KR20120091486A - 사물통신 디바이스의 배터리 수명 모니터링 장치 및 방법 - Google Patents

사물통신 디바이스의 배터리 수명 모니터링 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 사물통신 디바이스의 배터리 수명을 모니터링하는 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 네트워크에서 사물통신 디바이스의 배터리 수명을 확인하여 사전에 배터리 소모로 인한 통신 절단을 방지하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.
본 발명은 배터리의 전원 잔류량을 검출하는 단계; 상기 배터리 전원 잔류량과 필요 전원 임계치를 비교하는 단계; 및 상기 배터리 전원 잔류량이 필요 전원 임계치 이하이면, 배터리 전원 잔류량의 부족 상태를 경고하는 단계;를 포함한다.

Description

사물통신 디바이스의 배터리 수명 모니터링 장치 및 방법{Method and Apparatus for monitoring of battery life in Machine Type Communication}
본 발명은 사물통신 디바이스의 배터리 수명을 모니터링하는 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 네트워크에서 사물통신 디바이스의 배터리 수명을 확인하여 배터리 소모로 인한 통신 절단을 방지하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.
최근 가스 검침이나 수도 계량기 검침을 원격으로 제어하는 스마트 미터링이나 자판기 원격 제어 등의 MTC(Machine Type Communication) 또는 M2M(Machine to Machine)과 같은 사물통신 기술이 주요 이슈가 되고 있다. 수량 측정 또는 수질 감시를 위해 교량이나 강가 등의 고립된 지역에 설치된 사물통신 디바이스의 경우 도난 감지 또는 유지 보수가 요구되는 때를 제외하고는 사람의 접근이 필요 없이 디바이스로부터 아무런 응답이 없는 경우를 모니터링 하기 전까지 배터리의 수명이 끝나도 방치하여 연결이 차단되는 문제점이 발생한다.
본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여, 사용자가 고립된 지역에 설치된 사물통신 디바이스의 배터리 양을 사전에 측정하여 배터리 수명이 끝나기 전에 배터리를 교체하거나 충전할 수 있도록 하여 배터리 수명이 종료된 이후에 발생되는 문제에 대하여 방지할 수 있는 장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 사물통신 디바이스의 배터리 수명 모니터링 장치는 데이터 송수신을 위한 통신 모듈; 배터리 전원의 잔류량을 검출하는 배터리 잔량 검출부; 배터리 전원의 잔류량 측정 시점과 필요 전원 임계치 정보를 저장하는 메모리; 및 상기 배터리 전원의 잔류량이 상기 필요 전원 임계치 이하인지를 판단하며, 상기 배터리 전원 잔류량의 부족 상태를 경고하는 제어부를 포함한다.
상기 제어부는 통신대기모드 상태에서 상기 배터리 전원 잔류량의 부족 상태가 검출되면 상기 통신 대기모드 상태를 종료시킨다.
상기 제어부는 상기 배터리 전원 잔류량의 부족상태가 검출되면 배터리 전원 잔류량의 부족 경고 메시지를 상기 통신 모듈을 통해서 네트워크 통신망에 연결된 서버로 전송한다.
상기 배터리 전원 잔류량의 측정 시점을 카운트하는 타이머를 더 포함한다.
상기 제어부는 배터리 전원 잔류량이 필요 전원 임계치를 초과하면 배터리 전원 잔류량의 측정 시점을 재설정한다.
상기 제어부는 배터리 전원 잔류량의 측정시점을 재설정 시 단말장치가 현재의 배터리 전원 잔류량으로 구동될 수 있는 예측 가능한 시간보다 작은 시점으로 설정한다.
또한 본 발명에 따른 사물통신 디바이스의 배터리 수명 모니터링 방법은 배터리의 전원 잔류량을 검출하는 단계; 상기 배터리 전원 잔류량과 필요 전원 임계치를 비교하는 단계; 및 상기 배터리 전원 잔류량이 필요 전원 임계치 이하이면, 배터리 전원 잔류량의 부족 상태를 경고하는 단계;를 포함한다.
상기 배터리 전원 잔류량 측정은 기 설정된 타이머 이벤트 발생 시점마다 수행된다.
상기 배터리 전원 잔류량이 상기 필요 전원 임계치를 초과하면, 상기 배터리 전원 잔류량의 측정 시점을 재설정한다.
상기 배터리 전원 잔류량이 상기 필요 전원 임계치 이하이면, 배터리 전원 잔류량 부족 메시지를 네트워크에 연결된 서버로 전송한다.
배터리 전원 잔류량을 기 설정된 시점마다 측정하며, 상기 측정된 배터리 전원 잔류량과 기 설정된 필요 전원 임계치를 비교하여, 배터리 전원 잔류량의 부족 상태가 검출되면 해당 메시지를 출력하는 사물통신 단말장치; 상기 사물통신 단말장치와 무선으로 연결되며, 상기 사물통신 단말장치로부터 배터리 전원 잔류량의 부족 메시지를 포함하는 사물통신 단말장치 정보를 수신하여 저장 및 관리하는 서버;를 포함한다.
본 발명의 장치 및 발명에 따르면 MTC 또는 M2M과 같은 사물통신 서비스 제공 시 배터리 소모로 인한 사물통신 디바이스의 작동 중지를 사전에 방지하여 지속적인 통신을 보장할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 MTC 서비스를 제공하는 이동 통신망의 구성도를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 사물통신 단말장치의 블록 구성을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 사물통신 단말장치의 배터리 모니터링 동작 설정 동작 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 사물통신 단말장치의 배터리 모니터링 동작 흐름도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 이하, 본 발명의 특정 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
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 발명에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 다수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
본 출원에서 사용하는 '디바이스' 또는 '단말'은 이동국(MS), 사용자 장비(UE; User Equipment), 사용자 터미널(UT; User Terminal), 무선 터미널, 액세스 터미널(AT), 터미널, 가입자 유닛(Subscriber Unit), 가입자 스테이션(SS; Subscriber Station), 무선 기기(wireless device), 무선 통신 디바이스, 무선송수신유닛(WTRU; Wireless Transmit/Receive Unit), 이동 노드, 모바일 또는 다른 용어들로서 지칭될 수 있다. 디바이스 또는 단말의 다양한 실시 예들은 셀룰러 전화기, 무선 통신 기능을 가지는 스마트 폰, 무선 통신 기능을 가지는 개인 휴대용 단말기(PDA), 무선 모뎀, 무선 통신 기능을 가지는 휴대용 컴퓨터, 무선 통신 기능을 가지는 디지털 카메라와 같은 촬영 장치, 무선 통신 기능을 가지는 게이밍 장치, 무선 통신 기능을 가지는 음악 저장 및 재생 가전 제품, 무선 인터넷 접속 및 브라우징이 가능한 인터넷 가전 제품뿐만 아니라 그러한 기능들의 조합들을 통합하고 있는 휴대형 유닛 또는 특정 목적의 소형 센서 및 장치들을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 출원에서 사용하는 '기지국'은 일반적으로 단말과 통신하는 고정된 지점을 말하며, 베이스 스테이션(base station), 노드??B(Node??B), e노드??B(eNode??B), BTS(base transceiver system), 액세스 포인트(access point) 등 다른 용어로 불릴 수 있다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시 예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명을 설명함에 있어 전체적인 이해를 용이하게 하기 위하여 도면상의 동일한 구성 요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 사용하고 동일한 구성 요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 MTC 서비스를 제공하는 이동통신망 구성도를 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 단말장치(100)는 MTC를 구성하는 통신 기능을 가진 원격 검침기나 계량기 등의 디바이스를 나타낸다. 단말장치(100)는 이동통신망을 통해 MTC 서버(300) 및 다른 MTC 디바이스들과 통신하는 사물통신을 구성하는 자료 수집 장치, 센서 및 통신 기능을 가진 사물통신을 위해 필요한 종단에 위치한 장치이다.
본 발명의 실시 예에 따른 단말장치(100)는 기 설정된 시점마다. 배터리 전원의 잔류량을 확인하고, 임계치 이하로 배터리 전원 잔류량이 감지되면, 배터리 전원 잔류량 부족 상태를 무선 베어러망(200)을 통해 서버(300)로 전송하도록 한다.
무선 베어러 네트워크(200)는 무선랜이나 셀룰라 이동통신망과 같은 사물통신을 위해 구성되는 다양한 무선 베어러 서비스 네트워크를 나타낸다.
서버(300)는 무선베어러 서비스 네트워크를 통해 단말장치(100)를 제어하고 관리하며 단말장치(100)로부터 정보를 수신한다. 서버(300)는 단말장치(100)로부터 수집된 자료를 저장하고, 가공하며 응용하는 기능을 수행한다. 서버(200)는 하나 이상의 단말장치(100)와 통신한다.
사용자(400)는 단말장치(100)와 서버(300)를 설치하고 관리하며 유지 보수하는 운용자 또는 사용자를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 사물통신 단말장치(100)의 블록 구성도이다.
도 2를 참조하면, 사물통신 단말장치(100)는 제어부(105), 메모리부(110), 표시부(115), 배터리 잔량 검출부(120), 타이머(125) 및 통신모듈(130)을 포함한다.
제어부(105)는 배터리 잔량 검출부(120)로부터 측정되는 배터리 전원 잔량정보를 확인하고, 배터리에 남아있는 전원량과 기 설정된 단말장치(100)의 작동에 요구되는 최소한의 전원량인 필요 전원 임계치를 비교한다. 제어부(105)는 비교 결과에 따라 배터리 전원 잔류량의 부족상태 정보를 서버(300)로 전송하게 된다. 즉, 제어부(105)는 배터리 전원 잔류량의 부족상태가 검출되면 배터리 전원 잔류량의 부족 경고 메시지를 통신 모듈(130)을 통해서 서버(300)로 전송할 수 있다.
제어부(105)는 배터리 전원 잔류량을 검출하게 설정된 시점마다 배터리 잔량 검출부(120)를 동작하도록 제어하며, 배터리 전원 잔류량에 따라 단말장치(100)의 동작 또는 통신대기모드를 종료시키는 기능을 수행한다. 즉, 제어부(105)는 통신대기모드 상태에서 상기 배터리 전원 잔류량의 부족상태가 검출되면 상기 통신 대기 모드 상태를 종료시킬 수 잇다. 또한, 제어부(105)는 배터리 전원 잔류량이 필요 전원 임계치를 초과하면 배터리 전원 잔류량의 측정 시점을 재설정 할 수 있다. 이때, 제어부(105)는 배터리 전원 잔류량의 측정시점을 단말장치가 현재의 배터리 전원 잔류량으로 구동될 수 있는 예측 가능한 시간보다 작은 시점으로 재설정할 수 있다.
메모리부(110)는 단말장치(100)의 동작에 요구되는 프로그램 데이터를 저장하며, 사용자에 의해 수행도중 발생되는 데이터를 저장한다. 본 발명의 실시 예에 따른 메모리부(110)는 배터리 전원 잔류량을 측정하는 시점정보와 측정된 배터리 전원 잔류량과 비교 대상이 되는 필요 전원 임계치 정보를 저장한다. 또한 메모리부(110)는 전원 부족 상태에 대한 메시지를 생성하기 위한 데이터를 저장한다.
표시부(115)는 제어부(105)의 제어 하에 단말장치(100)의 동작 상태 정보를 표시하는 기능을 수행할 수 있다. 또한 표시부(115)는 본 발명의 실시 예에 따라 전원 부족 상태를 외부로 알리는 경고 표시기능을 수행할 수 있다.
배터리 잔량 검출부(120)는 단말장치(100)의 동작에서 요구되는 배터리의 전원의 잔류량을 검출한다. 상기 배터리의 전압, 전류량을 포함한 배터리 전원 잔류량을 검출하여 제어부(105)로 출력한다.
타이머(125)는 제어부(105)의 제어하에 배터리 전원 잔류량 측정을 위해 설정된 시점을 카운트한다. 최초 잔량을 측정할 시점이 정해지면 이후 배터리 전원 잔류량을 측정할 시점에 대한 타이머 이벤트가 설정되고, 타이머 이베트 발생에 따라 배터리 전원 잔류량을 측정하게 된다.
상기 배터리 전원 잔류량을 최초로 측정하는 시점은 배터리 총 전원량이 1/2 이하되는 시점부터 설정될 수 있다.
통신모듈(130)은 제어부(110)의 제어 하에 외부 서버 또는 외부기기로 각종 데이터를 송신하거나 수신하는 기능을 수행한다. 특히 본 발명의 실시 예에 따른 통신 모듈(130)은 배터리 전원의 잔류량과 단말장치(100)에서 측정되는 다양한 데이터를 포함하여 서버(300)로 전송하며, 서버(300)로부터 수신되는 다양한 데이터를 수신하는 기능을 수행할 수 있다.
통신모듈(130)은 인터넷망, 무선망, 근거리통신, USB통신, 시리얼통신 등의 유무선 통신을 수행할 수 있는 모듈일 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 모니터링 동작 설정 동작 흐름도이다.
도 3을 참조하면, 단말장치(100)는 배터리 전원 잔류량을 측정하기 위한 설정 모드를 수행(305)한다. 배터리 전원 잔류량 설정모드 단계(305)에서 단말장치(100)는 필요 전원 임계치를 설정(310)한다. 즉, 단말장치(100)는 배터리 잔량 검출부(120)에서 측정된 배터리 전원 잔류량과 비교할 필요 전원 임계치를 설정한다. 상기 필요 전원 임계치는 단말장치(100)가 동작될 수 있는 최소한의 전원 잔류량일 수 있다.
단말장치(100)는 배터리 전원 잔류량을 측정하기 위한 시점을 설정(315)한다. 배터리 전원 잔류량의 측정 시점은 최초 측정 시점이 설정되며, 최초 측정 시점 이후에 측정될 시점은 타이머(125)에 의해 설정될 수 있다. 상기 배터리 전원 잔류량의 최초 측정 시점은 단말장치(100)의 동작에 요구되는 최대 전원량의 1/2 이하가 되는 시점일 수 있다.
상기 배터리의 전원 잔류량 측정 시점이 설정되면 타이머(125)는 배터리 전원 잔류량 측정 시점을 카운팅하기 위한 대기 상태(320)가 된다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 모니터링 동작 흐름도이다.
도 4를 참조하면, 도 3에서와 같이 필요 전원 임계치 및 배터리 전원 잔류량 설정이 완료되면, 단말장치(100)는 기능에 따른 데이터의 수집을 수행하거나, 상기 데이터 수집을 위한 통신 대기모드를 수행(400)한다.
단말장치(100)는 통신 대기모드 또는 데이터 수집 동작 모드 등 단말장치(100)의 동작 모드 중 배터리 전원 잔류량의 측정 타이머(125) 이벤트가 발생하였는지를 판단(405)하게 된다. 배터리 전원 잔류량 측정 타이머 이벤트가 발생하는 경우, 배터리 잔량 검출부(120)는 배터리 전원의 잔류량을 측정(410)한다. 상기 제어부(105)는 상기 배터리 잔량 검출부(120)에서 측정된 배터리 전원 잔류량이 기 설정된 필요 전원 임계치 이하인지를 판단(415)한다.
판단결과 배터리 전원 잔류량이 필요 전원 임계치 이하임이 확인되면 단말장치(100)는 배터리 전원의 잔류량이 부족한 상태로 판단하여 배터리 전원의 잔류량 부족 경고 메시지를 출력하고, 상기 출력된 메시지를 무선망(100)을 통해 서버(300)로 전송(420)한다.
배터리 전원 잔류량이 필요 전원 임계치를 초과하여 유지되면 단말장치(100)는 배터리 전원 잔류량 측정 시점을 재설정(425)한다. 상기 재설정되는 잔류량 측정 시점은 배터리 잔량 측정 시점에 남아있는 배터리 전원의 잔류량으로 구동될 수 있는 장치의 동작 시간보다 작은 시점으로 설정될 수 있다.
이상과 같은 실시 예를 통해 살펴본 본 발명은 비록 한정된 실시 예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

Claims (11)

  1. 적어도 하나의 사물통신 단말장치를 포함하는 이동통신 네트워크에서 동작하는 사물통신 단말장치에 있어서,
    데이터 송수신을 위한 통신모듈;
    배터리 전원의 잔류량을 검출하는 배터리 잔량 검출부;
    배터리 전원의 잔류량 측정 시점정보와 필요 전원 임계치 정보를 저장하는 메모리; 및
    상기 배터리 전원의 잔류량이 상기 필요 전원 임계치 이하인지를 판단하며, 상기 배터리 전원 잔류량의 부족 상태를 경고하는 제어부
    를 포함하는 사물통신 단말장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는 통신대기모드 상태에서 상기 배터리 전원 잔류량의 부족상태가 검출되면 상기 통신 대기모드 상태를 종료시키는
    사물통신 단말장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 배터리 전원 잔류량의 부족상태가 검출되면 배터리 전원 잔류량의 부족 경고 메시지를 상기 통신 모듈을 통해서 네트워크 통신망에 연결된 서버로 전송하는
    사물통신 단말장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 배터리 전원 잔류량의 측정 시점을 카운트하는 타이머를 더 포함하는
    사물통신 단말장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는 배터리 전원 잔류량이 필요 전원 임계치를 초과하면 배터리 전원 잔류량의 측정 시점을 재설정하는
    사물통신 단말장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제어부는 배터리 전원 잔류량의 측정시점을 재설정 시 단말장치가 현재의 배터리 전원 잔류량으로 구동될 수 있는 시간보다 작은 시점으로 설정하는
    사물통신 단말장치.
  7. 적어도 하나의 사물통신 단말장치를 포함하는 이동통신 네트워크에서 사물통신 단말장치의 배터리 수명을 확인하여 배터리 소모로 인한 통신 절단을 방지하기 위한 방법에 있어서,
    배터리의 전원 잔류량을 검출하는 단계;
    상기 배터리 전원 잔류량과 필요 전원 임계치를 비교하는 단계; 및
    상기 배터리 전원 잔류량이 필요 전원 임계치 이하이면, 배터리 전원 잔류량의 부족 상태를 경고하는 단계;
    를 포함하는 사물통신 단말장치의 배터리 모니터링 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 배터리 전원 잔류량 측정은 기 설정된 타이머 이벤트 발생 시점마다 수행되는
    사물통신 단말장치의 배터리 모니터링 방법.
  9. 제7항 내지 8항에 있어서,
    상기 배터리 전원 잔류량이 상기 필요 전원 임계치를 초과하면, 상기 배터리 전원 잔류량의 측정 시점을 재설정하는
    사물통신 단말장치의 배터리 모니터링 방법.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 배터리 전원 잔류량이 상기 필요 전원 임계치 이하이면, 배터리 전원 잔류량 부족 메시지를 네트워크에 연결된 서버로 전송하도록 하는
    사물통신 단말장치의 배터리 모니터링 방법.
  11. 배터리 전원 잔류량을 기 설정된 시점마다 측정하며, 상기 측정된 배터리 전원 잔류량과 기 설정된 필요 전원 임계치를 비교하여, 배터리 전원 잔류량의 부족 상태가 검출되면 해당 메시지를 출력하는 사물통신 단말장치;
    상기 사물통신 단말장치와 무선으로 연결되며, 상기 사물통신 단말장치로부터 배터리 전원 잔류량의 부족 메시지를 포함하는 사물통신 단말장치 정보를 수신하여 저장 및 관리하는 서버;
    를 포함하는 사물통신 단말장치의 배터리 모니터링 시스템.
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