KR20140089912A - 직비통신과 이종무선통신 사이의 전력 소비를 최소화하는 제어방법 및 그 시스템 - Google Patents

직비통신과 이종무선통신 사이의 전력 소비를 최소화하는 제어방법 및 그 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 직비(Zigbee)통신기기와 GSM, WCDMA, 3G, LTE 등의 이종무선통신기기 사이의 통신 전력의 소비를 최소화하기 위한 제어방법 및 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 직비(zigbee) 통신을 수행하는 모기기를 중심으로 모기기와 통신가능한 일정한 영역을 설정하고, 설정된 영역에 직비 통신을 수행하는 자기기가 위치할 경우에는 모기기와 자기기가 직비 통신방식으로 통신하고, 자기기가 일정한 영역을 벗어날 경우에는 자기기에 내장된 GPS 모듈에 의하여 자기기의 위치가 서버에 전달되는 구성을 특징으로 하는 제어방법 및 그 시스템에 관한 것이다.

Description

직비통신과 이종무선통신 사이의 전력 소비를 최소화하는 제어방법 및 그 시스템{Method for controlling between the zigbee communication and different wireless communication in order to minimize power consumption and system therefor}
본 발명은 직비(Zigbee)통신기기와 GSM, WCDMA, 3G, LTE 등의 이종무선통신기기 사이의 통신 전력의 소비를 최소화하기 위한 제어방법 및 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 직비(zigbee) 통신을 수행하는 모기기를 중심으로 모기기와 통신가능한 일정한 영역을 설정하고, 설정된 영역에 직비 통신을 수행하는 자기기가 위치할 경우에는 모기기와 자기기가 직비 통신방식으로 통신하고, 자기기가 일정한 영역을 벗어날 경우에는 자기기에 내장된 GPS 모듈에 의하여 자기기의 위치가 서버에 전달되는 구성을 특징으로 하는 제어방법 및 그 시스템에 관한 것이다.
오늘날 통신 기술의 비약적인 발전으로 개인 휴대 통신 서비스는 저속의 2세대 CDMA(Code Division Multiple Access), GSM(Global System for Mobile), 중속의 3세대CDMA EV-DO(Evolution of Data Only), WCDMA(Wide-band Code Division Multiple Access), 및 고속의 3.5세대 HSDPA(High Speed Downlink Packet Access)/HSUDA(High Speed Uplink Packet Access), LTE(Long Term Evolution) WIBRO(Wireless Broadband Internet)와 WiMAX(Wireless Metropolitan Area Network)로 발전함으로써, 개인이 시간과 장소에 구애받지 않으면서 무선 서비스를 편리하게 제공받을 수 있게 되었다.
그리고, 이러한 다양한 이종(異種) 무선통신방식을 지원하기 위하여 무선단말기에 다수개의 이종무선통신방식 모뎀이 구비된다.
그런데, 다수개의 이종무선통신방식의 모뎀을 구비하는 무선단말기에서 이종무선통신방식 모뎀들이 동시에 구동될 경우, 무선단말기에 내장된 배터리의 사용이 증가됨으로써 배터리 사용시간의 제약이 따르게 된다.
그러므로, 이러한 문제점을 해소하기 위하여 무선단말기에 내장되는 배터리의 용량을 증대할수도 있으나, 보다 큰 용량의 배터리를 적용할 경우 무선단말기의 사이즈가 함께 증대되며 제조 비용도 증가되는 단점이 발생한다.
본 발명은 상기와 같은 종래의 제반 문제점을 해소하기 위하여 창안된 것으로서, 다수개의 이종무선통신방식의 모뎀을 구비하는 무선단말기의 통신전력을 최소화할 수 있는 직비통신과 이종무선통신 사이의 전력 소비를 최소화하는 제어방법 및 그 시스템의 구성을 제공한다.
상기와 같은 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명 직비통신과 이종무선통신 사이의 전력 소비를 최소화하는 제어방법 및 그 시스템은, 직비(zigbee) 통신을 수행하는 모기기를 중심으로 모기기와 통신가능한 일정한 영역을 설정하고, 설정된 영역에 직비 통신을 수행하는 자기기가 위치할 경우에는 모기기와 자기기가 직비 통신방식으로 통신하고, 자기기가 일정한 영역을 벗어날 경우에는 자기기에 내장된 GPS 모듈에 의하여 자기기의 위치가 서버에 전달되는 구성을 특징으로 한다.
상기와 같은 구성을 가진 본 발명 직비통신과 이종무선통신 사이의 전력 소비를 최소화하는 제어방법 및 그 시스템에 의하면, 다수개의 이종무선통신모뎀을 구비하는 무선단말기가 위치 영역에 따라서 직비통신방식으로 통신되고 이종무선통신모뎀은 비활성화됨으로써, 배터리의 용량 증가가 필요없이 무선단말기의 전력소비를 최소화할 수 있는 효과가 있으며, 나아가, 보다 경박단소화된 무선단말기를 개발할 수 있는 설계 환경을 제공하는 효과를 수득한 매우 진보한 발명인 것이다.
도 1 은 본 발명 제어방법을 구현하는 시스템의 블럭다이어그램,
도 2 는 본 발명 제어방법의 순서도,
도 3 은 본 발명 제어방법의 모기기와 자기기 사이의 직비통신신호의 수신 레벨과 거리 사이의 상관관계를 나타낸 그래프,
도 4 은 도 1 에 도시된 모기기와 자기기의 실시예의 블럭다이어그램이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 직비통신과 이종무선통신 사이의 전력 소비를 최소화하는 제어방법 및 그 시스템의 구성을 상세하게 설명한다.
단, 개시된 도면들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분하게 전달될 수 있도록 하기 위한 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 제시되는 도면들에 한정되지 않고 다른 태양으로 구체화될 수도 있다.
또한, 본 발명 명세서에서 사용되는 용어에 있어서 다른 정의가 없다면, 본발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하고 있는의미를 가지며, 하기의 설명 및 첨부 도면에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도 1 은 본 발명 제어방법을 구현하는 시스템의 블럭다이어그램, 도 2 는 본 발명 제어방법의 순서도이다.
본 발명에 이용되는 직비(ZigBee) 통신방식은 868 MHz 및 902-928 MHz 및 2.4 GHz에서 동작하는 무선 통신망 규격으로서, 통상적으로 50m 이내의 거리로 이격된 주변장치들 사이에 최대 250 Kbps의 속도로서 데이터 송수신이 가능한 공지의 통신방식이다.
상기와 같은 직비통신방식은 충격계수가 낮은 환경에서 고효율의 데이터 처리 효율을 제공하므로, 가정이나 사무실 또는 제어기기와 센서가 주로 사용되는 산업자동화 등의 분야에 널리 활용되고 있다.
또한, 직비통신방식에 이용되는 주변장치들은 대체로 낮은 전력에서도 동작하기 때문에 주변장치에 장착되는 배터리의 사용수명을 보다 증대시킬 수 있는 장점을 가진다.
이하, 상기와 같은 직비통신방식을 이용하는 본 발명의 제어방법 및 시스템을 보다 상세하게 설명한다.
본 발명의 제어방법은, 직비통신을 수행할 수 있는 직비모듈에 의한 통신을 수행하는 모기기(100)와, 직비모듈에 의하여 상기 모기기(100)와 통신을 수행할 수 있되 이종무선통신망(300)과 통신을 수행할 수 있는 이종무선통신모듈을 구비한 자기기(200)와, 상기 자기기(200)와 이종무선통신을 수행하는 이종무선통신망(300)과, 상기 자기기(200)에 내장된 GPS 모듈에 의하여 자기기(200)의 위치정보를 탐지하는 GPS국(400)과, GPS국(400)으로부터 상기 자기기(200)의 위치정보를 수신하여 자기기(200)의 위치를 파악하는 서버(500)로 구성된 시스템에 의하여 수행될 수 있다.
상기와 같은 시스템에 의하여 수행되는 본 발명의 제어방법은 직비통신을 수행하는 모기기(100)를 중심으로 모기기(100)와 자기기(200)가 통신가능한 일정한 영역을 설정하고, 설정된 영역에 직비 통신을 수행하는 자기기(200)가 위치할 경우에는 모기기(100)와 자기기(200)가 직비 통신방식으로 통신하고, 자기기(200)가 일정한 영역을 벗어날 경우에는 자기기(200)가 GPS국(400)으로부터 자기기(200)의 위치정보를 수신받아 이종무선통신망(300)을 통하여 서버(500)에 자기기(200)의 위치정보를 전달되도록 함으로써 자기기(200)의 위치정보가 항상 파악되면서 동시에 모기기(100)와 자기기(200)의 통신에 이용되는 전력소비를 최소화할 수 있는 제어방법이 구현된다.
여기서, 상기 자기기(200)가 모기기(100)와 통신가능한 일정한 영역에 위치하는지의 판단은 상기 자기기(200)가 수신받는 모기기(100)로부터의 직비 통신신호의 수신 레벨이 기설정된 기준 레벨인지 판단함으로써 이루어진다.
즉, 도 3 의 그래프에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 제어방법은 자기기(200)가 모기기(100)로부터 수신받은 직비 통신신호의 수신 레벨이 기설정된 기준 레벨 이상인지 자기기(200)가 판단하는 단계(S 10)를 가진다.
그리고, 수신된 직비 통신신호의 수신 레벨이 기준 레벨 이상이면 상기 자기기(200)가 직비모듈을 이용하여 모기기(100)와 통신을 수행한다(S 20).
이때, 자기기(200)가 직비모듈을 이용하여 모기기(100)와 통신을 수행하는 경우에는 자기기(200)의 이종무선통신모듈의 작동은 OFF 상태 또는 수면(Sleep) 상태로 전환되어 비활성화된다.
반면, 수신된 직비 통신신호의 수신 레벨이 기준 레벨 미만이면 상기 자기기(200)가 GPS국(400)으로부터 자기기(200)의 위치정보를 수신받고(단계 S 30), 수신받은 위치정보를 이종무선통신망(300)을 통하여 서버(500)에 전달한다(단계 S 40). 그러므로, 상기 자기기(200)의 위치정보를 전달받은 서버(500)에 의하여 자기기(200)의 위치가 파악될 수 있다.
이때, 자기기(200)가 이종무선통신모듈에 의하여 이종무선통신을 수행하는 경우에는 자기기(200)의 직비모듈의 작동은 OFF 상태 또는 수면(Sleep) 상태로 전환되어 비활성화된다.
한편, 상기 S 30 단계에서 수신된 직비 통신신호의 수신 레벨이 기준 레벨 미만인 환경하에서 상기 자기기(200)는 일정한 시간 간격으로 직비모듈을 재활성화(wake-up)시켜 모기기(100)와의 직비통신을 시도한다(단계 S 50).
자기기(200)가 모기기(100)와의 직비통신을 시도하여 직비 통신신호의 수신레벨이 기준 레벨 이상이면(단계 S 60), 상기 자기기(200)가 직비모듈을 이용하여 모기기(100)와 통신을 수행하는 S 20 단계로 복귀한다.
상기와 같은 본 발명의 제어방법을 하기에 설명되는 본 발명 실시예의 애완동물 모니터링 시스템에 적용할 수 있다.
즉, 애완동물의 주인이 거주하는 주택에 모기기(100)가 자기기(200)와 직비 통신가능한 일정한 영역을 소위 '하우스 존(House zone)'으로 설정하고, 애완동물에는 자기기(200)를 부착시킨다.
그러면, 애완동물에 부착된 자기기(200)와 주택에 설치된 모기기(100) 사이에 직비통신이 수행되며, 애완동물이 상기 하우스 존 영역에 있을 경우 애완동물에 부착된 자기기(200)와 모기기(100)가 직비통신을 수행하여 애완동물 관리에 필요한 데이터(예를 들어, 애완동물의 위치정보나 애완동물의 영상정보)를 모기기(100)와 연동되어 주택에 설치된 LED 나 LCD 등의 디스플레이 장치를 통하여 애완동물의 주인에게 표시하여 줄 수 있다.
이때, 애완동물이 상기 하우스 존 영역을 벗어나게 되면, 애완동물에 부착된 자기기(200)의 이종무선통신모듈이 활성화되면서 자기기(200)에 내장된 GPS모듈에 의하여 획득된 자기기(200)를 부착한 애완동물의 위치정보가 이종무선통신망(300)을 통하여 서버(500)에 전달되고, 서버(500)는 전달된 애완동물의 위치정보를 수신받아 애완동물 관리에 필요한 데이터(예를 들어 애완동물의 위치정보나 애완동물의 영상정보)를 모기기(100)와 연동된 디스플레이 장치에 표시하여 줄 수 있게 된다.
또한, 자기기(200)가 일정한 시간 간격으로 모기기(100)와 직비 통신을 시도함으로써, 애완동물이 하우스 존에 있는 것으로 판단되는 경우 자기기(200)는 이종무선통신모듈을 비활성화시켜 자기기(200)와 모기기(100)와 직비통신방식으로 통신을 수행하여 자기기(200)의 전류소비를 최소화될 수 있게 되는 것이다.
여기서, 상기 서버(500)는 애완동물의 위치정보 이외에도 자기기(200)에 적용될 수 있는 다양한 센서들의 정보를 파악할 수도 있다. 예를 들어 애완동물에 부착된 자기기(200)에 동작감지센서나 온도센서를 부착시키게 되면, 애완동물의 동작 여부나 애완동물의 체온도 파악할 수 있게 된다.
도 4 는 도 1 에 도시된 모기기와 자기기의 실시예의 구성을 상세하게 나타낸 블럭다이어그램이다.
상기 모기기(100)는 전원제어부(101), 직비통신모듈(102), 신호처리부(103), 안테나부(104) 및 디스플레이처리부(105)로 구성된다.
또한, 상기 자기기(200)는 제1전원제어부(201), 직비통신모듈(202), 제1신호처리부(203), 제1안테나부(204), 제2전원제어부(205), 이종무선통신모듈(206), 제2신호처리부(207), 제2안테나부(208), GPS모듈(209), GPS안테나부(210)으로 구성된다.
상기 자기기(200)는 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 모기기(100)와의 수신레벨에 따라서 직비통신모듈(202)와 이종무선통신모듈(206)의 동작상태를 제어한다.
즉, 수신신호 레벨이 기설정된 기준 레벨 이상인 경우에는 직비통신모듈(202)만으로 모기기(100)와 통신을 하게 되며, 이종무선통신모듈(206)은 제2전원제어부(205)에 의해서 전원 Off 상태 또는 Sleep 모드로 전환되어 비활성화된다.
반면, 수신신호 레벨이 기설정된 기준 레벨 미만인 경우에는 상기 직비통신모듈(202)만으로는 모기기(100)와의 통신이 불가능하므로, 제2전원 제어부(205)에 의해서 전원이 인가되어 이종무선통신모듈(206)이 활성화된다.
따라서, 이종무선통신모듈(206)에 의한 이종무선통신이 수행되고, 동시에 GPS모듈(209)에 의하여 자기기(200)의 위치정보가 GPS국(400)을 통하여 서버(500)로 전달된다.
서버(500)로 전달된 자기기(200)의 위치정보는 모기기(100)의 안테나부(104)를 통하여 모기기(100)로 수신되어 신호처리부(103)를 거쳐 테이터 형태로 변환하여 직비통신모듈(102)에 제공되며, 직비통신모듈(102)은 제공된 위치정보를 디스플레이처리부(105)를 통하여 표시함으로써, 사용자가 자기기(200)의 위치를 파악할 수 있도록 한다.
한편, 상기 제1신호처리부(203)는 상기 직비통신모듈(202)로부터 전달되는 데이터를 무선 송신형태로 변환하여 제1안테나부(204)로 제공하고, 상기 제1안테나부(204)를 통해 수신되는 무선신호를 데이터형태로 변환하여 상기 직비통신모듈(202)로 제공한다.
여기서, 상기 제1안테나부(204)는 상기 제1신호처리부(203)로부터의 신호를 무선 송신함과 동시에, 무선 수신되는 신호를 상기 제1신호처리부(203)로 제공할 수도 있다.
상기 제2신호 처리부(207)는 상기 이종무선통신모듈(206)으로부터 수신받은데이터를 무선 송신형태로 변환하여 제2안테나부(208)로 제공하고, 상기 제2안테나부(208)를 통해 수신되는 무선신호를 데이터형태로 변환하여 상기 이종무선통신모듈(206)으로 제공할 수 있다.
여기서, 상기 제2안테나부(208)는 상기 제2신호처리부(207)로부터의 신호를 무선 송신함과 동시에, 무선 수신되는 신호를 상기 제2신호처리부(207)로 제공할 수도 있다.
한편, 수신신호 레벨이 기설정된 기준 레벨 미만인 환경하에서 자기기(200)는 일정한 시간 간격으로 직비통신모듈(202)을 재활성화시켜 모기기(100)와의 직비통신을 시도하며, 시도 결과 직비 통신신호의 수신레벨이 기준 레벨 이상이면 제 1 전원제어부(201)를 기동하여 직비통신모듈(202)을 활성화시켜 모기기(100)와 직비통신을 수행하게 된다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
100; 모기기
200; 자기기
300; 이종무선통신망
400; GPS 국
500; 서버

Claims (7)

  1. 직비모듈을 구비한 모기기(100)와, 직비모듈과 이종무선통신모듈을 구비한 자기기(200)와, 상기 자기기(200)와 이종무선통신을 수행하는 이종무선통신망(300)과, 상기 자기기(200)에 내장된 GPS모듈에 의하여 자기기(200)의 위치정보를 탐지하는 GPS국(400)과, GPS국(400)으로부터 상기 자기기(200)의 위치정보를 수신하여 자기기(200)의 위치를 파악하는 서버(500)로 구성된 시스템에 의하여 수행되는 제어방법에 있어서,
    상기 모기기(100)와 상기 자기기(200)가 통신가능한 일정한 영역을 설정하고, 설정된 영역에 상기 자기기(200)가 위치할 경우에는 모기기(100)와 자기기(200)가 직비 통신방식으로 통신하고,
    상기 자기기(200)가 일정한 영역을 벗어날 경우에는 자기기(200)가 GPS국(400)으로부터 자기기(200)의 위치정보를 수신받아 이종무선통신망(300)을 통하여 서버(500)에 자기기(200)의 위치정보를 전달하는 구성을 특징으로 하는 직비통신과 이종무선통신 사이의 전력 소비를 최소화하는 제어방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 자기기(200)가 모기기(100)와 통신가능한 일정한 영역에 위치하는지의 판단은,
    상기 자기기(200)가 수신받는 모기기(100)로부터의 직비 통신신호의 수신 레벨이 기설정된 기준 레벨 이하인지를 판단하는 것을 특징으로 하는 직비통신과 이종무선통신 사이의 전력 소비를 최소화하는 제어방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 자기기(200)가 직비모듈을 이용하여 모기기(100)와 통신을 수행하는 경우, 자기기(200)의 이종무선통신모듈은 비활성화되는 것을 특징으로 하는 직비통신과 이종무선통신 사이의 전력 소비를 최소화하는 제어방법.
  4. 제 2 항에 있어서,
    수신 레벨이 기준 레벨 미만인 환경하에서 상기 자기기(200)가 일정한 시간 간격으로 직비모듈을 재활성화시켜 모기기(100)와의 직비통신을 시도하는 것을 특징으로 하는 직비통신과 이종무선통신 사이의 전력 소비를 최소화하는 제어방법.
  5. 직비모듈을 구비한 모기기(100)와,
    직비모듈과 이종무선통신모듈을 구비한 자기기(200)와,
    상기 자기기(200)와 이종무선통신을 수행하는 이종무선통신망(300)과,
    상기 자기기(200)에 내장된 GPS 모듈에 의하여 자기기(200)의 위치정보를 탐지하는 GPS국(400)과,
    GPS국(400)으로부터 상기 자기기(200)의 위치정보를 수신하여 자기기(200)의 위치를 파악하는 서버(500)를 포함하여 구성되고,
    모기기(100)와 자기기(200)가 통신가능한 일정한 영역을 설정하고, 설정된 영역에 직비 통신을 수행하는 자기기(200)가 위치할 경우에는 모기기(100)와 자기기(200)가 직비 통신방식으로 통신하고, 자기기(200)가 일정한 영역을 벗어날 경우에는 자기기(200)가 GPS국(400)으로부터 자기기(200)의 위치정보를 수신받아 이종무선통신망(300)을 통하여 서버(500)에 자기기(200)의 위치정보를 전달하는 구성을 특징으로 하는 직비통신과 이종무선통신 사이의 전력 소비를 최소화하는 시스템.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 자기기(200)는 제1전원제어부(201), 직비통신모듈(202), 제1신호처리부(203), 제1안테나부(204), 제2전원제어부(205), 이종무선통신모듈(206), 제2신호처리부(207), 제2안테나부(208), GPS모듈(209), GPS안테나부(210)을 포함하여 구성되고,
    상기 자기기(200)는 모기기(100)와의 수신신호 레벨이 기설정된 기준 레벨 이상인 경우,
    직비통신모듈(202)만으로 모기기(100)와 통신을 수행하고, 제 2 전원제어부(205)에 의하여 상기 이종무선통신모듈(206)이 비활성화되는 것을 특징으로 하는 직비통신과 이종무선통신 사이의 전력 소비를 최소화하는 시스템.
  7. 제 6 항에 있어서,
    수신신호 레벨이 기설정된 기준 레벨 미만인 경우,
    제2전원 제어부(205)에 의해서 상기 이종무선통신모듈(206)이 활성화되는 것을 특징으로 하는 직비통신과 이종무선통신 사이의 전력 소비를 최소화하는 시스템.
KR1020130001968A 2013-01-08 2013-01-08 직비통신과 이종무선통신 사이의 전력 소비를 최소화하는 제어방법 및 그 시스템 KR20140089912A (ko)

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