KR20040024648A - 절전 기능을 가지는 무선 송수신 유니트 - Google Patents

절전 기능을 가지는 무선 송수신 유니트 Download PDF

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Abstract

본 발명은 배터리 절전 기능을 가지는 휴대용 무선 송수신 유니트에 관한 것으로서, 통상시에는 슬립 상태로 유지되는 제1 마이크로 프로세서 유니트와, 상기 제1 마이크로 프로세서 유니트에 연결되어 있고, 소정 주기로 슬립(sleep) 상태와 웨이크업(wake-up) 상태가 반복되는 제2 마이크로 프로세서 유니트와, 외부로부터의 전파를 수신할 수 있는 전파 수신부와, 외부로 전파를 송신할 수 있는 전파 송신부와, 상기 제2 마이크로 프로세서 유니트는 웨이크업 상태일 때에 전파 수신부를 턴온(turn-on)시키고, 턴온된 전파 수신부를 통해 전파가 수신되면 제1 마이크로 프로세서 유니트를 웨이크업 상태로 하고, 턴온된 전파 수신부를 통해 전파가 수신되지 않으면 전파 수신부를 턴오프시키고 슬립 상태로 복귀하며, 상기 제1 마이크로 프로세서 유니트는 웨이크업 상태에서 상기 전파 송신부를 통해 전파를 송신한다.

Description

절전 기능을 가지는 무선 송수신 유니트{Radio Transceiving Unit Having Battery Saving Function}
본 발명은 무선 송수신 유니트에 관한 것으로서 특히, 배터리 절전 기능을 가지는 양방향 무선 송수신 유니트에 관한 것이다.
양방향 무선 송수신 유니트는 이를 소지한 사용자가 메인 장치로부터 소정의 거리 내에 진입하면 메인 장치와 무선 교신을 통하여 메인 장치측에서 미리 설정되어 있는 소정의 작업을 수행하도록 하게 한다.
상기 작업의 대표적인 예로서 도어를 잠그거나 잠금 상태를 해제하는 것이있는데, 이러한 시스템의 일례가 본 출원인의 국제특허출원공개 제WO 02/38895호에 개시되어 있다. 상기 국제특허출원공개공보에 기재된 발명은 본 명세서에 선행 기술로서 참조된다. 상기 시스템에 의하면 주택 내지 차량의 도어에 설치된 메인 장치와 사용자가 소지하고 있는 휴대용 무선 송수신 유니트가 무선 송수신하고, 인증받은 사용자라고 판단되면 사용자가 소정의 거리 내로 진입했을 때에 도어의 잠금 상태를 해제하고, 소정의 거리 밖으로 나가면 도어를 잠근다.
그러한 종래 기술에 의한 시스템에 사용되는 무선 송수신 유니트는 메인 장치로부터 제1 장파를 수신하면 메인 장치로 초단파를 송신하고, 이를 수신한 메인 장치가 제2 장파를 송신하면 이를 수신한 무선 송수신 유니트는 다시 초단파를 메인 장치로 송신하여 도어를 잠그거나 잠금 상태를 해제하게 된다.
그러나 전술한 종래의 시스템에 사용되는 무선 송수신 유니트는 사용자의 움직임을 감지하는 센서가 작동될 경우에 동작하거나, 아니면 항상 전원이 인가되어 장파 등의 신호의 수신을 대기하는 상태이었기 때문에 배터리의 전력 소모가 많았던 문제점이 있었다.
본 발명은 전술한 바와 같은 무선 송수신 유니트에 있어서 배터리의 전력 소모를 감소시킬 수 있도록 하는 것을 과제로 한다.
도 1은 본 발명에 의한 무선 송수신 유니트의 블록도.
도 2는 본 발명에 의한 무선 송수신 유니트의 회로도.
도 3a는 장파 신호가 수신되지 않을 때의 본 발명에 의한 무선 송수신 유니트의 타이밍 챠트.
도 3b는 장파 신호가 수신될 때의 본 발명에 의한 무선 송수신 유니트의 타이밍 챠트.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제1 형태의 휴대용 무선 송수신 유니트는, 통상시에는 슬립 상태로 유지되는 제1 마이크로 프로세서 유니트(MPU)와,상기 제1 마이크로 프로세서 유니트에 연결되어 있고, 소정 주기로 슬립(sleep) 상태와 웨이크업(wake-up) 상태가 반복되는 제2 마이크로 프로세서 유니트와, 외부로부터의 전파를 수신할 수 있는 전파 수신부와, 외부로 전파를 송신할 수 있는 전파 송신부와, 상기 제2 마이크로 프로세서 유니트는 웨이크업 상태일 때에 전파 수신부를 턴온(turn-on)시키고, 턴온된 전파 수신부를 통해 전파가 수신되면 제1 마이크로 프로세서 유니트를 웨이크업 상태로 하고, 턴온된 전파 수신부를 통해 전파가 수신되지 않으면 전파 수신부를 턴오프시키고 슬립 상태로 복귀하며, 상기 제1 마이크로 프로세서 유니트는 웨이크업 상태에서 상기 전파 송신부를 통해 전파를 송신한다.
전술한 구성에 의하면, 휴대용 무선 송수신 유니트가 통상시 수신 대기 상태를 유지하는 것이 아니라 슬립 상태를 유지하고, 소비 전류가 적은 제2 마이크로 프로세서 유니트가 슬립 상태와 웨이크업 상태를 소정의 주기로 반복함으로써 무선 송수신 유니트이 소비 전력이 현격하게 저하되어 배터리의 교환 주기를 연장시키는 효과가 제공된다.
본 발명의 제2 형태의 휴대용 무선 송수신 유니트는, 상기 제1 형태의 유니트에 있어서, 제2 마이크로 프로세서 유니트는 감시 계시자(watchdog timer)를 포함하며, 상기 감시 계시자에 의해 슬립 상태와 웨이크업 상태가 반복된다.
본 무선 송수신 유니트에 의하면 감시 계시자에 의해서 제2 마이크로 프로세서 유니트의 슬립 상태와 웨이크업 상태가 소정의 주기로 반복된다.
본 발명의 제3 형태의 휴대용 무선 송수신 유니트는, 상기 제1 형태 또는제2 형태에 있어서, 상기 제2 마이크로 프로세서 유니트의 웨이크업 상태는 슬립 상태보다 적은 시간 동안 유지된다.
본 무선 송수신 유니트에 의하면 웨이크업 상태가 슬립 상태보다 적은 시간 유지됨으로써 소비 전력을 좀더 저감시키는 효과가 제공된다.
본 발명의 제4 형태의 휴대용 무선 송수신 유니트는, 상기 제1 형태 또는 제2 형태에 있어서, 상기 제1 마이크로 프로세서 유니트는 제2 마이크로 프로세서 유니트에 의해 웨이크업 상태가 되면, 제2 마이크로 프로세서 유니트를 웨이크업 상태로 유지시킨다.
본 발명의 제5 형태의 휴대용 무선 송수신 유니트는, 상기 제1 형태 또는 제2 형태에 있어서, 상기 수신부를 통해 수신되는 전파는 장파이고, 상기 송신부를 통해 송신되는 전파는 초단파이다.
본 발명의 제6 형태의 휴대용 무선 송수신 유니트는, 통상시에는 슬립 상태로 유지되는 제1 부분과, 상기 제1 부분에 연결되어 있고, 소정 주기로 슬립(sleep) 상태와 웨이크업(wake-up) 상태가 반복되는 제2 부분을 구비하는 마이크로 프로세서 유니트와, 외부로부터의 전파를 수신할 수 있는 전파 수신부와, 외부로 전파를 송신할 수 있는 전파 송신부와, 상기 제2 부분은 웨이크업 상태일 때에 전파 수신부를 턴온(turn-on)시키고, 턴온된 전파 수신부를 통해 전파가 수신되면 제1 부분을 웨이크업 상태로 하고, 턴온된 전파 수신부를 통해 전파가 수신되지 않으면 전파 수신부를 턴오프시키고 슬립 상태로 복귀하며, 상기 제1 부분은 웨이크업 상태에서 상기 전파 송신부를 통해 전파를 송신한다.
제1 형태의 휴대용 무선 송수신 유니트와 달리, 제6 형태의 무선 송수신 유니트는 통상시 슬립 상태가 유지되는 제1 부분과, 소정의 주기로 슬립 상태와 웨이크업 상태가 반복되는 제2 부분을 가지는 단일의 마이크로 프로세서 유니트를 사용하고 있다. 단일의 마이크로 프로세서 유니트를 사용할 때에는 고주파의 클럭 주파수와 저주파의 클럭 주파수를 사용할 수 있도록 두 개의 크리스털을 사용한다.
이하에서는 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명한다.
도 1에는 본 발명에 의한 무선 송수신 유니트의 블록도가 도시되어 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 무선 송수신 유니트(100)는 제1 마이크로 프로세서 유니트(101)와, 제2 마이크로 프로세서 유니트(102)와, 송신부(150)와, 수신부(200)를 포함한다. 송신부(150)는 제1 IC(106)와, X3 기준 발진기(107)와, 제1 필터(110)와, 전압 조정 발진기(108)와, MOD(109)와, 초단파 송신 안테나(111)를 포함한다. 수신부(200)는 제1 앰프(112)와, 디텍터(113)와, 제2 앰프(114)와, 제2 필터(115)와, 제3 앰프(116)와, 제2 IC(103)와, 장파 수신 안테나(117)를 포함한다. 도 2에는 도 1에 도시된 블록도의 상세 회로도가 도시되어 있다.
제1 마이크로 프로세서 유니트(101)는 무선 송수신 유니트(100)의 동작을 제어하는 메인 마이크로 프로세서 유니트의 역할을 수행하고, 제2 마이크로 프로세서 유니트(102)는 전원 관리 기능을 수행한다. 제1 마이크로 프로세서 유니트(101)는 복잡한 동작을 제어해야 하고 고속 데이터 전송을 해야하고, 제2 마이크로 프로세서 유니트(102)는 후술하는 바와 같이 웨이크업(wake-up) 상태와 슬립(sleep) 상태를 반복하면서 수신부에 신호가 수신되는 경우 제1 마이크로 프로세서 유니트(101)에 신호를 보내 웨이크업 상태로 만들어 주는 등의 단순한 데이터 처리를 한다.
메인 마이크로 프로세서 유니트의 기능을 수행하는 제1 마이크로 프로세서 유니트(101)에는 마이크로칩사의 모델명 PIC16LC711 마이크로 프로세서 유니트가 사용될 수 있고, 전원 관리 기능을 수행하는 제2 마이크로 프로세서 유니트(102)에는 동사의 모델명 PIC12C508A 마이크로 프로세서 유니트가 사용될 수 있다.
제1 마이크로 프로세서 유니트(101)의 클럭 주파수는 X1 마이크로 프로세서 유니트 클럭(104)에 의해서 결정되고, 제2 마이크로 프로세서 유니트(102)의 클럭 주파수는 X2 마이크로 프로세서 유니트(105)에 의해서 결정된다. 제1 IC(106)의 클럭 주파수는 X3 기준 발진기(107)에 의해서 결정된다. 본 발명에 의한 제1 마이크로 프로세서 유니트(101)의 클럭 주파수는 약 4 MHz로 높은 주파수를 사용하고, 제2 마이크로 프로세서 유니트(102)의 클럭 주파수는 약 32 kHz로 낮은 주파수를 사용한다. 클럭 주파수가 낮으면 낮을 수록 소비 전력도 감소하는데, 제1 마이크로 프로세서 유니트(101)의 경우는 소비 전류가 약 1 mA이며, 제2 마이크로 프로세서 유니트(102)의 경우는 소비 전류가 약 5 μA에 불과하다.
제2 마이크로 프로세서 유니트(102)는 그 안에 내장되어 있는 감시 계시자(Watchdog timer)에 의해 소정의 주기로 당해 제2 마이크로 프로세서 유니트(102)를 슬립(sleep) 상태와 웨이크업(wake-up) 상태를 반복한다. 도 3a에는 그러한 방식으로 상태 반복하는 제2 마이크로 프로세서 유니트(102)의 타이밍도가 도시되어 있다. 바람직하게는, 웨이크업 상태의 지속 시간(t1)이 슬립 상태의지속 시간(t2)보다 짧다. 본 발명의 양호한 실시예에 의하면, 슬립 상태와 웨이크업 상태가 반복되는 주기는 2초 이내이고, 웨이크업 상태는 보통 수백 ms 동안 유지되며 그 이외의 시간은 슬립 상태로 유지된다.
제2 마이크로 프로세서 유니트(102)가 감시 계시자에 의해서 웨이크업 상태가 되면, 제2 마이크로 프로세서 유니트(102)는 수신부의 전원 공급을 제어하는 제2 IC(103)를 턴온(turn-on)시킨다. 이와 같이 제2 IC(103)가 턴온되면 외부 신호의 수신을 대기하고 있는 상태가 되며, 만약 외부로부터의 신호가 없을 때에는 제2 마이크로 프로세서 유니트(102)는 제2 IC(103)를 턴오프(turn-off)시키고, 자신은 슬립 상태로 복귀한다.
위와 같은 과정을 진행하는 동안에 제1 마이크로 프로세서 유니트(101)는 슬립 상태를 유지하고 있고, 송신부는 파워 다운(power down) 상태를 유지하므로, 외부로부터의 신호의 수신을 체크하면서도 최소한의 전력을 소모한다.
한편, 제2 마이크로 프로세서 유니트(102)가 웨이크업 상태가 되고 이 상태에서 제2 IC(103)를 턴온 시킨 후 메인 장치(도시되지 않음)측에서 송신하는 제1 장파가 수신되는 경우에는(도 3b의 장파 신호에서 LF1), 제2 마이크로 프로세서 유니트(102)는 제1 마이크로 프로세서 유니트(101)로 순간적으로 신호 예를 들어, 로우(Low) 신호를 보내어(도 3b의 제1 마이크로 프로세서 유니트(Pin7)의 타이밍도 참조) 슬립 상태인 제1 마이크로 프로세서 유니트(101)를 웨이크업시킨다.(도 3b의 제1 마이크로 프로세서 유니트의 타이밍도 참조) 상기 제1 장파는 메인 장치가 존재함을 인지하는 단순한 신호이다. 도 2에 도시된 회로에 의하면 상기 로우 신호는 제2 마이크로 프로세서 유니트(102)의 6번 핀에서 제1 마이크로 프로세서 유니트(101)의 7번 핀으로 전송된다.
제2 마이크로 프로세서 유니트(102)에 의해 웨이크업 상태로 된 제1 마이크로 프로세서 유니트(101)는 송신부(150)를 파워 다운 상태에서 해제하고(도 3b의 초단파 송신부 타이밍도 참조) 내부 연산 처리 과정을 거쳐서 나온 데이터를 초단파(VHF1)에 실어 메인 장치측으로 송신하게 된다. 이 송신을 종료한 후에 송신부(150)는 파워 다운 상태로 복귀한다.(도 3b의 초단파 송신부 타이밍도 참조)
상기 초단파(VHF1)을 수신한 메인 장치는 이에 대한 응답으로 8 비트의 주기값을 다시 장파(LF2)에 실어 송신하는데, 이 장파(LF2)는 제1 마이크로 프로세서 유니트(101)에서 직접 수신하고, 7번 핀을 통해 제2 마이크로 프로세서 유니트(102)에 순간적으로 로우 신호를 보내서(도 3b에서 제2 마이크로 프로세서 유니트(PIN 7)의 타이밍도 참조) 제2 마이크로 프로세서 유니트(102)를 슬립 상태로 복귀시킨다.(도 3b에서 제2 마이크로 프로세서 유니트의 타이밍도 참조) 제2 마이크로 프로세서 유니트(102)가 슬립 상태로 복귀하면 제2 IC(103)는 턴오프된다.(도 3b의 장파 수신부의 타이밍도 참조) 본 실시예의 시스템에서 사용되는 주기값은 4 비트이지만 이러한 주기값의 비트수는 사용되는 마이크로 프로세서 유니트의 종류에 따라 변경될 수 있는 것이며, 8 비트 또는 그 이상의 주기값이 사용될 수도 있다.
장파(LF2)를 수신한 제1 마이크로 프로세서 유니트(101)는 초단파(VHF1)에 실어서 송신한 주기값과, 장파(LF2)에 실려 수신된 주기값이 일치하는 경우에, 송신부를 파워 다운 상태에서 해제하고(도 3b의 초단파 송신부의 타이밍도 참조) 정해진 소정의 데이터를 초단파(VHF2)에 실어서 메인 장치로 송신한다.(도 3b의 초단파 신호의 타이밍도 참조) 이 때 송신 신호를 보낼 때까지 제1 IC(106)의 3번 핀에 입력되는 신호를 유지하는데, 예를 들어 하이(High) 신호로 유지할 수 있다.
초단파(VHF2)의 송신 후 제1 마이크로 프로세서 유니트(101)는 슬립 상태로 복귀한다.
전술한 실시예에서는 휴대용 무선 송수신 유니트의 제어와 고속 데이터 전송 처리를 하는 제1 마이크로 프로세서 유니트(101)와 제1 마이크로 프로세서 유니트(101)에 신호를 보내 웨이크업 상태로 만들어 주는 등의 단순한 데이터 처리를 수행하는 제2 마이크로 프로세서 유니트(102) 두 개를 사용하고 있지만, 고주파인 클럭 주파수와 저주파인 클럭 주파수를 같이 사용할 수 있도록 크리스털이 두 개 설치되어 있는 마이크로 프로세서 유니트라면 하나의 마이크로 프로세서 유니트를 사용해도 좋다.
전술한 실시예에서는, 본 발명에 의한 휴대용 무선 송수신 유니트가 장파를 수신하고 초단파를 송신하는 송수신 방식을 취하고 있지만 이러한 실시예에 본 발명이 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 권리 범위는 첨부하는 특허청구범위에 기재된 사항에 의하여 결정되며 전술한 실시예에 한정되는 것이 아니다.
전술한 본 발명의 구성에 의하면, 휴대용 무선 송수신 유니트가 항상 수신 대기 상태를 유지하는 것이 아니라 슬립 상태와 웨이크업 상태가 반복되며 특히 웨이크업 상태가 슬립 상태보다 적은 시간 동안 유지되므로 휴대용 무선 송수신 유니트의 배터리가 훨씬 적게 소모되는 효과가 제공된다.

Claims (7)

  1. 통상시에는 슬립 상태로 유지되는 제1 마이크로 프로세서 유니트와,
    상기 제1 마이크로 프로세서 유니트에 연결되어 있고, 소정 주기로 슬립(sleep) 상태와 웨이크업(wake-up) 상태가 반복되는 제2 마이크로 프로세서 유니트와,
    외부로부터의 전파를 수신할 수 있는 전파 수신부와,
    외부로 전파를 송신할 수 있는 전파 송신부와,
    상기 제2 마이크로 프로세서 유니트는 웨이크업 상태일 때에 전파 수신부를 턴온(turn-on)시키고, 턴온된 전파 수신부를 통해 전파가 수신되면 제1 마이크로 프로세서 유니트를 웨이크업 상태로 하고, 턴온된 전파 수신부를 통해 전파가 수신되지 않으면 전파 수신부를 턴오프시키고 슬립 상태로 복귀하며,
    상기 제1 마이크로 프로세서 유니트는 웨이크업 상태에서 상기 전파 송신부를 통해 전파를 송신하는, 휴대용 무선 송수신 유니트.
  2. 제1 항에 있어서, 제2 마이크로 프로세서 유니트는 감시 계시자(watchdog timer)를 포함하며, 상기 감시 계시자에 의해 슬립 상태와 웨이크업 상태가 반복되는, 휴대용 무선 송수신 유니트.
  3. 제1 항 또는 제2 항에 있어서, 상기 제2 마이크로 프로세서 유니트의 웨이크업 상태는 슬립 상태보다 적은 시간 동안 유지되는, 휴대용 무선 송수신 유니트.
  4. 제1 항 또는 제2 항에 있어서, 상기 제1 마이크로 프로세서 유니트는 제2 마이크로 프로세서 유니트에 의해 웨이크업 상태가 되면, 제2 마이크로 프로세서 유니트를 웨이크업 상태로 유지시키는, 휴대용 무선 송수신 유니트.
  5. 제1 항 또는 제2 항에 있어서, 상기 수신부를 통해 수신되는 전파는 장파이고, 상기 송신부를 통해 송신되는 전파는 초단파인, 휴대용 무선 송수신 유니트.
  6. 통상시에는 슬립 상태로 유지되는 제1 부분과, 상기 제1 부분에 연결되어 있고 소정 주기로 슬립(sleep) 상태와 웨이크업(wake-up) 상태가 반복되는 제2 부분을 구비하는 마이크로 프로세서 유니트와,
    외부로부터의 전파를 수신할 수 있는 전파 수신부와,
    외부로 전파를 송신할 수 있는 전파 송신부와,
    상기 제2 부분은 웨이크업 상태일 때에 전파 수신부를 턴온(turn-on)시키고, 턴온된 전파 수신부를 통해 전파가 수신되면 제1 부분을 웨이크업 상태로 하고, 턴온된 전파 수신부를 통해 전파가 수신되지 않으면 전파 수신부를 턴오프시키고 슬립 상태로 복귀하며,
    상기 제1 부분은 웨이크업 상태에서 상기 전파 송신부를 통해 전파를 송신하는, 휴대용 무선 송수신 유니트.
  7. 제6 항에 있어서, 제2 부분은 감시 계시자(watchdog timer)를 포함하며, 상기 감시 계시자에 의해 슬립 상태와 웨이크업 상태가 반복되는, 휴대용 무선 송수신 유니트.
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