 동전 크기의 배터리만으로도 1년 이상 동작시킬 수 있게 되었다. 또한, 장치를 만드는 단가도 저렴하기에 위치 정보를 알려주는 비콘(beacon)으로 사용할 수 있게 되었다.However, recently, devices supporting Bluetooth devices such as Bluetooth 4.0 smart or Bluetooth low energy (BLE) can transfer information between devices without a pairing step, and the period of data transmission is longer than that of a conventional Bluetooth device, It is very small, and it is possible to operate it for more than a year with only the coin size battery. In addition, the unit cost of making a device is low, so it can be used as a beacon indicating location information.

이러한 블루투스 비콘의 사용예로는 상점 같은 곳에 고정식으로 블루투스 비콘을 설치하고, 페어링 단계없이 사용할 수 있는 블루투스를 지원하는 스마트폰을 가진 사용자가 접근하면, 주변 비콘에서 내려주는 정보로 광고 또는 위치 안내 등의 정보를 스마트폰에 기설치된 앱을 통해 제공받게 된다.Examples of the use of such a Bluetooth beacon include a fixed Bluetooth beacon installed in a shop, a Bluetooth smartphone capable of being used without a pairing step, Will be provided through an app installed on the smartphone.

한편 다른 사용예로 아주 작은 크기의 블루투스 비콘을 고정된 지점에 부착시키는 것이 아니라, 움직이는 아이에게 부착하게 하여 미아 방지 시스템으로 사용하기도 하는데, 이는 페어링이 요구되지 않는 부모의 블루투스 스마트 단말기(스마트 폰 등)가 아이에게 부착된 블루투스 비콘의 RSSI (Received Signal Strength Indication) 수치를 측정해서 대략적인 거리를 추정하고, 아이가 부모로부터 멀리 떨어질 경우 알려주도록 하고 있다. On the other hand, as another example, it is not used to attach a very small size Bluetooth beacon to a fixed point but to attach it to a moving child, so that it is used as a child-proof system. This is because the parent Bluetooth smart terminal ) Measures the Received Signal Strength Indication (RSSI) value of the Bluetooth beacon attached to the child, estimates the approximate distance, and informs the child when the child is far away from the parent.

마찬가지 방식으로 자전거와 같은 이동체에 비콘 장치를 장착하고 비콘 장치를 통해 자전거의 현재 위치를 파악할 수 있도록 하는 방식으로 자전거와 같은 개인 물품의 분실을 방지하는 기술 또한 개발되고 있다.In a similar manner, a technique for preventing the loss of personal items such as bicycles is being developed in such a manner that a beacon device is mounted on a mobile object such as a bicycle, and the present position of the bicycle can be detected through a beacon device.

이와 같이 비콘 장치를 이용한 다양한 기술들이 활발하게 연구 개발됨에 따라 비콘 장치의 수요가 급격히 증가하고 있는데, 비콘 장치는 저전력으로 작동한다고 하더라도 대략 1년에서 2년 정도의 사용 이후에는 배터리의 방전으로 인해 더이상 사용이 불가하고 폐기해야 한다. 따라서, 비콘 장치의 수요 증가와 함께 비콘 장치의 폐기량 또한 증가하게 되므로, 이로 인한 환경 문제가 야기된다.As the various technologies using the beacon device are actively researched and developed, the demand for the beacon device is rapidly increasing. Even if the beacon device operates at low power, after about 1 to 2 years of use, It should not be used and should be discarded. Therefore, with the increase of the demand of the beacon device, the amount of the beacon device to be wasted also increases, thereby causing environmental problems.

특히, 비콘 장치는 건물에 고정 설치되어 사용자에게 다양한 정보를 제공하는 방식이 가장 수요가 높은 사용 방식인데, 이와 같이 건물에 고정 설치되는 수많은 개수의 비콘 장치에 대해 수명이 다한 후 이를 제거 교체해야 하는 문제 또한 비콘 장치의 폐기 처리 문제와 함께 매우 심각하다 할 것이다.In particular, a beacon device is fixedly installed in a building and provides a variety of information to a user. In this way, a large number of beacons fixedly installed in a building are required to be replaced after their life is over The problem will also be very serious with the problem of disposal of beacons.

국내공개특허 제10-1998-048363호Korean Patent Publication No. 10-1998-048363

본 발명은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 발명한 것으로서, 본 발명의 목적은 충전식 배터리와 이를 충전할 수 있는 발전 모듈을 장착함으로써, 이를 통해 계속적으로 전원을 생산 공급할 수 있어 배터리 방전에 따른 작동 불능 상태를 방지할 수 있고, 결과적으로 사용 수명을 증가시키게 되므로, 주기적인 교체 또는 제거 작업 없이도 계속해서 장시간 편리하게 사용할 수 있고, 이에 따라 비콘 장치의 폐기 처리 문제 또한 최소화할 수 있는 자가 충전이 가능한 비콘 장치를 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide a rechargeable battery and a power generation module capable of charging the rechargeable battery, thereby continuously supplying and supplying power to the rechargeable battery, A beacon that can be self-charged can be used for a long time without any periodic replacement or elimination operation, thereby minimizing the problem of disposal of the beacon device Device.

본 발명의 다른 목적은 전기 에너지를 생성하는 발전 모듈을 건물의 실내외 공간의 온도차이를 이용하거나 또는 태양광을 이용하여 전기 에너지를 생성하는 방식으로 구성함으로써, 별도의 에너지를 공급하지 않더라도 자연적인 상태에서 원활하게 전기 에너지를 생성할 수 있고, 이에 따라 항상 안정적인 전기 에너지 공급이 가능하여 사용 안정성 및 에너지 효율이 높은 자가 충전이 가능한 비콘 장치를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a power generation module for generating electric energy by using a temperature difference of indoor and outdoor spaces of a building or by generating electric energy by using solar light, The present invention is to provide a beacon device capable of supplying electric energy stably at all times and thus capable of self-charging with high use stability and energy efficiency.

본 발명은, 내부에 수용 공간이 형성되는 케이스; 상기 케이스 내부 공간에 배치되며, 비콘 신호를 출력할 수 있도록 비콘칩이 실장되는 PCB 기판; 상기 케이스의 외측면에 장착되어 태양광 또는 온도차를 이용하는 방식으로 전기 에너지를 생성하는 발전 모듈; 및 상기 케이스의 내부 공간에 배치되어 상기 발전 모듈로부터 전기 에너지를 공급받아 충전되며, 충전된 전기 에너지를 상기 PCB 기판에 공급하는 충전 배터리를 포함하고, 건물의 벽체에 설치되는 것을 특징으로 하는 자가 충전이 가능한 비콘 장치를 제공한다.According to the present invention, there is provided an electronic apparatus comprising: a case having a housing space formed therein; A PCB substrate disposed in the case inner space and having a beacon chip mounted thereon for outputting a beacon signal; A power module mounted on an outer surface of the case to generate electric energy in a manner using sunlight or a temperature difference; And a rechargeable battery disposed in an inner space of the case and supplied with electric energy from the power generation module to supply the recharged electric energy to the PCB substrate, Thereby providing a possible beacon device.

이때, 상기 케이스는 일측면이 건물의 외부 공간에 노출되고 타측면은 건물의 실내 공간에 노출되도록 장착되고, 상기 발전 모듈은 건물의 실내 공간과 외부 공간에서 발생하는 온도 차이를 이용하여 전기 에너지를 생성하도록 구성될 수 있다.At this time, the case is mounted such that one side is exposed to the outside space of the building and the other side is exposed to the inside space of the building, and the power generation module uses electric energy Lt; / RTI >

또한, 상기 발전 모듈은, 상기 케이스의 일측면에 결합되어 건물의 외부 공간에서 열을 흡수하거나 또는 열을 방출하는 외부 열전달판; 상기 케이스의 타측면에 결합되며, 상기 외부 열전달판과 열전도되도록 연결부를 통해 상기 외부 열전달판과 연결되는 내부 열전달판; 및 평판형으로 형성되며, 일측면이 건물의 실내 공간에 노출되고 타측면은 상기 내부 열전달판에 접촉하도록 상기 케이스의 타측면에 결합되어 양측면의 온도 차이로 인해 전기 에너지를 생성하는 열전 소자를 포함할 수 있다.The power generation module may include an external heat transfer plate coupled to one side of the case and absorbing heat or discharging heat in an external space of the building; An inner heat transfer plate coupled to the other side of the case and connected to the external heat transfer plate through a connection portion to be thermally conductive with the external heat transfer plate; And a thermoelectric element coupled to the other side of the case so as to be in contact with the inner heat transfer plate, one side of which is exposed to the inside space of the building and the other side of which is electrically connected to the heat transfer plate, can do.

또한, 상기 발전 모듈은, 건물의 외부 공간에 노출되도록 상기 케이스의 일측면에 결합되어 태양광 에너지를 흡수하여 전기 에너지를 생성하는 태양 전지판을 더 포함할 수 있다.The power generation module may further include a solar panel coupled to one side of the case so as to be exposed to an external space of the building, and absorbing solar energy to generate electric energy.

본 발명에 의하면, 충전식 배터리와 이를 충전할 수 있는 발전 모듈을 장착함으로써, 이를 통해 계속적으로 전원을 생산 공급할 수 있어 배터리 방전에 따른 작동 불능 상태를 방지할 수 있고, 결과적으로 사용 수명을 증가시키게 되므로, 주기적인 교체 또는 제거 작업 없이도 계속해서 장시간 편리하게 사용할 수 있고, 이에 따라 비콘 장치의 폐기 처리 문제 또한 최소화할 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, by installing a rechargeable battery and a power generation module capable of charging the rechargeable battery, it is possible to continuously supply and supply power through the rechargeable battery, thereby preventing an incapacitated state due to battery discharge, , It can be used conveniently for a long time without periodic replacement or elimination operation, thereby minimizing the disposal process of the beacon.

또한, 전기 에너지를 생성하는 발전 모듈을 건물의 실내외 공간의 온도차이를 이용하거나 또는 태양광을 이용하여 전기 에너지를 생성하는 방식으로 구성함으로써, 별도의 에너지를 공급하지 않더라도 자연적인 상태에서 원활하게 전기 에너지를 생성할 수 있고, 이에 따라 항상 안정적인 전기 에너지 공급이 가능하여 사용 안정성 및 에너지 효율이 높은 효과가 있다.In addition, by constructing the power generation module for generating electric energy by using the temperature difference of indoor and outdoor spaces of the building or by generating electric energy by using solar light, Energy can be generated, and therefore it is possible to supply stable electric energy at all times, thereby providing high stability of use and high energy efficiency.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자가 충전이 가능한 비콘 장치의 구성을 개념적으로 도시한 개념도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 자가 충전이 가능한 비콘 장치의 구성을 개념적으로 도시한 분해도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 자가 충전이 가능한 비콘 장치의 다양한 변형예를 개념적으로 도시한 개념도이다.1 is a conceptual diagram conceptually showing a configuration of a self-chargeable beacon device according to an embodiment of the present invention;
FIG. 2 is an exploded view conceptually showing a configuration of a self-charging beacon device according to an embodiment of the present invention;
3 is a conceptual diagram conceptually showing various modified examples of a self-charging beacon device according to an embodiment of the present invention.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the drawings, the same reference numerals are used to designate the same or similar components throughout the drawings. In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자가 충전이 가능한 비콘 장치의 구성을 개념적으로 도시한 개념도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 자가 충전이 가능한 비콘 장치의 구성을 개념적으로 도시한 분해도이다.FIG. 1 is a conceptual diagram conceptually showing the configuration of a self-charging beacon device according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 conceptually shows a configuration of a self-charging beacon device according to an embodiment of the present invention. Is an exploded view.

본 발명의 일 실시예에 따른 비콘 장치는 전기 에너지를 생성할 수 있는 발전 모듈을 통해 자가 충전이 가능하여 장시간 사용할 수 있는 장치로서, 케이스(100), 비콘칩(300)이 실장되는 PCB 기판(200), 발전 모듈(500) 및 충전 배터리(400)를 포함하여 구성된다.The beacon device according to an embodiment of the present invention is a device that can be self-charged through a power module capable of generating electrical energy and can be used for a long time. The beacon device includes a case 100, a PCB substrate 200, a power generation module 500, and a rechargeable battery 400.

케이스(100)는 내부에 수용 공간이 형성되어 PCB 기판(200) 및 충전 배터리(400) 등이 내부 공간에 수용 장착되며, 전체 영역이 모두 합성 수지 재질로 형성되거나 또는 일부 영역은 금속 재질로 형성될 수 있는 등 내부 공간으로부터 비콘 신호가 원활하게 전송될 수 있는 형태로 다양하게 형성될 수 있다.The case 100 has a receiving space formed therein and the PCB substrate 200 and the rechargeable battery 400 are accommodated in the inner space and the entire area is formed of a synthetic resin material or a part of the material is formed of a metal material The beacon signal can be smoothly transmitted from the inner space.

PCB 기판(200)은 비콘 신호를 출력할 수 있도록 비콘 칩(300)이 실장되어 케이스(100) 내부 공간에 장착된다.The beacon chip 300 is mounted on the PCB substrate 200 so as to output a beacon signal and is mounted in the inner space of the case 100.

충전 배터리(400)는 케이스(100)의 내부 공간에 배치되며 발전 모듈(500)로부터 전기 에너지를 공급받아 충전되는 충전식 배터리 방식으로 형성되며, 충전된 전기 에너지를 PCB 기판(200)에 공급한다. 이러한 충전 배터리(400)는 PCB 기판(200)으로부터 연결된 별도의 전극 단자(미도시)를 통해 PCB 기판(200)과 연결되거나 또는 PCB 기판(200)에 실장되는 형태로 장착될 수 있다.The rechargeable battery 400 is disposed in an inner space of the case 100 and is formed in a rechargeable battery type in which the rechargeable battery 400 receives electric energy from the power generation module 500 and supplies the charged electric energy to the PCB substrate 200. The rechargeable battery 400 may be connected to the PCB 200 through a separate electrode terminal (not shown) connected to the PCB 200 or may be mounted on the PCB 200.

발전 모듈(500)은 케이스(100)의 외측면에 장착되어 전기 에너지를 생성하는 구성으로, 태양광을 이용하여 전기 에너지를 생성하는 방식 또는 온도차를 이용하여 전기 에너지를 생성하는 방식 등 다양한 방식으로 형성될 수 있다. 이러한 발전 모듈(500)은 PCB 기판(200) 또는 충전 배터리(400)와 전선 와이어(W)를 통해 연결되고, 생성된 전기 에너지를 충전 배터리(400)에 공급한다.The power generation module 500 is mounted on the outer surface of the case 100 to generate electric energy. The power generation module 500 may be formed in various ways such as a method of generating electric energy using solar light, a method of generating electric energy using a temperature difference . The power generation module 500 is connected to the PCB substrate 200 or the rechargeable battery 400 through the wire W and supplies the generated electrical energy to the rechargeable battery 400.

이러한 구성에 따라 본 발명의 일 실시예에 따른 비콘 장치는 태양광 또는 온도차를 이용하여 전기 에너지를 생성하는 발전 모듈(500)에 의해 계속적으로 전기 에너지를 충전 배터리(400)에 공급함으로써, 배터리의 수명을 길게 연장할 수 있어 비콘 장치를 교체할 필요없이 장시간 사용할 수 있다. 따라서, 비콘 장치의 수명 연장에 따라 비콘 장치가 장착된 건물 또는 물품 등의 수명과 동일하게 거의 반 영구적으로 사용할 수 있어 비콘 장치의 주기적인 교체 및 수거 작업이 불필요하여 이에 대한 작업 시간 및 비용을 절약할 수 있고, 비콘 장치의 폐기 처리 문제를 해결할 수 있다.According to this configuration, the beacon device according to an embodiment of the present invention continuously supplies electric energy to the rechargeable battery 400 by the power generation module 500 that generates electric energy using sunlight or temperature difference, The lifetime can be prolonged and the beacon device can be used for a long period of time without having to replace it. Therefore, according to the extension of the life of the beacon device, it can be used almost semi-permanently as the lifetime of the building or the article equipped with the beacon device, so that periodic replacement and collection work of the beacon device is not needed, And it is possible to solve the problem of discarding the beacon device.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 비콘 장치는 도 1에 도시된 바와 같이 건물의 벽체(10) 또는 유리창에 고정 설치되어 비콘 신호를 전송하도록 배치되며, 이 상태에서 발전 모듈(500)은 태양광을 이용하거나 또는 건물의 실내외 공간의 온도차를 이용하여 전기 에너지를 생성하도록 구성될 수 있다.1, a beacon device according to an embodiment of the present invention is fixedly installed in a wall 10 or a window of a building and is disposed to transmit a beacon signal. In this state, Or may be configured to generate electrical energy using the temperature difference between the indoor and outdoor spaces of the building.

좀더 구체적으로 살펴보면, 케이스(100)는 도 1에 도시된 바와 같이 일측면이 건물의 외부 공간에 노출되고 타측면은 건물의 실내 공간에 노출되도록 건물 벽체(10)를 관통하는 형태로 장착될 수 있다.As shown in FIG. 1, the case 100 may be mounted on the building wall 10 such that one side of the case 100 is exposed to the exterior space of the building and the other side thereof is exposed to the interior space of the building. have.

이때, 발전 모듈(500)은 건물의 실내 공간과 외부 공간에서 발생하는 온도 차이를 이용하여 전기 에너지를 생성하도록 구성된다.At this time, the power generation module 500 is configured to generate electric energy using the temperature difference generated in the indoor space and the outdoor space of the building.

이러한 발전 모듈(500)은, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 건물의 외부 공간에 위치하도록 케이스(100)의 일측면에 결합되어 건물의 외부 공간에서 열을 흡수하거나 또는 열을 방출하는 외부 열전달판(510)과, 건물의 실내 공간에 위치하도록 케이스(100)의 타측면에 결합되며 외부 열전달판(510)과 열전도되도록 별도의 연결부(530)를 통해 외부 열전달판(510)과 연결되는 내부 열전달판(520)과, 내부 열전달판(520)과 접촉하여 전기 에너지를 생성하는 열전 소자(540)를 포함하여 구성될 수 있다.1 and 2, the power generation module 500 is coupled to one side of the case 100 so as to be located in an outer space of the building, and absorbs heat in an external space of the building, The heat transfer plate 510 and the external heat transfer plate 510 are coupled to the other side of the case 100 so as to be positioned in the interior space of the building and connected to the external heat transfer plate 510 through a separate connection part 530 An internal heat transfer plate 520 and a thermoelectric element 540 for generating electrical energy in contact with the internal heat transfer plate 520.

외부 열전달판(510)과 내부 열전달판(520)은 연결부(530)를 통해 서로 열전도되도록 연결되어 각각 케이스(100)의 외측면 및 내측면에 결합되며, 열전 소자(540)는 건물의 실내 공간에 위치하여 내부 열전달판(520)과 접촉하도록 케이스(100)의 타측면에 결합된다.The external heat transfer plate 510 and the internal heat transfer plate 520 are connected to each other through the connection part 530 to be connected to the external and internal surfaces of the case 100. The thermoelectric elements 540 are connected to the interior space And is coupled to the other side of the case 100 so as to be in contact with the inner heat transfer plate 520.

이때, 열전 소자(540)는 열접촉 면적이 넓은 형상의 평판형으로 형성되어 일측면이 건물의 실내 공간에 노출되고 타측면은 내부 열전달판(520)에 접촉하는 형태로 케이스(100)의 타측면에 결합되며, 양측면의 온도 차이를 통해 전기 에너지를 생성하도록 구성된다.At this time, the thermoelectric elements 540 are formed in a flat plate shape having a wide thermal contact area, one side of which is exposed to the interior space of the building, and the other side of which is in contact with the internal heat transfer plate 520 And is configured to generate electrical energy through the temperature difference of both sides.

열전 소자(540)란 열과 전기의 상호 작용으로 나타나는 각종 효과를 이용한 소자로서, 온도에 의해 전기저항이 변화하는 특성을 이용한 서미스터, 온도 차이에 의해 기전력이 발생하는 현상인 제베크 효과(Seebeck Effect)를 이용한 소자, 전류에 의해 흡열 또는 발열 반응이 발생하는 펠티에 효과(Peltier Effect)를 이용한 소자 등이 있으며, 본 발명의 일 실시예에 따른 열전 소자는 온도 차이를 이용하여 전기 에너지를 생성하기 위한 것으로, 제베크 효과를 이용한 소자가 적용된다. 제베크 효과를 이용한 열전 소자는 열전 소자의 양측면에서 온도 차이가 발생함에 따라 기전력이 발생한다.A thermoelectric element (540) is a device using various effects expressed by the interaction of heat and electricity. The thermoelectric element (540) is a thermistor using characteristics in which electric resistance changes according to temperature, a Seebeck effect And a device using a Peltier effect in which an endothermic or exothermic reaction occurs due to a current. The thermoelectric device according to one embodiment of the present invention is for generating electrical energy using a temperature difference , The device using the Hebeck effect is applied. The thermoelectric element using the Jeckeck effect generates an electromotive force as a temperature difference occurs on both sides of the thermoelectric element.

이러한 제베크 효과를 이용한 열전 소자(540)를 통해 전기 에너지를 생성하는 원리를 살펴보면, 먼저, 열전 소자(540)는 일측면이 건물의 실내 공간에 노출되고, 타측면은 내부 열전달판(520)에 접촉된다. 이때, 내부 열전달판(520)은 외부 열전달판(510)으로부터 열전도 방식으로 열을 전달받거나 또는 열을 빼앗기게 되므로, 열전 소자(540)는 외부 열전달판(510)과 연결된 내부 열전달판(520)에 의해 가열되거나 또는 냉각된다.First, a thermoelectric element 540 is exposed at one side of the interior space of the building, and the other side of the thermoelectric element 540 is exposed to the inner heat transfer plate 520. [ . The thermoelectric element 540 is connected to the internal heat transfer plate 520 connected to the external heat transfer plate 510 so that the internal heat transfer plate 520 receives heat from the external heat transfer plate 510 in a heat- Or cooled.

예를 들면, 겨울철의 경우, 실내 공간은 난방 등의 영향으로 따듯하지만, 건물 외부 공간은 매우 차갑다. 외부 열전달판(510)은 건물 외부에 위치하므로 차갑게 냉각되고, 이에 따라 내부 열전달판(520) 또한 열전도에 의해 차갑게 냉각된다. 이러한 온도 배치에 따라, 열전 소자(540)는 일측면이 건물의 따뜻한 실내 공간에 노출되어 상대적으로 온도가 높게 가열되고, 타측면은 내부 열전달판(520)에 접촉하여 상대적으로 온도가 낮게 냉각된다. 따라서, 열전 소자(540)의 양측면에 온도 차이가 발생하게 되고, 이러한 온도 차이에 의해 열전 소자(540)에서 전기 에너지가 생성된다.For example, in winter, the interior space is warm due to the effects of heating, but the space outside the building is very cold. Since the external heat transfer plate 510 is located outside the building, the internal heat transfer plate 520 is also cooled down by the heat conduction. According to the temperature arrangement, one side of the thermoelectric element 540 is exposed to the warm indoor space of the building to be heated at a relatively high temperature, and the other side thereof is brought into contact with the inner heat transfer plate 520 to cool the thermoelectric element 540 at a relatively low temperature . Therefore, a temperature difference occurs on both sides of the thermoelectric element 540, and electrical energy is generated in the thermoelectric element 540 by this temperature difference.

반대로, 여름철의 경우, 실내 공간은 냉방 등의 영향으로 상대적으로 시원하지만, 건물 외부 공간은 직사광선 및 대기 온도의 영향으로 매우 뜨겁다. 외부 열전달판(510)은 건물 외부에 위치하므로 뜨겁게 가열되고, 이에 따라 내부 열전달판(520) 또한 열전도에 의해 뜨겁게 가열된다. 이러한 온도 배치에 따라, 열전 소자(540)는 일측면이 건물의 시원한 실내 공간에 노출되어 상대적으로 온도가 낮게 냉각되고, 타측면은 내부 열전달판(520)에 접촉하여 상대적으로 온도가 높게 가열된다. 따라서, 열전 소자(540)의 양측면에 온도 차이가 발생하게 되고, 이러한 온도 차이에 의해 열전 소자(540)에서 전기 에너지가 생성된다.On the other hand, in summer, the interior space is relatively cool due to the effect of cooling and the like, but the exterior space of the building is very hot due to direct sunlight and atmospheric temperature. Since the external heat transfer plate 510 is located outside the building, the internal heat transfer plate 520 is also heated hot by heat conduction. According to the temperature arrangement, one side of the thermoelectric element 540 is exposed to the cool indoor space of the building and cooled to a relatively low temperature, and the other side thereof is heated to a relatively high temperature by contacting the inner heat transfer plate 520 . Therefore, a temperature difference occurs on both sides of the thermoelectric element 540, and electrical energy is generated in the thermoelectric element 540 by this temperature difference.

이와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 발전 모듈(500)은 외부 열전달판(510), 내부 열전달판(520) 및 열전 소자(540)에 의해 건물 실내외의 온도 차이를 이용하여 전기 에너지를 생성한다. 이와 같이 생성된 전기 에너지는 케이스(100) 내부의 충전 배터리(400)로 공급됨으로써, 비콘 신호를 출력하는 비콘칩(300)에 항상 안정적으로 전원 공급이 이루어진다.As described above, the power generation module 500 according to an embodiment of the present invention generates electrical energy using the temperature difference between indoor and outdoor buildings by the external heat transfer plate 510, the internal heat transfer plate 520 and the thermoelectric element 540 . The electric energy thus generated is supplied to the rechargeable battery 400 inside the case 100, so that the beacon chip 300 that outputs a beacon signal is always supplied with stable power.

한편, 이러한 발전 모듈(500)은 온도차를 이용하여 전기 에너지를 생성하는 방식 이외에도 태양광을 이용한 방식으로도 형성될 수 있는데, 이를 위해 태양 전지판(550)이 더 구비될 수 있다. In addition, the power generation module 500 may be formed using solar light in addition to a method of generating electrical energy using a temperature difference. For this purpose, a solar panel 550 may be further provided.

태양 전지판(550)은 건물의 외부 공간에 노출되도록 케이스(100)의 일측면에 결합되어 태양광 에너지를 흡수하여 전기 에너지를 생성하도록 구성되며, 태양 전지판(550)에 의해 생성된 전기 에너지 또한 충전 배터리(400)로 공급되도록 구성된다. 이때, 태양 전지판(550)은 두께가 얇은 박판형 태양 전지판이 적용되는 것이 바람직하며, 이러한 태양 전지판(550)은 널리 사용되는 것이므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.The solar panel 550 is connected to one side of the case 100 so as to be exposed to the outside space of the building to absorb the solar energy to generate electric energy. The electric energy generated by the solar panel 550 is also charged And is supplied to the battery 400. At this time, it is preferable that the solar panel 550 is a thin-plate solar panel, and since the solar panel 550 is widely used, a detailed description thereof will be omitted.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 자가 충전이 가능한 비콘 장치의 다양한 변형예를 개념적으로 도시한 개념도이다.3 is a conceptual diagram conceptually showing various modified examples of a self-charging beacon device according to an embodiment of the present invention.

도 3에는 발전 모듈(500)로서, 전술한 열전 소자(540)와 함께 태양 전지판(550)이 추가적으로 구비된 형태가 도시된다.3 shows a configuration in which a solar panel 550 is additionally provided as the power generation module 500 together with the above-described thermoelectric element 540. [

태양 전지판(550)은 건물의 외부 공간에 노출되도록 케이스(100)의 일측면에 결합되는데, 도 3에 도시된 바와 같이 외부 열전달판(510)과 함께 케이스(100)의 일측면에 서로 겹치지 않게 결합될 수 있다.The solar panel 550 is coupled to one side of the case 100 so as to be exposed to the external space of the building. The solar panel 550 is mounted on one side of the case 100 together with the external heat transfer plate 510 as shown in FIG. Can be combined.

즉, 도 3의 (a)에 도시된 바와 같이 케이스(100)의 일측면 영역을 서로 분할하여 각각의 영역에 외부 열전달판(510)과 태양 전지판(550)이 각각 배치될 수도 있고, 도 3의 (b) 및 (c)에 도시된 바와 같이 외부 열전달판(510)은 케이스(100)의 일측면 표면에 접촉 결합되고, 태양 전지판(550)은 별도의 지지대(551)를 통해 케이스(100)의 일측면 표면으로부터 일정 간격 이격되게 위치할 수도 있다. 이때, 도 3의 (b)에 도시된 바와 같이 태양 전지판(550)이 외부 열전달판(510)의 외부 공간을 모두 감싸는 형태로 이격 배치될 수도 있고, 도 3의 (c)에 도시된 바와 같이 태양 전지판(550)이 외부 열전달판(510)의 일부 영역에 대해서만 외부 공간을 감싸는 형태로 이격 배치될 수도 있다.3 (a), the external heat transfer plate 510 and the solar panel 550 may be respectively disposed in the respective regions by dividing one side region of the case 100, The external heat transfer plate 510 is brought into contact with one side surface of the case 100 and the solar panel 550 is connected to the case 100 through a separate support 551 as shown in FIGS. And may be spaced apart from the one side surface of the substrate. 3 (b), the solar panel 550 may be spaced apart from the external heat transfer plate 510 so as to surround the external space of the external heat transfer plate 510, as shown in FIG. 3 (c) The solar panel 550 may be spaced apart from the external heat transfer plate 510 so as to surround the external space.

이러한 배치 구조에 따라, 태양 전지판(550)에 대해서는 태양광에 대한 장애물이 존재하지 않으므로, 태양 전지판(550)의 효율이 향상되고, 외부 열전달판(510)은 외부 공기의 온도에 의한 열전달이 그대로 이루어지므로, 외부 열전달판(510)의 열전달 기능 또한 원활하게 이루어진다.According to this arrangement structure, since there is no obstacle to the sunlight for the solar panel 550, the efficiency of the solar panel 550 is improved and the heat transfer due to the temperature of the outside air is maintained The heat transfer function of the external heat transfer plate 510 is also smoothly performed.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The foregoing description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and various changes and modifications may be made by those skilled in the art without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are intended to illustrate rather than limit the scope of the present invention, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments. The scope of protection of the present invention should be construed according to the following claims, and all technical ideas within the scope of equivalents should be construed as falling within the scope of the present invention.

100: 케이스 200: PCB 기판
300: 비콘 칩 400: 충전 배터리
500: 발전 모듈 510: 외부 열전달판
520: 내부 열전달판 530: 연결부
540: 열전 소자 550: 태양 전지판100: Case 200: PCB substrate
300: Beacon chip 400: Rechargeable battery
500: power generation module 510: external heat transfer plate
520: inner heat transfer plate 530:
540: thermoelectric element 550: solar panel

Claims (4)

내부에 수용 공간이 형성되는 케이스;
상기 케이스 내부 공간에 배치되며, 비콘 신호를 출력할 수 있도록 비콘칩이 실장되는 PCB 기판;
상기 케이스의 외측면에 장착되어 태양광 또는 온도차를 이용하는 방식으로 전기 에너지를 생성하는 발전 모듈; 및
상기 케이스의 내부 공간에 배치되어 상기 발전 모듈로부터 전기 에너지를 공급받아 충전되며, 충전된 전기 에너지를 상기 PCB 기판에 공급하는 충전 배터리
를 포함하고, 상기 케이스는 일측면이 건물의 외부 공간에 노출되고 타측면은 건물의 실내 공간에 노출되도록 장착되고,
상기 발전 모듈은
상기 케이스의 일측면에 결합되어 건물의 외부 공간에서 열을 흡수하거나 또는 열을 방출하는 외부 열전달판;
상기 케이스의 타측면에 결합되며, 상기 외부 열전달판과 열전도되도록 연결부를 통해 상기 외부 열전달판과 연결되는 내부 열전달판;
평판형으로 형성되며, 일측면이 건물의 실내 공간에 노출되고 타측면은 상기 내부 열전달판에 접촉하도록 상기 케이스의 타측면에 결합되어 양측면의 온도 차이로 인해 전기 에너지를 생성하는 열전 소자; 및
건물의 외부 공간에 노출되도록 상기 케이스의 일측면에 결합되어 태양광 에너지를 흡수하여 전기 에너지를 생성하는 태양 전지판
을 포함하고, 상기 외부 열전달판은 상기 케이스의 일측면 표면에 접촉 결합되고, 상기 태양 전지판은 별도의 지지대를 통해 상기 케이스의 일측면 표면으로부터 일정 간격 이격되게 위치하는 것을 특징으로 하는 자가 충전이 가능한 비콘 장치.
A case having a housing space formed therein;
A PCB substrate disposed in the case inner space and having a beacon chip mounted thereon for outputting a beacon signal;
A power module mounted on an outer surface of the case to generate electric energy in a manner using sunlight or a temperature difference; And
A charging battery disposed in an inner space of the case to receive electric energy from the power generation module to be charged,
Wherein the case is mounted such that one side is exposed to the exterior space of the building and the other side is exposed to the interior space of the building,
The power generation module
An external heat transfer plate coupled to one side of the case and absorbing or discharging heat in the exterior space of the building;
An inner heat transfer plate coupled to the other side of the case and connected to the external heat transfer plate through a connection portion to be thermally conductive with the external heat transfer plate;
A thermoelectric element which is formed in a flat plate shape and which is coupled to the other side of the case so that one side thereof is exposed to the interior space of the building and the other side is in contact with the internal heat transfer plate, And
A solar panel coupled to one side of the case so as to be exposed to an external space of the building to generate solar energy by absorbing solar energy,
Characterized in that the external heat transfer plate is in contact with one side surface of the case and the solar panel is spaced apart from one side surface of the case by a separate support. Beacon device.
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