KR20160078232A - 근접식 결합 디바이스로부터 에너지 수집을 위한 방법 및 장치 - Google Patents

근접식 결합 디바이스로부터 에너지 수집을 위한 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 전반적으로 근접식 집적 회로 카드에 의해 근접식 결합 디바이스(PCD)로부터 에너지 수집을 위한 방법 및 장치에 관한 것이다. 일 실시예에서, PICC는 집적 BLE를 포함한다. BLE는 PCD로부터 수신된 외부 자기장에 의해서만 충전될 수 있다. PCD는 PICC가 근처에 있을 때를 검출하고 그 듀티 사이클을 증가시켜 이에 의해 PICC 상에 부여된 자기장을 증가시키도록 구성될 수 있다. PICC는 자기장을 수신하여 전위 또는 전압으로 변환하기 위한 회로를 포함할 수 있다. 전압은 BLE의 사용을 위해 캐패시터에 저장될 수 있다.

Description

근접식 결합 디바이스로부터 에너지 수집을 위한 방법 및 장치 {METHOD AND APPARATUS FOR ENERGY HARVEST FROM A PROXIMITY COUPLING DEVICE}
본 발명은 보조 통신 플랫폼을 구비한 근접식 집적 칩 카드(proximity integrated chip card)를 충전하기 위한 근접식 결합 디바이스를 사용하기 위한 방법, 장치 및 시스템에 관한 것이다.
종래의 근접식 카드는 리더 디바이스(reader device)에 이를 삽입하지 않고 판독될 수 있는 스마트카드의 유형이다. 이전 세대의 식별 카드는 판독을 위해 자기 리더를 통한 접촉 또는 삽입을 필요로 하는 자기 스트립을 가졌다. 신세대의 스마트 또는 근접식 카드는 판독되거나 또는 정보를 교환하기 위해 순간 동안 전자식 리더 또는 근접식 결합 디바이스(proximity coupling device: PCD) 부근에 유지될 수 있다. 리더는 일반적으로 카드가 판독되었다는 것을 나타내기 위해 비프음 또는 다른 사운드를 생성한다. 근접식 카드는 통상적으로 대략 2 내지 8 인치의 판독 범위를 갖는다. 통상의 근접식 카드는 125 kHz(구버전) 디바이스 또는 13.56 MHz(신버전) 무접촉식 스마트카드를 포함한다. 스마트카드는 능동형 또는 수동형이다.
카드 및 리더 유닛은 무선 주파수 필드 및 공진 에너지 전달 프로세스를 통해 서로 통신한다. 수동형 카드는 플라스틱 내부에 밀폐되어 있는 3개의 구성요소, 즉 와이어의 코일로 이루어진 안테나, 캐패시터 및 사용자의 ID 넘버 또는 다른 데이터를 포함하는 집적 회로(integrated circuit: IC)를 갖는다. 리더 유닛은 단범위 무선 주파수 자기장을 연속적으로 전송하는 그 자신의 안테나를 갖는다.
수동형 카드는 리더 디바이스에 의해 충전된다. 카드가 리더의 범위 내에 배치될 때, 동조 회로를 형성하는 안테나 코일 및 캐패시터는 필드로부터 에너지를 흡수하고 저장한다. 에너지는 이어서 직류로 정류되어 IC에 전력을 공급한다. 카드에 전력을 공급하기 위한 모든 에너지는 리더 유닛으로부터 오기 때문에, 수동형 카드는 기능하기 위해 리더에 근접해야 한다. 따라서, 단지 제한된 범위만을 갖는다. 능동형 카드는 리튬 배터리에 의해 전력이 공급된다. 능동형 카드의 IC는 리더 유닛으로부터 신호를 증폭하기 위해 배터리의 전력을 사용하는 수신기를 포함하고, 따라서 더 강력하고 더 큰 거리 이격하여 리더를 검출할 수 있다. 배터리는 스마트카드로부터 신호 전송을 전력을 공급한다.
본 발명의 이들 및 다른 실시예는 유사한 요소를 유사한 도면 부호로 나타내고 있는 이하의 예시적인 비한정적인 예시를 참조하여 설명될 것이다.
도 1은 오실로스코프(oscilloscope)로 측정된 대표적인 PCD 디바이스(즉, 배지 리더(badge reader))의 폴링 사이클(polling cycle)을 도시하는 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 다른 근접식 집적 회로 카드(proximity integrated circuit card: PICC)의 블록 다이어그램.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 적응성 PCD 충전 프로세스의 흐름도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 ATQ 커맨드의 예시적인 비트 맵핑을 도시하는 도면.
도 5는 PICC와 통신하는 PCD 내의 적응성 폴링 사이클을 구현하기 위한 예시적인 흐름도.
특정 실시예는 다양한 디바이스 및 시스템, 예를 들어, 이동 전화, 스마트폰, 랩탑 컴퓨터, 센서 디바이스, 블루투스(BT) 디바이스, 울트라북(Ultrabook)TM, 노트북 컴퓨터, 태블릿 컴퓨터, 핸드헬드 디바이스, 개인 휴대 정보 단말(Personal Digital Assistant: PDA) 디바이스, 핸드헬드 PDA 디바이스, 온 보드 디바이스(on board device), 오프 보드 디바이스(off-board device), 하이브리드 디바이스, 차량용 디바이스, 차량 탑재 디바이스(on-vehicular device), 모바일 또는 휴대형 디바이스, 소비자 디바이스, 온-모바일(on-mobile) 또는 비휴대형 디바이스, 무선 통신 스테이션, 무선 통신 디바이스, 무선 액세스 포인트(Access Point: AP), 유선 또는 무선 라우터, 유선 또는 무선 모뎀, 비디오 디바이스, 오디오 디바이스, 오디오-비디오(audio-video: AV) 디바이스, 유선 또는 무선 네트워크, 무선 통신망, 무선 비디오 통신망(Wireless Video Area Network: WVAN), 근거리 통신망(Local Area Network: LAN), 무선 LAN(Wireless LAN: WLAN), 개인 통신망(Personal Area Network: PAN), 무선 PAN(Wireless PAN: WPAN) 등과 함께 사용될 수 있다.
몇몇 실시예는 현존하는 전기 전자 기술자 협회(Institute of Electrical and Electronics Engineers: IEEE) 표준(IEEE 802.11-2012, 정보 기술을 위한 IEEE 표준 - 시스템 근거리 통신망 및 도시권 통신망 사이의 원격통신 및 정보 교환 - 특정 요구 파트 11: 무선 LAN 매체 액세스 제어(Medium Access Control: MAC) 및 물리적 계층(Physical Layer: PHY) 사양, 2012년 3월 29일; IEEE 802.11 task group ac(TGac)("IEEE 802.11-09/0308r12 - TGac Channel Model Addendum Document"); IEEE 802.11 task group ad(TGad)(IEEE 802.11ad-2012, 정보 기술을 위한 IEEE 표준, WiGig 브랜드 하에서 시판됨 - 시스템들 - 근거리 통신망 및 도시권 통신망 - 사이의 원격 통신 및 정보 교환 - 특정 요구 - 파트 11: 무선 LAN 매체 액세스 제어(MAC) 및 물리적 계층(PHY) 사양 - Amendment 3: 60 GHz 대역에서 초고 처리량을 위한 향상, 2012년 12월 28일)) 및/또는 이들의 미래 버전 및/또는 유도물에 따라 동작하는 디바이스 및/또는 네트워크, 현존하는 무선 충실도(Wi-Fi) 얼라이언스(WFA) 피어 투 피어(P2P) 사양(Wi-Fi P2P 기술 사양, 버전 1.2, 2012년) 및/또는 이들의 미래 버전 및/또는 유도물에 따라 동작하는 디바이스 및/또는 네트워크, 현존하는 셀룰러 사양 및/또는 프로토콜, 예를 들어 3세대 파트너쉽 프로젝트(3rd Generation Partnership Project: 3GPP), 3GPP 장기 진화(Long Term Evolution: LTE), 및/또는 이들의 미래 버전 및/또는 유도물에 따라 동작하는 디바이스 및/또는 네트워크, 현존하는 무선 HDTM 사양 및/또는 이들의 미래 버전 및/또는 유도물에 따라 동작하는 디바이스 및/또는 네트워크, 상기 네트워크의 부분인 유닛 및/또는 디바이스 등과 함께 사용될 수 있다.
몇몇 실시예는 BT 및/또는 블루투스 저에너지(Bluetooth low energy: BLE) 표준과 관련하여 구현될 수 있다. 간략하게 설명되는 바와 같이, BT 및 BLE는 산업, 과학 및 의료(industrial, scientific and medical: ISM) 무선 대역(즉, 2400 내지 2483.5 MHz의 대역)의 단파장 UHF 무선파를 사용하여 단거리에 걸쳐 데이터를 교환하기 위한 무선 기술 표준이다. BT는 개인 통신망(PAN)을 구축함으로써 고정 디바이스와 모바일 디바이스를 접속한다. 블루투스는 주파수 호핑 확산 스펙트럼을 사용한다. 전송된 데이터는 패킷으로 분할되고, 각각의 패킷은 79개의 지정된 BT 채널 중 하나에서 전송된다. 각각의 채널은 1 MHz의 대역폭을 갖는다. 최근에 개발된 BT 구현, 블루투스 4.0은 40개의 채널을 허용하는 2 MHz 간격을 사용한다.
몇몇 실시예는 일방향 및/또는 양방향 무선 통신 시스템, BT 디바이스, BLE 디바이스, 셀룰러 무선-전화 통신 시스템, 이동 전화, 휴대폰, 무선 전화, 개인 통신 시스템(Personal Communication Systems: PCS) 디바이스, 무선 통신 디바이스를 합체한 PDA 디바이스, 모바일 또는 휴대형 글로벌 포지셔닝 시스템(Global Positioning System: GPS) 디바이스, GPS 수신기 또는 송수신기 또는 칩을 합체한 디바이스, RFID 소자 또는 칩을 합체한 디바이스, 다중 입력 다중 출력(Multiple Input Multiple Output: MIMO) 송수신기 또는 디바이스, 단일 입력 다중 출력(Single Input Multiple Output: SIMO) 송수신기 또는 디바이스, 다중 입력 단일 출력(Multiple Input Single Output: MISO) 송수신기 또는 디바이스, 하나 이상의 내부 안테나 및/또는 외부 안테나를 갖는 디바이스, 디지털 비디오 브로드캐스트(Digital Video Broadcast: DVB) 디바이스 또는 시스템, 멀티-표준 라디오 디바이스 또는 시스템, 유선 또는 무선 핸드헬드 디바이스, 예를 들어 스마트폰, 무선 애플리케이션 프로토콜(Wireless Application Protocol: WAP) 디바이스 등과 함께 사용될 수 있다. 몇몇 예시적인 실시예는 WLAN과 함께 사용될 수 있다. 다른 실시예는 예를 들어, 무선 통신망, "피코넷(piconet)", WPAN, WVAN 등과 같은 임의의 다른 적합한 무선 통신 네트워크와 함께 사용될 수 있다.
일 실시예에서, 본 발명은 일체형 보조 통신 플랫폼을 갖는 PICC에 관한 것이다. 일 실시예에서, 보조 통신 플랫폼은 BLE 라디오이다. PICC는 수동형(배터리 없이 동작함)일 수 있고, 근거리 통신 무선 통신(near-field communication)을 위해 구성될 수 있다. BLE 플랫폼은 규칙적인 비콘 신호를 송수신하도록 구성될 수 있다. BLE는 예를 들어 로그인 크리덴셜(credentials)을 자율적으로 교환함으로써 보안 디바이스 부근에 있을 때 로그인 지원을 제공하도록 구성될 수 있다.
예시적인 PICC는 PICC가 PCD에 대해 스캐닝될(상호교환적으로, 태그될) 때 배지 리더와 같은 근접식 결합 디바이스(PCD)로부터 에너지를 수집할 수 있다. 스캐닝은 사용자가 구내(premises)에 액세스하기 위해 배지를 스캐닝할 때 행해질 수 있다. 배지는 캐패시터 내에 에너지를 저장하고, 소정 기간(예를 들어, 전일) 동안 사용자 근접도 존재 및 위치 검출을 위해 BLE 라디오의 전력 소비를 지속할 수 있다. 일 실시예에서, PCD는 PICC의 존재를 인식하고 짧은 스캐닝 지속기간 동안 PICC를 효과적으로 충전하기 위해 그 폴링 사이클을 증가시키도록 구성된다. 다른 실시예에서, 근거리 무선 통신(NFC) 리더 또는 다른 호환성 자기장 발생 디바이스(예를 들어, ISO 14443, 18002 또는 15693 표준 디바이스)가 에너지원으로서 사용될 수도 있다.
다른 실시예에서, 본 발명은 BLE 라디오가 PCD에 의해 충전되도록 PICC와 BLE 라디오를 일체화한다. 이는 외부 배터리의 요구를 제거할 수 있다. PICC는 상이한 용례에서 사용될 수 있다. 예를 들어, PICC는 PC에 로그인하기 위해 사용될 수도 있고, 비활성일 때 PC를 위한 전력을 보존하기 위해 구성될 수도 있고, 또는 PC 설정 또는 가정/사무실 자동화를 유지하기 위해 사용될 수도 있다.
특정 실시예에서, 본 발명은 PCD 디바이스로부터 에너지를 수집하기 위한 방법 및 시스템을 제공한다. 다수의 사무실은 전자식으로 보안되고, 구내로의 액세스를 얻기 위해 배지를 스와이핑하는 것을 요구한다. 특정 실시예에서, PCD로부터 전달된 에너지는 PICC에 임베드된 BLE 라디오의 전력 소비를 지속하도록 수집된다. 개시된 디바이스는 배터리를 필요로 하지 않기 때문에, 이는 경량이고 휴대가 용이하다. 개시된 실시예는 종래의 NFC 라디오가 NFC 리더를 현존하는 호스트 컴퓨터 및 PC 상에 설치하도록 요구하기 때문에, 종래의 NFC 라디오를 사용하는 것에 비해 장점이 있다.
표 1은 본 발명의 실시예에 관련된 실행가능성 연구의 결과를 나타낸다. 구체적으로, 표 1은 대표적인 BLE의 전력 소비를 나타낸다.
Figure pat00001
표 1은 BLE 광고를 송신하기 위한 전류 소비가 약 3.1×10-6 A인 것을 나타낸다. 종래의 BLE 디바이스는 매 5초마다 비콘 신호를 송신한다. 따라서, 이러한 BLE 디바이스를 위한 8시간 충전을 지속하는데 요구되는 에너지는 약 0.08928 J이다.
도 1은 오실로스코프로 측정된 대표적인 PCD(즉, 배지 리더)의 폴링 사이클(상호교환적으로, 듀티 사이클)을 도시한다. 도 1에 도시된 바와 같이, 예시적인 PCD의 폴링 사이클은 약 10%이다. 도 1에서, 마루(peak)는 자기장이 온(ON)인 경우를 나타내고, 골(valley)은 발생된 자기장이 오프(OFF)인 경우를 나타낸다. 따라서, 도 1은 종래의 PCD의 듀티 사이클을 도시한다.
표 2는 PCD로부터 에너지 수집 결과를 나타낸다. 구체적으로, 표 2의 제 1 열은 연구 중인 PICC 안테나의 턴(turn)의 수(N)를 나타내고, 제 2 열은 최대 자기장(H)이고, 제 3 열은 태그 지속기간(즉, PICC와 PCD 사이의 근접도 및/또는 접촉)이고, 제 4 열은 활성 기간(즉, 에너지가 PICC와 PCD 사이에 교환되는 시간 길이)이고, 제 5 열은 클래스 I PICC 안테나를 갖는 칩에 대한 전류이고, 제 6 열은 수집되는 DC 전압이고, 제 7 열은 수집된 전력이고, 제 8 열은 태그 지속기간 동안 수집된 에너지이다.
Figure pat00002
표 2의 제 1 행은 PICC가 약 64 msec 동안 태그될 때, 에너지 활성 기간이 약 6.2 msec인 것을 나타내고 있다. 이 측정치에 기초하여, 수집된 에너지는 0.00655 J에서 유도된다. 표 2의 제 2 행에서, 태그 기간은 1초로 연장된다. 활성 에너지 수집 기간은 약 0.096875초이고, 수집된 에너지는 약 0.01024 J이다. 표 2의 제 3 행은 태그 기간이 2초로 증가될 때, PICC에 의해 수집된 에너지가 약 0.02048 J인 것을 나타내고 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 근접식 집적 회로(PICC)의 블록 다이어그램이다. 구체적으로, 도 2는 PICC 디바이스 상에 구현될 수 있는 본 발명의 예시적인 실시예를 도시한다. 도 2의 PICC(200)는 배지 리더를 포함할 수 있고, 사용자는 빌딩 또는 사무실로의 액세스를 얻기 위해 배지를 스캐닝할 수 있다.
PICC(200)는 공진 회로(210), 정류기(220), 슈퍼 캐패시터(230), BLE(240) 및 PICC 프로세서(250)를 포함할 수 있다. 공진 회로(210)는 안테나 및 전용 캐패시터를 포함할 수 있다. 예시적인 실시예에서, 공진 회로는 약 13.56 MHz에서 공진할 수 있다. 공진 회로(210)는 PCD 디바이스(도시 생략)로부터 에너지를 흡수하는 코일을 또한 포함할 수 있다. 예시적인 PCD 디바이스는 PICC(200)를 여기하기 위해 픽업될 수 있는 자기장을 방출하기 위한 코일 송신기를 포함할 수 있다. 정류기(220)는 자기 에너지를 전압으로 변환하도록 구성된 임의의 정류기일 수 있다. 정류기(220)는 BLE 라디오의 소비를 위한 충분한 에너지(예를 들어, 표 2 참조)로 슈퍼 캐패시터(230)를 여기할 수도 있다. 일 예시적인 실시예에서, 슈퍼 캐패시터(230)는 BLE(240)의 약 8시간 전력 소비를 위한 충분한 충전을 제공하도록 선택될 수 있다. 예시적인 구현예에서, 0.02 Farad 캐패시터가 사용되었다. 캐패시턴스는 PICC에서 백업 배터리를 제거하도록 충분히 컸다.
BLE 라디오(240)는 2.4 GHz 안테나를 포함할 수 있고, 슈퍼 캐패시터(230)에 의해 충전될 수 있다. BLE(240)는 근처의 BLE 디바이스를 식별하기 위한 근접도 검출을 위해 사용될 수 있다. PICC 프로세서(250)는 PICC와 PCD 사이의 통신을 핸들링한다. PICC 프로세서는 단독으로 또는 이러한 통신을 위한 소프트웨어와 조합하여 프로세서 회로를 포함할 수 있다.
일 예시적인 용례에서, PICC(200)는 사무실 빌딩 또는 다른 보안된 구내에 입장하기 위한 배지로서 사용될 수 있다. 배지는 태그 시간 동안 PICC(200)를 충전하기 위해 증가된 듀티 사이클(상호교환적으로, 폴링 사이클)을 제공하도록 구성된 PCD에 대해 스캐닝될 수 있다. PICC(200)의 공진 회로(210)는 PCD(도시 생략)에 의해 전송된 자기장을 검출하고 수신할 수 있다. 자기장으로부터의 에너지는 정류기(220)에 의해 전압으로 변환될 수 있다. 변환된 에너지는 이어서 BLE(240)에 전력을 공급하기 위해 슈퍼 캐패시터(230) 상에 저장될 수 있다.
PICC(200)를 충전하는 것에 추가하여, PCD(도시 생략)는 식별 및 보안 목적으로 PICC(200)에 의해 전송된 정보를 판독할 수 있다. 정보는 종래의 방식으로 전송될 수 있다. 대안적으로, 정보는 BLE(240)에 의해 BLE 광고의 형태일 수 있다. BLE(240)는 BLE 라디오를 포함한다.
다른 실시예에서, 본 발명은 BLE 디바이스를 충전하기 위해 충분한 에너지를 수집하도록 적응성 PCD 폴링 사이클을 제공하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다. 도 1 및 표 1과 관련하여 설명된 바와 같이, 종래의 PCD는 태그 기간 동안 자기장을 방출한다. PCD의 자기장 및 듀티 사이클은 PCD의 충전 능력을 향상시키기 위해 본 발명의 일 실시예에 따라 증가될 수도 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 적응성 PCD 충전 프로세스의 흐름도이다. 도 3은 PICC가 PCD에 대해 스캐닝(태그)될 때 단계 310에서 시작한다. 단계 310에서, PCD는 PICC를 식별하고, 단계 315에서 PICC가 개시된 실시예에 따른 BLE 디바이스를 구비하는지 여부를 판정한다. PICC 디바이스가 BLE를 포함하면, 단계 320에서, PICC 듀티 사이클이 BLE 디바이스의 충전을 허용하도록 증가된다.
선택적 실시예에서, PCD는 PICC를 인식하고 듀티 사이클을 증가시켜 사전정의된 파라미터에 따라 상이한 디바이스를 수용하도록 구성될 수도 있다. 예를 들어, PCD는 제 1 그룹의 디바이스가 단계 310에서 식별되면, 듀티 사이클을 70%로 증가시키도록 프로그램될 수 있다. 유사하게, PCD는 제 2 그룹의 디바이스가 단계 310에서 식별되면, 듀티 사이클을 95%로 증가시키도록 프로그램될 수 있다. 따라서, 듀티 사이클은 PICC의 요구에 따라 증가될 수 있다. 이를 위해, PCD는 공지의 PICC의 데이터베이스 및 이들의 상관 듀티 사이클 요구를 수용하기 위한 하나 이상의 프로그램가능 모듈(도시 생략)을 포함할 수 있다.
단계 320에서, PCD의 듀티 사이클이 증가된다. 언급된 바와 같이, 평균 태그 시간은 약 2초이다. 따라서, 증가된 듀티 사이클은 이 짧은 노출 중에 최대 자기장을 전달하도록 구성되어야 한다. 단계 325에서, PCD는 증가된 듀티 사이클로 PICC를 계속 충전해야 하는지 여부의 판정을 행한다. PCD는 선택적으로 PICC의 존재를 검출할 수 있다. PICC가 더 이상 존재하지 않으면, PCD는 단계 330에서 나타낸 바와 같이 그 정상 듀티 사이클로 복귀할 수 있다. PICC가 PCD의 자기장 내에 계속 잔류하면, 더 높은 듀티 사이클이 단계 335에 나타낸 바와 같이 계속될 수 있다. 선택적 실시예에서, PICC는 디바이스가 사전정의된 지속기간 후에 존재 유지되면 듀티 사이클을 감소시키도록 구성될 수 있다. PCD는 PICC의 존재를 계속 모니터링하고, 화살표(340)에 의해 나타낸 바와 같이 사이클을 반복할 수 있다.
본 발명의 특정 실시예에서, PICC는 메시지의 교환을 통해 PCD와 통신한다. PCD는 PICC에 요청(REQ)을 송신할 수 있고, PICC는 요청의 대답(ATQ)으로 응답할 수 있다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 ATQ 커맨드의 예시적인 비트 맵핑을 도시한다. 도 4에서, 비트 1 내지 5는 충돌 방지 비트이고, 비트 6 및 비트 13 내지 16은 RFU(reserved for future use: 미래 사용을 위해 보류) 비트이고, 비트 7 및 8은 사용자 식별자(user identifier: UID) 비트이고, 비트 9 내지 12는 고유 코딩 비트이다. 구현예에서, BLE 라디오와 일체화된 예시적인 PICC 카드에서, ATQ 커맨드의 비트 9 내지 12는 특정 패턴(예를 들어, 1111)으로 프로그램될 수 있다. PCD 디바이스가 BLE 센서 목적으로 사전정의된 비트 패턴을 갖는 ATQ 커맨드를 수신하고 검출할 때, 이는 자기장 에너지를 증가시키기 위해 즉시 폴링 듀티 사이클을 사전정의된 퍼센트로 설정할 수 있다.
도 5는 PICC와 통신하는 PCD에서 적응성 폴링 사이클을 구현하기 위한 예시적인 흐름도를 도시한다. 도 5의 프로세스는 단계 510에서 시작한다. 듀티 사이클은 약 10%의 디폴트값으로 설정될 수 있다. 일단 PICC가 PCD 디바이스 상에 태그되면 또는 근접도가 검출될 때, PCD는 PICC에 요청(REQ) 커맨드를 송신한다(단계 515 참조). 이 때, PICC는 더 낮은 자기장의 이익을 수용할 수 있다. 단계 520에서, PCD는 PICC로부터 ATQ를 수신한다. 단계 525에서, ATQ 비트(b9 내지 b12)는 디코딩된다. 비트 9 내지 12의 사전정의된 패턴(예를 들어, 1111)이 검증되면, PCD 폴링 사이클은 단계 530에 나타낸 바와 같이 사전정의된 지속기간에 대해 100%로 수정될 수도 있다. 증가된 폴링 사이클은 더 큰 H-필드 에너지를 제공한다. 그 결과, 수집된 에너지는 배지가 부가의 1 내지 2초 동안 태그될 때 0.1 주울로 증가될 수 있다. 수집된 에너지는 8시간의 동작 동안 BLE 디바이스에 전력을 공급할 수 있다. 예시적인 실시예에서, PICC 디바이스의 BLE 비콘은 에너지를 보존하기 위해 디폴트 비콘 간격보다 적게 활성이도록 구성될 수 있다.
도 3 및 도 5의 각각에 도시된 단계는 하드웨어, 소프트웨어 또는 하드웨어와 소프트웨어의 조합으로 구현될 수 있다. 예시적인 실시예에서, 도 5의 단계는 메모리 회로에 저장되고 PCD와 통신하는 프로세서 회로에 의해 구현될 수 있다. 프로세서 및 메모리 회로는 원하는 기능성을 제공하기 위한 부가의 하드웨어 및 소프트웨어를 각각 포함할 수 있다. 다른 예시적인 실시예에서, 프로세서 회로는 도 3 및 도 5에 도시된 단계를 수행하기 위한 로직을 갖고 프로그램될 수 있다. 개시된 원리의 다른 구현예가 동등하게 적용 가능하다.
이하는 본 발명의 다양한 구현예를 예시하기 위한 본 발명의 예시적인 비한정적인 실시예이다. 예 1은 근접식 집적 회로 카드(PICC)로서, 외부 소스로부터 자기 에너지를 수신하는 공진 회로; 공진 회로에서 수신된 자기 에너지를 전압 에너지로 변환하는 정류기; 정류기로부터 전압 에너지를 수신하고 저장하는 캐패시터; 및 캐패시터와 전기적으로 통신하고 캐패시터 내에 저장된 전압 에너지에 의해 전력이 공급되는 BLE 라디오를 포함하는 PICC에 관한 것이다.
예 2는 BLE 라디오는 캐패시터 내에 저장된 전압 에너지에 의해서만 전력이 공급되도록 구성되는, 예 1의 PICC에 관한 것이다.
예 3은 공진 회로는 근접식 결합 디바이스(PCD)로부터 자기 에너지를 수신하는, 예 1의 PICC에 관한 것이다.
예 4는 PCD와 통신하기 위한 PICC 프로세서를 더 포함하는, 예 3의 PICC에 관한 것이다.
예 5는 BLE는 외부 디바이스와 로그인 정보를 통신하도록 구성되는, 예 1의 PICC에 관한 것이다.
예 6은 유형적 머신 판독가능 비일시적 저장 매체로서, 하나 이상의 프로세서에 의해 실행될 때, 근접식 결합 디바이스(PCD)의 자기장 범위 내의 근접식 집적 회로 카드(PICC)를 발견하는 것; 수집된 에너지에 의해 전력이 공급된 통신 플랫폼을 갖는 것으로 발견된 PICC를 식별하는 것; PICC를 증가된 자기장에 노출시키도록 PCD의 듀티 사이클을 증가시키는 것; PICC가 PCD의 자기장 범위의 외부에 있을 때 디폴트 듀티 사이클을 재개하는 것을 포함하는 동작을 수행하게 하는 명령어를 포함하는 유형적 머신 판독가능 비일시적 저장 매체에 관한 것이다.
예 7은 통신 플랫폼은 블루투스 저에너지(BLE) 라디오를 정의하는, 예 6의 유형적 머신 판독가능 비일시적 저장 매체에 관한 것이다.
예 8은 자기장 범위 내의 PICC를 발견하는 것은 PICC에 요청(REQ) 커맨드를 송신하는 것과, PICC로부터 요청에 대한 대답(ATQ)을 수신하는 것을 더 포함하는, 예 6의 유형적 머신 판독가능 비일시적 저장 매체에 관한 것이다.
예 9는 자기장 범위 내의 PICC를 발견하는 것은 ATQ 내의 복수의 지정된 비트가 에너지 수집 요구를 나타내는지 여부를 판정하는 것을 더 포함하는, 예 8의 유형적 머신 판독가능 비일시적 저장 매체에 관한 것이다.
예 10은 명령어는 에너지 수집 요구가 표시되면 자기장의 듀티 사이클을 증가시키는 것을 더 포함하는, 예 9의 유형적 머신 판독가능 비일시적 저장 매체에 관한 것이다.
예 11은 명령어는 PCD로부터 이격하는 PICC의 이동을 검출하는 것을 더 포함하는, 예 6의 유형적 머신 판독가능 비일시적 저장 매체에 관한 것이다.
예 12는 하나 이상의 프로세서 및 회로를 포함하는 근접식 결합 디바이스(PCD)로서, 회로는 근접식 결합 디바이스(PCD)의 자기장 범위 내의 근접식 집적 회로 카드(PICC)를 발견하는 제 1 로직; 발견된 PICC가 블루투스 저에너지(BLE) 라디오를 갖는 것으로 결정하는 제 2 로직; PICC를 증가된 자기장 범위에 노출시키도록 PCD의 듀티 사이클을 증가시키고 PICC가 PCD의 자기장 범위 외부에 있을 때 디폴트 듀티 사이클을 재개하는 제 3 로직을 포함하는 PCD에 관한 것이다.
예 13은 제 1 로직은 PICC로 요청(REQ) 커맨드를 송신하고 PICC로부터 요청에 대한 대답(ATQ)을 수신함으로써 자기장 내의 PICC를 발견하는, 예 12의 PCD에 관한 것이다.
예 14는 제 2 로직은 ATQ 내의 복수의 지정된 비트가 BLE 가용성을 나타내는지 여부를 판정하는, 예 13의 PCD에 관한 것이다.
예 15는 제 3 로직은 BLE가 이용가능한 경우에만 소정 지속기간 동안 자기장의 듀티 사이클을 증가시키는, 예 14의 PCD에 관한 것이다.
예 16은 제 1 로직은 또한 PCD로부터 이격하는 PICC의 이동을 검출하고, 제 3 로직으로 하여금 디폴트 듀티 사이클을 재개하게 하는, 예 15의 PCD에 관한 것이다.
본 발명의 원리가 본 명세서에 개시된 예시적인 실시예와 관련하여 예시되어 있지만, 본 발명의 원리는 이들에 한정되는 것은 아니고, 그 임의의 수정, 변형 또는 치환을 포함한다.

Claims (16)

  1. 근접식 집적 회로 카드(proximity integrated circuit card: PICC)로서,
    외부 소스로부터 자기 에너지를 수신하는 공진 회로와,
    상기 공진 회로에서 수신된 자기 에너지를 전압 에너지로 변환하는 정류기와,
    상기 정류기로부터 상기 전압 에너지를 수신하고 저장하는 캐패시터와,
    상기 캐패시터와 전기적으로 통신하고 상기 캐패시터 내에 저장된 전압 에너지에 의해 전력이 공급되는, BLE(Bluetooth Low Energy) 라디오를 포함하는
    PICC.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 BLE 라디오는 상기 캐패시터 내에 저장된 전압 에너지에 의해서만 전력이 공급되도록 구성되는
    PICC.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 공진 회로는 근접식 결합 디바이스(proximity coupling device: PCD)로부터 자기 에너지를 수신하는
    PICC.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 PCD와 통신하는 PICC 프로세서를 더 포함하는
    PICC.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 BLE 라디오는 외부 디바이스와 로그인 정보를 통신하도록 구성되는
    PICC.
  6. 명령어를 포함하는 유형적 머신 판독가능 비일시적 저장 매체로서,
    상기 명령어는 하나 이상의 프로세서에 의해 실행될 때,
    근접식 결합 디바이스(PCD)의 자기장 범위 내의 근접식 집적 회로 카드(PICC)를 발견하는 것과,
    수집된 에너지에 의해 전력이 공급된 통신 플랫폼을 갖는 것으로 상기 발견된 PICC를 식별하는 것과,
    상기 PICC를 증가된 자기장에 노출시키도록 상기 PCD의 듀티 사이클을 증가시키는 것과,
    상기 PICC가 상기 PCD의 자기장 범위의 외부에 있을 때 디폴트 듀티 사이클을 재개하는 것
    을 포함하는 동작을 수행하게 하는
    머신 판독가능 저장 매체.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 통신 플랫폼은 블루투스 저에너지(Bluetooth Low Energy: BLE) 라디오를 정의하는
    머신 판독가능 저장 매체.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 자기장 범위 내의 PICC를 발견하는 것은 상기 PICC에 요청(REQ) 커맨드를 송신하는 것과, 상기 PICC로부터 요청에 대한 대답(answer to request: ATQ)을 수신하는 것을 더 포함하는
    머신 판독가능 저장 매체.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 자기장 범위 내의 PICC를 발견하는 것은 상기 ATQ 내의 복수의 지정된 비트가 에너지 수집 요구를 나타내는지 여부를 판정하는 것을 더 포함하는
    머신 판독가능 저장 매체.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 명령어는, 상기 에너지 수집 요구가 표시되면, 자기장의 듀티 사이클을 증가시키는 것을 더 포함하는
    머신 판독가능 저장 매체.
  11. 제 6 항에 있어서,
    상기 명령어는 상기 PCD로부터 이격하는 상기 PICC의 이동을 검출하는 것을 더 포함하는
    머신 판독가능 저장 매체.
  12. 하나 이상의 프로세서 및 회로를 포함하는 근접식 결합 디바이스(PCD)로서,
    상기 회로는
    근접식 결합 디바이스(PCD)의 자기장 범위 내의 근접식 집적 회로 카드(PICC)를 발견하는 제 1 로직과,
    상기 발견된 PICC가 블루투스 저에너지(BLE) 라디오를 갖는 것으로 결정하는 제 2 로직과,
    상기 PICC를 증가된 자기장 범위에 노출시키도록 상기 PCD의 듀티 사이클을 증가시키고 상기 PICC가 상기 PCD의 자기장 범위 외부에 있을 때 디폴트 듀티 사이클을 재개하는 제 3 로직을 포함하는
    PCD.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 제 1 로직은 상기 PICC로 요청(REQ) 커맨드를 송신하고 상기 PICC로부터 요청에 대한 대답(ATQ)을 수신함으로써 자기장 내의 PICC를 발견하는
    PCD.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 제 2 로직은 상기 ATQ 내의 복수의 지정된 비트가 BLE 가용성을 나타내는지 여부를 판정하는
    PCD.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 제 3 로직은 상기 BLE가 이용가능한 경우에만 소정 지속기간(duration) 동안 상기 자기장의 듀티 사이클을 증가시키는
    PCD.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 제 1 로직은 또한 상기 PCD로부터 이격하는 상기 PICC의 이동을 검출하고 상기 제 3 로직으로 하여금 디폴트 듀티 사이클을 재개하게 하는
    PCD.
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