KR20080093199A - 센서 네트워크에서 다중 전압을 지원하는 저전력 전원 모듈및 제어 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전원(1)의 후면에 설치되어 MCU(2)에 적합한 전원을 공급하여 MCU(2)를 작동시키는 단계와; MCU(2)의 자체 타이머에 의해 센서(4) 동작대기시간을 계산하여 소프트웨어제어스위치(5)를 ON시키는 단계와; 소프트웨어제어스위치(5)의 작동에 의해 전원(1)에 의해 전달되는 전력을 전압조정기(3)와 센서(4) 전력을 인가하는 단계와;

상기 전압조정기(3)에서 전압을 조정하고 조정된 전압에 의해 센서(4)가 구동하여 소프트웨어제어스위치(5)를 OFF하는 단계와; 상기 소프트웨어제어스위치(5)의 OFF시 MCU(2)에 신호를 전달하여 센서(4) 동작대기시간을 계산하도록 피드백 시키는 단계를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 센서 네트워크에서 다중 전압을 지원하는 저전력 전원 모듈 및 제어 방법에 관한 것이다.

다중전압지원 전원모듈. 저전력전원모듈. 다중전압.

Description

센서 네트워크에서 다중 전압을 지원하는 저전력 전원 모듈 및 제어 방법{Low power consumption power module and control scheme supporting Multiple voltage in Sensor Network}

도1 종래의 센서 네트워크에서 다중 전압을 지원하는 저전력 전원 모듈 전체도

도2 본 발명의 센서 네트워크에서 다중 전압을 지원하는 저전력 전원 모듈 상세도

도3 본 발명의 센서 네트워크에서 다중 전압을 지원하는 저전력 전원 모듈회로의 동작순서도

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

전원(1), MCU(2), 전압조정기(3), 센서(4), 소프트웨어제어스위치(5), 센서부(X)

본 발명은 소프트웨어 제어스위치를 통해 전압조정기 및 센서로 전원공급을 제어함과 동시에 MCU의 시간 카운트를 통해 소프트웨어스위치를 제어해 센서로의 전원공급을 제어하는 센서 네트워크에서 다중 전압을 지원하는 저전력 전원 모듈 및 제어 방법에 관한 것이다.

일반적으로 다양한 전자장치를 포함하는 장치를 구동할 경우 특정 시퀸스에 따라 순차적으로 전자장치들을 사용함에도 하위장치들에게 파워를 공급하므로 전력소비가 증가되는 문제점이 있으며, 밧데리를 전원공급원으로 사용하는 장치도 상기와 마찬가지로 전력소비량이 증가되어 효율성을 떨어뜨리는 문제점이 있어, 이러한 문제점을 해소하고자 다양한 연구가 있어 왔다.

예를 들면, 국내공개특허공보 공개번호 특2000-641호에는 마이크로프로세서에 의해 구동되는 하드웨어시스템에서의 소비전력 저감을 위한 파워스위칭 회로에 있어서, 특정장치가 인터럽트를 요청하면 인터럽트발생신호를 생성하는 인터럽트 처리부와, 인터럽트 발생신호를 인지하여 특정 전원을 공급하기 위한 제어동작을 수행하는 마이크로프로세서와, 마이크로프로세서로부터 신호를 받아 각 장치로의 전원공급하기 위한 온오프시키는 파워온오프스위치와 파워온시 주전원 전압을 각 장치에 필요한 전압레벨로 조정하는 전압조정IC를 포함하는 파워스위칭회로가 기술되어 있고,

동 공보 공개번호 특2000-641호에는 소비전력 저감을 위한 파워스위칭 기법으로서, 마이크로프로세서에 의해 구동되는 전자 장치들을 포함한 하드웨어시스템에 있어서, 마이크로프로세서의 파워온오프스위치와, 전압조정IC와, 전원투입시 발생되는 오동작펄스를 제거하기 위한 콘덴서 및 풀업회로와, 마이크로프로세서인터럽트 발생회로와, 바테리 등으로 구성된 다중전압출력파워스위칭회로와 작동방법이 공개되어 있으나,

소비되는 전력을 최소화하는 목적에서는 동일하나 아래와 같은 상이점을 갖는다. 즉, 다중전압출력 파워스위칭회로와 작동방법에서 제시한 인터럽트 방식에 의해 소프트웨어 제어 스위치를 제어하지 아니하고, MCU의 자체의 타이머에 의해 소프트웨어 제어 스위치를 제어하는 점이 상이하고, 마이크로 프로세서 앞에 전압조정IC가 위치한 점이 상이하여 높은 전압을 사용하기 때문에 더 낮은 전력 소모가 일어난다.

따라서, 상기와 같은 종래의 기술들은 일반적으로 MCU 부는 3V의 전압을 사용하고, 센서부는 센서의 종류에 따라 각기 다른 5V 또는 9V의 전압을 필요로 하며, 기존의 방식에서 센서부의 동작을 위해서는 전압조정기(레귤레이터)를 통해 필요 전압으로 높이거나 낮추거나 해야 하나, 전압조정기를 거치면서 전력이 소모가 많아 배터리 사용을 주로 하는 센서 네트워크에서는 문제가 있어 왔다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 센서 네트워크에서 사용되며 MCU와 센서부로 나뉘며, 저전력을 위해 각 장치는 최소의 전력을 사용하여 동작하며, 일반적으로 MCU부는 3V의 전압을 사용하고, 센서부의 센서는 종류에 따라 각기 다른 5V 또는 9V의 전압을 필요하므로, 종래에서 센서부의 동작을 위해 전압조정기(레귤레이터)를 통해 필요전압을 높이거나, 낮추거나 해야만 하는데 상기와 같은 종래의 방식은 전압조정기를 거치면서 전력이 소모가 많아 배터리 사용을 주로하는 센서 네트워크에서 문제가 있으며,

본 발명에서는 센서부가 MCU와는 다른 전압을 사용할 때, 저전력을 사용할 수 있는 방법 및 장치인 센서 네트워크에서 다중 전압을 지원하는 저전력 전원 모듈 및 제어 방법을 제공하는 것을 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제인 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 전원(1)의 후면에 설치되어 MCU(2)에 적합한 전원을 공급하여 MCU(2)를 작동시키는 단계와;

MCU(2)의 자체 타이머에 의해 센서(4) 동작대기시간을 계산하여 소프트웨어제어스위치(5)를 ON시키는 단계와;

소프트웨어제어스위치(5)의 작동에 의해 전원(1)에 의해 전달되는 전력을 전압조정기(3)와 센서(4) 전력을 인가하는 단계와;

상기 전압조정기(3)에서 전압을 조정하고 조정된 전압에 의해 센서(4)가 구동하여 소프트웨어제어스위치(5)를 OFF하는 단계와;

상기 소프트웨어제어스위치(5)의 OFF시 MCU(2)에 신호를 전달하여 센서(4) 동작대기시간을 계산하도록 피드백시키는 단계를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 센서 네트워크에서 다중 전압을 지원하는 저전력 전원 모듈 및 제어 방법에 관한 것이다.

본 발명은 MCU와 센서부로 나뉘며, MCU(2)는 전원(1)에서 공급하는 정격 전압으로 동작을 하고 센서부의 센서(4)가 MCU(2)와는 다른 전압으로 동작을 하는 경우에는

종래의 기술인 도1에서 보이는 바와 같이 전압조정기(3)에서 센서(4)가 동작 가능한 전압으로 승압 또는 감압하여 동작시킨다.

이때 전원(1)은 전체에서 요구되는 전원 중 높은 전원을 사용하여 전압조정기(3)와 센서(4)에서 소비되는 전력양이 많아 센서 네트워크에서 요구하는 저전력에는 적합하지 않다.

그러나, 본 발명은 도2에서 보이는 바와 같이 소프트웨어 제어 스위치를 센서부의 전압조정기 앞단에 위치시키며, 소프트웨어 제어 스위치는 소프트웨어로 켜짐과 꺼짐을 제어하는 스위치이다.

도3은 도 2와 같은 구조를 갖는 회로의 동작 순서도이다.

MCU는 센서의 구동이 필요한 대기 시간을 카운트하여 소프트웨어적으로 소프트웨어 제어 스위치를 켜줌으로써 전원에서 전달되는 전력을 전압조정기와 센서에 인가하여 센서를 구동한다.

센서의 구동이 완료되면 소프트웨어 제어 스위치에서 전력을 차단함으로써 불필요한 전력의 사용을 줄이는 방식이다.

이하 본 발명을 도면을 참고하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도1 종래의 센서 네트워크에서 다중 전압을 지원하는 저전력 전원 모듈 전체도, 도2 본 발명의 센서 네트워크에서 다중 전압을 지원하는 저전력 전원 모듈 상세도, 도3 본 발명의 센서 네트워크에서 다중 전압을 지원하는 저전력 전원 모듈회로의 동작순서도를 도시한 것이며, 전원(1), MCU(2), 전압조정기(3), 센서(4), 소 프트웨어제어스위치(5), 센서부(X)를 나타낸 것을 알 수 있다.

구조를 살펴보면, 본 발명의 센서 네트워크에서 다중 전압을 지원하는 저전력 전원 모듈은 도2에 도시된 바와 같이,

MCU와 상기 MCU에 연결된 센서부(X)로 구성되며,

전원(1)과, 상기 전원(1)의 후면에 연결되어 공급된 전원에 의해 작동되는 MCU(2)로 구성되며,

상기 센서부(X)는 상기 MCU(2)의 후면에 연결되어 MCU(2)의 자체 타이머에 의해 센서(4) 동작대기시간을 계산하여 ON/OFF 되며 병렬로 두 개 설치된 소프트웨어제어스위치(5)와,

상기 소프트웨어제어스위치(5)에 연결되며, 전압을 조정하는 전압조정기(3)와, 상기 전압조정기(3)에서 조정된 전압에 의해 구동되며 동시에 MCU(2)에 신호를 전달하는 센서(4)로 구성된 센서 네트워크에서 다중 전압을 지원하는 저전력 전원 모듈인 것이다.

구동방법은 도3에 도시된 바와 같이, 전원(1)의 후면에 설치되어 MCU(2)에 적합한 전원을 공급하여 MCU(2)를 작동시키는 단계와;

MCU(2)의 자체 타이머에 의해 센서(4) 동작대기시간을 계산하여 소프트웨어제어스위치(5)를 ON시키는 단계와;

소프트웨어제어스위치(5)의 작동에 의해 전원(1)에 의해 전달되는 전력을 전압조정기(3)와 센서(4) 전력을 인가하는 단계와;

상기 전압조정기(3)에서 전압을 조정하고 조정된 전압에 의해 센서(4)가 구동하여 소프트웨어제어스위치(5)를 OFF하여 불필요한 전력의 사용을 차단하는 단계와;

상기 소프트웨어제어스위치(5)의 OFF시 MCU(2)에 신호를 전달하여 센서(4) 동작대기시간을 계산하도록 피드백 시키는 단계를 거쳐 센서 네트워크에서 다중 전압을 지원하는 저전력 전원 모듈의 제어 방법에 관한 것이다.

상기와 같은 본 발명은 종래의 기술보다 전력소모가 적으며, 인터럽트 방식이 아닌 타이머방식을 사용해 인터럽트 방식을 갖지 못하는 회로에도 적용이 가능하며, 전압조정IC의 계수가 적어짐에 따라 단순한 회로를 구성하는 장점과,

서로 다른 전압을 가진 소자들을 전압조정기를 통해 하나의 전압을 가진 전원으로도 동작이 가능하게 하여, 센서 네트워크 시스템에서 용량이 한정된 전원을 사용하는 다중 전압 센서 노드를 효과적으로 동작시킬 수 있게 한다.

Claims (4)

1. 센서 네트워크에서 다중 전압을 지원하는 저전력 전원 모듈의 제어 방법에 있어서,

   소프트웨어 제어스위치를 통해 전압조정기 및 센서로 전원공급을 제어하는 것을 특징으로 하는 센서 네트워크에서 다중 전압을 지원하는 저전력 전원 모듈의 제어 방법.
2. 센서 네트워크에서 다중 전압을 지원하는 저전력 전원 모듈의 제어 방법에 있어서,

   MCU의 시간 카운트를 통해 소프트웨어스위치를 제어해 센서로의 전원공급을 제어함을 특징으로 하는 센서 네트워크에서 다중 전압을 지원하는 저전력 전원 모듈의 제어 방법
3. 센서 네트워크에서 다중 전압을 지원하는 저전력 전원 모듈의 제어 방법에 있어서, 전원(1)의 후면에 설치되어 MCU(2)에 적합한 전원을 공급하여 MCU(2)를 작동시키는 단계와;

   MCU(2)의 자체 타이머에 의해 센서(4) 동작대기시간을 계산하여 소프트웨어제어스위치(5)를 ON시키는 단계와;

   소프트웨어제어스위치(5)의 작동에 의해 전원(1)에 의해 전달되는 전력을 전 압조정기(3)와 센서(4) 전력을 인가하는 단계와;

   상기 전압조정기(3)에서 전압을 조정하고 조정된 전압에 의해 센서(4)가 구동하여 소프트웨어제어스위치(5)를 OFF하는 단계와;

   상기 소프트웨어제어스위치(5)의 OFF시 MCU(2)에 신호를 전달하여 센서(4) 동작대기시간을 계산하도록 피드백 시키는 단계를 포함하여 구성되어 있음을 특징으로 하는 센서 네트워크에서 다중 전압을 지원하는 저전력 전원 모듈의 제어 방법.
4. 센서 네트워크에서 다중 전압을 지원하는 저전력 전원 모듈에 있어서,

   MCU와 상기 MCU에 연결된 센서부(X)로 구성되며,

   전원(1)과, 상기 전원(1)의 후면에 연결되어 공급된 전원에 의해 작동되는 MCU(2)로 구성되며,

   상기 센서부(X)는 상기 MCU(2)의 후면에 연결되어 MCU(2)의 자체 타이머에 의해 센서(4) 동작대기시간을 계산하여 ON/OFF 되며 병렬로 두 개 설치된 소프트웨어제어스위치(5)와,

   상기 소프트웨어제어스위치(5)에 연결되며, 전압을 조정하는 전압조정기(3)와, 상기 전압조정기(3)에서 조정된 전압에 의해 구동되며 동시에 MCU(2)에 신호를 전달하는 센서(4)를 포함하여 구성되어 있음을 특징으로 하는 센서 네트워크에서 다중 전압을 지원하는 저전력 전원 모듈.

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