KR20180032422A - 에너지 하베스팅 비콘 시스템의 전력 제어 방법 및 장치 - Google Patents

에너지 하베스팅 비콘 시스템의 전력 제어 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

에너지 하베스팅 비콘 시스템의 전력 제어 방법 및 장치가 개시된다. 비콘 송수신기는 복수의 신호 핀을 포함하는 통신 커넥터와 연결되는 통신 커넥터 연결부와, 상기 통신 커넥터 연결부로 입력되는 통신 신호를 전원으로 변환하는 전력 변환부와, 상기 전력 변환부에서 출력되는 전력을 저장하는 에너지 저장부와, 비콘을 송수신하는 통신부 및 상기 에너지 저장부로부터 상기 통신부에 공급되는 전력량을 모니터링하고, 상기 통신부로 공급되는 전압이 상기 통신부의 최소 동작 전압과 최대 동작 전압 사이에서 유지되도록 상기 통신부의 동작을 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.

Description

에너지 하베스팅 비콘 시스템의 전력 제어 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR CONTROLLING OF POWER IN ENERGY HARVESTING BEACON SYSTEM}
기술분야는 비콘 시스템, 예를 들어 에너지 하베스팅 기능 또는 자가 발전 기능을 갖는 비콘 시스템의 전력 제어 방법 및 장치에 관한 것이다.
최근 각종 통신기술의 발달로인하여 근거리통신도 함께 발달하고 있는데, 기존 근거리 통신의 한 예인 블루투스의 경우 종래에는 블루투스 통신을 사용하기 앞서 장치 간에 페어링(pairing) 이라는 장치를 등록하는 단계가 필요하며, 소량이지만 전력소모가 지속적으로 발생하기에 배터리를 가진 장치에서 장시간 사용하기에는 어려움이 있었다.
그러나, 최근 블루투스 장치 예를 들면 블루투스 4.0 스마트, 또는 BLE(Bluetooth Low Energy)를 지원하는 장치들은 페어링 단계없이 장치 간에 정보를 전송할 수 있으며, 데이터를 전송하는 주기도 기존 블루투스 장치에 비해 길기에 전력 소모가 무척 작고, 이에 동전 크기의 배터리만으로도 1년 이상 동작시킬 수 있게 되었다. 또한 장치를 만드는 단가도 저렴하기에 위치 정보를 알려주는 비콘(beacon)으로 사용할 수 있게 되었다.
이러한, 블루투스 비콘의 사용예로는 상점같은 곳에 고정식으로 블루투스 비콘을 설치하고, 페어링 단계없이 사용할 수 있는 블루투스를 지원하는 스마트폰을 가진 사용자가 접근하면, 주변 비콘에서 내려주는 정보로 광고 또는 위치 안내 등의 정보를 스마트폰에 기설치된 앱을 통해 제공받게 된다.
종래기술 1(등록특허 제10-1550302호)는 비콘신호와 스마트 단말기를 이용한 위치 추적 장치 및 방법을 개시한다.
종래기술 2(등록특허 10-1425345호)는 비콘 신호를 이용한 전자 출결 시스템을 개시한다.
종래기술 3(공개특허 제10-2016-0020665호)은 비콘을 이용한 주차 위치 안내 방법을 개시한다.
이러한 종래기술들은 모두 비콘 신호를 이용하여 위치를 추적하거나 개인의 출입을 관리하는 시스템을 개시하고 있으나, 비콘 시스템의 전력 공급을 위한 시스템에 대해서는 개시하지 못하고 있다.
대한민국 등록특허 제10-1550302호(비콘신호와 스마트 단말기를 이용한 위치 추적 장치 및 방법) 대한민국 등록특허 제10-1425345호(와이파이 비콘 프레임을 이용한 스마트 디바이스 기반 전자 출결 시스템의 인증 방법) 대한민국 공개특허 제10-2016-0020665호(비콘을 이용한 주차 위치 안내 어플이 탑재된 스마트 기기)
본 발명은 비콘 신호 또는 BLE(Bluetooth Low Energy)를 이용하여 스마트 비콘 시스템을 제공하되, 자가 발전 또는 에너지 하베스팅이 가능한 스마트 비콘 시스템을 제공하고자 한다.
또한 본 발명은 자가 발전 또는 에너지 하베스팅이 가능한 비콘 시스템에서 전력 제어 방법 및 장치를 제공하고자 한다.
또한, 본 발명은 자가 발전 또는 에너지 하베스팅이 가능한 비콘 시스템에서 직류/직류 변환기 없이도 일정한 전력을 공급, 충전 방전 제어, 급속 충전 및 방전 기능을 제공하기 위한 장치 및 방법을 제공하고자 한다.
일 실시예에 따른 비콘 시스템의 비콘 송수신기는 복수의 신호 핀을 포함하는 통신 커넥터와 연결되는 통신 커넥터 연결부와, 상기 통신 커넥터 연결부로 입력되는 통신 신호를 전원으로 변환하는 전력 변환부와, 상기 전력 변환부에서 출력되는 전력을 저장하는 에너지 저장부와, 비콘을 송수신하는 통신부 및 상기 에너지 저장부로부터 상기 통신부에 공급되는 전력량을 모니터링하고, 상기 통신부로 공급되는 전압이 상기 통신부의 최소 동작 전압과 최대 동작 전압 사이에서 유지되도록 상기 통신부의 동작을 제어하는 제어부를 포함한다.
일 실시예에 따른 비콘 송수신기는 복수의 신호 핀을 포함하는 통신 커넥터와 연결되는 통신 커넥터 연결부와, 상기 통신 커넥터 연결부의 제1핀과 제2핀을 통해 입력되는 통신 신호를 전원으로 변환하는 제1전력변환부와, 상기 제1전력변환부에서 출력되는 전력을 저장하는 제1저장부와, 상기 통신 커넥터 연결부의 상기 제2핀과 제3핀을 통해 입력되는 통신 신호를 전원으로 변환하는 제2전력변환부와, 상기 제2 전력변환부에서 출력되는 전력을 저장하는 제1저장부와, 비콘을 송수신하는 통신부와, 상기 제1저장부와 상기 통신부 사이에 위치하는 제1스위치 및 상기 제2저장부와 상기 통신부 사이에 위치하는 제2스위치를 포함하되, 상기 제1스위치 및 제2스위치는 교대로 온오프 되도록 제어되되, 상기 제1스위치는 상기 제2스위치가 온 된 후 기 설정된 시간 이후 오프되고, 상기 제2스위치는 상기 제1스위치가 온 된 후 기 설정된 시간 이후 오프되고, 상기 통신부는 상기 제1스위치 또는 상기 제2스위치가 온된 시간 구간 동안 통신을 수행한다.
일 실시예에 따른 비콘 송수신기의 제어 방법은, 복수의 신호 핀을 포함하는 통신 커넥터와 연결되는 통신 커넥터 연결부로 입력되는 통신 신호를 전원으로 변환하는 단계와, 상기 전력 변환부에서 출력되는 전력을 저장하는 단계와, 에너지 저장부로부터 통신부에 공급되는 전력량을 모니터링하고, 상기 통신부에 공급되는 전압이 상기 통신부의 최소 동작 전압과 최대 동작 전압 사이에서 유지되도록 전력 제어를 수행하는 단계를 포함한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 자가 발전 또는 에너지 하베스팅이 가능한 비콘 시스템에서 직류/직류 변환기 없이도 일정한 전력을 공급, 충전 방전 제어, 급속 충전 및 방전 기능을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자가 발전이 가능한 스마트 비콘 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 일 실시예에 따른 비콘 송수신기의 기능을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 일 실시예에 따른 비콘 송수신기의 구성예를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 다른 일 실시예에 따른 비콘 송수신기의 구성예를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 또 다른 일 실시예에 따른 비콘 송수신기의 구성예를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 일 실시예에 따른 비콘 카드의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 다른 일 실시예에 따른 비콘 카드의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 일 실시예에 따른 압전 소자의 구성예를 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 일 실시예에 따른 비콘 송수신기의 구성예를 도시한 도면이다.
도 10은 도 9에 도시된 비콘 송수신기의 전력 제어 타이밍을 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 일 실시예에 따른 에너지 저장부의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 도 11에 도시된 에너지 저장부를 갖는 비콘 송수신기의 전력 제어 타이밍을 설명하기 위한 도면이다.
도 13은 및 도 14는 일 실시예에 따른 비콘 송수신기의 전력 제어 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 15는 다른 일 실시예에 따른 에너지 저장부의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 16은 다른 일실시예에 따른 비콘 송수신기의 구성예를 도시한 도면이다.
도 17은 도 16에 도시된 비콘 송수신기의 충전 및 통신 시간 제어 타이밍도를 나타낸다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자가 발전이 가능한 스마트 비콘 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 1을 참조하면, 스마트 비콘 시스템은 비콘 송수신기(110), 비콘 카드(120), 서버(130) 및 휴대용 단말(예를 들어, 스마트 단말)(140)을 포함한다.
비콘 송수신기(110)는 복수의 신호 핀을 포함하는 통신 커넥터와 연결되는 통신 커넥터 연결부를 포함한다.
비콘 송수신기(110)는 비콘 송수신 모드 또는 BLE 모드로 동작할 수 있다.
비콘 송수신기(110)는 상기 통신 커넥터 연결부로 입력되는 통신 신호를 전력으로 변환하고, 상기 전력을 에너지로 저장하여, 저장된 에너지를 통해 동작할 수 있다.
비콘 송수신기(110)는 도 2에 도시된 바와 같이 제1 연결 포트의 제1 핀 및 제2 핀을 통해 전력 및 데이터를 수신하고, 비콘 카드(120)로부터 카드 식별 정보를 수신하여 서버(130)로 전달할 수 있다.
도 2를 참조하면, 무선 통신 안테나를 구비하는 비콘 송수신기(110)는 컴퓨터 등이 연결될 수 있는 연결 포트 ①로부터 통신 데이터 및 전력을 수신할 수 있다. 이때, 통신과 전력공급을 하나의 포트에서 동시에 할 경우는 transformer, impedance matching회로 등이 추가 될 수 있다.
비콘 카드(120)는 비콘 송수신기(110)로부터 비콘 식별 정보를 수신하고, 상기 비콘 식별 정보에 대응하는 카드 식별 정보를 비콘 송수신기(110)에 전송할 수 있다.
예를 들어, 비콘 송수신기(110)의 커버리지는 30미터로 설정될 수 있고, 만일 안테나 이득등을 조절하는 경우 비콘 송수신기(110)의 커버리지는 3미터 이내로 설정될 수 도 있다. 비콘 송수신기(110)의 커버리지에 따라 다양한 응용 서비스가 제공될 수 있다. 예를 들어, 은행 창구에서, 창구 번호를 식별하기 위하여 비콘 송수신기(110)의 커버리지가 조절될 수 있다.
서버(130)는 비콘 식별 정보를 분석하여 기 설정된 서비스 정보를 휴대용 단말(140)로 전달할 수 있다.
휴대용 단말(140)은 서버(130)로부터 기 설정된 서비스 정보를 수신하고, 수신된 서비스 정보에 대응하는 어플리케이션을 실행할 수 있다.
예를 들어, 기 설정된 서비스 정보가 출결 관리에 관한 서비스인 경우 서비스 되는 서비스 어플리케이션은 출결 관리와 관련된 어플리케이션일 수 있다.
도 1에 도시된 스마트 비콘 시스템을 통해 학생증, 사원증, 숙박실설 정보 제공, 전시회/세미나 관련 정보 제공, 영화 티켓 관련 서비스, 고객 창구 서비스 및 주차 관리 서비스 등이 제공될 수 있다.
이와 같은 스마트 비콘 시스템은 반영구성(학생증, 사원증), 일회성(숙박시설, 전시회/세미나, 영화티켓) 및 반영구성 및 일회성이 가능한 서비스(고객 창구)로 구분될 수 도 있다.
스마트 비콘 시스템을 통해 제공 가능한 서비스를 정리하면, [표 1]과 같이 나타낼 수 있다.
[표 1]
Figure pat00001
도 3은 일 실시예에 따른 비콘 송수신기의 구성예를 설명하기 위한 도면이다.
도 3을 참조하면, 일 실시예에 따른 비콘 송수신기는 통신 커넥터 연결부(310), 전력 변환부(320), 에너지 저장부(330) 및 통신부(340)를 포함한다.
통신 커넥터 연결부(310)는 복수의 신호 핀을 포함하는 통신 커넥터와 연결된다. 예를 들어, 통신 커넥터 연결부(310)는 RJ-45 커넥터를 삽입하기 위한 포트를 포함할 수 있다.
통신 커넥터 연결부(310)는 네트워크 장치 또는 통신 커넥터 콘센트와 제1 통신 커넥터를 통해 연결되는 제1 연결 포트(311) 및 상기 네트워크 장치 또는 통신 커넥터 콘센트와 제2 통신 커넥터를 통해 연결되는 제2 연결 포트(313)를 포함할 수 있다.
이때, 제1 연결 포트(311)는 상기 호스트 장치와 데이터 통신에 사용되고, 상기 제2 연결 포트(313)는 상기 전력 변환부에 연결되어 전력 공급에 사용될 수 있다.
전력 변환부(320)는 통신 커넥터 연결부(310)로 입력되는 통신 신호를 전원으로 변환한다. 이때, 통신 신호는 스위치 또는 허브 등에 공급되는 랜신호일 수 있다.
전력 변환부(320)는 통신 커넥터의 복수의 핀 각각의 신호 레벨을 검출하고, 상기 복수의 핀 각각의 신호 레벨 중 가장 높은 신호 레벨을 갖는 핀의 출력 신호를 전원으로 변환할 수 도 있다.
에너지 저장부(330)는 전력 변환부(320)에서 출력되는 전력을 저장한다. 에너지 저장부(330)는 예를 들어, 배터리 또는 캐패시터를 포함할 수 있다.
통신부(340)는 통신 커넥터 연결부(320)를 통해 호스트 장치와 데이터 통신을 수행하고, 적어도 하나의 비콘 카드와 무선 통신을 수행한다.
예를 들어, 통신부(340)는 비콘 단말과 무선 통신을 통해 비콘 서비스를 제공할 수 도 있다.
통신부(340)는 이웃 비콘 송수신 장치와 무선으로 데이터 통신을 수행하고, 이웃 비콘 송수신 장치에서 수집된 센싱 데이터를 수신하여 상기 호스트 장치로 전달할 수 있다.
따라서, 비콘 송수신기가 복수로 구비되는 경우 비콘 송수신 장치들은 데이터 통신을 위한 메시 네트워크 또는 ad-hoc 네트워크를 구성할 수 있다.
비콘 송수신기는 전체적인 동작을 제어하는 제어부(350)를 더 포함할 수 있다.
제어부(350)는 통신 커넥터 연결부(310)를 통한 데이터 송수신 타이밍을 감지하고, 상기 데이터 송수신 타이밍에 기초하여 상기 전력 변환부의 동작 타이밍을 제어할 수 있다.
예를 들어, 제어부(350)는 상기 데이터 송수신 타이밍을 제외한 구간에서 상기 통신 신호를 전원으로 변환하도록 상기 전력 변환부(320)를 제어할 수 있다.
따라서, 데이터 통신을 위한 신호의 손실 없이, 에너지를 축적하는 것이 가능하다.
제어부(350)는 데이터 송수신 타이밍에 기초하여 전력변환부(320)의 전력 변환을 제어할 수 도 있다.
예를 들어, 전력 변환부(320)는 통신 커넥터 연결부(310)를 통해 데이터를 송신하는 경우 상기 복수의 핀 중 데이터 수신용 핀에서 출력되는 통신 신호를 전원으로 변환하고, 상기 통신 커넥터 연결부(310)를 통해 데이터를 수신하는 경우 상기 복수의 핀 중 데이터 송신용 핀에서 출력되는 통신 신호를 전원으로 변환할 수 있다.
도 4는 다른 일 실시예에 따른 비콘 송수신기의 구성예를 설명하기 위한 도면이다. 도 5는 또 다른 일 실시예에 따른 비콘 송수신기의 구성예를 설명하기 위한 도면이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 비콘 송수신기는 도 3의 구성과 유사하게, RJ 45 출력단 internet signal 신호를 DC신호로 변환하기 위한 정류기, 정류기 출력단 DC출력신호를 저장하고 통신전력에 필요한 전력을 수집하기 위한 Energy storage를 포함할 수 있다.
또한, 도 4를 참조하면, 비교기 및 스위치는 Energy Storage에 통신전력으로 사용 가능한 전력이 저장되는지를 비교기에서 저장 전압을 비교하여 사용 가능한 에너지가 검출되면 스위치가 온(On) 되도록 설정될 수 있다.
도 6은 일 실시예에 따른 비콘 카드의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 6을 참조하면, 비콘 카드는 복수의 압전소자를 포함하고, 압전소자와 병렬로 접속된 저항과 커패시터 전압을 가진 전하 생성기를 통해 압전 소자에서 발생된 에너지를 정류하여 에너지를 저장할 수 있다.
이때, 압전소자는 단결정, 다결정 박만, 고분자, 복합 재료 BaTiO3, PZT (Pb,Zr,Ti), ZnO 등으로 구성될 수 있다.
도 7은 다른 일 실시예에 따른 비콘 카드의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 7을 참조하면, 비콘 카드는 6개의 압전 소자를 포함하고 정류기를 통해 에너지를 저장할 수 있다.
도 8은 일 실시예에 따른 압전 소자의 구성예를 설명하기 위한 도면이다.
도 8을 참조하면, 비콘 카드는 (A)에 도시된 바와 같이, 고정체(810) 및 복수 개의 압전 소자를 포함할 수 있다.
고정체(810)는 일단이 고정되고, 복수 개의 압전 소자는 일정한 길이(length) 및 간격(interval)을 갖고, 서로 상이한 두께(thickness)를 가지며, 고정체의 일면 상에 연장된 상태로 배치될 수 있다.
복수 개의 압전 소자는 다중 주파수 범위에서 다중 진동 주파수를 검출하고, 검출된 다중 진동 주파수에 의해 발생되는 에너지를 인출할 수 있다.
또한, 복수 개의 압전 소자는 각각 서로 진동 주파수에 반응할 수 있기 때문에, 다중 진동 주파수 범위에서 진동을 검출할 수 있다.
압전 소자(820)는 압전체(821), 상부 전극(822) 및 하부 전극(823)을 포함할 수 있고, 압전 소자(820)는 압전체(821) 상부 상에 상부 전극(822)이 배치되고, 압전체(821) 하부 상에 하부 전극(823)이 배치되는 것을 특징으로 할 수 있다.
여기서, 압전체(821)는 진동을 에너지로 변환할 수 있고, 상부 전극(822) 및 하부 전극(823)은 변환된 에너지를 인출할 수 있다.
도 8의 (B)를 참조하면, 비콘 카드는 (A)에 도시된 바와 같이, 고정체 및 복수 개의 압전 소자를 포함할 수 있다.
보다 상세하게는, (B)에서 고정체는 일단이 고정되고, 복수 개의 압전 소자는 일정한 두께 및 간격을 갖고, 서로 상이한 길이를 가지며, 고정체의 일면 상에 연장된 상태로 배치될 수 있다.
실시예에 따르면, (B)에 도시된 구조는 다중 진동 주파수에 의한 에너지의 용량을 증대시키기 위하여 적층 구조 또는 선정된 간격으로 배치되는 겹겹의 층 구조를 적용할 수 있다.
도 8을 참조하면, 비콘 카드는 제1 진동 주파수를 제1 에너지로 변환하고, 상기 변환된 제1 에너지를 인출하는 제1 압전 세트와, 제2 진동 주파수를 제2 에너지로 변환하고, 상기 변환된 제2 에너지를 인출하는 제2 압전 세트 및 상기 제1 압전 세트와 제2 압전 세트 간의 간섭을 제거하는 지지체를 포함할 수 있다.
도 9는 일 실시예에 따른 비콘 송수신기의 구성예를 도시한 도면이다.
도 9에 도시된 실시예는 DC/DC 컨터버 없이도 일정한 전력을 통신을 위한 전력으로 공급할 수 있는 비콘 송수신기의 구성을 나타낸다.
도 9를 참조하면, 비콘 송수신기는 에너지 하베스팅부(910), 전력 변환부(920), 에너지 저장부(930), 통신부(940) 및 제어부(950)를 포함한다.
에너지 하베스팅부(910)는 통신커넥터 연결부(도시되지 않음)를 포함할 수 있다. 이때, 통신 커넥터 연결부는 복수의 신호 핀을 포함하는 통신 커넥터와 연결될 수 있다.
전력 변환부(920)는 정류 회로를 포함할 수 있고, 통신 커넥터 연결부로 입력되는 통신 신호를 전원으로 변환할 수 있다.
에너지 저장부(930)는 전력 변환부에서 출력되는 전력을 저장한다.
통신부(940)는 비콘을 송수신한다.
제어부(950)는 상기 에너지 저장부(930)로부터 상기 통신부(940)에 공급되는 전력량을 모니터링하고, 상기 통신부(940)로 공급되는 전압이 상기 통신부(940)의 최소 동작 전압과 최대 동작 전압 사이에서 유지되도록 상기 통신부(940)의 동작을 제어한다.
이때, 제어부(950)는 상기 통신부(940)가 슬립 모드인 경우 상기 통신부(940)에 공급되는 전압이 상기 최대 동작 전압에 일정 값 이내로 근접하면 널(null) 신호를 출력하도록 상기 통신부(940)를 제어할 수 있다.
따라서, 일정 전압을 통신 회로에 공급하기 위한 DC/DC 컨버터 없이도 충전 및 방전 제어를 통해 일전한 전력 공급을 제어할 수 있다.
도 10은 도 9에 도시된 비콘 송수신기의 전력 제어 타이밍을 설명하기 위한 도면이다.
도 10을 참조하면, 전압 축의 Max는 통신부 충전 전압의 최대 전압 값을 의미하고, Ref는 통신부 동작 기준 전압값을 의미하고, Min은 통신부 동작에 필요한 최소 전압 값을 의미한다.
또한, 통신 모드는 비콘 송수신을 수행하는 통신 모드 및 대기 상태인 슬립 모드를 포함한다. 이때, 일 실시예에 따른 비콘 송수신기는 비콘을 송수신하지 않는 슬립 모드에서도 Ref 이상의 전압이 통신부로 공급되는 경우 널 신호를 출력함으로써 일정한 전력이 유지되도록 통신부를 제어할 수 있다.
도 11은 일 실시예에 따른 에너지 저장부의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 11을 참조하면, 에너지 저장부는 전력을 저장하는 스토리지 회로(1131) 슬립 모드에서 상기 통신부(940)로 제공되는 전압을 차단하는 스위치부(1133) 및 상기 슬립 모드에서 상기 스토리지 회로(1131)에 급속 충전을 제공하기 위한 급속 충전 부하부(1135)를 포함할 수 있다.
이때, 급속 충전 부하부(1135)는 AC/DC 컨버터로부터 스토리지 회로(1131)에 충전이 빠르게 유도되도록 하기 위한 저항으로 구성될 수 있다.
급속 충전을 통해 충전 시간을 단축하고 실시간으로 비콘 송수신을 수행할 수 있다.
이때, 급속 충전 부하부(1135)가 구비되는 경우 전력 제어 타이밍은 도 12와 같이 도시될 수 있다.
이때, 전력 제어는 도 10에서와 달리 통신부에 공급되는 전압이 Min 값 이상으로 되는 경우 널 신호를 출력할 수 있다.
한편, 비콘 송수신기의 비콘 송신 타이밍을 도 10 또는 도 12에 도시된 타이밍으로 설정할 수 도 있다. 다시 말해, 일정한 전력을 제어하기 위한 용도로 널 신호를 출력할 수 도 있지만, 비콘 카드 등과 비콘을 송수신하기 위한 타이밍을 에너지 저장부의 충전 타이밍에 맞춰 설정할 수 도 있다.
예를 들어, 비콘 송수신기는 도 12의 스토리지 회로에 충전되는 충전을 시작하고 Min 값 이상 충전되는 경우 널 신호를 출력하도록 통신부를 제어하는 동작을 수 주기 정도 반복 하여 'switch On' 주기와 'switch Off' 주기를 측정할 수 있다.
측정된 'switch On' 주기와 'switch Off' 주기에 기초하여 'switch Off' 주기를 주변의 비콘 송수신기들(예를 들어 비콘 카드)로 전송하고, 'switch Off' 주기에서 주변의 비콘 송수신기들이 활성화 되어 비콘을 송수신하도록 통신 타이밍 정보를 송신할 수 도 있다.
도 13은 및 도 14는 일 실시예에 따른 비콘 송수신기의 전력 제어 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 13 및 도 14를 참조하면, 통신 모드(액티브 모드)에 따라 충전 및 방전되는 전압이 제어될 수 있음을 나타낸다.
도 15는 다른 일 실시예에 따른 에너지 저장부의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 15를 참조하면, 에너지 저장부는 전력을 저장하는 스토리지 회로(1531), 상기 스토리지 회로(1531)에 충전되는 전압을 기준 전압과 비교하는 비교부(1533) 및 제어부(950)의 제어에 따라 스위칭되는 스위치부(1535)를 포함할 수 있다.
이때, 제어부(950)는 스토리지 회로(1531)에 충전되는 전압이 기준 전압(예를 들어, 도 10의 Ref 또는 도 12의 Min) 이상이 되면 상기 스토리지 회로(1531)와 상기 통신부(940)가 연결되도록 상기 스위치부(1535)를 제어하고, 상기 스토리지 회로(1531)에 충전되는 전압이 상기 기준 전압 보다 낮아지면 상기 스위치부(1535)를 오프 시킬 수 있다.
스위치부(1535)가 물리적으로 오프되면, 도 14의 'Output off'와 같이 통신부로의 전력 공급은 차단된다.
일 실시예에 따른 비콘 송수신기 제어 방법은 복수의 신호 핀을 포함하는 통신 커넥터와 연결되는 통신 커넥터 연결부로 입력되는 통신 신호를 전원으로 변환하는 단계와, 상기 전력 변환부에서 출력되는 전력을 저장하는 단계 및 에너지 저장부로부터 통신부에 공급되는 전력량을 모니터링하고, 상기 통신부에 공급되는 전압이 상기 통신부의 최소 동작 전압과 최대 동작 전압 사이에서 유지되도록 전력 제어를 수행하는 단계를 포함할 수 있다.
도 16은 다른 일실시예에 따른 비콘 송수신기의 구성예를 도시한 도면이다.
도 17은 도 16에 도시된 비콘 송수신기의 충전 및 통신 시간 제어 타이밍도를 나타낸다.
도 16을 참조하면, 비콘 송수신기는 통신 커넥터 연결부(1610), 제1전력변환부(1621), 제1저장부(1631), 제1스위치, 통신부(1640), 제2전력변환부(1623), 제2저장부(1633) 및 제2스위치를 포함한다.
도 16에 도시된 비콘 송수신기는 전반적인 동작을 제어하기 위한 제어부(도시되지 않음)를 더 포함할 수 있다.
제1전력변환부(1621)는 통신 커넥터 연결부(1610)의 제1핀과 제2핀을 통해 입력되는 통신 신호를 전원으로 변환한다. 이때, 제1핀과 제2핀은 예들들어 RJ45 단자의 1번핀과 2번 핀일 수 있다.
제2전력변환부(1623)는 통신 커넥터 연결부(1610)의 제2핀과 제3핀을 통해 입력되는 통신 신호를 전원으로 변환한다. 이때, 제2핀과 제3핀은 예들들어 RJ45 단자의 2번핀과 5번 핀일 수 있다.
제1스위치와 제2스위치는 각각 제1저장부(1631)와 통신부(1640) 사이, 제2저장부(1633)와 통신부(1640) 사이에 구비될 수 있다.
이때, 제1저장부(1631)와 제2저장부(1633)는 각각 에너지를 저장하기 위한 커패시터를 포함할 수 있다.
이때, 제1스위치 및 제2스위치는 교대로 온오프 되도록 제어되되, 상기 제1스위치는 상기 제2스위치가 온 된 후 기 설정된 시간 이후 오프되고, 상기 제2스위치는 상기 제1스위치가 온 된 후 기 설정된 시간 이후 오프되고, 상기 통신부(1640)는 상기 제1스위치 또는 상기 제2스위치가 온된 시간 구간 동안 통신을 수행한다.
도 17을 참조하면, 제1스위치가 온인 구간에서 통신이 이루어질 수 있고, 제1스위치가 오프인 구간에서 제1저장부에 충전이 이루어질 수 있다. 마찬가지로 제2스위치가 온인 구간에서 통신이 이루어질 수 있고, 제2스위치가 오프인 구간에서 제2저장부에 충전이 이루어질 수 있다.
따라서, 통신부(1640)는 어느 하나의 저장부와 연결이 끊긴 상태에서도 통신을 수행할 수 있고, 안정적으로 통신을 수행할 수 있다.
이상에서 설명된 장치는 하드웨어 구성요소, 소프트웨어 구성요소, 및/또는 하드웨어 구성요소 및 소프트웨어 구성요소의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 실시예들에서 설명된 장치 및 구성요소는, 예를 들어, 프로세서, 콘트롤러, ALU(arithmetic logic unit), 디지털 신호 프로세서(digital signal processor), 마이크로컴퓨터, FPA(field programmable array), PLU(programmable logic unit), 마이크로프로세서, 또는 명령(instruction)을 실행하고 응답할 수 있는 다른 어떠한 장치와 같이, 하나 이상의 범용 컴퓨터 또는 특수 목적 컴퓨터를 이용하여 구현될 수 있다. 처리 장치는 운영 체제(OS) 및 상기 운영 체제 상에서 수행되는 하나 이상의 소프트웨어 애플리케이션을 수행할 수 있다. 또한, 처리 장치는 소프트웨어의 실행에 응답하여, 데이터를 접근, 저장, 조작, 처리 및 생성할 수도 있다. 이해의 편의를 위하여, 처리 장치는 하나가 사용되는 것으로 설명된 경우도 있지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는, 처리 장치가 복수 개의 처리 요소(processing element) 및/또는 복수 유형의 처리 요소를 포함할 수 있음을 알 수 있다. 예를 들어, 처리 장치는 복수 개의 프로세서 또는 하나의 프로세서 및 하나의 콘트롤러를 포함할 수 있다. 또한, 병렬 프로세서(parallel processor)와 같은, 다른 처리 구성(processing configuration)도 가능하다.
소프트웨어는 컴퓨터 프로그램(computer program), 코드(code), 명령(instruction), 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 포함할 수 있으며, 원하는 대로 동작하도록 처리 장치를 구성하거나 독립적으로 또는 결합적으로(collectively) 처리 장치를 명령할 수 있다. 소프트웨어 및/또는 데이터는, 처리 장치에 의하여 해석되거나 처리 장치에 명령 또는 데이터를 제공하기 위하여, 어떤 유형의 기계, 구성요소(component), 물리적 장치, 가상 장치(virtual equipment), 컴퓨터 저장 매체 또는 장치, 또는 전송되는 신호 파(signal wave)에 영구적으로, 또는 일시적으로 구체화(embody)될 수 있다. 소프트웨어는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템 상에 분산되어서, 분산된 방법으로 저장되거나 실행될 수도 있다. 소프트웨어 및 데이터는 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 저장될 수 있다.
실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.

Claims (7)

  1. 비콘 시스템의 비콘 송수신기에 있어서,
    복수의 신호 핀을 포함하는 통신 커넥터와 연결되는 통신 커넥터 연결부;
    상기 통신 커넥터 연결부로 입력되는 통신 신호를 전원으로 변환하는 전력 변환부;
    상기 전력 변환부에서 출력되는 전력을 저장하는 에너지 저장부;
    비콘을 송수신하는 통신부; 및
    상기 에너지 저장부로부터 상기 통신부에 공급되는 전력량을 모니터링하고, 상기 통신부로 공급되는 전압이 상기 통신부의 최소 동작 전압과 최대 동작 전압 사이에서 유지되도록 상기 통신부의 동작을 제어하는 제어부
    를 포함하는 비콘 송수신기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 통신부가 슬립 모드인 경우 상기 통신부에 공급되는 전압이 상기 최대 동작 전압에 일정 값 이내로 근접하면 널(null) 신호를 출력하도록 상기 통신부를 제어하는
    비콘 송수신기.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 에너지 저장부는,
    전력을 저장하는 스토리지 회로;
    슬립 모드에서 상기 통신부로 제공되는 전압을 차단하는 스위치부; 및
    상기 슬립 모드에서 상기 스토리지 회로에 급속 충전을 제공하기 위한 급속 충전 부하부를 포함하고,
    상기 스위치부는 상기 슬립 모드에서 상기 스토리지 회로와 상기 급속 충전 부하를 연결하고, 상기 통신부의 액티브 모드에서 상기 스토리지 회로와 상기 통신부를 연결하는
    비콘 송수신기.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 에너지 저장부는,
    전력을 저장하는 스토리지 회로;
    상기 스토리지 회로에 충전되는 전압을 기준 전압과 비교하는 비교부; 및
    상기 제어부의 제어에 따라 스위칭되는 스위치부를 포함하고
    상기 제어부는 상기 스토리지 회로에 충전되는 전압이 기준 전압 이상이 되면 상기 스토리지 회로와 상기 통신부가 연결되도록 상기 스위치부를 제어하고, 상기 스토리지 회로에 충전되는 전압이 상기 기준 전압 보다 낮아지면 상기 스위치부를 오프 시키는 것을 특징으로 하는
    비콘 송수신기.
  5. 복수의 신호 핀을 포함하는 통신 커넥터와 연결되는 통신 커넥터 연결부;
    상기 통신 커넥터 연결부의 제1핀과 제2핀을 통해 입력되는 통신 신호를 전원으로 변환하는 제1전력변환부;
    상기 제1전력변환부에서 출력되는 전력을 저장하는 제1저장부;
    상기 통신 커넥터 연결부의 상기 제2핀과 제3핀을 통해 입력되는 통신 신호를 전원으로 변환하는 제2전력변환부;
    상기 제2 전력변환부에서 출력되는 전력을 저장하는 제1저장부;
    비콘을 송수신하는 통신부;
    상기 제1저장부와 상기 통신부 사이에 위치하는 제1스위치; 및
    상기 제2저장부와 상기 통신부 사이에 위치하는 제2스위치를 포함하되,
    상기 제1스위치 및 제2스위치는 교대로 온오프 되도록 제어되되, 상기 제1스위치는 상기 제2스위치가 온 된 후 기 설정된 시간 이후 오프되고, 상기 제2스위치는 상기 제1스위치가 온 된 후 기 설정된 시간 이후 오프되고, 상기 통신부는 상기 제1스위치 또는 상기 제2스위치가 온된 시간 구간 동안 통신을 수행하는
    비콘 송수신기.
  6. 비콘 시스템의 비콘 송수신기 제어 방법에 있어서,
    복수의 신호 핀을 포함하는 통신 커넥터와 연결되는 통신 커넥터 연결부로 입력되는 통신 신호를 전원으로 변환하는 단계;
    상기 전력 변환부에서 출력되는 전력을 저장하는 단계; 및
    에너지 저장부로부터 통신부에 공급되는 전력량을 모니터링하고, 상기 통신부에 공급되는 전압이 상기 통신부의 최소 동작 전압과 최대 동작 전압 사이에서 유지되도록 전력 제어를 수행하는 단계
    를 포함하는 비콘 송수신기의 제어 방법.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 전력 제어를 수행하는 단계는,
    상기 통신부가 슬립 모드인 경우 상기 통신부에 충전되는 전압이 상기 최대 동작 전압에 일정 값 이내로 근접하면 널(null) 신호를 출력하도록 상기 통신부를 제어하는 것을 특징으로 하는
    비콘 송수신기의 제어 방법.
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