KR102143532B1 - 에너지 수확형 무선 통신 시스템 - Google Patents

에너지 수확형 무선 통신 시스템 Download PDF

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Abstract

에너지 수확형 무선 통신 시스템에 관한 기술이 제안된다. 무선 통신 단말은 수확된 전원 수준이 기준치 이상 되기를 기다려 통신부에 전원을 공급하고 통신을 한 후 통신 완료 후에는 다시 통신부의 전원을 차단한다. 무선 통신 단말은 활성화된 통신부를 통해 송신 장치로부터 통신 동기화 설정 정보의 수신에 성공하면 수신 확인을 응답하며, 수신한 통신 동기화 설정 정보에 따라 그 통신부를 전력 소모량이 다른 복수의 통신 모드 중 하나로 설정할 수 있다. 수신 확인 정보는 그 무선 통신 단말의 수확된 전원 수준 정보를 포함할 수 있다.

Description

에너지 수확형 무선 통신 시스템{Energy Harvesting Wireless Communication System}
무선 통신 시스템, 특히 에너지 수확형 무선 통신 시스템에 관한 기술이 제안된다.
사물 인터넷 시스템에 있어서 단말의 전원 공급이 중요한 이슈이다. 배터리로 단말이 동작할 경우 배터리 교체에 많은 노력과 비용이 소요된다. 저전력 시스템에 있어서, 이러한 문제를 해결할 수 있는 기술로 에너지 수확 기술이 주목받고 있다. 무선 신호 혹은 진동 등 주변에 존재하는 미약한 에너지들을 수집하여 저전력 단말의 전원으로 사용하는 에너지 수확 기술은 미약한 에너지를 일반적인 직류-직류 전력 변환기의 입력 사양에 맞도록 축적하는 특별한 기술을 필요로 한다. 또한 통신 시스템의 통신 방식도 이러한 에너지 수확 기술과 매칭되도록 설계될 필요가 있다.
제안된 발명은 에너지 수확형 전원 공급 기술에 적합한 통신 시스템을 제안하는 것을 목적으로 한다.
나아가 제안된 발명은 수신기의 전원 수준에 맞추어 적응적으로 변화하여 전력측면에서 효율적인 통신 시스템을 제안하는 것을 목적으로 한다.
제안된 발명의 일 양상에 따르면, 무선 통신 단말은 수확된 전원 수준이 기준치 이상 되기를 기다려 통신부에 전원을 공급하고 통신을 한 후 통신 완료 후에는 다시 통신부의 전원을 차단한다.
추가적인 양상에 따르면, 무선 통신 단말은 활성화된 통신부를 통해 송신 장치로부터 통신 동기화 설정 정보의 수신에 성공하면 수신 확인을 응답하며, 수신한 통신 동기화 설정 정보에 따라 그 통신부를 전력 소모량이 다른 복수의 통신 모드 중 하나로 설정할 수 있다.
추가적으로, 통신 동기화 설정 정보의 수신에 성공하면 무선 통신 단말이 응답하는 수신 확인 정보는 그 무선 통신 단말의 수확된 전원 수준 정보를 포함할 수 있다.
제안된 발명에 따라 미소 에너지를 수확하여 무선 통신 단말이 무선 통신을 수행하는 것을 가능하게 한다. 나아가 미소 에너지를 수확하여 동작하는 무선 통신 단말의 전력 소모를 효율화할 수 있다. 나아가 수확된 전원 수준에 따라 통신 모드를 달리할 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 에너지 수확형 무선 통신 단말 장치의 구성을 도시한 블록도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 무선 전력 송출 송신 장치의 구성을 도시한 블록도이다.
도 3은 일 실시예에 따른 에너지 수확형 무선 통신 단말 장치의 제어 방법의 구성을 도시한 흐름도이다.
도 4는 일 실시예에 따른 무선 송신 장치의 통신 제어 방법의 구성을 도시한 흐름도이다.
전술한, 그리고 추가적인 양상들은 첨부된 도면을 참조하여 설명하는 실시예들을 통해 구체화된다. 각 실시예들의 구성 요소들은 다른 언급이나 상호간에 모순이 없는 한 실시예 내에서 다양한 조합이 가능한 것으로 이해된다.
도 1은 일 실시예에 따른 에너지 수확형 무선 통신 단말 장치의 구성을 도시한 블록도이다. 도시된 바와 같이, 일 실시예에 따른 에너지 수확형 무선 통신 단말 장치는 에너지 수확부(110)와, 전력 저장부(170)와, 통신부(130)와, 제어부(120)를 포함한다. 에너지 수확부(110)는 미소 에너지를 전기적인 에너지로 변환하여 수확한다. 본 명세서에서 에너지 수확(energy harvesting) 기술은 주변 에너지원(ambient energy source)으로부터 예를 들면 태양 에너지, 열 에너지, 운동 에너지 등의 에너지를 모아서 전력 신호로 변환하는 기술을 의미한다. 에너지 수확 기술에 있어서 입력 신호는 미약할 뿐 아니라 변동폭이 매우 크다.
일 양상에 있어서, 에너지 수확부(110)는 예를 들면 무선으로 송출되는 미약한 공중파 신호로부터 에너지를 수확(harvest)하는 구성일 수 있다. 일 실시예에서 에너지 수확부(110)는 안테나로부터 입력된 알에프 신호를 입력 받아 상보형 클럭 형태의 두 전력 신호를 출력하는 LC 공진회로와, 이 LC 공진회로의 출력을 증폭하는 딕슨 전하 펌프(Dickson Charge Pump)와, 그 출력을 증폭하는 벅-부스터 변환기(Buck-Booster Converter)를 포함하여 구성될 수 있다.
또 다른 예로, 에너지 수확부(110)는 2019.04.04. 공개된 미국 공개특허공보 US2019/0103824A1에 개시된 바와 같이 기계적인 진동으로부터 미약한 교류 전력 신호를 생성하는 피에조 트랜스듀서와, 그 출력을 증폭하는 직렬 연결된(cascaded) 전하 펌프(Dickson Charge Pump)를 포함하여 구성될 수도 있다.
전력 저장부(170)는 수확된 전기적인 에너지를 저장하고 장치 전체에 전력을 공급한다. 도시된 실시예에서, 전력 저장부(170)는 에너지 수확부(110)에서 수확된 에너지를 저장하는 수퍼 커패시터(super capacitor)를 포함하여 구성될 수 있다.
일 실시예에서, 통신부(130)는 통신 파라메터가 설정 가능한 모뎀과 그 모뎀을 통해 페이로드 데이터(payload data)를 전송하는 구동기 프로그램(driver program)으로 구현될 수 있다.
일 실시예에서, 제어부(120)는 마이크로프로세서와, 그 마이크로프로세서에서 실행되는 운영 체제 및 응용 프로그램과 데이터가 저장되는 메모리와 타이머 등의 주변 회로를 포함하여 구현될 수 있다. 도 1에 도시된 실시예에서, 제어부(120)를 구성하는 각각의 블록들은 마이크로프로세서에서 실행되며 메모리에 연속된 주소 혹은 몇 개의 섹션으로 나뉘어 저장된 해당하는 기능을 수행하는 명령어 셋트로 구현될 수 있다.
일 실시예에서 제어부(120)는 통신 제어부(121)를 포함할 수 있다. 일 양상에 따라, 통신 제어부(121)는 에너지 수확을 통해 전력 저장부(170)에 저장된 전원 수준을 체크하여 다음 통신에 필요한 기준값 이상일 때 통신부(130)에 전원을 공급하고 다음 통신이 수행되도록 제어하며, 그 다음 통신의 동작 완료 후에는 다시 통신부(130)의 전원이 차단되도록 제어한다. 통신부(130)는 알에프 앰프와 무선 회로, 변복조 회로를 포함하여 전력 소모가 많은 부품이다. 이에 반해 제어부(120)를 구성하는 마이크로프로세서는 그 전력 소모를 동적으로 제어하도록 구현될 수 있다.
일 실시예에서, 통신 제어부(121)는 타이머(150) 인터럽트에 의해 주기적으로 웨이크업(wakeup)하여 에너지 수확을 통해 전력 저장부(170)에 저장된 전원 수준을 체크하여 다음 통신에 필요한 기준값, 예를 들면 저전력 수신을 위한 기준값 1, 고전력 수신을 위한 기준값 2, 저전력 송신을 위한 기준값 1, 고전력 송신을 위한 기준값 2에 도달하였는지 체크하고 그 다음 통신의 수행 여부를 판단할 수 있다.
일 양상에 따라, 제어부(120)는 데이터 송수신부(125)를 포함할 수 있다. 데이터 송수신부(125)는 통신 제어부(121)의 제어에 의해 활성화된 통신부(130)를 통해 데이터를 송신하거나 수신한다. 예를 들어 데이터 송수신부(125)는 사물 인터넷 시스템에서 무선 통신 단말이 연결된 센서에서 읽어 들인 데이터를 서버로 전송할 수 있다. 또 다른 예로, 데이터 송수신부(125)는 사물 인터넷 시스템에서 무선 통신 단말이 연결된 센서의 설정 데이터를 서버로부터 수신하여 센서로 출력할 수 있다.
일 실시예에서, 통신 제어부(121)는 에너지 수확을 통해 전력 저장부(170)에 저장된 전원수준이 센서의 설정 데이터를 수신할 수 있는 기준값에 도달하였는지 체크하고 도달한 경우에 통신부(130)에 전원을 공급하고 데이터 송수신부(125)를 실행시켜 센서 설정 데이터를 수신한다. 이후에 통신 제어부(121)는 통신부(130)의 전원 공급을 다시 차단한다.
일 실시예에서, 통신 제어부(121)는 에너지 수확을 통해 전력 저장부(170)에 저장된 전원수준이 센서 데이터를 송신할 수 있는 기준값에 도달하였는지 체크하고 도달한 경우에 통신부(130)에 전원을 공급하고 데이터 송수신부(125)를 실행시켜 센서 데이터를 송신한다. 이후에 통신 제어부(121)는 통신부(130)의 전원 공급을 다시 차단한다.
추가적인 양상에 따라, 무선 통신 단말은 송신 장치로부터 수신한 정보에 따라 통신부(130)의 통신 모드를 설정할 수 있다. 일 실시예에서, 제어부(120)는 통신 설정부(123)를 포함할 수 있다. 통신 설정부(123)는 통신 제어부(121)의 제어에 의해 활성화된 통신부(130)를 통해 통신 동기화 설정 정보를 수신하고 수신 확인(ACK) 신호로 응답하며, 수신한 통신 동기화 설정 정보에 따라 상기 통신부(130)를 전력 소모량이 다른 복수의 통신 모드 중 하나로 설정한다.
통신 동기화 설정 정보는 무선 통신 단말 장치와 송신 장치가 상호간에 통신하는 방식에 대한 설정 정보로, 전력 소모량을 제어할 수 있는 파라메터들을 포함한다. 일 실시예에서, 통신 동기화 설정 정보는 전송 식별자(transmitter ID), 윈도우 길이(window duration), 변조 방식 및 프레임 구조에 관한 정보를 포함할 수 있다. 전송 식별자는 무선 통신 단말 장치가 자신을 타 단말과 구별하기 위해 송신 장치에 전송하는 통신 식별자이다. 일 실시예에서, 윈도우 길이는 무선 통신 단말이 수확된 전원 수준을 체크하기 위해 웨이크업하는 주기일 수 있다. 추가로 윈도우 길이는 무선 통신 단말이 송신 장치로부터 통신 동기화 설정 정보를 수신하는 주기일 수 있다.
프레임 구조는 예를 들어 프레임 길이가 짧은 저전력 모드 프레임과 긴 고전력 모드 프레임의 2가지 포맷을 포함할 수 있다. 복수의 통신 모드에 따라 전송되는 데이터 프레임은 이들 중 하나로 선택될 수 있다. 저전력 모드 프레임을 사용하는 경우 무선 통신 단말이 송신 장치를 통해 서버로 전송하는 데이터 량이 줄어들 수 있다. 이에 의해 무선 통신 단말이 충분한 전력을 수확할 수 있는 때에는 보다 많은 정보가 전송되고, 그렇지 않을 때에는 개략적인 정보만 서버로 전송될 수 있다.
통신 제어부(121)는 먼저 에너지 수확을 통해 전력 저장부(170)에 저장된 전원수준이 통신 동기화 설정 정보를 수신할 수 있는 기준값에 도달하였는지 체크하고 도달한 경우에 통신부(130)에 전원을 공급하고 통신 설정부(123)를 실행시켜 통신 동기화 설정 정보를 수신한다. 이후에 통신 제어부(121)는 통신부(130)의 전원 공급을 차단한다.
이후에 통신 제어부(121)는 에너지 수확을 통해 전력 저장부(170)에 저장된 전원수준이 수신 확인 신호를 송신할 수 있는 기준값에 도달하였는지 체크하고 도달한 경우에 통신부(130)에 전원을 공급하고 통신 설정부(123)를 실행시켜 수신 확인 신호를 송신한다. 이후에 통신 제어부(121)는 통신부(130)의 전원 공급을 다시 차단한다.
추가적인 양상에 따라, 통신 설정부(123)가 응답하는 수신 확인(ACK) 신호는 전력 저장부(170)의 전원 수준 정보를 포함할 수 있다. 송신 장치 혹은 서버는 이 수신 확인 신호에 포함된 전원 수준 정보를 참조하여 통신 동기화 설정 정보를 생성한다. 이에 따라 무선 통신 단말의 그 다음 웨이크업 주기에 수신하는 통신 동기화 설정 정보는 이 전원 수준 정보를 반영하는 것이 가능해진다.
추가적인 양상에 따라, 무선 통신 단말 장치는 타이머(150)를 더 포함할 수 있다. 일 실시예에서 타이머(150)는 설정된 시각에 통신 제어부(121)를 활성화시킨다. 통신 제어부(121)는 타이머(150)의 이벤트에 따라 주기적으로 전력 저장부(170)의 전원 수준을 체크할 수 있다.
도 2는 일 실시예에 따른 무선 송신 장치의 구성을 도시한 블록도이다. 일 실시예에 있어서, 무선 송신 장치는 무선 전력 전송부(210)와 제어부(220)를 포함한다. 무선 전력 전송부(210)는 공중파를 통해 전력 에너지를 송출한다. 무선 전력 전송 기술은 범용적인 기술이나, 본 실시예에서, 무선 전력 전송부(210)는 별도로 전력 전송을 위한 구성을 가지지 않고 단지 통신부(230)를 통해 송출되는 무선 통신 신호 자체로 구현될 수 있다. 통신부(230)에서 송출되는 무선 통신 신호의 미약한 에너지를 제안된 발명에 따른 무선 통신 단말 장치는 에너지 수확 기술을 통해 수확하여 전원으로 사용할 수 있다.
일 양상에 따르면, 제어부(220)는 통신 설정부(223)를 포함한다. 통신 설정부(223)는 단말 장치로부터 수신한 전원 수준 및 통신 채널 상태에 따라 결정된 통신 동기화 설정 정보를 주기적으로 안테나를 통해 송신하고 수신 확인 응답을 수신하면 그 결정된 통신 동기화 설정 정보에 따라 해당 단말 장치에 대한 통신 모드를 설정한다.
통신 동기화 설정 정보는 무선 통신 단말 장치와 송신 장치가 상호간에 통신하는 방식에 대한 설정 정보로, 전력 소모량을 제어할 수 있는 파라메터들을 포함한다. 일 실시예에서, 통신 동기화 설정 정보는 전송 식별자(transmitter ID), 윈도우 길이(window duration), 변조 방식 및 프레임 구조에 관한 정보를 포함할 수 있다. 전송 식별자는 무선 통신 단말 장치가 자신을 타 단말과 구별하기 위해 송신 장치에 전송하는 통신 식별자이다. 일 실시예에서, 윈도우 길이는 무선 통신 단말이 수확된 전원 수준을 체크하기 위해 웨이크업하는 주기일 수 있다. 추가로 윈도우 길이는 무선 통신 단말이 송신 장치로부터 통신 동기화 설정 정보를 수신하는 주기일 수 있다. 윈도우 길이가 길수록 전력 소모는 줄어들 수 있다.
프레임 구조는 예를 들어 프레임 길이가 짧은 저전력 모드 프레임과 긴 고전력 모드 프레임의 2가지 포맷을 포함할 수 있다. 복수의 통신 모드에 따라 전송되는 데이터 프레임은 이들 중 하나로 선택될 수 있다. 저전력 모드 프레임을 사용하는 경우 무선 통신 단말이 송신 장치를 통해 서버로 전송하는 데이터 량이 줄어들 수 있다. 이에 의해 무선 통신 단말이 충분한 전력을 수확할 수 있는 때에는 보다 많은 정보가 전송되고, 그렇지 않을 때에는 개략적인 정보만 서버로 전송될 수 있다.
일 양상에 따르면, 제어부(220)는 데이터 송수신부(225)를 포함한다. 데이터 송수신부(225)는 통신 설정부(223)의 제어에 의해 통신 모드가 설정된 통신부(230)를 통해 해당 무선 통신 단말과 데이터를 송신하거나 수신한다.
일 양상에 따르면, 무선 송신 장치가 다수의 무선 통신 단말 장치와 통신할 경우, 각각의 무선 통신 단말 장치의 전원 수준이나 통신 채널 상태에 따라 통신 모드가 서로 달리 설정될 수 있다. 통신 설정부(223)는 메모리(224)에 각각의 무선 통신 단말 장치의 통신 동기화 설정 정보를 저장한다. 특정한 무선 통신 단말 장치와 통신이 필요한 경우 통신 설정부(223)는 먼저 메모리에서 해당 무선 통신 단말 장치의 해당 통신 동기화 설정 정보를 읽어 들여 이를 안테나를 통해 송신하고 수신 확인 응답을 수신한 후 결정된 통신 동기화 설정 정보에 따라 해당 무선 통신 단말 장치에 대한 통신 모드를 설정하고 데이터 송수신부(225)를 통해 데이터를 송신한다.
추가적인 양상에 따르면, 통신 설정부(223)는 무선 통신 단말로부터 수신한 수신 확인(ACK) 신호로부터 해당 무선 통신 통신 단말의 전원 수준 정보를 획득할 수 있다. 무선 송신 장치는 이 수신 확인 신호에 포함된 전원 수준 정보를 참조하여 통신 동기화 설정 정보를 생성할 수 있다. 이에 따라 무선 통신 단말의 그 다음 웨이크업 주기에 수신하는 통신 동기화 설정 정보는 이 전원 수준 정보를 반영하는 것이 가능해진다.
도 3은 일 실시예에 따른 에너지 수확형 무선 통신 단말 장치의 제어 방법의 구성을 도시한 흐름도이다. 도시된 제어 방법은 예를 들어 도 1의 무선 통신 단말 장치의 제어부(120)를 구성하는 마이크로프로세서에서 실행되는 프로그램 명령어들에서 구현될 수 있다. 무선 통신 단말 장치의 전원 공급 계통은 에너지 수확을 계속하여, 예를 들면 수퍼 커패시터에 전력을 저장한다. 무선 통신 단말 장치의 제어 유닛, 예를 들면 마이크로프로세서는 에너지 수확된 전원이 안정화되어 부팅이 가능해지면 부팅 루틴을 실행하여 시스템을 초기화한다(단계 310). 이후에 무선 통신 단말 장치의 제어 유닛은 일 양상에 따라 에너지 수확을 통해 저장된 전원 수준을 체크한다(단계 321). 전원 수준이 통신 동기화 정보 수신에 필요한 제1 기준값 Vt1이상일 때 통신부에 전원을 공급하여 통신부를 활성화시킨다(단계 323). 이후에 전원이 공급되어 활성화된 통신부를 통해 데이터를 송신하거나 수신한다(단계 325, 단계 327). 이후에 통신 완료 후에는 다시 통신부의 전원이 차단되도록 제어한다(단계 329).
추가적인 양상에 따르면, 데이터 송수신 단계는 통신 모드 설정 단계를 포함할 수 있다. 통신 모드 설정 단계에서 제어부는 활성화된 통신부를 통해 통신 동기화 설정 정보를 수신하고 수신한 통신 동기화 설정 정보에 따라 통신부를 전력 소모량이 다른 복수의 통신 모드 중 하나로 설정한다(단계 327).
추가적인 양상에 따르면, 무선 통신 단말의 제어 방법은 수신 확인 응답 단계를 더 포함할 수 있다. 수신 확인 응답 단계에서 제어부는 먼저 에너지 수확을 통해 저장된 전원 수준을 체크한다(단계 331). 전원 수준이 수신 확인 신호의 응답에 필요한 제2 기준값 Vt2이상일 때 통신부에 전원을 공급하여 통신부를 활성화시킨다(단계 333). 이후에 전원이 공급되어 활성화된 통신부를 통해 수신 확인 신호를 송신한다(단계 335). 이후에 통신 완료 후에는 다시 통신부의 전원이 차단되도록 제어한다(단계 337).
추가적인 양상에 따라, 수신 확인 응답 단계에서 수신 확인(ACK) 신호는 수확된 에너지에 의한 전원 수준 정보를 포함할 수 있다. 송신 장치 혹은 서버는 이 수신 확인 신호에 포함된 전원 수준 정보를 참조하여 통신 동기화 설정 정보를 생성한다. 이에 따라 무선 통신 단말의 그 다음 웨이크업 주기에 수신하는 통신 동기화 설정 정보는 이 전원 수준 정보를 반영하는 것이 가능해진다.
통신 모드의 설정이 완료되면, 무선 통신 단말 장치의 제어 유닛은 일 양상에 따라 에너지 수확을 통해 저장된 전원 수준을 체크한다(단계 341). 전원 수준이 통신 동기화 정보 수신에 필요한 제3 기준값 Vt3이상일 때 통신부에 전원을 공급하여 통신부를 활성화시킨다(단계 343). 이후에 전원이 공급되어 활성화된 통신부를 통해 데이터를 송신하거나 수신한다(단계 345). 이후에 통신 완료 후에는 다시 통신부의 전원이 차단되도록 제어한다(단계 347).
도시된 실시예에서, 무선 통신 단말은 시계열적인 순차 제어에 따라 통신 설정 동기화 정보를 수신하고 수신 확인을 응답하는 단계(단계 321 내지 337)를 처리하고 있다. 그러나 또 다른 실시예에서, 무선 통신 단말은 타이머 이벤트에 따라 통신 설정 동기화 정보를 수신하는 단계(단계 321 내지 337)를 처리할 수 있다.
도 4는 일 실시예에 따른 무선 송신 장치의 통신 제어 방법의 구성을 도시한 흐름도이다. 제안된 통신 제어 방법은 무선 통신망을 통해 다수의 무선 통신 단말과 연결된 무선 송신 장치에서 실행 가능하다. 일 실시예에 따른 통신 제어 방법은 통신 동기화 설정 정보 전송 단계(단계 421)와, 통신 설정 단계(단계 440), 그리고 데이터 송수신 단계(단계 450)를 포함한다.
먼저 무선 송신 장치는 시스템을 초기화한다(단계 410). 이후에 통신 동기화 설정 정보 전송 단계에서 무선 통신망을 통해 연결된 다수의 무선 통신 단말 중 하나로 통신 동기화 설정 정보를 전송한다(단계 421). 통신 동기화 설정 정보는 최초에 기본값을 가지고 있으나, 이후에는 각각의 무선 통신 단말로부터 수신한 전원 수준 및 통신 채널 상태에 따라 결정된다. 통신 동기화 설정 정보를 전송할 때 무선 송신 장치의 통신 모드는 무선 통신 단말이 가장 저전력에서 수신 가능한 통신 모드일 수 있다. 이 경우 하나의 메시지에 복수의 무선 통신 단말의 통신 동기화 설정 정보가 포함되어 있을 수 있다. 또 다른 예로, 통신 동기화 설정 정보를 전송할 때 무선 송신 장치의 통신 모드는 무선 통신 단말과 직전에 통신 동기화 설정 정보로 동기화한 통신 모드일 수 있다. 이 경우 무선 통신 단말과 개별적으로 접속을 설정하고 통신 동기화 설정 정보를 전송할 수 있다. 무선 송신 장치는 이러한 통신 동기화 설정 정보를 주기적으로 안테나를 통해 송신한다.
이후에, 통신 설정 단계에서 무선 송신 장치는 해당 무선 통신 단말로부터 수신 확인 응답을 수신하면 통신 동기화 설정 정보에 따라 해당 무선 통신 단말 장치에 대한 통신 모드를 설정한다. 먼저 무선 송신 장치는 해당 무선 통신 단말로부터 수신 확인 신호가 도달하기를 기다려 수신한다(단계 423). 수신 확인 응답을 통해 무선 송신 장치는 해당하는 무선 통신 단말이 그 통신 동기화 설정 정보를 반영하여 통신 모드가 설정되어 자신과 통신을 연결할 준비가 되었음을 확인할 수 있다. 이후에 무선 송신 장치는 송신한 통신 동기화 설정 정보에 따라 해당 무선 통신 단말 장치에 대한 통신 모드를 설정한다.
이후에, 무선 송신 장치는 해당 무선 통신 단말로부터 수신 확인 신호를 수신하면 그로부터 해당 무선 통신 통신 단말의 전원 수준 정보를 획득할 수 있다. 추가적으로, 무선 송신 장치는 수신 확인 신호로부터 획득한 전원 수준이나 통신 채널 상태에 따라 각각의 무선 통신 단말의 통신 동기화 설정 정보를 생성할 수 있다.
이상에서 본 발명을 첨부된 도면을 참조하는 실시예들을 통해 설명하였지만 이에 한정되는 것은 아니며, 이들로부터 당업자라면 자명하게 도출할 수 있는 다양한 변형예들을 포괄하도록 해석되어야 한다. 특허청구범위는 이러한 변형예들을 포괄하도록 의도되었다.
110 : 에너지 수확부 120 : 제어부
121 : 통신 제어부 123 : 통신 설정부
124 : 메모리 125 : 데이터 송수신부
130 : 통신부 150 : 타이머
170 : 전력 저장부
210 : 무선 전력 전송부 220 : 제어부
223 : 통신 설정부 224 : 메모리
225 : 데이터 송수신부 230 : 통신부
250 : 타이머 270 : 전원 공급부

Claims (13)

  1. 삭제
  2. 무선 통신망을 통해 무선 송신 장치에 연결된 무선 통신 단말 장치에 있어서, 상기 장치가 :
    미소 에너지를 전기적인 에너지로 변환하여 수확하는 에너지 수확부(Energy Harvesting Part)와;
    수확된 전기적인 에너지를 저장하고 장치 전체에 전력을 공급하는 전력 저장부와;
    외부 장치와 통신하는 통신부와;
    에너지 수확을 통해 전력 저장부에 저장된 전원 수준을 체크하여 다음 통신에 필요한 기준값 이상일 때 통신부에 전원을 공급하고 다음 통신이 수행되도록 제어하며, 그 다음 통신의 동작 완료 후에는 다시 통신부의 전원이 차단되도록 제어하는 통신 제어부와, 통신 제어부의 제어에 의해 활성화된 통신부를 통해 데이터를 송신하거나 수신하는 데이터 송수신부를 포함하는 제어부;
    를 포함하고, 상기 제어부는 :
    통신 제어부의 제어에 의해 활성화된 통신부를 통해 통신 동기화 설정 정보를 수신하고 수신 확인(ACK) 신호로 응답하며, 수신한 통신 동기화 설정 정보에 따라 상기 통신부를 전력 소모량이 다른 복수의 통신 모드 중 하나로 설정하는 통신 설정부;
    를 더 포함하는 에너지 수확형 무선 통신 단말 장치.
  3. 청구항 2에 있어서, 상기 통신 설정부가 응답하는 수신 확인(ACK) 신호는 상기 전력 저장부의 전원 수준 정보를 포함하는 에너지 수확형 무선 통신 단말 장치.
  4. 무선 통신망을 통해 무선 송신 장치에 연결된 무선 통신 단말 장치에 있어서, 상기 장치가 :
    미소 에너지를 전기적인 에너지로 변환하여 수확하는 에너지 수확부(Energy Harvesting Part)와;
    수확된 전기적인 에너지를 저장하고 장치 전체에 전력을 공급하는 전력 저장부와;
    외부 장치와 통신하는 통신부와;
    에너지 수확을 통해 전력 저장부에 저장된 전원 수준을 체크하여 다음 통신에 필요한 기준값 이상일 때 통신부에 전원을 공급하고 다음 통신이 수행되도록 제어하며, 그 다음 통신의 동작 완료 후에는 다시 통신부의 전원이 차단되도록 제어하는 통신 제어부와, 통신 제어부의 제어에 의해 활성화된 통신부를 통해 데이터를 송신하거나 수신하는 데이터 송수신부를 포함하는 제어부와;
    설정된 시각에 상기 통신 제어부를 활성화시키는 타이머;
    를 더 포함하는 에너지 수확형 무선 통신 단말 장치.
  5. 무선 통신망을 통해 다수의 무선 통신 통신 단말과 연결된 송신 장치에 있어서, 상기 송신 장치가 :
    공중파를 통해 전력 에너지를 송출하는 무선 전력 전송부(wireless power transfer part)와;
    무선 통신 단말 장치로부터 수신한 전원 수준 및 통신 채널 상태에 따라 결정된 통신 동기화 설정 정보를 주기적으로 안테나를 통해 송신하고 수신 확인 응답을 수신하면 상기 결정된 통신 동기화 설정 정보에 따라 해당 무선 통신 단말 장치에 대한 통신 모드를 설정하는 통신 설정부와, 통신 설정부의 제어에 의해 설정된 통신부를 통해 해당 무선 통신 단말과 데이터를 송신하거나 수신하는 데이터 송수신부를 포함하는 제어부;
    를 포함하는 무선 송신 장치.
  6. 청구항 5에 있어서, 상기 통신 설정부는 수신한 수신 확인(ACK) 신호로부터 해당 무선 통신 통신 단말의 전원 수준 정보를 획득하는 무선 송신 장치.
  7. 무선 통신망을 통해 무선 송신 장치에 연결된 에너지 수확형 무선 통신 단말의 제어 방법에 있어서,
    에너지 수확을 통해 저장된 전원 수준을 체크하여 통신에 필요한 제1 기준값 이상일 때 통신부에 전원을 공급하는 통신부 전원 공급 단계와;
    전원이 공급되어 활성화된 통신부를 통해 데이터를 송신하거나 수신하는 데이터 송수신 단계;
    통신 완료 후에는 다시 통신부의 전원이 차단되도록 제어하는 통신부 전원 차단 단계;
    를 포함하는 무선 통신 단말의 제어 방법.
  8. 청구항 7에 있어서, 상기 데이터 송수신 단계는 :
    활성화된 통신부를 통해 통신 동기화 설정 정보를 수신하고 수신한 통신 동기화 설정 정보에 따라 통신부를 전력 소모량이 다른 복수의 통신 모드 중 하나로 설정하는 통신 모드 설정 단계;
    를 포함하는 무선 통신 단말의 제어 방법.
  9. 청구항 8에 있어서, 상기 제어 방법이 :
    에너지 수확을 통해 저장된 전원 수준을 체크하고, 전원 수준이 수신 확인 신호의 응답에 필요한 제2 기준값 이상일 때 통신부에 전원을 공급하여 통신부를 활성화시킨 후 전원이 공급되어 활성화된 통신부를 통해 수신 확인 신호를 송신하고, 통신 완료 후에는 다시 통신부의 전원이 차단되도록 제어하는 수신 확인 응답 단계;
    를 더 포함하는 무선 통신 단말의 제어 방법.
  10. 청구항 9에 있어서, 상기 수신 확인(ACK) 신호는 수확된 에너지에 의한 전원 수준 정보를 포함하는 무선 통신 단말의 제어 방법.
  11. 무선 통신망을 통해 다수의 무선 통신 단말과 연결된 무선 송신 장치에서 실행 가능한 통신 제어 방법에 있어서, 상기 통신 제어 방법이 :
    무선 통신 단말로부터 수신한 전원 수준 및 통신 채널 상태에 따라 결정된 통신 동기화 설정 정보를 주기적으로 안테나를 통해 송신하는 통신 동기화 설정 정보 전송 단계;
    해당 무선 통신 단말로부터 수신 확인 응답을 수신하면 통신 동기화 설정 정보에 따라 해당 무선 통신 단말 장치에 대한 통신 모드를 설정하는 통신 설정 단계;
    설정된 통신부를 통해 해당 무선 통신 단말과 데이터를 송신하거나 수신하는 데이터 송수신 단계;
    를 포함하는 통신 제어 방법.
  12. 청구항 11에 있어서, 상기 통신 설정 단계는 수신한 수신 확인(ACK) 신호로부터 해당 무선 통신 통신 단말의 전원 수준 정보를 획득하는 통신 제어 방법.
  13. 청구항 12에 있어서, 상기 통신 설정 단계는 수신 확인 신호로부터 획득한 전원 수준이나 통신 채널 상태에 따라 각각의 무선 통신 단말의 통신 동기화 설정 정보를 생성하는 차기 통신 방식 결정 단계;를 더 포함하는 통신 제어 방법.
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