KR20170014959A - 무선 센서 및 이의 전력 제어 방법 - Google Patents

무선 센서 및 이의 전력 제어 방법 Download PDF

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KR20170014959A
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Abstract

본 발명은 무선 센서 및 이의 전력 제어 기술에 관한 것으로, 무선 센서의 전력 제어 방법은 (a) 웨이크업이 수행되면 일련의 동작을 확인하는 단계, (b) 상기 일련의 동작이 특정 기준을 만족하면 외부의 무선전력 송신장치에 전력 전송을 요청하는 단계 및 (c) 상기 전력 전송이 시작되면 상기 무선전력 송신 장치에 의하여 전송된 전력을 모니터링하여 특정 전력범위 내에서 상기 전송된 전력이 벗어나지 않도록 제어하는 단계를 포함한다.

Description

무선 센서 및 이의 전력 제어 방법{WIRELESS SENSOR AND POWER CONTROL METHOD IN THE SAME}
본 발명은 무선센서의 전력 제어 기술에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 다양한 환경에서 전력제어를 효율적으로 수행할 수 있는 무선 센서 및 이의 전력 제어 방법에 관한 것이다.
생체삽입형 무선센서 모듈은 내장배터리를 사용하거나 또는 외부로부터 무선전력을 공급받을 수 있다. 생체삽입형 무선센서 모듈은 내장배터리가 사용되는 경우 배터리를 주기적으로 교체해야 하기 때문에외부로부터 무선전력을 공급받을 수 있다.
생체삽입형 무선센서 모듈은 무선전력공급이 수행되는 경우 자기장 결합 방식을 주로 사용하는데, 자기장 결합 방식은 최근 마이크로파 대역의 전자기파 전달을 통해 수행될 수 있다. 다만, 무선전력공급 방식은 전파법에 의해 최대 출력전력을 제한하고 있으며, 이러한 이유는 출력전력이 높아지면 인체에 해롭기 때문이다.
생체삽입형 무선센서 모듈은 전력소모가 커지는 경우 무선전력공급 장치의 상시 동작을 통해 전력수신을 수행해야 한다. 이는 무선전력공급 장치를 인체에 부착시키거나 또는 생체삽입형 무선센서 모듈의 주변에설치하도록 해야 한다.
또한, 생체삽입형 무선센서 모듈은 전력소모를 최소화하기 위해 수면 모드(sleep mode)를 사용하는데, 수면 모드를 깨우기 위해 별도의 주파수 대역을 통해 통신하는 통신 모듈을 사용할 수 있다.
한국등록특허 제10-0746531호(2007.07.31) 한국공개특허 제10-2014-0107306호(2014.09.04)
본 발명의 일 실시예는다양한 환경에서 전력제어(즉, 전력소모 및 전력충전)를 효율적으로 수행할 수 있는 무선 센서 및 이의 전력 제어 방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예는 무선전력 송신장치에 의하여 전송된 전력을 모니터링 함으로써 특정 전력범위 내에서 전송된 전력이 벗어나지 않도록 제어할 수 있는무선 센서 및 이의 전력 제어 방법을 제공하고자 한다.
실시예들 중에서, 무선 센서의 전력 제어 방법은 (a) 웨이크업이 수행되면 일련의 동작을 확인하는 단계, (b) 상기 일련의 동작이 특정 기준을 만족하면 외부의 무선전력 송신장치에 전력 전송을 요청하는 단계 및 (c) 상기 전력 전송이 시작되면 상기 무선전력 송신 장치에 의하여 전송된 전력을 모니터링하여 특정 전력범위 내에서 상기 전송된 전력이 벗어나지 않도록 제어하는 단계를 포함한다.
상기 (b) 단계는 상기 일련의 동작이 외부 기기로의 센싱 데이터 전송 동작을 단위 동작으로서 포함하는지 여부를 확인하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 (b) 단계는 상기 센싱 데이터 전송 동작을 시뮬레이션하여 상기 무선 센서의 전력 소모량과 다음 웨이크업까지의 전력 잔량을 추정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 (c) 단계는 상기 무선 센서의 무선 충전 환경을 획득하여 무선 전력 수신 레벨을 결정하는 단계를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 상기 (c) 단계는 상기 결정된 무선전력 수신 레벨을 상기 무선전력 송신 장치에 제공하고, 상기 무선전력 송신 장치에 의하여 전송된 전력의 세기를 피드백하여 상기 전송된 전력의 세기가 상기 결정된 무선전력 수신 레벨의 오차 범위 내에 조절되도록 제어하는 단계를 더 포함할 수 있다.
실시예들 중에서, 무선 센서는 웨이크업이 수행되면 일련의 동작을 확인하는 동작 확인부, 상기 일련의 동작이 특정 기준을 만족하면 외부의 무선전력 송신 장치에 전력 전송을 요청하는 전력 전송 요청부 및 상기 전력 전송이 시작되면 상기 무선전력 송신 장치에 의하여 전송된 전력을 모니터링하여 특정 전력범위 내에서 상기 전송된 전력이 벗어나지 않도록 제어하는 제어부를 포함한다.
개시된 기술은 다음의 효과를 가질 수 있다. 다만, 특정 실시예가 다음의 효과를 전부 포함하여야 한다거나 다음의 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 개시된 기술의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 무선 센서 및 이의 전력 제어 방법은 다양한 환경에서 전력제어(즉, 전력소모 및 전력충전)를 효율적으로 수행할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 무선 센서 및 이의 전력 제어 방법은 무선전력 송신장치에 의하여 전송된 전력을 모니터링 함으로써 특정 전력범위 내에서 전송된 전력이 벗어나지 않도록 제어할 수있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 센서의 전력 제어 시스템을 설명하는 블록도이다.
도 2는 도 1에 있는 마이크로컨트롤러(MCU)를 설명하는 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 센서의 전력 제어 방법을 설명하는 순서도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 타이머 웨이크업의 동작을 설명하는 순서도이다.
도 5는 도 1에 있는 무선센서의 전력 제어 시스템이 수행되는 과정을 설명하는 타이밍도이다.
도 6은 도 1에 있는 무선센서의 전력 제어 시스템에서 수행되는 적정 수준의 수신전력을 제어하는 과정을 설명하는 흐름도이다.
본 발명에 관한 설명은 구조적 내지 기능적 설명을 위한 실시예에불과하므로, 본 발명의 권리범위는 본문에 설명된 실시예에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 된다. 즉, 실시예는 다양한 변경이 가능하고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 본 발명의 권리범위는 기술적 사상을 실현할 수 있는 균등물들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 본 발명에서 제시된 목적 또는 효과는 특정 실시예가 이를 전부 포함하여야 한다거나 그러한 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 본 발명의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.
한편, 본 출원에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.
"제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어"있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결될 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어"있다고 언급된 때에는 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 한편, 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함하다"또는 "가지다" 등의 용어는 실시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
각 단계들에 있어 식별부호(예를 들어, a, b, c 등)는 설명의 편의를 위하여 사용되는 것으로 식별부호는 각 단계들의 순서를 설명하는 것이 아니며, 각 단계들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않는 이상 명기된 순서와 다르게 일어날 수 있다. 즉, 각 단계들은 명기된 순서와 동일하게 일어날 수도 있고 실질적으로 동시에 수행될 수도 있으며 반대의 순서대로 수행될 수도 있다.
본 발명은 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현될 수 있고, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록 장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광 데이터 저장 장치 등이 있으며, 또한, 캐리어 웨이브(예를 들어 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산 방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다.
여기서 사용되는 모든 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미를 지니는 것으로 해석될 수 없다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 센서의 전력 제어 시스템을 설명하는 블록도이다.
도 1을 참조하면, 무선 센서의 전력 제어 시스템(100)은 무선센서(110), 무선전력송신장치(120) 및 외부기기(130)를 포함하고, 이들은 무선으로 통신 할 수 있다.
무선센서(110)은 주변 또는 자신의 환경과 같은 피측정 대상을 센싱할수 있고, 수신 코일 안테나(Rx Coil Antenna)(111), RF-DC 컨버터(RF-DC Convertor)(112), 전력 조정기(Regulator & Battery Charger)(113), 배터리(Battery)(114), 전압 레벨 검출기(Voltage Level Detector)(115), 블루투스(Bluetooth)(116), 메모리(Memory(Flash or EEPROM))(117), 아날로그-디지털 컨버터(Analog to Digital Converter)(118), 센서(Sensor)(119) 및 마이크로컨트롤러(MCU, Micro controller unit)(200)를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 무선센서(110)은 생체에 삽입되는 경우 해당 동물의 체온, 맥박, 심박, 뇌파와 같은 생체 신호를 센싱할 수 있다.
무선전력 송신 장치(120)는 무선센서(110)에 무선전력을 제공하고 무선센서(110)와의 협업을 통해 특정 전력범위 내에서 전송된 전력이 벗어나지 않도록 송신 전력의 세기를 제어할 수 있다. 무선전력 송신 장치(120)는송신 코일 안테나(Tx Coil Antenna)(121), RF 전력 드라이버(RF Power Driver)(122), RF 오실레이터(RF Oscillator)(123), RF 전력 제어기(RF Power Controller)(124) 및 마이크로컨트롤러(MCU, Micro controller unit)(125)를 포함할 수 있다.
이하, 무선센서(110)를 설명한다.
수신 코일 안테나(111)는 특정 상황에서 무선센서(110)의 전력공급을 위해 송신 코일 안테나(121)로부터 무선전력을 수신할 수 있다. 예를 들어, 수신 코일 안테나(111)는마이크로파 대역의 전자파 전달 방식을 통해 무선전력을 수신할 수 있다.
RF-DC 컨버터(112)는 수신 코일 안테나(111)에 의하여 수신된 무선전력을 직류로 변환하여 배터리(114)에 제공한다. 이러한 제공 과정은 배터리(114)에 제공된 직류의 조정 및RF-DC 컨버터(112)에 의하여 변환된 직류의 레벨검출을 요구할 수 있다.
전력 조정기(113)는 RF-DC 컨버터(112)로부터 제공된 직류를 배터리(114)의 충전을 위해 조정할 수 있다. 일 실시예에서, 전력 조정기(113)는 배터리(114)의 충전 정보를 획득하여 충전을 위한 정격 전압을 검출할 수 있고, RF-DC 컨버터(112)로부터 제공된 직류를 이러한 정격 전압으로 조정할 수 있다.
배터리(114)는 무선센서(110)의 동작을 위해 사용될 수 있다. 여기에서의 동작은 일련의 동작 또는 일련의 동작을 구성하는 단위 동작에 해당할 수 있다.
전압 레벨 검출기(115)는 RF-DC 컨버터(112)로부터 제공된 직류의 전압 레벨을 검출하여 마이크로컨트롤러(MCU)(200)에 해당 전압 레벨을 알릴 수 있다. 일 실시예에서, 전압 레벨 검출기(115)는 무선 충전 환경에 적합한 직류의 레벨을 결정할 수 있다. 예를 들어, 무선 충전 환경은 생체 내의 상황, 장애물로 인한 간섭 상황, 가시성 확보 상황과 같은 다양한 환경을 포함할 수 있다.
블루투스(116)는 외부기기(130)와 데이터를 송수신하기 위한 근거리 통신 인터페이스에 해당할 수 있다. 블루투스(116)는 센서(119)에 의하여 센싱된 센싱 데이터를 외부 기기(130)에 송신하거나 또는 전압 레벨 검출기(115)에 의하여 검출된 전압 레벨을 무선전력 송신장치(120)에 송신하는데 사용될 수 있다. 또한, 블루투스(116)는 스마트폰과 같은 외부기기(130)로부터 제어 명령을 수신 받는데 사용될 수 있다. 한편, 블루투스(116)는 저전력 전송을 위해 BLE(Bluetooth Low Energy) 방식을 채택할 수 있다.
메모리(117)는 센서(119)를 통해 수집된 센싱 데이터를 저장할 수 있다. 여기에서, 센싱데이터는 무선센서(110)가 체내에 삽입된 경우 동물의 체온, 맥박, 심박, 뇌파와 같은 생체 신호 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 메모리(117)는 플래시 메모리(flash memory) 또는 EEPROM(Electrically Erasable Programmable read-Only Memory) 중 적어도 하나의 저장매체를 포함할 수 있다.
아날로그-디지털 컨버터(ADC: Analog to Digital Converter)(118)는 센서(119)에 의하여 수집된 아날로그 센싱 데이터를 디지털 센싱 데이터로 변환할 수 있다.
센서(119)는 주변 또는 자신의 환경과 같은 피측정 대상을 센싱하여 아날로그 센싱 데이터를 생성한다. 센서(119)는 생체에 삽입된 경우에는 해당 동물의 체온, 맥박, 심박, 뇌파와 같은 생체 신호를 아날로그 센싱 데이터(예를 들어, 전압)로서 센싱할 수 있다. 센서(119)는 가정에 설치된 경우에는 온도, 습도, 조도와 같은 환경을 아날로그 센싱 데이터로서 센싱할 수 있다.
마이크로컨트롤러(MCU)(200)는 무선 센서(110)의 동작을 제어한다. 여기에서, 동작은 다음에서 설명할 일련의 동작 또는 일련의 동작을 구성하는 단위 동작을 포함할 수 있다. 첫째, 마이크로컨트롤러(MCU)(200)는 센서(119)로부터 센싱 데이터를 수신할 수 있고, 이러한 센싱 데이터를 메모리(117)에 저장하거나 또는 블루투스(116)를 통해 외부기기(130)에 센싱 데이터를 제공할 수 있다. 둘째, 마이크로컨트롤러(MCU)(200)는 전압 레벨을 무선전력 송신 장치(120)에 제공하고 무선전력 송신장치(120)에 의하여 전압 레벨을 피드백하여 특정 전력범위 내에서 전송된 전력이 벗어나지 않도록 제어할 수 있다. 셋째, 마이크로컨트롤러(MCU)(200)는 메모리(117)에 저장된 센싱 데이터를 외부 기기(130)에 전송할 수 있다.마이크로컨트롤러(MCU)(200)는 외부기기(130)로부터 제어명령을 수신하여 해당 제어명령을 실행할 수 있다. 예를 들어, 제어명령은 센서(119)의 센싱 주기, 센싱 정밀도와 같은 센서 제어, 메모리(117)로부터의 센싱 데이터 송신 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
이하, 무선전력 송신 장치(120)를 설명한다.
송신 코일 안테나(121)는 특정 상황에서 무선전력을 수신 코일 안테나(111)로 송신할 수 있다. 예를 들어, 송신 코일 안테나(121)는 마이크로파 대역의 전자파 전달 방식을 통해 무선전력을 송신할 수 있다.
RF 전력 드라이버(122)는RF 전력 제어기(124)에 의하여 무선전력의 세기가 수신된 무선전력 수신 레벨의 특정 범위 내에 조절되도록 제어되고 이러한 제어를 통해 RF 오실레이터(123)로부터 출력된 신호를 증폭시킬 수 있다.
RF 오실레이터(123)는 발진에 의한 진동을 통해 신호를 생성하여 RF 전력 드라이버(122)에 제공할 수 있다. 한편, RF 오실레이터(123)의 발진에 의한 진동은 시간의 흐름에 따라 에너지가 줄어들기 때문에 진동시 감소되는 만큼 외부로부터 에너지를 공급받을 수 있다. 일 실시예에서, RF 오실레이터(123)는 내부에 발진회로를 사용하여 일정한 주파수를 생성할 수 있다.
RF 전력 제어기(124)는 마이크로컨트롤러(125)로부터 제공된 무선 센서(110)의 무선전력 수신 레벨을 수신하여 무선전력의 세기가 수신 레벨 특정 범위 내에 조절되도록 RF 전력 드라이버(122)를 제어할 수 있다. 일 실시예에서, RF 전력 제어기(124)는 무선 센서(110)의 전압 레벨을 획득하여 송신을 위한 정격 전압을 검출할 수 있고, RF 전력 드라이버(122)에 해당 전압 레벨을 알릴 수 있다.
마이크로컨트롤러(MCU)(125)는 무선전력 송신 장치(120)의 동작을 제어한다. 여기에서 동작은 다음에서 설명할 일련의 동작 또는 일련의 동작을구성하는 단위 동작을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 마이크로컨트롤러(MCU)(125)는 외부 기기(130)로부터 제어 명령을 수신하여 해당 제어명령을 실행할 수 있다. 예를 들어, 제어명령은 RF 오실레이터(123)로부터의 교류신호 생성, 무선전력 송신 장치(120)의 송신 주기, 전압 송신레벨에 따른 송신 제어 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
도 2는 도 1에 있는 마이크로컨트롤러(MCU)를 설명하는 블록도이다.
도 2를 참조하면, 마이크로컨트롤러(MCU)(200)는 무선 센서(110)의 동작을 제어할 수 있고, 무선충전 환경 결정부(210), 동작 확인부(220), 동작 시뮬레이션부(230), 무선전력 요청부(240) 및 제어부(250)를 포함할 수 있다.
무선충전 환경 결정부(210)는무선 센서(110)의 무선충전환경을 획득하여 무선전력 수신 레벨을 결정할 수 있다. 일 실시예에서, 무선 충전 환경은 생체 내의 상황, 장애물로 인한 간섭 상황, 가시성 확보 상황과 같은 다양한 환경을 포함할 수 있다. 예를 들어, 생체 내의 상황은 저전력을 통한 충전을 요구할 수 있고, 장애물로 인한 간섭 상황은 고전력을 통한 충전을 요구할 수 있다.
동작 확인부(220)는 일련의 동작이 외부 기기(130)로의 센싱 데이터 전송 동작을 단위 동작으로서 포함하는지 여부를 확인할 수 있다. 여기에서, 센싱 데이터 전송 동작은 블루투스(116)을 통해 메모리(117)에 저장된 센싱 데이터를 외부기기(130)로 전송하는 동작에 해당할 수 있다.
동작시뮬레이션부(230)는 센싱 데이터 전송 동작을 시뮬레이션하여 무선 센서(110)의 전력 소모량을 추정할 수 있고, 필요하다면, 다음 웨이크업까지의 전력 잔량 역시 추정할 수 있다. 이러한 시뮬레이션 과정은 배터리(114)의 현재 충전량을 획득하고, 특정 동작에 대한 시뮬레이션과 대기 동작에 따른 전략 사용량을 추정하는 단계를 포함할 수 있다.
무선전력 요청부(240)는 일련의 동작이 특정 기준을 만족하면 외부의 무선전력 송신 장치에 전력 전송을 요청할 수 있다. 일 실시예에서, 특정 기준은 일련의 동작이 센싱 데이터 전송 동작을 포함하는지 여부를 포함할 수 있고, 특히, 기준 시간 이상 동안에 이러한 센싱 데이터 전송이 유지되는 경우를 포함할 수 있다. 예를 들어, 무선전력 요청부(240)는 외부기기(130)와 연속적으로 데이터를 송수신하기 위해 무선전력을 요청할 수 있다. 또한, 무선전력 요청부(240)는 동작 시뮬레이션부(230)로부터 추정된 전력 잔량을 기초로 무선전력을 요청할 수 있다.
제어부(250)는 무선 충전 환경 결정부(210), 동작 확인부(220), 동작시뮬레이션부(230) 및 무선전력 요청부(240)를 제어할 수 있다. 일 실시예에서, 제어부(250)는 결정된 무선전력 수신 레벨을 무선전력 송신 장치(120)에 제공하고, 무선전력 송신 장치(120)에 의하여 전송된 전력의 세기를 피드백하여 전송된 전력의 세기가 결정된 무선전력 수신 레벨의 오차 범위 내에 조절되도록 제어할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 센서의 전력 제어 방법을 설명하는 순서도이다.
동작 확인부(220)는 웨이크업이 수행되면 일련의 동작을 확인할 수 있다(단계 S310). 여기에서, 단위 동작은 특정 작업을 위해 필요한 일련의 동작을 구성하고, 예를 들어, 메모리(117)의 저장 행위, 메모리(117)의 독출 행위, 센싱 데이터의 획득 행위, 센싱 데이터의 전송 행위, 센서에 대한 지시/제어행위, 무선 센서(110)의 무선전력 수신 레벨의 검출행위, 무선 센서(110)의 무선전력 수신 레벨의 피드백 행위 등을 포함할 수 있다.
전력 전송 요청부(240)는 일련의 동작이 특정 기준을 만족하면 외부의 무선전력 송신 장치(120)에 전력 전송을 요청할 수 있다(단계 S320). 여기에서, 특정 기준은 외부 기기(130)로의 센싱 데이터 전송 동작을 단위동작으로 포함하거나 센싱 데이터 전송 동작을 시뮬레이션 하여배터리(114)의 전력 잔량을 추정하는 단계를 포함할 수 있다.
제어부(250)는 전력 전송이 시작되면 무선전력 송신 장치에 의하여 전송된 전력을 모니터링하여 특정 전력범위 내에서 전송된 전력이 벗어나지 않도록 제어할 수 있다(단계 S330). 일실시예에서, 제어부(250)는 외부 기기(130)로부터 제어 명령을 수신하여 해당 제어명령을 실행할 수 있다. 여기에서, 제어명령은 센서(119)의 센싱 주기 및 센싱 정밀도와 같은 센서 제어, 메모리(117)로부터의 센싱 데이터 송신제어 중 적어도 하나를 포함할 수 있다
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 타이머 웨이크업의 동작을 설명하는 순서도이다.
무선 센서(110)는 외부기기(130)와 데이터를 송수신하기 위해 대기 상태에서 깨어날 수 있다. 예를 들어, 무선 센서(110)는 타이머 웨이크업을 통해 일정 주기마다 깨어날 수 있다(단계 S410). 일 실시예에서, 무선 센서(110)는 대기 상태의 경우, 모든 내부 회로(111~115, 117~118)와 센서(119)의 전원이 차단되고 오직 마이크로컨트롤러(120)만 대기 모드로 동작하도록 설정될 수 있고, 타이머 웨이크업 기능을 통해 깨어날 수 있다.
무선 센서(110)는 주변 또는 자신의 환경과 같은 피측정 대상을 센싱하여 센싱 데이터를 획득할 수 있고, 획득한 센싱 데이터를 수신하여 메모리에 저장할 수 있다(단계 S420, 단계 S430).
무선 센서(110)는 외부 기기(130)로부터 데이터 송수신 요청이 있는지 블루투스(116)을 통해 확인할 수 있다. 일 실시예에서, 무선 센서(110)는 요청 여부에 따라 블루투스(116)를 온-오프 시킬 수 있다(단계 S440, 단계 S450).
무선 센서(110)는 연결 요청이 있을 경우 외부 기기(130)와 무선으로 연결할 수 있다. 보다 구체적으로, 무선 센서(110)는 센서(119)에 의하여 센싱된 센싱 데이터를 외부 기기(130)에 송신할 수 있고, 외부 기기(130)로부터 제어명령을 수신할 수 있다(단계 S460). 한편, 외부 기기(130)는 연결 요청을 할 경우 최소 타이머 웨이크업 주기의 시간 이상으로 연결 요청을 하고 있어야 한다.
무선 센서(110)는 모든 동작을 수행하거나 외부 기기(130)의 연결 요청이 없으면 대기 상태로 변경된다(단계 S470). 여기에서, 단위 동작은 특정 작업을 위해 필요한 일련의 동작을 구성하고, 예를 들어, 센싱 데이터의 획득 행위, 메모리(117)의 저장 행위, 메모리(117)의 독출 행위 등을 포함할 수 있다.
도 5는 도 1에 있는 무선센서의 전력 제어 시스템이 수행되는 과정을 설명하는 타이밍도이다.
도 5를 참조하면, 무선전력 송신 장치(120)는 일정 시간 구간(Twp)동안 턴-온 될 수 있다. 여기에서, 무선전력 송신 장치(120)는 일정 시간 구간(Twp)동안 무선 센서(110)에 무선전력을송신하여 무선 센서(110)의 배터리(114)를 충전할 수 있다. 또한,무선 센서(110)와 외부 기기(130)는 일정 시간 구간(Twp)동안 연속적으로 센싱 데이터를 송수신할 수 있다.
무선 센서(110)는 타이머 웨이크업 구간(Tw)동안 턴-온 또는 턴-오프 될 수 있고, 단위 동작을 수행할 수 있다. 여기에서, 단위 동작은 특정 작업을 위해 필요한 일련의 동작을 구성하고, 예를 들어, 센싱 데이터의 획득 행위, 메모리(117)의 저장 행위, 메모리(117)의 독출 행위 등을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 무선 센서(110)는 타이머 웨이크업 구간(Tw)동안 외부 기기(130)의 연결 요청이 없을 경우 연결 해제 구간(Ts1)에 해당할 수 있고, 외부 기기(130)의 연결 요청이 있을 경우 연결 구간(Ts2)에 해당할 수 있다.
일 실시예에서, 무선 센서(110)는 연결 구간(Ts2)동안 외부 기기(130)에 센싱 데이터를 송신할 수 있고, 외부 기기(130)로부터 제어 명령을 수신할 수도 있다.
도 6은 도 1에 있는 무선센서의 전력 제어 시스템에서 수행되는 적정 수준의 수신전력을 제어하는 과정을 설명하는 흐름도이다.
도 6에서, 우선, 무선 센서(110)의 동작을 설명한다.
무선 센서(110)는 무선전력 송신장치(120)로부터 무선전력을 수신하고, 수신 코일 안테나(111)에 의하여 수신된 무선전력이 직류로 변환되면 해당 전압 레벨을 체크하고(단계 S611), 해당 전압 레벨을, 반드시 이에 한정되는 것은 아니나, 블루투스의 데이터 통신을 통해 외부 기기(130)에 제공한다(단계 S612). 무선 센서(110)는 이러한 과정을 수행한 후 일련의 동작을 수행한다(단계 S613). 일 실시예에서, 일련의 동작은 센싱 데이터 전송 동작을 포함할 수 있다.
도 6에서, 다음으로, 무선전력 송신장치(120) 및 외부 기기(130)의 동작을 설명한다.
무선전력 송신장치(120)는 무선충전환경에 따른 무선전력 수신 레벨을 가지는 무선전력을 제공한다(단계 S621). 일 실시예에서, 무선전력 수신 레벨은 무선 센서(110)에 의하여 제공될 수 있거나 또는 디폴트 값으로 설정될 수 있다.
외부 기기(130)는 무선전력이 제공되면 무선 센서(110)로부터 무선전력 수신 레벨을 피드백 받아 무선전력 송신장치(120)에 제공한다(단계 S622). 무선전력 송신장치(120)는 이러한 피드백을 통해 무선전력 수신 레벨이 적정한지 여부를 결정한다(단계 S623). 무선전력 송신장치(120)는 적정하지 않다면 피드백을 기초로 무선전력 수신 레벨을 조정하고(단계 S624), 적정하다면 기존의 무선전력 수신 레벨을 유지한다(단계 S625).
상기에서는 본 출원의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 출원을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (6)

  1. (a) 웨이크업이 수행되면 일련의 동작을 확인하는 단계;
    (b) 상기 일련의 동작이 특정 기준을 만족하면 외부의 무선전력 송신장치에 전력 전송을 요청하는 단계; 및
    (c) 상기 전력 전송이 시작되면 상기 무선전력 송신 장치에 의하여 전송된 전력을 모니터링하여 특정 전력범위 내에서 상기 전송된 전력이 벗어나지 않도록 제어하는 단계를 포함하는 무선 센서의 전력 제어 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 (b) 단계는
    상기 일련의 동작이 외부 기기로의 센싱 데이터 전송 동작을 단위 동작으로서 포함하는지 여부를 확인하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 센서의 전력 제어 방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 (b) 단계는
    상기 센싱 데이터 전송 동작을 시뮬레이션하여 상기 무선 센서의 전력 소모량을 추정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 센서의 전력 제어 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 (c) 단계는
    상기 무선 센서의 무선 충전 환경을 획득하여 무선 전력 수신 레벨을 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 센서의 전력 제어 방법.
  5. 제4항에 있어서, 상기 (c) 단계는
    상기 결정된 무선전력 수신 레벨을 상기 무선전력 송신 장치에 제공하고, 상기 무선전력 송신 장치에 의하여 전송된 전력의 세기를 피드백하여 상기 전송된 전력의 세기가 상기 결정된 무선전력 수신 레벨의 오차 범위 내에 조절되도록 제어하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 센서의 전력 제어 방법.
  6. 웨이크업이 수행되면 일련의 동작을 확인하는 동작 확인부;
    상기 일련의 동작이 특정 기준을 만족하면 외부의 무선전력 송신 장치에 전력 전송을 요청하는 전력 전송 요청부; 및
    상기 전력 전송이 시작되면 상기 무선전력 송신 장치에 의하여 전송된 전력을 모니터링하여 특정 전력범위 내에서 상기 전송된 전력이 벗어나지 않도록 제어하는 제어부를 포함하는 무선 센서.







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