KR102080049B1 - Ｌｅｄ 조명 시스템 기반 무선 전력 전송 시스템 - Google Patents

Ｌｅｄ 조명 시스템 기반 무선 전력 전송 시스템 Download PDF

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경희대학교 산학협력단
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Abstract

본 발명에 일 측면에 따른 LED 조명 시스템 기반 무선 전력 전송 시스템의 LED 조명 시스템은 복수의 LED 조명들을 통해 하나 이상의 스마트 디바이스와 가시광 통신(VLC: Visible Light Communication) 시스템을 구축하도록 구성된 VLC 시스템 정의부; 상기 하나 이상의 스마트 디바이스와 VLC를 통해 상기 하나 이상의 스마트 디바이스에 대한 위치 정보와 전력 상태 정보를 수집하는 데이터 수집부; 및 상기 수집된 위치 정보와 전력 상태 정보를 VLC를 통해 무선 전력 송신기로 전달하는 송수신부를 포함하고, LED 조명과 스마트 디바이스 간의 사물 인터넷을 통해 무선 전력 전송 서비스를 제공할 수 있다.

Description

ＬＥＤ 조명 시스템 기반 무선 전력 전송 시스템{LED Lighting System based Wireless Power Transfer System}
본 발명은 LED 조명 시스템 기반 무선 전력 전송 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 스마트 감성 LED 조명 시스템 기반 무선 전력 전송 시스템에 관한 것이다.
최근 무선 전력 전송이라는 기술이 융합 기술과 함께 주목 받고 있다. 기존의 전력을 전송하는 방식은 충전기를 활용하여 유선으로 이용되고 있어 사용자의 불편함이나 이동성의 제약을 주는 경우가 발생했다. 하지만 무선 전력 전송 기술은 유선 충전 방식을 벗어나는 방식이지만 무선 충전이 가능한 패드에 거치하여 무선 전력 전송을 하도록 해서 여전히 유선 전력 전송과 비슷한 단점을 가지고 있다는 문제점이 있다.
하지만, 이와 같이 유선 충전 방식을 벗어나면서도 무선 충전의 자유도를 높이기 위해 원거리 기반 무선 충전 방식에 대하여 연구가 이루어지고 있다. 하지만, 이러한 원거리 기반 무선 충전 방식에서도 무선 전력 수신기, 즉 단말의 위치를 정확히 파악하는 것이 중요하다. 이러한 위치 파악과 관련하여, 원거리 기반 무선 충전 방식에서도 단말이 무선 충전 가능 커버리지를 벗어났는지 여부 등을 판단하기 위해서도 매우 중요하다.
또한, 단말이 무선 충전 가능 커버리지 내에 위치하는 경우에도 복수의 단말들이 존재하는 경우에 어떠한 방식으로 복수의 단말들로 무선 충전 서비스를 제공할지를 결정할 필요가 있다. 이러한 복수의 단말들로 자기장 방향 또는 전자기 빔의 방향을 변경하여 무선 충전을 수행하기 위해서도 단말들의 위치에 대한 정확한 정보가 요구된다.
하지만, 특히 무선 전력 수신기가 이동 단말인 경우에는 수시로 변화하는 이동 단말의 위치를 정확히 파악하기 어렵다는 문제점이 있다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 실내 조명으로 사용 되고 있는 LED 조명을 기반으로 무선 전력 전송 시스템을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명이 이루고자 하는 기술적인 과제는, 기존의 무선 전력 전송을 하기 위해서 필요한 무선 전력 전송용 패드 없이 가시광 통신으로 스마트 디바이스의 위치를 파악하는 것이다.
또한, 본 발명이 이루고자 하는 기술적인 과제는, 가시광 통신으로 스마트 디바이스의 위치를 파악하고, 이러한 위치 정보에 기반하여 전력을 무선으로 스마트 디바이스로 바로 전송하는 방법을 제공하는 것이다. 이에 따라 본 발명은 기존의 단점을 보완한 향상된 무선 전력 전송 기술을 제공하고자 한다.
본 발명에 일 측면에 따른 LED 조명 시스템 기반 무선 전력 전송 시스템의 LED 조명 시스템은 복수의 LED 조명들을 통해 하나 이상의 스마트 디바이스와 가시광 통신(VLC: Visible Light Communication) 시스템을 구축하도록 구성된 VLC 시스템 정의부; 상기 하나 이상의 스마트 디바이스와 VLC를 통해 상기 하나 이상의 스마트 디바이스에 대한 위치 정보와 전력 상태 정보를 수집하는 데이터 수집부; 및 상기 수집된 위치 정보와 전력 상태 정보를 VLC를 통해 무선 전력 송신기로 전달하는 송수신부를 포함하고, LED 조명과 스마트 디바이스 간의 사물 인터넷을 통해 무선 전력 전송 서비스를 제공할 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 위치 정보는 상기 스마트 디바이스의 ID 정보를 포함하는 VLC 신호를 상기 복수의 LED 조명들이 수신하면, 상기 복수의 LED 조명들이 수신한 수신 신호 레벨들과 상기 ID 정보 검출 여부에 따라 결정될 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 스마트 디바이스가 무선 전력 수신 중 상기 위치 정보와 전력 상태 정보가 제2 위치 정보와 제2 전력 상태 정보로 변경된 경우, 상기 송수신부는 상기 변경된 제2 위치 정보와 제2 전력 상태 정보를 VLC를 통해 상기 무선 전력 송신기로 전달한다. 또한, 상기 스마트 디바이스의 ID 정보를 포함하는 VLC 신호를 수신한 복수의 LED 조명들의 조합이 변경된 경우, 상기 변경된 제2 위치 정보는 상기 변경된 조합의 LED 조명들이 수신한 수신 신호 레벨들과 상기 ID 정보 검출 여부에 따라 결정될 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 스마트 디바이스가 무선 전력 수신 중 상기 데이터 수집부가 상기 스마트 디바이스로부터 전력 제어 정보를 수신하면, 상기 송수신부는 상기 수신된 전력 제어 정보에 기반하여 VLC를 통해 상기 무선 전력 송신기로 전력 제어 메시지를 송신할 수 있다. 이때, 상기 전력 제어 메시지는 상기 무선 전력 송신기에서 상기 스마트 디바이스로의 무선 전력 송신 상태를 제어하기 위한 메시지이고, 상기 전력 제어 메시지는 상기 전력 제어 정보를 수신한 시점에서의 상기 스마트 디바이스의 위치 정보와 전력 상태 정보를 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 전력 제어 메시지가 충전 완료 메시지이고, 상기 충전 완료 메시지를 상기 무선 전력 송신기로 송신한 이후에도 상기 스마트 디바이스를 향해 상기 무선 전력 송신기로부터 무선 전력을 송신되어 상기 스마트 디바이스로부터 충전 정지 메시지를 수신하면, 상기 LED 조명 시스템은 상기 무선 전력 송신기를 오프하도록 제어할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따른 LED 조명 시스템 기반 무선 전력 전송 시스템에 의한 무선 충전 방법은, 복수의 LED 조명들을 통해 하나 이상의 스마트 디바이스와 가시광 통신(VLC: Visible Light Communication) 시스템을 구축하기 위해 VLC 신호를 생성하는 VLC 신호 생성 단계; 상기 하나 이상의 스마트 디바이스와 VLC 통신을 수행하는 제1 VLC 통신 단계; 상기 하나 이상의 스마트 디바이스와 VLC 통신을 통해 상기 하나 이상의 스마트 디바이스에 대한 위치 정보와 전력 상태 정보를 수집하는 위치 및 전력 상태 정보 도출 단계; 및 상기 수집된 위치 정보와 전력 상태 정보를 VLC 통신을 통해 무선 전력 송신기로 전달하는 제2 VLC 통신 단계를 포함한다.
일 실시 예에서, 상기 위치 정보와 전력 상태 정보에 기반하여 상기 무선 전력 송신기에서 상기 하나 이상의 스마트 디바이스로 무선 전력 송신을 수행하는 무선 전력 송신 단계를 더 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 위치 정보에 따라 제1 스마트 디바이스와의 거리가 제1 거리이고, 제2 스마트 디바이스와의 거리가 상기 제1 거리와 다른 제2 거리인 경우, 상기 무선 전력 송신 단계에서, 상기 제1 및 제2 스마트 디바이스의 잔여 전력량이 모두 임계치 이하이면, 상기 전력 송신 제어부는 상기 제1 및 제2 스마트 디바이스에 도달하는 무선 전력량이 동일하도록 자기장 또는 전자기 빔을 형성할 수 있다. 한편, 상기 제1 및 제2 스마트 디바이스 중 어느 하나의 잔여 전력량이 임계치 이하이면, 상기 전력 송신 제어부는 상기 임계치 이하의 잔여 전력량을 갖는 해당 스마트 디바이스로만 무선 전력이 송신되도록 자기장 또는 전자기 빔을 형성할 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 무선 전력 송신 단계에서, 상기 전력 송신 제어부가 상기 제1 및 제2 스마트 디바이스 중 적어도 하나로 무선 전력 송신 중 상기 위치 및 전력 상태 정보 도출 단계와 상기 제2 VLC 통신 단계를 통해 상기 제1 및 제2 스마트 디바이스 중 적어도 하나에 대한 변경된 제2 위치 정보와 제2 전력 상태 정보를 수신하면, 상기 변경된 제2 위치 정보와 제2 전력 상태 정보에 기반하여 무선 전력 송신 상태가 변경되도록 자기장 또는 전자기 빔을 형성할 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 스마트 디바이스가 무선 전력 수신 중 상기 스마트 디바이스로부터 전력 제어 정보를 수신하는 전력 제어 정보 수신 단계를 더 포함할 수 있다. 이와 관련하여, 상기 전력 제어 정보 수신 단계 이후, 상기 제2 VLC 통신 단계를 통해 상기 수신된 전력 제어 정보에 기반하여 VLC를 통해 상기 무선 전력 송신기로 전력 제어 메시지를 송신할 수 있다. 이때, 상기 전력 제어 메시지는 상기 무선 전력 송신기에서 상기 스마트 디바이스로의 무선 전력 송신 상태를 제어하기 위한 메시지이고, 상기 전력 제어 메시지는 상기 전력 제어 정보를 수신한 시점에서의 상기 스마트 디바이스의 위치 정보와 전력 상태 정보를 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 따른 LED 조명 시스템 기반 무선 전력 전송 시스템의 무선 전력 송신기는, LED 조명 시스템으로 하나 이상의 스마트 디바이스에 대한 위치 정보와 전력 상태 정보를 수신하는 데이터 수집부; 및 상기 위치 정보와 상기 전력 상태 정보에 기반하여 상기 하나 이상의 스마트 디바이스로 무선 전력을 송신하도록 제어하는 전력 송신 제어부를 포함한다.
일 실시 예에서, 상기 LED 조명 시스템은 가시광 통신(VLC: Visible Light Communication)을 수행하는 복수의 LED 조명들을 포함한다. 이때, 상기 위치 정보와 상기 전력 상태 정보는 상기 스마트 디바이스로부터 상기 복수의 LED 조명들로 VLC를 통해 전달되고, 상기 복수의 LED 조명들로부터 상기 무선 전력 송신기로 VLC를 통해 전달될 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 전력 송신 제어부는 상기 전력 상태 정보에 따라 상기 스마트 디바이스의 잔여 전력량이 임계치 이하이면, 상기 위치 정보에 따라 거리가 무선 전력 송신 커버리지 내의 상기 하나 이상의 스마트 디바이스로 무선 전력을 송신하도록 제어할 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 위치 정보에 따라 제1 스마트 디바이스와의 거리가 제1 거리이고, 제2 스마트 디바이스와의 거리가 상기 제1 거리와 다른 제2 거리인 경우, 상기 제1 및 제2 스마트 디바이스의 잔여 전력량이 모두 임계치 이하이면, 상기 전력 송신 제어부는 상기 제1 및 제2 스마트 디바이스에 도달하는 무선 전력량이 동일하도록 자기장 또는 전자기 빔을 형성할 수 있다. 반면에, 상기 제1 및 제2 스마트 디바이스 중 어느 하나의 잔여 전력량이 임계치 이하이면, 상기 전력 송신 제어부는 상기 임계치 이하의 잔여 전력량을 갖는 해당 스마트 디바이스로만 무선 전력이 송신되도록 자기장 또는 전자기 빔을 형성할 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 전력 송신 제어부가 상기 제1 및 제2 스마트 디바이스 중 적어도 하나로 무선 전력 송신 중 상기 데이터 수집부가 상기 제1 및 제2 스마트 디바이스 중 적어도 하나에 대한 변경된 제2 위치 정보와 제2 전력 상태 정보를 수신하면, 상기 전력 송신 제어부는 상기 변경된 제2 위치 정보와 제2 전력 상태 정보에 기반하여 무선 전력 송신 상태가 변경되도록 자기장 또는 전자기 빔을 형성할 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 따른 LED 조명 시스템 기반 무선 전력 전송 시스템의 스마트 디바이스는, 상기 LED 조명 시스템 내의 복수의 LED 조명들 중 하나로 자신의 ID 정보와 전력 상태 정보를 송신하는 송수신부; 및 상기 ID 정보에 기반하여 결정된 자신의 위치 정보와 상기 전력 상태 정보에 기반하여 결정된 무선 전력을 무선 전력 송신기로부터 수신하는 무선 전력 수신부를 포함한다.
일 실시 예에서, 상기 복수의 LED 조명들은 가시광 통신(VLC: Visible Light Communication)을 수행하고, 상기 위치 정보와 상기 전력 상태 정보는 상기 스마트 디바이스로부터 상기 복수의 LED 조명들로 VLC를 통해 전달되고, 상기 복수의 LED 조명들로부터 상기 무선 전력 송신기로 VLC를 통해 전달될 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 전력 상태 정보에 따라 상기 스마트 디바이스의 잔여 전력량이 임계치 이하이고, 상기 위치 정보에 따라 거리가 무선 전력 송신 커버리지 내에 있으면, 상기 무선 전력 수신부는 상기 무선 전력 송신기로부터 무선 전력을 수신할 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 위치 정보에 따라 상기 스마트 디바이스와의 거리가 제1 거리이고, 다른 제2 스마트 디바이스와의 거리가 상기 제1 거리와 다른 제2 거리인 경우, 상기 스마트 디바이스 및 상기 제2 스마트 디바이스의 잔여 전력량이 모두 임계치 이하이면, 상기 스마트 디바이스로 형성되는 자기장 또는 전자기 빔은 상기 스마트 디바이스와 상기 제2 스마트 디바이스에 도달하는 무선 전력량이 동일하도록 형성할 수 있다. 반면에, 상기 스마트 디바이스의 잔여 전력량만 임계치 이하이면, 상기 임계치 이하의 잔여 전력량을 갖는 상기 스마트 디바이스로만 무선 전력이 송신되도록 자기장 또는 전자기 빔을 형성될 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 스마트 디바이스가 무선 전력 수신 중 상기 송수신부를 통해 변경된 제2 위치 정보와 제2 전력 상태 정보를 상기 복수의 조명들을 통해 상기 무선 전력 송신기로 송신하면, 상기 무선 전력 수신부는 상기 변경된 제2 위치 정보와 제2 전력 상태 정보에 기반하여 상기 무선 전력 송신기에서 형성된 자기장 또는 전자기 빔으로부터 무선 전력을 수신할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 LED 조명 시스템 기반 무선 전력 전송 시스템은, LED 조명과 스마트 디바이스 간의 사물 인터넷을 통해 무선 전력 전송 서비스를 제공할 수 있다는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 조명 시스템 기반 무선 전력 전송 시스템은, 무선 충전 패드와 같은 무선 충전 및 무선 전력 전송에 필요한 장비 없이 바로 무선 충전 및 무선 전력 전송이 가능하여, 향상된 무선 충전 서비스를 제공할 수 있다는 장점이 있다.
본 발명의 상세한 설명에서 인용되는 도면을 보다 충분히 이해하기 위하여 각 도면의 간단한 설명이 제공된다.
도 1은 본 발명에 따른 LED 조명 시스템 기반 무선 전력 전송 시스템의 구성을 나타낸다.
도 2는 본 발명에 따른 LED 조명 시스템, 무선 전력 송신기 및 스마트 디바이스의 상세 구성을 나타낸다.
도 3은 본 발명에 따른 LED 조명 시스템 기반 무선 전력 전송 시스템에 의한 무선 충전 방법의 흐름도를 나타낸다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 이를 상세한 설명을 통해 상세히 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 본 명세서의 설명 과정에서 이용되는 숫자(예를 들어, 제1 , 제2 등)는 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위한 식별기호에 불과하다.
또한, 본 명세서에서, 일 구성요소가 다른 구성요소와 "연결된다" 거나 "접속된다" 등으로 언급된 때에는, 상기 일 구성요소가 상기 다른 구성요소와 직접 연결되거나 또는 직접 접속될 수도 있지만, 특별히 반대되는 기재가 존재하지 않는 이상, 중간에 또 다른 구성요소를 매개하여 연결되거나 또는 접속될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 도면에서 생략하였으며, 도면들에 있어서 구성요소의 폭, 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조부호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
기존의 무선 충전이나 무선 전력 전송 기술은 무선 충전 패드와 같은 무선 충전이나 무선 전력을 도와주는 장치가 있어야 가능하다. 따라서, 기존의 유선 충전이나 유선 전력 전송의 단점을 완벽하게 보완 할 수 없는 단점이 있다. 이러한 단점을 보완하기 위해, 본 발명은 실내에 설치되어 있는 실내 LED조명을 활용하여 무선 전력 전송을 하고자 한다. 스마트 디바이스와 실내 LED 조명이 가시광 통신을 통하여 위치를 추정하고 전력이 필요한지를 판단 후에 전력이 필요하면 무선 전력 송신기에 정보를 송수신하여 무선 전력 전송기에서 바로 스마트 디바이스로 전력이 전송되는 기술을 제안한다. 이러한 과정을 포함한 본 발명은 LED 조명 기반 무선 전력 전송 시스템 기술로 제안한다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명에 따른 LED 조명 시스템 기반 무선 전력 전송 시스템의 구성을 나타낸다.
도 1을 참조하면, 무선 전력 전송 시스템은 LED 조명 시스템(100), 무선 전력 송신기(200) 및 하나 이상의 스마트 디바이스(300)를 포함한다. 한편, LED 조명 시스템(100)은 복수의 LED 조명들을 포함하고, 예를 들어 제1 내지 제3 LED 조명(100a 내지 100c)을 포함할 수 있다. 한편, 하나 이상의 스마트 디바이스(300)는 예를 들어 제1 및 제2 스마트 디바이스(300a, 300b)를 포함할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니고 응용에 따라 자유롭게 변형 가능하다.
한편, 도 2는 본 발명에 따른 LED 조명 시스템, 무선 전력 송신기 및 스마트 디바이스의 상세 구성을 나타낸다.
LED 조명 시스템(100)은 VLC 시스템 정의부(110), 데이터 수집부(120) 및 송수신부(130)를 포함한다. 이하에서는 각 구성부를 도 1 및 도 2를 참조하여 설명한다.
VLC 시스템 정의부(110)는 복수의 LED 조명들(100a 내지 100c)을 통해 하나 이상의 스마트 디바이스(300a, 300b)와 가시광 통신(VLC: Visible Light Communication) 시스템을 구축하도록 구성된다. 여기서, VLC 시스템 정의부(110)는 하나 이상의 스마트 디바이스(300a, 300b)로부터 VLC 통신을 수행할 수 있는 능력 정보(capability information)를 수신하고, 능력 정보에 기반하여 하나 이상의 스마트 디바이스(300a, 300b)와 VLC 통신을 수행한다. 따라서, VLC 시스템 정의부(110)는 VLC 통신 설정부(110) 또는 VLC 통신부(110) 등으로 지칭될 수 있다.
한편, 데이터 수집부(120)는 하나 이상의 스마트 디바이스(300a, 300b)와 VLC를 통해 상기 하나 이상의 스마트 디바이스(300a, 300b)에 대한 위치 정보와 전력 상태 정보를 수집한다.
이와 관련하여, 도 1을 참조하면, 제1 LED 조명(100a)이 제1 스마트 디바이스(300a)의 ID를 수신하면 데이터 수집부(120)는 제1 스마트 디바이스(300a)가 제1 LED 조명(100a)의 커버리지 영역 내에 위치한다고 판단할 수 있다. 한편, 제2 LED 조명(100b)이 제2 스마트 디바이스(300b)의 ID를 수신하면 데이터 수집부(120)는 제2 스마트 디바이스(300b)가 제2 LED 조명(100b)의 커버리지 영역 내에 위치한다고 판단할 수 있다.
또한, 복수의 LED 조명들이 스마트 디바이스의 ID 정보를 수신하면 ID 정보를 포함하는 VLC 신호의 수신 레벨 (또는 신호 대 잡음비, 신호 대 간섭비)에 따라 위치 정보가 결정될 수 있다. 이와 관련하여, 위치 정보는 스마트 디바이스의 ID 정보를 포함하는 VLC 신호를 복수의 LED 조명들이 수신하면, 상기 복수의 LED 조명들이 수신한 수신 신호 레벨들과 상기 ID 정보 검출 여부에 따라 결정될 수 있다.
구체적으로, 제1 스마트 디바이스(300a)의 ID를 제1 및 제2 LED 조명(100a, 100b)이 서로 다른 VLC 신호 레벨로 모두 수신한 경우 수신 신호 레벨에 따라 위치 정보가 제1 및 제2 LED 조명(100a, 100b) 사이의 위치로 결정될 수 있다. 한편, 2차원 공간에서 배열된 복수의 LED 조명들이 제1 스마트 디바이스(300a)의 ID를 서로 다른 VLC 신호 레벨로 모두 수신한 경우 수신 신호 레벨에 따라 위치 정보가 복수의 LED 조명들 사이의 특정 위치로 결정될 수 있다. 따라서, 3개 이상의 조명에서 ID 정보를 포함하는 신호 레벨이 검출된 경우 특정 스마트 기기의 정확한 위치, 즉 거리와 방향이 결정될 수 있다.
한편, 송수신부(130)는 수집된 위치 정보와 전력 상태 정보를 VLC를 통해 무선 전력 송신기(200)로 전달하도록 구성되고, VLC 송수신부(130)로 지칭될 수 있다.
한편, 무선 전력 수신 중 스마트 디바이스의 위치 정보와 전력 상태 정보가 변경된 경우를 살펴보면 다음과 같다. 예를 들어, 제1 LED 조명(100a) 내의 제1 커버리지 내의 제1 스마트 디바이스(300a)가 무선 전력 수신 중 이동에 따라 제2 LED 조명(100b) 내의 제2 커버리지로 이동할 수 있다. 또는, 제1 LED 조명(100a) 내의 제1 커버리지 내의 제1 스마트 디바이스(300a)가 무선 전력 수신 중 이동에 따라 제1 커버리지 내의 다른 위치로 이동할 수 있다.
이에 따라, 스마트 디바이스(300)가 무선 전력 수신 중 위치 정보와 전력 상태 정보가 제2 위치 정보와 제2 전력 상태 정보로 변경된 경우, 다음과 같은 동작이 수행될 수 있다.
송수신부(130)는 변경된 제2 위치 정보와 제2 전력 상태 정보를 VLC를 통해 무선 전력 송신기(200)로 전달한다. 이때, 스마트 디바이스(300)의 ID 정보를 포함하는 VLC 신호를 수신한 복수의 LED 조명들의 조합이 변경된 경우, 이에 따라 제2 위치 정보가 결정될 수 있다. 즉, 변경된 제2 위치 정보는 변경된 조합의 LED 조명들이 수신한 수신 신호 레벨들과 ID 정보 검출 여부에 따라 결정된다. 또는, 복수의 LED 조명들의 조합이 변경되지 않아도, VLC 신호의 수신 레벨의 차가 임계치 이상으로 변경된 경우 제2 위치 정보가 결정될 수 있다.
예를 들어, 스마트 디바이스(300)의 ID 정보를 제1 및 제2 LED 조명(100a, 100b)에서 수신하였으나, 이동에 따라 제2 및 제3 LED 조명(100b, 100c)에서 수신할 수 있다. 또는, 스마트 디바이스(300)의 ID 정보를 여전히 제1 및 제2 LED 조명(100a, 100b)에서 수신하고 있으나 수신 레벨의 차가 특정 임계치 이상으로 변경될 수 있다. 이러한 경우에, 데이터 수집부(120)는 스마트 디바이스(300)의 변경된 제2 위치 정보와 제2 전력 상태 정보를 재 수집한다. 또한. 송수신부(130)는 이러한 변경된 제2 위치 정보와 제2 전력 상태 정보를 무선 전력 송신기(300)로 VLC를 통해 전달한다.
한편, 무선 충전 중, 즉 스마트 디바이스(300)가 무선 전력 수신 중에 무선 충전에 대한 전력 제어가 수행될 수 있다. 이와 관련하여, 스마트 디바이스(300)가 무선 전력 수신 중 데이터 수집부(130)가 스마트 디바이스(300)로부터 전력 제어 정보를 수신하면, 다음과 같은 동작이 수행된다. 이때, 송수신부(130)는 수신된 전력 제어 정보에 기반하여 VLC를 통해 무선 전력 송신기(130)로 전력 제어 메시지를 송신한다. 한편, 전력 제어 메시지는 무선 전력 송신기(200)에서 스마트 디바이스(300)로의 무선 전력 송신 상태를 제어하기 위한 메시지이다. 이때, 전력 제어 메시지는 상기 전력 제어 정보를 수신한 시점에서의 상기 스마트 디바이스의 위치 정보와 전력 상태 정보를 포함할 수 있다.
한편, 전술한 전력 제어 메시지는 충전 완료를 알리기 위한 메시지 또는 충전 이상 상태를 감지하여 이를 알리거나 나아가 저전력 무선 충전을 수행하거나 무선 충전을 중지하기 위한 것일 수 있다. 예를 들어, 전력 제어 메시지가 충전 완료 메시지인 경우에는 다음과 같은 동작이 수행될 수 있다. 이때, 충전 완료 메시지를 무선 전력 송신기(200)로 송신한 이후에도 스마트 디바이스(300)를 향해 무선 전력 송신기(200)로부터 무선 전력을 송신되면 스마트 디바이스(300)로부터 충전 정지 메시지를 수신할 수 있다. 충전 정지 메시지를 수신하는 것에 응답하여, LED 조명 시스템(100)은 무선 전력 송신기(200)를 오프하도록 제어할 수 있다.
한편, 도 2를 참조하면 무선 전력 송신기(200)는 데이터 수집부(210) 및 전력 송신 제어부(220)를 포함한다. 이하에서는 각 구성부를 도 1 및 도 2를 참조하여 설명한다.
데이터 수집부(210)는 LED 조명 시스템(100)으로 하나 이상의 스마트 디바이스(300)에 대한 위치 정보와 전력 상태 정보를 수신한다.
전력 송신 제어부(220)는 위치 정보와 전력 상태 정보에 기반하여 하나 이상의 스마트 디바이스(300)로 무선 전력을 송신하도록 제어한다.
한편, LED 조명 시스템(100)은 전술한 바와 같이 가시광 통신(VLC: Visible Light Communication)을 수행하는 복수의 LED 조명들(100a 내지 100c)을 포함한다. 이때, 위치 정보와 전력 상태 정보는 스마트 디바이스(300)로부터 복수의 LED 조명들(200a 내지 200c)로 VLC를 통해 전달되고, 복수의 LED 조명들(100a 내지 100c)로부터 무선 전력 송신기(200)로 VLC를 통해 전달된다.
한편, 전력 송신 제어부(220)는 하나 이상의 스마트 디바이스(300)의 위치와 잔여 전력량에 따라 다음과 같은 동작이 가능하다. 전력 송신 제어부(220)는 전력 상태 정보에 따라 스마트 디바이스(300)의 잔여 전력량이 임계치 이하이면 다음과 같이 동작이 가능하다. 즉, 전력 송신 제어부(220)는 위치 정보에 따라 거리가 무선 전력 송신 커버리지 내의 하나 이상의 스마트 디바이스(300)로 무선 전력을 송신하도록 제어할 수 있다.
예를 들어, 도 1에 도시된 바와 같이, 위치 정보를 고려하면 무선 전력 송신기(200)에서 제1 스마트 디바이스(300a)와의 거리가 제1 거리이고, 제2 스마트 디바이스(300b)와의 거리가 제1 거리와 다른 제2 거리일 수 있다. 이때, 제1 및 제2 스마트 디바이스의 잔여 전력량이 모두 임계치 이하이면, 전력 송신 제어부(220)는 다음과 같은 동작을 수행할 수 있다. 즉, 전력 송신 제어부(220)는 제1 및 제2 스마트 디바이스에 도달하는 무선 전력량이 동일하도록 자기장 또는 전자기 빔을 형성할 수 있다.
반면에, 제1 및 제2 스마트 디바이스 중 어느 하나의 잔여 전력량이 임계치 이하이면, 전력 송신 제어부(220)는 다음과 같은 동작을 수행할 수 있다. 즉, 전력 송신 제어부(220)는 임계치 이하의 잔여 전력량을 갖는 해당 스마트 디바이스로만 무선 전력이 송신되도록 자기장 또는 전자기 빔을 형성할 수 있다. 예를 들어, 도 1에서 무선 충전 커버리지 내에서 원거리의 제1 스마트 디바이스(300a)만 잔여 전력량이 임계치 이하이면, 전력 송신 제어부(220)는 제1 스마트 디바이스(300a)로만 무선 전력이 송신되도록 자기장 또는 전자기 빔을 형성할 수 있다. 반면에, 근거리의 제2 스마트 디바이스(300b)만 잔여 전력량이 임계치 이하이면, 전력 송신 제어부(220)는 제2 스마트 디바이스(300b)로만 무선 전력이 송신되도록 자기장 또는 전자기 빔을 형성할 수 있다.
한편, 무선 충전 방식은 무선 전력 송신기(200)와 스마트 디바이스(300)가 원거리인 경우에도 무선 충전이 가능한 자기 공명 방식이나 RF 방식 등이 이에 해당할 수 있다. 한편, 무선 충전 방식은 이에 한정되는 것이 아니라, 무선 전력 송신기(200)가 스마트 디바이스(300)의 하단에 충전 패드 형태로 배치되는 자기 유도 방식도 포함된다.
이러한 자기 유도 방식에 의하는 경우에는 무선 전력 송신기(200)가 해당 스마트 디바이스(300)의 위치 정보와 잔여 전력량에 따라 배치된 영역의 무선 전력 송신량을 제어할 수 있다. 또한, 잔여 전력량이 임계치 이하인 스마트 디바이스(300)가 배치된 영역의 충전 패드 영역으로만 무선 전력을 송신할 수도 있다.
한편, 무선 충전 중에 변경된 위치 정보와 전력 상태 정보에 따라 무선 충전 방식이 변경될 수 있다. 이와 관련하여, 전력 송신 제어부(220)가 상기 제1 및 제2 스마트 디바이스(300a, 300b) 중 적어도 하나로 무선 전력 송신 중 데이터 수집부(210)가 변경된 정보를 수신할 수 있다. 즉, 데이터 수집부(210)가 제1 및 제2 스마트 디바이스(300a, 300b) 중 적어도 하나에 대한 변경된 제2 위치 정보와 제2 전력 상태 정보를 수신할 수 있다. 이때, 전력 송신 제어부(220)는 변경된 제2 위치 정보와 제2 전력 상태 정보에 기반하여 무선 전력 송신 상태가 변경되도록 자기장 또는 전자기 빔을 형성할 수 있다.
예를 들어, 무선 충전 중인 제1 스마트 디바이스(300a)가 제1 LED(100a)의 제1 커버리지에서 제2 LED(100b)의 제2 커버리지로 이동한 경우이다. 이때, 전력 송신 제어부(220)는 제2 커버리지 영역으로 무선 전력이 송신되도록 자기장 또는 전자기 빔을 형성할 수 있다.
한편, 제1 스마트 디바이스(300a)가 제2 커버리지로 이동함에 따라, 제2 커버리지에 제1 및 제2 스마트 디바이스(300a, 300b)가 모두 배치된 경우에는 다음과 같은 동작이 수행될 수 있다. 이때, 제2 전력 상태 정보에 기반하여 제1 및 제2 스마트 디바이스(300a, 300b)로 모두 무선 전력 송신을 수행할 수 있다. 또는, 제2 스마트 디바이스(300b)가 무선 충전 완료되었거나 임계치 이상으로 무선 충전된 경우, 제1 스마트 디바이스(300a)로만 무선 충전이 이루어지도록 자기장 또는 전자기 빔을 보다 정밀한 빔(fine beam)으로 형성할 수 있다.
한편, 도 2를 참조하면 스마트 디바이스(300)는 송수신부(310) 및 무선 전력 수신부(320)를 포함한다. 이하에서는 각 구성부를 도 1 및 도 2를 참조하여 설명한다.
송수신부(310)는 LED 조명 시스템(100) 내의 복수의 LED 조명들(100a 내지 100c) 중 하나로 자신의 ID 정보와 전력 상태 정보를 송신한다.
무선 전력 수신부(320)는 ID 정보에 기반하여 결정된 자신의 위치 정보와 전력 상태 정보에 기반하여 결정된 무선 전력을 무선 전력 송신기(200)로부터 수신한다.
이때, 복수의 LED 조명들(100a 내지 100c)은 가시광 통신(VLC: Visible Light Communication)을 수행한다. 한편, 위치 정보와 전력 상태 정보는 스마트 디바이스(300)로부터 복수의 LED 조명들(100a 내지 100c)로 VLC를 통해 전달되고, 복수의 LED 조명들(100a 내지 100c)로부터 무선 전력 송신기(200)로 VLC를 통해 전달된다.
한편, 무선 전력 수신부(320)는 스마트 디바이스(300)의 위치와 잔여 전력량에 따라 다음과 같은 동작이 가능하다. 이와 관련하여, 전력 상태 정보에 따라 상기 스마트 디바이스의 잔여 전력량이 임계치 이하이고, 위치 정보에 따라 거리가 무선 전력 송신 커버리지 내에 있으면 다음과 같은 동작이 가능하다. 이때, 무선 전력 수신부(320)는 무선 전력 송신기(200)로부터 무선 전력을 수신할 수 있다.
예를 들어, 도 1에 도시된 바와 같이, 위치 정보를 고려하면 무선 전력 송신기(200)에서 제1 스마트 디바이스(300a)와의 거리가 제1 거리이고, 제2 스마트 디바이스(300b)와의 거리가 제1 거리와 다른 제2 거리일 수 있다. 이때, 제1 및 제2 스마트 디바이스(300a, 300b)의 잔여 전력량이 모두 임계치 이하이면, 무선 전력 수신부(320)는 다음과 같은 동작을 수행할 수 있다. 이때, 스마트 디바이스로 형성되는 자기장 또는 전자기 빔은 스마트 디바이스(300a)와 제2 스마트 디바이스(300b)에 도달하는 무선 전력량이 동일하도록 형성될 수 있다. 이에 따라, 무선 전력 수신부(320)는 무선 전력 송신기(200)와의 거리를 고려하여 결정된 무선 전력을 무선 전력 송신기(200)로부터 수신한다.
반면에, 스마트 디바이스(300a)의 잔여 전력량만 임계치 이하이면, 상기 임계치 이하의 잔여 전력량을 갖는 스마트 디바이스로(300a)만 무선 전력이 송신되도록 자기장 또는 전자기 빔을 형성할 수 있다. 이에 따라, 무선 전력 수신부(320)는 제2 스마트 디바이스(300b)가 아닌 스마트 디바이스(300a)로만 지향된 자기장 또는 전자기 빔에 의한 무선 전력을 무선 전력 송신기(200)로부터 수신한다.
한편, 무선 충전 중에 변경된 위치 정보와 전력 상태 정보에 따라 무선 충전 방식이 변경될 수 있다. 이와 관련하여, 제1 및 제2 스마트 디바이스(300a, 300b) 중 적어도 하나로 무선 전력 송신 중 송수신부(310)가 변경된 정보를 송신할 수 있다.
이와 관련하여, 스마트 디바이스(300)가 무선 전력 수신 중 송수신부(310)를 통해 변경된 제2 위치 정보와 제2 전력 상태 정보를 복수의 조명들(100a 내지 100c)을 통해 무선 전력 송신기(200)로 송신할 수 있다. 이에 따라, 무선 전력 수신부(320)는 변경된 제2 위치 정보와 제2 전력 상태 정보에 기반하여 무선 전력 송신기(200)에서 형성된 자기장 또는 전자기 빔으로부터 무선 전력을 수신할 수 있다.
예를 들어, 무선 충전 중인 스마트 디바이스(300a)가 제1 LED(100a)의 제1 커버리지에서 제2 LED(100b)의 제2 커버리지로 이동한 경우이다. 이때, 전력 송신 제어부(220)는 제2 커버리지 영역으로 무선 전력이 송신되도록 자기장 또는 전자기 빔을 형성할 수 있다.
한편, 스마트 디바이스(300a)가 제2 커버리지로 이동함에 따라, 제2 커버리지에 스마트 디바이스(300a) 및 제2 스마트 디바이스(300b)가 모두 배치된 경우에는 다음과 같은 동작이 수행될 수 있다. 이때, 제2 전력 상태 정보에 기반하여 스마트 디바이스(300a) 및 제2 스마트 디바이스(300b)로 모두 무선 전력 송신을 수행할 수 있다. 또는, 제2 스마트 디바이스(300b)가 무선 충전 완료되었거나 임계치 이상으로 무선 충전된 경우, 스마트 디바이스(300a)로만 무선 충전이 이루어지도록 자기장 또는 전자기 빔을 보다 정밀한 빔(fine beam)으로 형성할 수 있다.
이상에서는 본 발명의 일 측면에 따른 LED 조명 시스템 기반 무선 전력 전송 시스템에서의 무선 전력 송신기, LED 조명 시스템 및 스마트 디바이스에 대해 살펴보았다. 아래에서는 본 발명의 다른 측면에 따른 LED 조명 시스템 기반 무선 전력 전송 시스템에 의한 무선 충전 방법에 대해 살펴보기로 한다. 한편, 전술된 LED 조명 시스템 기반 무선 전력 전송 시스템에서의 무선 전력 송신기, LED 조명 시스템 및 스마트 디바이스의 내용들이 무선 충전 방법에 적용될 수 있다.
이와 관련하여, 도 3은 본 발명에 따른 LED 조명 시스템 기반 무선 전력 전송 시스템에 의한 무선 충전 방법의 흐름도를 나타낸다. 도 3을 참조하면, 무선 충전 방법은 VLC 신호 생성 단계(S310), 제1 VLC 통신 단계(S320), 위치 및 전력 상태 정보 도출 단계(S330), 제2 VLC 통신 단계(S340) 및 무선 전력 송신 단계(S350)를 포함한다.
VLC 신호 생성 단계(S310)에서, 복수의 LED 조명들을 통해 하나 이상의 스마트 디바이스와 가시광 통신(VLC: Visible Light Communication) 시스템을 구축하기 위해 VLC 신호를 생성한다.
제1 VLC 통신 단계(S320)에서, 복수의 LED 조명들은 하나 이상의 스마트 디바이스와 VLC 통신을 수행한다.
위치 및 전력 상태 정보 도출 단계(S330)에서, 하나 이상의 스마트 디바이스와 VLC 통신을 통해 하나 이상의 스마트 디바이스에 대한 위치 정보와 전력 상태 정보를 수집/도출한다.
제2 VLC 통신 단계(S340)에서, 수집된 위치 정보와 전력 상태 정보가 VLC 통신을 통해 LED 조명 시스템에서 무선 전력 송신기로 전달된다.
무선 전력 송신 단계(S350)에서, 위치 정보와 전력 상태 정보에 기반하여 무선 전력 송신기에서 하나 이상의 스마트 디바이스로 무선 전력 송신 (또는 무선 충전)이 수행된다.
한편, 위치 정보에 따라 제1 스마트 디바이스와의 거리가 제1 거리이고, 제2 스마트 디바이스와의 거리가 제1 거리와 다른 제2 거리인 경우, 무선 전력 송신 단계(S350)에서 다음과 같은 동작이 수행된다. 이때, 제1 및 제2 스마트 디바이스의 잔여 전력량이 모두 임계치 이하이면, 무선 전력 송신 단계(S350)에서 전력 송신 제어부는 제1 및 제2 스마트 디바이스에 도달하는 무선 전력량이 동일하도록 자기장 또는 전자기 빔을 형성한다.
반면에, 제1 및 제2 스마트 디바이스 중 어느 하나의 잔여 전력량이 임계치 이하이면, 무선 전력 송신 단계(S350)에서 전력 송신 제어부는 상기 임계치 이하의 잔여 전력량을 갖는 해당 스마트 디바이스로만 무선 전력이 송신되도록 자기장 또는 전자기 빔을 형성한다.
한편, 무선 전력 송신 단계(S350)에서 무선 충전 중 위치 및 전력 상태 정보 도출 단계(S330)가 수행될 수 있다. 즉, 무선 전력 송신 단계(S350)에서 전력 송신 제어부가 상기 제1 및 제2 스마트 디바이스 중 적어도 하나로 무선 전력 송신 중 위치 및 전력 상태 정보 도출 단계(S330) 및 제2 VLC 통신 단계(S340)가 수행될 수 있다. 즉, 위치 및 전력 상태 정보 도출 단계(S330) 및 제2 VLC 통신 단계(S340)를 통해 제1 및 제2 스마트 디바이스 중 적어도 하나에 대한 변경된 제2 위치 정보와 제2 전력 상태 정보를 수신할 수 있다. 이에 따라, 무선 전력 송신 단계(S350)에서 변경된 제2 위치 정보와 제2 전력 상태 정보에 기반하여 무선 전력 송신 상태가 변경되도록 자기장 또는 전자기 빔을 형성할 수 있다.
또한, 무선 충전 방법은 전력 제어 정보 수신 단계(S360)를 더 포함할 수 있다. 이때, 전력 제어 정보 수신 단계(S360)에서, 스마트 디바이스가 무선 전력 수신 중 LED 조명 시스템은 스마트 디바이스로부터 전력 제어 정보를 수신한다.
한편, 전력 제어 정보 수신 단계(S360) 이후, LED 조명 시스템은 무선 전력 송신기와 제2 VLC 통신 단계(S340)를 수행할 수 있다. 전력 제어 정보 수신 단계(S360) 이후, 제2 VLC 통신 단계(S340)를 통해, 수신된 전력 제어 정보에 기반하여 VLC를 통해 상기 무선 전력 송신기로 전력 제어 메시지를 송신한다. 이때, 전력 제어 메시지는 무선 전력 송신기에서 상기 스마트 디바이스로의 무선 전력 송신 상태를 제어하기 위한 메시지이다. 한편, 전력 제어 메시지는 상기 전력 제어 정보를 수신한 시점에서의 스마트 디바이스의 위치 정보와 전력 상태 정보를 포함할 수 있다. 이러한 전력 제어 정보를 수신한 시점에서의 스마트 디바이스의 위치 정보와 전력 상태 정보에 따라 무선 전력 송신기는 복수의 스마트 기기들 간의 무선 충전을 위한 자기장 또는 전자기 빔의 형태와 전력 송신 량을 제어할 수 있다.
이상에서는 본 발명에 따른 LED 조명 시스템 기반 무선 전력 전송 시스템 및 이를 이용한 무선 충전 방법에 대해 살펴보았다.
본 발명의 일 실시예에 따른 LED 조명 시스템 기반 무선 전력 전송 시스템은, LED 조명과 스마트 디바이스 간의 사물 인터넷을 통해 무선 전력 전송 서비스를 제공할 수 있다는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 조명 시스템 기반 무선 전력 전송 시스템은, 무선 충전 패드와 같은 무선 충전 및 무선 전력 전송에 필요한 장비 없이 바로 무선 충전 및 무선 전력 전송이 가능하여, 향상된 무선 충전 서비스를 제공할 수 있다는 장점이 있다.
한편, 본 발명에 따른 LED 조명 시스템 기반 무선 전력 전송 시스템 및 이를 이용한 무선 충전 방법의 활용 분야는 다음과 같다. 즉, LED 조명을 기반으로 하는 실내 환경에 활용이 가능하며, 실내 어디 곳에서나 실시간 무선 전력 전송을 통하여 스마트 디바이스의 배터리 방전되는 경우를 차단할 수 있다. 이에 따라, Wireless 홈 네트워크 플랫폼을 구축함에 있어서 기반 인프라를 제공할 수 있을 것으로 예상된다.
한편, 본 발명에 따른 LED 조명 시스템 기반 무선 전력 전송 시스템 및 이를 이용한 무선 충전 방법의 기대효과는 다음과 같다. LED조명을 활용한 융합 기술이 발전 할 수 있다. 또한 LED 조명과 스마트 디바이스 간의 사물 인터넷을 통하여 홈 네트워크 구축이 가능하다. 또한, 무선 충전 패드와 같은 무선 충전 및 무선 전력 전송에 필요한 장비 없이 바로 무선 충전 및 무선 전력 전송이 가능한 기존 시스템 보다 향상된 기술 발전이 가능하다.
한편, 본 발명에 따른 LED 조명 시스템 기반 무선 전력 전송 시스템 및 이를 이용한 무선 충전 방법의 기술 사업화 전망은 다음과 같다. 4차 산업 혁명을 통한 융합 기술이 주목 받고 있는 가운데 LED 조명을 활용한 가시광 통신 시스템은 홈 네트워크 구축의 인프라 사업의 기반이 될 수 있으며, u-Office나 스마트 팩토리(Smart Factory) 등 차세대 네트워크 시스템의 기반 사업에 활용 될 수 있는 기본적인 기술이 될 수 있다.
따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 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.
100: LED 조명 시스템
110: VLC 시스템 정의부
120: 데이터 수집부
130: 송수신부
200: 무선 전력 송신기
210: 데이터 수집부
220: 전력 송신 제어부
300: 스마트 디바이스
310: 송수신부
320: 무선 전력 수신부
300a, 300b: 제1 및 제2 스마트 디바이스

Claims (20)

  1. LED 조명 시스템 기반 무선 전력 전송 시스템의 LED 조명 시스템에 있어서,
    복수의 LED 조명들을 통해 하나 이상의 스마트 디바이스와 가시광 통신(VLC: Visible Light Communication) 시스템을 구축하도록 구성된 VLC 시스템 정의부;
    상기 하나 이상의 스마트 디바이스와 VLC를 통해 상기 하나 이상의 스마트 디바이스에 대한 위치 정보와 전력 상태 정보를 수집하는 데이터 수집부; 및
    상기 수집된 위치 정보와 전력 상태 정보를 VLC를 통해 무선 전력 송신기로 전달하는 송수신부를 포함하고,
    상기 위치 정보는 상기 스마트 디바이스의 ID 정보를 포함하는 VLC 신호를 상기 복수의 LED 조명들이 수신하면, 상기 복수의 LED 조명들이 수신한 수신 신호 레벨들과 상기 ID 정보 검출 여부에 따라 결정되며,
    상기 스마트 디바이스가 무선 전력 수신 중 상기 위치 정보와 전력 상태 정보가 제2 위치 정보와 제2 전력 상태 정보로 변경된 경우,
    상기 송수신부는 상기 변경된 제2 위치 정보와 제2 전력 상태 정보를 VLC를 통해 상기 무선 전력 송신기로 전달하고,
    상기 스마트 디바이스의 ID 정보를 포함하는 VLC 신호를 수신한 복수의 LED 조명들의 조합이 변경된 경우, 상기 변경된 제2 위치 정보는 상기 변경된 조합의 LED 조명들이 수신한 수신 신호 레벨들과 상기 ID 정보 검출 여부에 따라 결정되는 것을 특징으로 하는, LED 조명 시스템.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 스마트 디바이스가 무선 전력 수신 중 상기 데이터 수집부가 상기 스마트 디바이스로부터 전력 제어 정보를 수신하면,
    상기 송수신부는 상기 수신된 전력 제어 정보에 기반하여 VLC를 통해 상기 무선 전력 송신기로 전력 제어 메시지를 송신하고,
    상기 전력 제어 메시지는 상기 무선 전력 송신기에서 상기 스마트 디바이스로의 무선 전력 송신 상태를 제어하기 위한 메시지이고,
    상기 전력 제어 메시지는 상기 전력 제어 정보를 수신한 시점에서의 상기 스마트 디바이스의 위치 정보와 전력 상태 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는, LED 조명 시스템.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 전력 제어 메시지가 충전 완료 메시지이고,
    상기 충전 완료 메시지를 상기 무선 전력 송신기로 송신한 이후에도 상기 스마트 디바이스를 향해 상기 무선 전력 송신기로부터 무선 전력을 송신되어 상기 스마트 디바이스로부터 충전 정지 메시지를 수신하면,
    상기 LED 조명 시스템은 상기 무선 전력 송신기를 오프하도록 제어하는 것을 특징으로 하는, LED 조명 시스템.
  6. LED 조명 시스템 기반 무선 전력 전송 시스템에 의한 무선 충전 방법에 있어서, 상기 방법은,
    복수의 LED 조명들을 통해 하나 이상의 스마트 디바이스와 가시광 통신(VLC: Visible Light Communication) 시스템을 구축하기 위해 VLC 신호를 생성하는 VLC 신호 생성 단계;
    상기 하나 이상의 스마트 디바이스와 VLC 통신을 수행하는 제1 VLC 통신 단계;
    상기 하나 이상의 스마트 디바이스와 VLC 통신을 통해 상기 하나 이상의 스마트 디바이스에 대한 위치 정보와 전력 상태 정보를 수집하는 위치 및 전력 상태 정보 도출 단계;
    상기 수집된 위치 정보와 전력 상태 정보를 VLC 통신을 통해 무선 전력 송신기로 전달하는 제2 VLC 통신 단계; 및
    상기 위치 정보와 전력 상태 정보에 기반하여 상기 무선 전력 송신기에서 상기 하나 이상의 스마트 디바이스로 무선 전력 송신을 수행하는 무선 전력 송신 단계를 포함하고,
    상기 위치 정보에 따라 제1 스마트 디바이스와의 거리가 제1 거리이고, 제2 스마트 디바이스와의 거리가 상기 제1 거리와 다른 제2 거리인 경우,
    상기 무선 전력 송신 단계에서,
    상기 제1 및 제2 스마트 디바이스의 잔여 전력량이 모두 임계치 이하이면, 상기 전력 송신 제어부는 상기 제1 및 제2 스마트 디바이스에 도달하는 무선 전력량이 동일하도록 자기장 또는 전자기 빔을 형성하고,
    상기 제1 및 제2 스마트 디바이스 중 어느 하나의 잔여 전력량이 임계치 이하이면, 상기 전력 송신 제어부는 상기 임계치 이하의 잔여 전력량을 갖는 해당 스마트 디바이스로만 무선 전력이 송신되도록 자기장 또는 전자기 빔을 형성하는 것을 특징으로 하는, 무선 충전 방법.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 제6 항에 있어서,
    상기 무선 전력 송신 단계에서,
    상기 전력 송신 제어부가 상기 제1 및 제2 스마트 디바이스 중 적어도 하나로 무선 전력 송신 중 상기 위치 및 전력 상태 정보 도출 단계와 상기 제2 VLC 통신 단계를 통해 상기 제1 및 제2 스마트 디바이스 중 적어도 하나에 대한 변경된 제2 위치 정보와 제2 전력 상태 정보를 수신하면,
    상기 변경된 제2 위치 정보와 제2 전력 상태 정보에 기반하여 무선 전력 송신 상태가 변경되도록 자기장 또는 전자기 빔을 형성하는 것을 특징으로 하는, 무선 충전 방법.
  10. 제6 항에 있어서,
    상기 스마트 디바이스가 무선 전력 수신 중 상기 스마트 디바이스로부터 전력 제어 정보를 수신하는 전력 제어 정보 수신 단계를 더 포함하고,
    상기 전력 제어 정보 수신 단계 이후, 상기 제2 VLC 통신 단계를 통해 상기 수신된 전력 제어 정보에 기반하여 VLC를 통해 상기 무선 전력 송신기로 전력 제어 메시지를 송신하고,
    상기 전력 제어 메시지는 상기 무선 전력 송신기에서 상기 스마트 디바이스로의 무선 전력 송신 상태를 제어하기 위한 메시지이고,
    상기 전력 제어 메시지는 상기 전력 제어 정보를 수신한 시점에서의 상기 스마트 디바이스의 위치 정보와 전력 상태 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는, 무선 충전 방법.
  11. LED 조명 시스템 기반 무선 전력 전송 시스템의 무선 전력 송신기에 있어서,
    LED 조명 시스템으로 하나 이상의 스마트 디바이스에 대한 위치 정보와 전력 상태 정보를 수신하는 데이터 수집부; 및
    상기 위치 정보와 상기 전력 상태 정보에 기반하여 상기 하나 이상의 스마트 디바이스로 무선 전력을 송신하도록 제어하는 전력 송신 제어부를 포함하며,
    상기 LED 조명 시스템은 가시광 통신(VLC: Visible Light Communication)을 수행하는 복수의 LED 조명들을 포함하고,
    상기 위치 정보와 상기 전력 상태 정보는 상기 스마트 디바이스로부터 상기 복수의 LED 조명들로 VLC를 통해 전달되고, 상기 복수의 LED 조명들로부터 상기 무선 전력 송신기로 VLC를 통해 전달되며,
    상기 전력 송신 제어부는 상기 전력 상태 정보에 따라 상기 스마트 디바이스의 잔여 전력량이 임계치 이하이면, 상기 위치 정보에 따라 거리가 무선 전력 송신 커버리지 내의 상기 하나 이상의 스마트 디바이스로 무선 전력을 송신하도록 제어하는 것을 특징으로 하는, 무선 전력 송신기.
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 제11 항에 있어서,
    상기 위치 정보에 따라 제1 스마트 디바이스와의 거리가 제1 거리이고, 제2 스마트 디바이스와의 거리가 상기 제1 거리와 다른 제2 거리인 경우,
    상기 제1 및 제2 스마트 디바이스의 잔여 전력량이 모두 임계치 이하이면, 상기 전력 송신 제어부는 상기 제1 및 제2 스마트 디바이스에 도달하는 무선 전력량이 동일하도록 자기장 또는 전자기 빔을 형성하고,
    상기 제1 및 제2 스마트 디바이스 중 어느 하나의 잔여 전력량이 임계치 이하이면, 상기 전력 송신 제어부는 상기 임계치 이하의 잔여 전력량을 갖는 해당 스마트 디바이스로만 무선 전력이 송신되도록 자기장 또는 전자기 빔을 형성하는 것을 특징으로 하는, 무선 전력 송신기.
  15. 제14 항에 있어서,
    상기 전력 송신 제어부가 상기 제1 및 제2 스마트 디바이스 중 적어도 하나로 무선 전력 송신 중 상기 데이터 수집부가 상기 제1 및 제2 스마트 디바이스 중 적어도 하나에 대한 변경된 제2 위치 정보와 제2 전력 상태 정보를 수신하면,
    상기 전력 송신 제어부는 상기 변경된 제2 위치 정보와 제2 전력 상태 정보에 기반하여 무선 전력 송신 상태가 변경되도록 자기장 또는 전자기 빔을 형성하는 것을 특징으로 하는, 무선 전력 송신기.
  16. LED 조명 시스템 기반 무선 전력 전송 시스템의 스마트 디바이스에 있어서,
    상기 LED 조명 시스템 내의 복수의 LED 조명들 중 하나로 자신의 ID 정보와 전력 상태 정보를 송신하는 송수신부; 및
    상기 ID 정보에 기반하여 결정된 자신의 위치 정보와 상기 전력 상태 정보에 기반하여 결정된 무선 전력을 무선 전력 송신기로부터 수신하는 무선 전력 수신부를 포함하고,
    상기 복수의 LED 조명들은 가시광 통신(VLC: Visible Light Communication)을 수행하고,
    상기 위치 정보와 상기 전력 상태 정보는 상기 스마트 디바이스로부터 상기 복수의 LED 조명들로 VLC를 통해 전달되고, 상기 복수의 LED 조명들로부터 상기 무선 전력 송신기로 VLC를 통해 전달되며,
    상기 전력 상태 정보에 따라 상기 스마트 디바이스의 잔여 전력량이 임계치 이하이고, 상기 위치 정보에 따라 거리가 무선 전력 송신 커버리지 내에 있으면, 상기 무선 전력 수신부는 상기 무선 전력 송신기로부터 무선 전력을 수신하는 것을 특징으로 하는, 스마트 디바이스.
  17. 삭제
  18. 삭제
  19. 제16 항에 있어서,
    상기 위치 정보에 따라 상기 스마트 디바이스와의 거리가 제1 거리이고, 다른 제2 스마트 디바이스와의 거리가 상기 제1 거리와 다른 제2 거리인 경우,
    상기 스마트 디바이스 및 상기 제2 스마트 디바이스의 잔여 전력량이 모두 임계치 이하이면, 상기 스마트 디바이스로 형성되는 자기장 또는 전자기 빔은 상기 스마트 디바이스와 상기 제2 스마트 디바이스에 도달하는 무선 전력량이 동일하도록 형성되고,
    상기 스마트 디바이스의 잔여 전력량만 임계치 이하이면, 상기 임계치 이하의 잔여 전력량을 갖는 상기 스마트 디바이스로만 무선 전력이 송신되도록 자기장 또는 전자기 빔을 형성되는 것을 특징으로 하는, 스마트 디바이스.
  20. 제19 항에 있어서,
    상기 스마트 디바이스가 무선 전력 수신 중 상기 송수신부를 통해 변경된 제2 위치 정보와 제2 전력 상태 정보를 상기 복수의 조명들을 통해 상기 무선 전력 송신기로 송신하면,
    상기 무선 전력 수신부는 상기 변경된 제2 위치 정보와 제2 전력 상태 정보에 기반하여 상기 무선 전력 송신기에서 형성된 자기장 또는 전자기 빔으로부터 무선 전력을 수신하는 것을 특징으로 하는, 스마트 디바이스.
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