KR102593251B1 - 배터리 동작형 디바이스를 웨이크업시키기 위한 시스템 - Google Patents

배터리 동작형 디바이스를 웨이크업시키기 위한 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 자동차 내의 제1 유닛, 및 전자 키, ID 트랜스폰더, 스마트카드 등과 같은 연관된 제2 유닛을 갖는, 제2 유닛의 큰 범위 및 긴 배터리 수명을 허용하는, 특히, 자동차들 등에 대한 제어되는 하우스 도어들을 위해, 특히 무선 원격 제어를 위한 액세스 및/또는 인증 및/또는 다른 서비스들을 위한 닫힘 및/또는 열림을 위한 시스템인, 전기적으로 또는 전자적으로 제어되는 디바이스를 에너지 절감 수동 상태로부터 활성화시키기 위한 디바이스에 관한 것이고, 그의 의도된 동작에 대해, 2개의 유닛은 전자기 신호들을 위한 송신기들 및/또는 수신기들을 갖는다. 이것에 의해, 제1 유닛이 제1 송신 시간 간격 내에서 제1 데이터 프로토콜에서 제1 순환 시간을 갖는, 제2 유닛의 활성화 및/또는 인증을 위한 순환 반복 신호를 송신하는 것이 달성된다.

Description

배터리 동작형 디바이스를 웨이크업시키기 위한 시스템
본 발명은 제1항의 제1 부분에 따라 전기적으로 또는 전자적으로 제어되는 기기를 에너지 절감 수동 상태로부터 활성화시키기 위한 장치에 관한 것이다.
이러한 장치는, 예를 들어, 특히 전방 도어들, 원격 제어들, 차량 잠금 디바이스들 등에 대한 잠금 및/또는 잠금해제를 위한 장치로서 공지되어 있다. 예를 들어, 문헌 EP 1 867 535 B1에 이러한 장치가 개시되어 있다.
공지된 장치에서, 제1 디바이스는 기본 오브젝트, 즉 건물, 자동차 등에 배열되고, 전자 키, ID-트랜스폰더, 칩 카드 등의 타입으로 설계된 제2 디바이스를 활성화시킬 수 있다. 의도된 장치에 대한 디바이스들 둘 모두는 전자기 신호들을 위한 송신기들 및/또는 수신기들을 갖는다.
공지된 장치에서, 제2 디바이스가 동작 모드에 있지 않은 경우 제2 디바이스는 대기 상태로 유지된다.
제2 디바이스가 제1 디바이스의 수신 범위로 들어가는 경우, 제1 디바이스는 추가적인 동작을 위해 제2 디바이스를 활성화시킨다. 대기 모드에서, 제2 디바이스들은 거의 전력 소비가 없는 상태에 있다. 그럼에도 불구하고, 이러한 거의 없는 전력 소비는 제2 디바이스의 배터리 수명에 대한 제한이다. 이러한 이유로, 잠금 및/또는 잠금해제를 위한 공지된 장치는 전력 소비를 감소시키기 위해 LF-송신기들과 함께 작동하고 있다.
LF-송신기들과 함께 작동하는 이러한 장치의 단점은 제1 디바이스와 제2 디바이스 사이의 짧은 동작 거리이다.
본 발명의 목적은 이러한 단점을 극복하고, 제2 디바이스에 대한 배터리의 수명을 감소시키지 않고, 제1 디바이스와 제2 디바이스 사이에서 더 큰 동작 거리로, 전기적으로 또는 전자적으로 제어되는 기기를 에너지 절감 수동 상태로부터 활성화시키기 위한 장치를 허용하는 것이다.
제1항의 제1 부분에 따른 전기적으로 또는 전자적으로 제어되는 기기를 에너지 절감 수동 상태로부터 활성화시키기 위한 장치로부터 시작하면, 이러한 문제는 제1항의 특징부의 특징들에 의해 해결된다.
추가적인 청구항들에서, 본 발명의 편리한 수정들 및 실시예들이 나타난다.
본 발명에 따르면, 제1 디바이스는 제1 송신 시간 간격 내에서 제1 데이터 프로토콜을 갖고 제1 순환 시간을 갖는, 제2 디바이스의 활성화 및/또는 인증을 위한 제1 순환 반복 신호를 송신한다.
이는 제2 디바이스의 시간 제어 활성화, 바람직하게는 제2 디바이스의 소위 폴링 동작을 허용한다.
이러한 이유로, 제2 디바이스는 매우 낮은 반복 레이트 및 비교적 짧은 활성 시간 간격들을 가질 수 있는 시간 제어 활성화 간격들을 제외하고는 완전히 디스에이블될 수 있다. 따라서, 제2 디바이스의 전력 소비는 상당한 양으로 감소될 수 있고, 이는 송신기들에 대해 LF 주파수들 대신에 더 높은 주파수들, 즉, VHF 및/또는 UHF를 사용하는 것 및 동작 거리를 증가시키는 것을 허용한다.
바람직하게는, 제2 디바이스는 제2 디바이스의 결정된 제1 수신 시간 간격에 대한 순환 반복 수신 모드를 갖는다. 순환 반복 수신 모드는 제2 디바이스에 대한 폴링 동작 모드를 실현하고 제2 디바이스의 시간 제어를 단순화한다.
추가적으로 바람직하게는, 제2 디바이스의 제1 수신 시간 간격은 제1 디바이스의 제1 데이터 프로토콜의 제1 송신 시간 간격보다 길다.
제2 디바이스의 수신 시간 간격과 제1 디바이스의 제1 데이터 프로토콜의 송신 시간 간격 사이에서 이러한 관계를 갖는 것은, 제2 디바이스가 제2 디바이스의 제1 수신 시간 간격에서 시간 제어 활성화 모드의 제1 디바이스의 완전한 제1 데이터 프로토콜을 수신하는 것을 가능하게 한다.
제1 디바이스의 제1 데이터 프로토콜의 제1 송신 시간 간격은 매우 짧을 수 있기 때문에, 제2 디바이스의 제1 수신 시간 간격에 대한 절대 시간은 또한, 제1 디바이스의 제1 데이터 프로토콜의 제1 송신 시간 간격보다 긴 경우에도 짧다. 제2 디바이스의 순환 반복 수신 모드에 대한 매우 큰 순환 시간과 함께, 최소 전력 소비가 실현될 수 있다.
유리하게는, 제1 디바이스는 제2 송신 시간 간격 내에서 제2 데이터 프로토콜을 갖고 제2 순환 시간을 갖는, 제2 디바이스의 인증을 위한 제2 또는 그 이상의 순환 반복 신호들을 송신하고, 제1 송신 시간 간격은 제2 송신 시간 간격보다 짧고, 제1 순환 시간은 제2 순환 시간보다 짧다.
따라서, 제2 디바이스의 인증을 위해, 시간 제어 제2 디바이스를 활성화하는 기능만을 갖는 제1 데이터 프로토콜에서보다 높은 데이터 볼륨이 전송될 수 있다.
바람직한 실시예에서, 제2 디바이스의 제1 수신 시간 간격은 본질적으로 제1 데이터 프로토콜의 제1 송신 시간 간격의 배수이다.
이러한 관계로, 제2 디바이스가 완전한 제1 데이터 프로토콜을 수신할 확률은 증가된다.
바람직하게는, 제2 디바이스의 제1 수신 시간 간격은 본질적으로 제2 디바이스의 활성화를 위한 제1 디바이스의 제1 순환 시간에 대응한다. 이러한 경우, 제2 디바이스가 제2 디바이스의 활성화를 위해 제1 디바이스의 제1 데이터 프로토콜을 제1 수신 시간 간격에서 수신할 수 있는 확률이 높다.
유리하게는, 제2 디바이스는, 제1 디바이스의 제1 데이터 프로토콜의 수신 이후에 하나 이상의 제2 수신 시간 간격들 동안 수신 모드로 유지되거나 또는 수신 모드에 진입하고, 그 안에, 제2 데이터 프로토콜을 갖는 제2 디바이스의 인증을 위한 제1 디바이스의 제2 또는 그 이상의 신호들이 제2 디바이스에 의해 완전히 수신될 수 있다.
따라서, 제2 디바이스가 시간 제어에 의해 활성화되는 경우 그리고 제1 디바이스의 제1 데이터 프로토콜을 수신한 경우, 제2 디바이스는 제2 데이터 프로토콜을 갖는 제2 디바이스의 인증을 위한 제1 디바이스의 제2 또는 그 이상의 신호들을 대기할 수 있다. 이러한 제2 데이터 프로토콜은 제1 데이터 프로토콜보다 더 높은 데이터 볼륨을 갖는다. 제2 디바이스의 활성화로 인해, 제2 디바이스는 하나 이상의 제2 수신 시간 간격들에서 제2 데이터 프로토콜을 완전히 수신할 수 있다.
유리하게는, 제1 데이터 프로토콜의 수신 이후에 수신 모드에서 제2 디바이스의 제2 수신 시간 간격은 본질적으로 제1 디바이스의 제2 또는 그 이상의 신호들의 제2 순환 시간에 대응한다.
이러한 시간 적응은, 본질적으로, 제2 수신 시간 간격의 대응하는 길이로 인해, 제1 디바이스의 제2 또는 그 이상의 신호들의 완전한 제2 순환 시간이 제2 디바이스에 의해 모니터링될 수 있는 것을 실현한다.
본 발명의 특정 실시예들에서, 제1 디바이스의 제2 또는 그 이상의 신호들은 2개 이상의 블록들로 분할된다. 2개 이상의 데이터 블록들은 더 높은 데이터 송신 보안 방식으로 배열될 수 있다.
본 발명의 특정 실시예에서, 제2 디바이스는 제2 디바이스의 제1 수신 시간 간격과 제1 디바이스의 제2 송신 시간 간격의 적어도 부분적 중첩의 경우에 제3 수신 시간 간격 동안 수신 모드로 유지되거나 또는 수신 모드에 진입하고, 그 안에, 제2 데이터 프로토콜을 갖는 제1 디바이스의 제2 또는 그 이상의 신호들은 제2 디바이스에 의해 완전히 수신될 수 있다.
제2 디바이스의 제1 수신 시간 간격과 제1 디바이스의 제2 송신 시간 간격의 적어도 부분적 중첩의 경우에, 제2 디바이스와 제1 디바이스 사이에 불완전한 데이터 송신이 존재할 수 있다. 이러한 경우, 제2 디바이스는 반복된 제2 데이터 프로토콜을 완전히 수신하기 위해, 제3 수신 시간 간격 동안 수신 모드로 유지되거나 또는 수신 모드에 진입한다.
본 발명에 따르면 제2 디바이스는 매우 낮은 전력 소비를 갖기 때문에, 송신기들의 반송파에 대해 더 높은 주파수들을 사용할 가능성이 있다. 바람직하게는, 제1 및/또는 제2 신호에 대한 반송파의 주파수는 VHF 범위(30MHz 내지 300MHz) 및/또는 UHF 범위(300MHz 내지 3GHz)이다. 예를 들어, 반송파에 대해 고주파수를 사용할 가능성은 100MHz보다 높은, 바람직하게는 ISM 대역에서 433.05MHz 내지 434.79MHz 및/또는 ISM 대역에서 902MHz 내지 928MHz의 제1 및/또는 제2 신호에 대한 반송파에 대한 주파수를 느슨하게 하는 것이다.
이러한 주파수 범위들은 허용된 주파수 대역들이며, 이는 종래 기술에 비해 제1 디바이스와 제2 디바이스 사이에서 상당히 더 긴 동작 거리를 실현한다. 이러한 큰 동작 거리는, 예를 들어 건물, 자동차 등과 같은 기본적 오브젝트에서의 애플리케이션의 경우에, 기본적 오브젝트의 제1 디바이스로의 제2 디바이스의 더 큰 접근 거리에서조차도 조명을 스위칭하는 것과 같은 새로운 추가적인 기능을 위해 사용될 수 있다.
물론, 기본적인 오브젝트에 접근하는 경우 다른 서비스들이 동등한 방식으로 사용될 수 있고, 그러한 서비스들은 차량에 대한 비교적 큰 거리들에서 개시될 수 있다.
본 발명의 실시예가 도면들에 개시되고 도면들과 관련하여 설명된다.
도 1은 애플리케이션을 예시하기 위한 건물 및 건물의 조작자의 사시도를 도시한다.
도 2는 송신 및 수신 신호들의 타이밍의 예로서의 도면을 도시한다.
도 3은 대량의 데이터를 갖는 타이밍의 예로서의 다른 도면을 도시한다.
도 1에서, 건물(1)이 도시되어 있고, 여기서 송신기를 갖는 제1 디바이스(2)가 배열된다.
조작자(3)는 내부에 제2 디바이스(4), 특히 키(5)를 갖는 핸드백을 가지고 있다. 조작자가 건물에 접근하는 경우, 조작자 및 차량 키(5)는 제1 디바이스(2)와 제2 디바이스(4) 사이의 동작 거리(6) 내로 진입하고 있다.
도 2에서, 제1 디바이스(TX)의 제1 순환 반복 신호(TX short)가 도시되어 있다. 이러한 실시예에서, 제1 디바이스의 제1 순환 반복 신호(TX short)에 대한 시간 간격은 0.1 ms이다.
제1 순환 반복 신호(TX)의 제1 순환 시간은 1 ms로 도시되어 있다.
이는, 제1 디바이스의 제1 신호가 대응하는 높은 반복 레이트로 짧은 순환 시간을 유지하기 위한 특정 전력 소비를 필요로 함을 의미한다. 이는 문제가 안 되는데, 이는, 대응하는 송신기를 갖는 제1 디바이스가 건물에 배열되어 있기 때문이다.
키(또는 제2 디바이스)는, 제2 디바이스(차량 키)가 수신 모드(RX)에 있는 시간 제어 활성화 간격들을 갖는다. 신호들(TX) 및 수신 모드(RX)에 대한 시간 스케일들이 매우 상이함을 주목하는 것이 중요하다.
따라서, 도 2에서, 제2 디바이스 또는 키(5)는 각각 제1 디바이스(TX)의 제1 데이터 프로토콜의 1ms의 순환 시간에 대응하는 1.1ms의 결정된 제1 수신 시간 간격에 대한 순환 반복 수신 모드(RX)를 가져서, 적어도 하나의 완전한 TX short 신호가 수신되도록 보장하는 것이 도시되어 있다. 제2 디바이스의 제1 순환 반복 수신 모드의 순환 시간은 훨씬 더 큰 시간 스케일, 예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같이 1000 ms이다. 제1 디바이스의 송신 신호(TX)와 제2 장치의 수신 모드(RX) 사이의 시간 관계들을 가지면, 제2 디바이스의 각각의 수신 모드(RX)에서, 제1 디바이스의 제1 데이터 프로토콜(TX short)이 완전히 수신될 수 있는 것이 확실하다.
도 3에서, 더 많은 양의 데이터를 갖는 타이밍에 대한 예가 도시되어 있다. 제1 데이터 프로토콜(TX short)을 갖는 제1 디바이스의 제1 순환 반복 신호는 도 2에 따른 (TX short)에 대응한다.
제2 디바이스의 제1 수신 모드(RX)는 도 2의 제1 수신 모드(RX)에 대응한다.
이제, 제1 수신 모드(RX)에 추가로, "TX short" 데이터 프로토콜의 인식 이후 긴 수신 모드 RX가 점선들로 도시되어 있다.
또한, 제2 송신 시간 간격 내에서 제2 데이터 프로토콜을 갖는 제2 디바이스의 인증을 위한 제1 디바이스의 제2 순환 반복 신호(TX long)가 도 3에 도시되어 있다. 제1 디바이스의 이러한 제2 순환 반복 신호는, 송신 타이밍을 변경하고 상이한 신호들의 반복된 송신 충돌을 회피하기 위한 랜덤 지터 알고리즘에 의해 개시될 수 있다.
제2 디바이스의 긴 제2 수신 모드(긴 RX)는 약 500 ms의 시간 간격을 갖기 때문에, 이러한 시간 간격 동안, 제1 디바이스의 마지막 제1 순환 반복 신호(TX short)로부터 약 수 ms 이후 시작하는, 약 수 ms를 소요하는 제2 데이터 프로토콜을 갖는 제1 디바이스의 제2 순환 반복 신호는 제2 디바이스의 제2 수신 모드 동안 완전히 수신될 수 있음이 명확하다.
이러한 실시예에서 확인할 수 있는 바와 같이, 제2 디바이스의 전력 소비는 최소로 감소되는데, 이는 제2 디바이스의 수신기가 시스템 설계로부터 허용가능한 가장 느린 순환 시간으로 작동할 수 있기 때문이다. 전력 소비 또는 전류 소비는 제2 디바이스의 수신 순환 시간에 대략 비례한다.
전력 소비 또는 전류 소비는, 배터리 수명의 현저한 감소 없이 작은 배터리들(예를 들어, 코인 전지 배터리들)에 대해 허용가능한 값들까지 감소될 수 있다.
각각의 국가들의 상이한 규칙들에 대한 RF 승인은 전술한 본 발명의 특징들에 의해 상당히 촉진된다. 따라서, 본 발명에 따른 잠금 또는 잠금해제를 위한 장치에서의 동작 거리 또는 수신 범위는 더 높은 주파수들, 특히 VHF 및/또는 UHF 주파수들의 사용에 의해 확대될 수 있다.
참조 번호들:
1 건물
2 제1 디바이스
3 조작자
4 제2 디바이스
5 키
6 동작 거리

Claims (11)

  1. 전기적으로 또는 전자적으로 제어되는 기기를 에너지 절감 수동 상태로부터 활성화시키기 위한 장치로서,
    상기 기기 내의 제1 디바이스, 및
    전자 키, ID-트랜스폰더(ID-transponder), 칩 카드 등의 타입으로 설계되는 연관된 제2 디바이스
    를 포함하고,
    상기 제1 디바이스 및 상기 제2 디바이스 각각은 전자기 신호들을 위한 송신기 및 수신기를 갖고,
    상기 제1 디바이스는 제1 송신 시간 간격 내에서 제1 데이터 프로토콜을 갖고 제1 순환 시간을 갖는, 상기 제2 디바이스의 활성화 또는 인증을 위한 제1 순환 반복 신호를 송신하고,
    상기 제2 디바이스는 상기 제2 디바이스의 결정된 제1 수신 시간 간격에 대한 순환 반복 수신 모드를 갖고,
    상기 제2 디바이스의 상기 제1 수신 시간 간격은 상기 제1 디바이스의 상기 제1 데이터 프로토콜의 상기 제1 송신 시간 간격보다 긴 것을 특징으로 하는, 장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 디바이스는 제2 송신 시간 간격 내에서 제2 데이터 프로토콜을 갖고 제2 순환 시간을 갖는, 상기 제2 디바이스의 인증을 위한 제2 또는 그 이상의 순환 반복 신호들을 송신하고,
    상기 제1 송신 시간 간격은 상기 제2 송신 시간 간격보다 짧고, 상기 제1 순환 시간은 상기 제2 순환 시간보다 짧은 것을 특징으로 하는, 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제2 디바이스의 상기 제1 수신 시간 간격은 본질적으로 상기 제1 데이터 프로토콜의 상기 제1 송신 시간 간격의 배수인 것을 특징으로 하는, 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제2 디바이스의 상기 제1 수신 시간 간격은 본질적으로 상기 제2 디바이스의 활성화를 위한 상기 제1 디바이스의 상기 제1 순환 시간에 대응하는 것을 특징으로 하는, 장치.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 제1 디바이스의 상기 제1 데이터 프로토콜의 수신 이후, 상기 제2 디바이스는 제2 수신 시간 간격들 동안 수신 모드로 유지되거나 또는 수신 모드에 진입하고,
    그 안에, 상기 제2 데이터 프로토콜을 갖는 상기 제2 디바이스의 인증을 위한 상기 제1 디바이스의 제2 또는 그 이상의 순환 반복 신호들이 상기 제2 디바이스에 의해 완전히 수신될 수 있는 것을 특징으로 하는, 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제1 데이터 프로토콜의 수신 이후에 수신 모드에서 상기 제2 디바이스의 제2 수신 시간 간격은 본질적으로 상기 제1 디바이스의 제2 또는 그 이상의 순환 반복 신호들의 제2 순환 시간에 대응하는 것을 특징으로 하는, 장치.
  8. 제3항에 있어서,
    상기 제1 디바이스의 제2 또는 그 이상의 순환 반복 신호들은 2개 이상의 블록들로 분할되는 것을 특징으로 하는, 장치.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 제2 디바이스의 제1 수신 시간 간격과 상기 제1 디바이스의 제2 송신 시간 간격의 적어도 부분적 중첩의 경우에 상기 제2 디바이스는 제3 수신 시간 간격 동안 수신 모드로 유지되거나 또는 수신 모드에 진입하고, 그 안에, 상기 제2 데이터 프로토콜을 갖는 상기 제1 디바이스의 제2 또는 그 이상의 순환 반복 신호들은 상기 제2 디바이스에 의해 완전히 수신될 수 있는 것을 특징으로 하는, 장치.
  10. 제3항에 있어서,
    상기 제1 순환 반복 신호 및 상기 제2 또는 그 이상의 순환 반복 신호들 중 적어도 하나에 대한 반송파의 주파수는 VHF 범위(30MHz 내지 300MHz) 또는 UHF 범위(300MHz 내지 3GHz)에 있는 것을 특징으로 하는, 장치.
  11. 제3항에 있어서,
    상기 제1 순환 반복 신호 및 상기 제2 또는 그 이상의 순환 반복 신호들 중 적어도 하나에 대한 반송파의 주파수는 100MHz보다 높고, ISM 대역에서 433.05MHz 내지 434.79MHz 또는 ISM 대역에서 902MHz 내지 928MHz에 있는 것을 특징으로 하는, 장치.
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