KR20180103424A - 무선 충전 시스템에서 충전 전력 전송의 스케줄링을 위한 장치 및 그 제어 방법 - Google Patents

무선 충전 시스템에서 충전 전력 전송의 스케줄링을 위한 장치 및 그 제어 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 4G 시스템 이후 보다 높은 데이터 전송률을 지원하기 위한 5G 통신 시스템을 IoT 기술과 융합하는 통신 기법 및 그 시스템에 관한 것이다. 본 발명은 5G 통신 기술 및 IoT 관련 기술을 기반으로 지능형 서비스 (예를 들어, 스마트 홈, 스마트 빌딩, 스마트 시티, 스마트 카 혹은 커넥티드 카, 헬스 케어, 디지털 교육, 소매업, 보안 및 안전 관련 서비스 등)에 적용될 수 있다. 또한 본 발명은 무선으로 충전 전력을 전송할 수 있는 전력 전송 장치가 복수개 존재하는 경우, 충전효율을 향상시키기 위하여 각 전력 전송 장치의 전력 전송을 스케줄링 하는 방법을 제공한다.

Description

무선 충전 시스템에서 충전 전력 전송의 스케줄링을 위한 장치 및 그 제어 방법{APPARATUS AND METHOD FOR SCHEDULING TRANSMISSION OF CHARGING POWER IN WIRELESS CHARGING SYSTEM}
본 발명은 무선 충전 시스템에서, 충전 전력 전송의 스케줄링을 위한 장치 및 그 제어방법에 관한 것으로, 구체적으로 전력 관리 장치를 통해 전력 전송 장치의 전력 전송을 스케줄링하는 방법 및 장치를 제공한다.
4G 통신 시스템 상용화 이후 증가 추세에 있는 무선 데이터 트래픽 수요를 충족시키기 위해, 개선된 5G 통신 시스템 또는 pre-5G 통신 시스템을 개발하기 위한 노력이 이루어지고 있다. 이러한 이유로, 5G 통신 시스템 또는 pre-5G 통신 시스템은 4G 네트워크 이후 (Beyond 4G Network) 통신 시스템 또는 LTE 시스템 이후 (Post LTE) 이후의 시스템이라 불리어지고 있다. 높은 데이터 전송률을 달성하기 위해, 5G 통신 시스템은 초고주파(mmWave) 대역 (예를 들어, 60기가(60GHz) 대역과 같은)에서의 구현이 고려되고 있다. 초고주파 대역에서의 전파의 경로손실 완화 및 전파의 전달 거리를 증가시키기 위해, 5G 통신 시스템에서는 빔포밍(beamforming), 거대 배열 다중 입출력(massive MIMO), 전차원 다중입출력(Full Dimensional MIMO: FD-MIMO), 어레이 안테나(array antenna), 아날로그 빔형성(analog beam-forming), 및 대규모 안테나 (large scale antenna) 기술들이 논의되고 있다. 또한 시스템의 네트워크 개선을 위해, 5G 통신 시스템에서는 진화된 소형 셀, 개선된 소형 셀 (advanced small cell), 클라우드 무선 액세스 네트워크 (cloud radio access network: cloud RAN), 초고밀도 네트워크 (ultra-dense network), 기기 간 통신 (Device to Device communication: D2D), 무선 백홀 (wireless backhaul), 이동 네트워크 (moving network), 협력 통신 (cooperative communication), CoMP (Coordinated Multi-Points), 및 수신 간섭제거 (interference cancellation) 등의 기술 개발이 이루어지고 있다. 이 밖에도, 5G 시스템에서는 진보된 코딩 변조(Advanced Coding Modulation: ACM) 방식인 FQAM (Hybrid FSK and QAM Modulation) 및 SWSC (Sliding Window Superposition Coding)과, 진보된 접속 기술인 FBMC(Filter Bank Multi Carrier), NOMA(non orthogonal multiple access), 및SCMA(sparse code multiple access) 등이 개발되고 있다.
한편, 인터넷은 인간이 정보를 생성하고 소비하는 인간 중심의 연결 망에서, 사물 등 분산된 구성 요소들 간에 정보를 주고 받아 처리하는 IoT(Internet of Things, 사물인터넷) 망으로 진화하고 있다. 클라우드 서버 등과의 연결을 통한 빅데이터(Big data) 처리 기술 등이 IoT 기술에 결합된 IoE (Internet of Everything) 기술도 대두되고 있다. IoT를 구현하기 위해서, 센싱 기술, 유무선 통신 및 네트워크 인프라, 서비스 인터페이스 기술, 및 보안 기술과 같은 기술 요소 들이 요구되어, 최근에는 사물간의 연결을 위한 센서 네트워크(sensor network), 사물 통신(Machine to Machine, M2M), MTC(Machine Type Communication)등의 기술이 연구되고 있다. IoT 환경에서는 연결된 사물들에서 생성된 데이터를 수집, 분석하여 인간의 삶에 새로운 가치를 창출하는 지능형 IT(Internet Technology) 서비스가 제공될 수 있다. IoT는 기존의 IT(information technology)기술과 다양한 산업 간의 융합 및 복합을 통하여 스마트홈, 스마트 빌딩, 스마트 시티, 스마트 카 혹은 커넥티드 카, 스마트 그리드, 헬스 케어, 스마트 가전, 첨단의료서비스 등의 분야에 응용될 수 있다.
이에, 5G 통신 시스템을 IoT 망에 적용하기 위한 다양한 시도들이 이루어지고 있다. 예를 들어, 센서 네트워크(sensor network), 사물 통신(Machine to Machine, M2M), MTC(Machine Type Communication)등의 기술이 5G 통신 기술인 빔 포밍, MIMO, 및 어레이 안테나 등의 기법에 의해 구현되고 있는 것이다. 앞서 설명한 빅데이터 처리 기술로써 클라우드 무선 액세스 네트워크(cloud RAN)가 적용되는 것도 5G 기술과 IoT 기술 융합의 일 예라고 할 수 있을 것이다.
IoT 서비스의 본격적인 도래로 인해, 다양한 기기들을 하나의 싱글 네트워크로 연계하여 서비스를 실현하고자 하는 기술들이 소개되고 있다. IoT는 모든 네트워크 기반 기기들이 서로 끊김없이 연결되는 기술로, 다양한 IoT 서비스 분야에 요구되는 기술이다.
이러한 IoT 서비스의 실현을 위해 다양한 웨어러블(wearable) 기기들이 시장에 소개되고 있다. 대표적인 웨어러블 기기의 형태로 스마트 워치(smart watch) 형태의 기기와 HMD(Head-Mounted Display) 장치 등이 있다.
웨어러블 기기를 활용한 다양한 IoT 서비스 연구들이 소개되고 있으며, 대표적인 적용 분야로 가전 기기 제어 서비스를 적용한 스마트 빌딩환경에서의 빌딩 관리 시스템 적용 분야가 있다. 또한, 무선 센서 네트워크를 활용하여, 다양한 주변환경 정보에 대해 정보를 수집하는 기술을 이용해, 빌딩의 운영관리에 활용되는 기술 역시 상기 빌딩 관리 시스템 적용 분야에 포함시킬 수 있다.
본 발명은 무선으로 충전 전력을 전송할 수 있는 전력 전송 장치가 복수개 존재하는 경우, 충전효율을 향상시키기 위하여 전력 관리 장치를 통해 각 전력 전송 장치의 전력 전송을 스케줄링 하는 방법을 제공한다.
본 발명은 적어도 하나의 전력 전송 장치로부터, 상기 각 전력 전송 장치의 상태정보를 수신하는 단계; 상기 상태정보에 기반하여 상기 각 전력 전송 장치에 대한 전력 전송을 스케줄링하는 단계; 및 상기 스케줄링에 기반하여 상기 각 전력 전송 장치로 무선으로 전력을 전송하는 단계;를 포함하는 무선 충전 시스템에서 전력 관리 장치의 스케줄링 방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 적어도 하나의 전력 전송 장치로부터, 상기 각 전력 전송 장치의 상태정보를 수신하고, 상기 각 전력 전송 장치로 전력을 무선으로 전송하는 전력 관리 장치 송수신부; 및 상기 상태정보에 기반하여 상기 각 전력 전송 장치에 대한 전력 전송을 스케줄링 하는 전력 관리 장치 제어부;를 포함하는 무선 충전 시스템에서 전력 관리 장치를 제공한다.
또한, 본 발명은 전력 관리 장치로 상기 전력 전송 장치의 상태정보를 전송하는 단계; 상기 상태정보에 기반하여 결정된 전력 전송 스케줄링에 따라 상기 전력 관리 장치로부터 전력을 무선으로 수신하는 단계; 및 상기 전력 관리 장치로부터 수신되는 전력에 기반하여 충전대상장치로 전력을 무선으로 전송하는 단계;를 포함하는 무선 충전 시스템에서 전력 전송 장치의 전력 전송 방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 전력 관리 장치로 상기 전력 전송 장치의 상태정보를 전송하고, 상기 상태정보에 기반하여 결정된 전력 전송 스케줄링에 따라 상기 전력 관리 장치로부터 전력을 무선으로 수신하며, 상기 전력 관리 장치로부터 수신되는 전력에 기반하여 충전대상장치로 전력을 무선으로 전송하는 전력 전송 장치 송수신부; 및 상기 전력 관리 장치로부터 수신되는 전력을 저장하는 전력 전송 장치 전력저장부;를 포함하는 무선 충전 시스템에서 전력 전송 장치를 제공한다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 전력 관리 장치를 통해 각 전력 전송 장치의 잔여전력을 고려한 충전 스케줄링이 가능해지므로 충전효율이 향상될 수 있을 뿐만 아니라, 무선충전 시스템의 편의성이 증대할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 무선 충전 시스템의 구성을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명에 따라 전력 관리 장치가 전력 스케줄링을 수행하는 경우, 전력 관리 장치가 전력을 전송하는 과정을 나타낸 순서도이다.
도 3은 본 발명에 따라 전력 관리 장치가 업데이트 하는 과정을 나타낸 순서도이다.
도 4는 본 발명에 따라 전력 관리 장치가 각 전력 전송 장치를 스케줄링 하는 과정을 나타낸 순서도이다.
도 5는 본 발명에 따라 각 전력 전송 장치의 소비전력을 결정하는 방법의 일실시예를 나타낸 그래프이다.
도 6은 본 발명에 따라 전력 전송 장치가 전력을 전송하는 과정을 나타낸 순서도이다.
도 7은 본 발명에 따라 전력 관리 장치와 전력 전송 장치간 전송 또는 수신 되는 전력과 신호를 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명에 따른 전력 관리 장치의 구성을 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명에 따른 전력 전송 장치의 구성을 나타낸 도면이다.
도 10은 본 발명에 따른 단말의 구성을 나타낸 도면이다.
도 11, 12는 본 발명에 따라 전력 관리 장치와 전력 전송 장치가 통합 제어되는 시스템을 나타낸 도면이다.
도 13는 본 발명에 따라 단말에 표시되는 전력 전송 장치의 잔여전력을 나타낸 도면이다.
실시 예를 설명함에 있어서 본 발명이 속하는 기술 분야에 익히 알려져 있고 본 발명과 직접적으로 관련이 없는 기술 내용에 대해서는 설명을 생략한다. 이는 불필요한 설명을 생략함으로써 본 발명의 요지를 흐리지 않고 더욱 명확히 전달하기 위함이다.
마찬가지 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 개략적으로 도시되었다. 또한, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것이 아니다. 각 도면에서 동일한 또는 대응하는 구성요소에는 동일한 참조 번호를 부여하였다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
이 때, 처리 흐름도 도면들의 각 블록과 흐름도 도면들의 조합들은 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들에 의해 수행될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 범용 컴퓨터, 특수용 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서에 탑재될 수 있으므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서를 통해 수행되는 그 인스트럭션들이 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능들을 수행하는 수단을 생성하게 된다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 특정 방식으로 기능을 구현하기 위해 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 지향할 수 있는 컴퓨터 이용 가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장되는 것도 가능하므로, 그 컴퓨터 이용가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장된 인스트럭션들은 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능을 수행하는 인스트럭션 수단을 내포하는 제조 품목을 생산하는 것도 가능하다. 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에 탑재되는 것도 가능하므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에서 일련의 동작 단계들이 수행되어 컴퓨터로 실행되는 프로세스를 생성해서 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 수행하는 인스트럭션들은 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능들을 실행하기 위한 단계들을 제공하는 것도 가능하다.
또한, 각 블록은 특정된 논리적 기능(들)을 실행하기 위한 하나 이상의 실행 가능한 인스트럭션들을 포함하는 모듈, 세그먼트 또는 코드의 일부를 나타낼 수 있다. 또, 몇 가지 대체 실행 예들에서는 블록들에서 언급된 기능들이 순서를 벗어나서 발생하는 것도 가능함을 주목해야 한다. 예컨대, 잇달아 도시되어 있는 두 개의 블록들은 사실 실질적으로 동시에 수행되는 것도 가능하고 또는 그 블록들이 때때로 해당하는 기능에 따라 역순으로 수행되는 것도 가능하다.
이 때, 본 실시 예에서 사용되는 '~부'라는 용어는 소프트웨어 또는 FPGA또는 ASIC과 같은 하드웨어 구성요소를 의미하며, '~부'는 어떤 역할들을 수행한다. 그렇지만 '~부'는 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니다. '~부'는 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다. 따라서, 일 예로서 '~부'는 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성요소들과 같은 구성요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들, 및 변수들을 포함한다. 구성요소들과 '~부'들 안에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소들 및 '~부'들로 결합되거나 추가적인 구성요소들과 '~부'들로 더 분리될 수 있다. 뿐만 아니라, 구성요소들 및 '~부'들은 디바이스 또는 보안 멀티미디어카드 내의 하나 또는 그 이상의 CPU들을 재생시키도록 구현될 수도 있다. 또한 실시 예에서 '~부'는 하나 이상의 프로세서를 포함할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 무선 충전 시스템의 구성을 나타낸 도면이다.
본 발명에 따를 경우 적어도 하나의 전력 전송 장치는 전력 관리 장치에 의하여 전력 전송 스케줄링이 결정될 수 있다. 도 1은 이와 같은 스케줄링을 위한 무선 충전 시스템의 구성을 나타낸 것으로, 무선 충전 시스템은 전력 관리 장치(100), 복수개의 전력 전송 장치(111, 113, 115, …) 하나의 충전대상장치(120)를 포함한다.
즉, 본 발명은 전력 관리 장치(100)를 통해 충전대상장치(120)로 충전 전력을 전송할 수 있는 복수개의 전력 전송 장치(111, 113, 115, …)의 전력 전송을 스케줄링 하는 방법을 개시한다.
종래기술에 따른 무선 충전 시스템에서는 전력 전송을 위한 별도의 스케줄링이 존재하지 않았다. 따라서 종래기술에 따를 경우 도 1과 같이 복수개의 전력 전송 장치(111, 113, 115, …)를 통해 충전대상장치(120)를 충전하는 무선 충전 방식은 효율적이지 못하다.
이러한 문제를 해결하기 위하여 본 발명은 각 전력 전송 장치의 상태정보(후술하겠지만 각 전력 전송 장치의 소비전력 및 전력전송 방향정보가 이에 해당할 수 있다.)에 기반하여, 복수개의 전력 전송 장치(111, 113, 115, …)의 전력 전송을 스케줄링하여 충전대상장치(120)를 충전할 수 있는 방법을 제공한다.
도 2는 본 발명에 따라 전력 관리 장치가 전력 스케줄링을 수행하는 경우, 전력 관리 장치가 전력을 전송하는 과정을 나타낸 순서도이다.
S210 단계에서는 전력 관리 장치는 적어도 하나의 전력 전송 장치로부터 상기 각 전력 전송 장치의 상태정보를 수신한다. 상태정보는 앞서 언급한 바와 같이 각 전력 전송 장치에 대한 전력 전송을 스케줄링 하기 위한 정보로써, 각 전력 전송 장치의 전력 전송과 관련된 다양한 정보를 포함할 수 있다. 대표적으로 각 전력 전송 장치의 소비전력, 전력을 전송하는 방향정보 또는 잔여전력 등이 이에 해당할 수 있다.
이후에는, S220 단계를 수행할 수 있는데 이는 본 발명의 일 실시예에 따라 선택적으로 수행할 수 있는 단계다. S220 단계를 통해 수신된 각 전력 전송 장치의 상태정보가 기저장된 각 전력 전송 장치의 상태정보와 상이한 경우, 전력 관리 장치는 정확한 스케줄링을 위해 저장된 각 전력 전송 장치의 상태정보를 업데이트 할 수 있다. 이에 대한 자세한 설명은 도 3을 통해 후술하도록 하겠다.
이후에는, S230 단계를 통해 수신된 상태정보에 기반하여 전력 관리 장치는 각 전력 전송 장치에 대한 전력 전송을 스케줄링 할 수 있다. 상기 스케줄링 하는 방법은 다양한 방법이 존재할 수 있는데, 앞서 언급한 바와 같이 각 전력 전송 장치로부터 수신된 상태정보에 각 전령 전송 장치의 소비전력이 포함되어 있다면, 전력 관리 장치는 상기 소비전력에 기반하여 스케줄링을 할 수 있다.
여기서 소비전력이란 각 전력 전송 장치에서 시간당 소비하는 전력을 의미한다. 따라서 소비전력은 전력 전송 장치의 종류 또는 동작 방식에 따라 다른 값을 가질 수 있다. 예를 들어 전력 전송 장치가 지속적으로 전력을 전송하고 충전대상장치를 감지하는 실시간 장치라면, 소비전력은 큰 값을 가질 것이다. 반면에, 전력 전송 장치가 주기적으로 웨이크업되어 전력을 전송하는 타임슬립(time sleep) 기반의 장치라면, 상기 장치의 소비전력은 실시간 장치의 소비전력보다 작은 값을 가질 것이다.
다만, 본 발명에서 개시하고 있는 전력 전송 장치의 소비전력은 충전대상장치의 감지를 위해 소비되는 전력은 제외하고, 전력 전송 장치에서 충전대상장치를 충전시키기 위해 무선으로 전송되는 전력을 의미할 수 있다.
구체적으로, 전력 관리 장치는 상기 소비전력과 전력 관리 장치의 최대소비전력을 비교한 비교결과에 기반하여 스케줄링을 할 수 있다. 예를 들어, 시간당 소비전력이 전력 전송 장치 1은 60W이고, 전력 전송 장치 2는 80W이며, 전력 전송 장치 3은 100W이고, 전력 관리 장치의 최대소비전력이 250W라면, 전력 전송 장치 1, 2, 3의 소비전력을 합하더라도 전력 관리 장치의 최대소비전력 이하이므로, 이 경우에 전력 관리 장치는 각 전력 전송 장치로 전송하는 전력을 조절하지 않고 전력 전송 장치 1에는 60W, 전력 전송 장치 2에는 80W, 전력 전송 장치 3에는 100W의 전력을 전송하도록 각 전력 전송 장치에 대한 전력 전송을 스케줄링 할 수 있다.
반면에, 각 전력 전송 장치의 시간당 소비전력은 앞선 예와 동일하면서 전력 관리 장치의 최대소비전력이 200W라면, 전력 전송 장치 1, 2, 3 소비전력의 합이 상기 최대소비전력을 초과하므로, 이 경우에 전력 관리 장치는 각 전력 전송 장치로 전송하는 전력을 조절하여 각 전력 전송 장치에 대한 전력 전송 스케줄링을 하여야 한다. 이에 대한 구체적인 과정은 도 4를 통해 후술하도록 하겠다.
S240 단계에서, 전력 관리 장치는 S230 단계를 통해 결정된 스케줄링에 기반하여 각 전력 전송 장치로 웨이크업 정보를 포함하는 전력 수신 준비 신호를 전송한다. 즉, 전력 전송 장치가 전력을 수신할 준비를 할 수 있도록, 전력 관리 장치에서 전력을 보내기 이전에 전력 수신 준비 신호를 전송하는 것이다.
상기 전력 수신 준비 신호에 의하여 전력 전송 장치에서 전력을 수신할 준비가 완료되었다면, S250 단계를 통해 전력 관리 장치에서 전력 전송 장치로 전력이 전송된다.
전력 관리 장치에서 스케줄링한 전력 전송 시간이 경과하면, 전력 관리 장치에 의한 전력 전송은 종료된다. 이 때, 전력 전송이 종료되었음을 알리기 위해, S260 단계를 통해 전력 관리 장치는 전력 전송 장치로 전력 전송 완료 신호를 전송한다.
상기 전력 전송 완료 신호는 전력 전송이 종료된 시간인 전송 완료 시간 정보를 포함할 수 있으며, 결정된 스케줄링에 따라 이후에 수행될 전력 전송 시간 정보를 포함할 수 있다.
S260 단계에 따라 전력 전송 완료 신호를 전송하였다면, 전력 관리 장치의 전력 전송 과정은 종료된다. 다만, 이후에 전력 관리 장치는 S270 단계를 수행할 수 있다. S270 단계는 전송 완료 시간에 대응되는 각 전력 전송 장치의 상태정보를 저장하는 단계로, 전력 관리 장치는 앞서 개시한 S210 단계를 통해 수신된 각 전력 전송 장치의 상태정보를 저장한다.
S270 단계는 S220 단계를 통한 전력 전송 장치의 상태정보 업데이트를 위해서 필요에 따라 추가될 수 있는 단계로 S220 단계와 동일하게 본 발명을 실시하는데 반드시 필요한 단계는 아니며, 생략될 수 있다.
도 3은 본 발명에 따라 전력 관리 장치가 업데이트 하는 과정을 나타낸 순서도이다.
앞서 S220 단계에 대한 설명에서 언급한 바와 같이, 스케줄링에 따른 전력 관리의 효율성을 향상시키기 위해서 전력 관리 장치는 전력 전송 장치의 상태정보를 실시간으로 업데이트할 필요가 있다.
왜냐하면, 전력 전송 장치의 상태정보에 기반하여 전력 전송에 대한 스케줄링이 결정되기 때문이다. 따라서 전력 전송 장치의 상태정보가 정확할수록, 스케줄링에 따른 전력 관리의 효율성도 향상된다.
이를 위해, S221 단계에서 전력 관리 장치는 기저장된 상태정보와 상태정보 저장 이후에 수신된 상태정보가 동일한지 여부를 비교한다. 비교결과, 기저장된 상태정보와 이후에 수신된 상태정보가 동일하다면, 상태정보를 업데이트할 필요가 없으므로 전력 관리 장치는 S223 단계를 통해 기저장된 상태정보를 유지한다.
반면에, 기저장된 상태정보와 이후에 수신된 상태정보가 상이하다면 전력 관리 장치는 S225 단계를 통해 상태정보를 업데이트 한다. 즉, 기저장된 상태정보를 새로 수신된 상태정보로 갱신하는 것이다.
도 3에서는 기저장된 상태정보와 이후에 수신된 상태정보가 동일한지 여부를 판단하여 업데이트하는 방법을 개시하고 있으나, 이뿐만 아니라 상태정보의 변화율 을 문턱값과 비교한 결과에 따라 업데이트 여부를 결정할 수도 있다.
여기서 문턱값은 업데이트의 필요 여부를 결정하기 위한 값이다. 무선 통신으로 송수신되는 상태정보가 채널 상태에 따라 왜곡되는 경우까지 상태정보를 업데이트 하는 것은 전력 관리 장치에 불필요한 부하를 줄 수 있으므로, 문턱값을 통해 이러한 경우를 방지할 수 있다.
예를 들어, 문턱값이 5%이며, 기저장된 상태정보에 포함되어 있는 전력 전송 장치의 소비전력이 100W이고, 이후에 수신된 상태정보에 포함되어 있는 전력 전송 장치의 소비전력이 99W이라면, 상태정보의 변화율은 1% 이다. 이 경우 상태정보 변화율은 문턱값 이하이므로, 전력 관리 장치는 기저장된 상태정보를 업데이트하지 않는다.
반면에, 이후에 수신된 상태정보에 포함되어 있는 전력 전송 장치의 소비전력이 110W라면, 상태정보의 변화율은 10%이므로 문터값을 초과하므로, 이 경우 전력 관리 장치는 기저장된 상태정보를 이후에 수신된 상태정보로 업데이트할 것이다.
도 4는 본 발명에 따라 전력 관리 장치가 각 전력 전송 장치를 스케줄링 하는 과정을 나타낸 순서도이다.
앞서 개시한 바와 같이, 전력 전송 장치를 스케줄링 하는 방법은 다양하게 존재할 수 있다. 도 4는 그 중 하나의 실시예로써 상태정보에 기반하여 스케줄링 하는 방법을 도시한 것이다.
S231 단계에서, 전력 관리 장치는 전력 관리 장치에서 수신된 상태정보에 기반하여 각 전력 전송 장치에 대한 채널을 할당한다. 여기에서 상태정보는 앞서 개시한 바와 같이, 각 전력 전송 장치의 소비전력 및 방향정보등 다양한 정보를 포함할 수 있으며, 상기 채널은 앞서 개시한 전력, 전력 수신 준비 신호 또는 전력 전송 완료 신호를 전송하기 위한 채널을 의미한다.
이하에서는 상태정보에 기반한 채널 할당 과정에 대한 이해를 돕기 위하여 각 전력 전송 장치의 방향정보에 기반하여 채널을 할당하는 방법을 개시하고 있다. 다만, 이는 본 발명의 일실시예에 해당할 뿐이며, 본 발명의 권리 범위가 이에 국한되어서는 안 될 것이다.
상이한 위치에 마련된 전력 전송 장치 3개가 하나의 충전대상장치로 전력을 전송하는 경우, 각 전력 전송 장치에서 충전대상장치로 전력을 전송하는 방향정보는 상이하다.
예를 들어 전력 전송 장치 1은 수평방향으로는 40°, 수직방향으로는 50°로 전력을 전송하고, 전력 전송 장치 2는 수평방향으로는 40°, 수직방향으로는 130°로 전력을 전송하며, 전력 전송 장치 3은 수평방향으로는 20°, 수직방향으로는 50°로 전력을 전송할 수 있다.
따라서 상기 전력전송 방향정보를 전력 관리 장치가 수신하면, 전력 관리 장치는 전력 전송을 스케줄링 할 수 있는 전력 전송 장치가 3개가 존재함을 확인할 수 있으며, 이에 따라 각 전력 전송 장치마다 채널을 할당할 수 있다.(예를 들어, 전력 전송 장치 1은 채널1, 전력 전송 장치 2는 채널2, 전력 전송 장치 3은 채널3으로 할당할 수 있을 것이다.)
앞서 채널을 할당하기 위한 전력전송 방향정보로 수평방향과 수직방향만을 언급하였으나, 이뿐만 아니라, 각 전력 전송 장치의 구면좌표 또는 Pan & Tilt와 같은 방향정보도 포함될 수 있다.
S232 단계에서, 전력 관리 장치는 기설정된 시간동안 상기 채널을 통해 수신되는 신호에 기반하여 각 전력 전송 장치에서 소비하는 소비전력을 결정한다. 만약, 각 전력 전송 장치로부터 수신되는 상태정보에 각 전력 전송 장치의 소비전력에 대한 정보가 포함되어 있다면, 본 단계는 생략될 수 있을 것이다. 구체적으로 S232 단계를 통한 각 전력 전송 장치의 소비전력을 결정하는 방법은 도 5에 대한 설명으로 후술하겠다.
이후에는, S233 단계를 통해, 전력 관리 장치는 결정된 각 전력 전송 장치 소비전력의 합과 전력 관리 장치의 최대소비전력을 비교한다. 비교결과 상기 각 전력 전송 장치 소비전력의 합이 상기 최대소비전력 이하라면, 앞서 도 2에 대한 설명에서 개시한 바와 같이 전력 관리 장치는 S234 단계를 통해 각 전력 전송 장치 소비전력에 기반하여 전력 전송을 스케줄링한다.
반면에, 상기 각 전력 전송 장치 소비전력의 합이 상기 최대소비전력을 초과한다면, 전력 관리 장치는 각 전력 전송 장치로 전송하는 전력을 조절할 필요가 있다. 본 발명에서는 전력을 조절하기 위하여 가중치를 이용하는 방법을 개시하고 있으며, 가중치를 결정하기 위한 첫 단계가 S235 단계이다.
S235 단계에서, 전력 관리 장치는 S232 단계를 통해 결정된 소비전력에 기반하여 전력 전송 장치의 평균소비전력을 결정한다. 예를 들어, 시간당 소비전력이 전력 전송 장치 1은 60W이고 전력 전송 장치 2는 80W이며, 전력 전송 장치 3은 100W라면, 평균소비전력은 80W가 될 것이다.
이후, S236 단계에서, 전력 관리 장치는 상기 평균소비전력과 상기 각 전력 전송 장치의 소비전력에 기반하여 가중치를 결정한다.
구체적으로, 가중치는 상기 각 전력 전송 장치의 소비전력에서 상기 평균소비전력을 감산하여 결정할 수 있다. 앞선 예를 이용하면, 전력 전송 장치 1의 가중치는 -20W이고 전력 전송 장치 2의 가중치는 0이며, 전력 전송 장치 3의 가중치는 20W가 될 것이다.
이후, S237 단계에서, 전력 관리 장치는 상기 가중치에 기반하여 각 전력 전송 장치에 대한 전력 전송을 스케줄링한다.
구체적으로, 전력 관리 장치는 각 전력 전송 장치로 전송하는 전력을 결정하기 위한 첫 단계로, 전력 관리 장치의 최대소비전력을 전력 전송 장치의 개수로 제산하여 전송가능전력을 결정한다. 전력 관리 장치의 최대소비전력이 210W라고 가정하고 앞선 예를 이용하면, 전력 관리 장치의 전송가능전력은 210W/3이 되어 70W가 될 것이다.
마지막 두 번째 단계로, 전력 관리 장치는 상기 전송가능전력과 S236 단계를 통해 결정된 가중치를 합산한다. 앞선 예를 이용하면, 전력 전송 장치 1로 전송하는 전력은 70W+(-20W)가 되어 50W가 되며, 같은 원리로 전력 전송 장치 2로 전송하는 전력은 70W 이고, 전력 전송 장치 3으로 전송하는 전력은 90W가 될 것이다.
전력 관리 장치는 이와 같이 방식으로 결정된 각 전력 전송 장치로 전송되는 전력에 기반하여 전력 전송을 스케줄링한다. 앞선 예를 이용하면, 최초 5초 동안은 전력 전송 장치 1으로 전력을 전송할 것이며, 이후 7초 동안은 전력 전송 장치 2로 전력을 전송하고, 이후 9초 동안은 전력 전송 장치 3으로 전력을 전송할 수 있을 것이다. 다만, 이는 본 발명에 따른 일실시예를 의미할 뿐, 본 발명의 권리범위가 이에 국한되어서는 안 될 것이다.
도 5는 본 발명에 따라 각 전력 전송 장치의 소비전력을 결정하는 방법의 일실시예를 나타낸 그래프이다.
도 5의 그래프에 따를 경우, 채널 1, 2, 3을 통해 전력 관리 장치로 신호가 수신되므로, 전력 전송 장치는 총 3개가 존재함을 알 수 있다. 상기 채널 1, 2, 3을 통해 전력 관리 장치는 전력 전송 장치로부터 신호를 수신하는데, 전력 관리 장치는 각 전력 전송 장치의 소비전력을 결정하기 위하여 기설정된 시간동안 상기 채널을 통해 수신되는 신호를 이용한다.
도 5를 살펴볼 때 기설정된 시간동안 채널 1, 2, 3을 통해 수신되는 신호 중 채널 3을 통해 수신되는 신호가 수신되는 시간이 가장 길며, 채널 1을 통해 수신되는 신호가 수신되는 시간이 가장 짧다.
즉, 채널 3을 통해 신호를 전송하는 전력 전송 장치가 채널 1 또는 2를 통해 신호를 전송하는 전력 전송 장치보다 신호를 오랜기간 전송한다는 것을 도 5의 그래프를 통해 알 수 있으며, 이에 따라 채널 3을 통해 신호를 전송하는 전력 전송 장치의 소비전력이 채널 1 또는 2를 통해 신호를 전송하는 전력 전송 장치의 소비전력보다 크다는 것을 알 수 있다.
또한, 상기 채널 1, 2, 3을 통해 수신되는 신호에 포함되어 있는 전력 전송 장치의 전송 전류정보를 통해 각 전력 전송 장치의 소비전력을 결정할 수 있다.
예를 들어, 채널 1이 할당된 전력 전송 장치를 통해 전송되는 전류는 5mA이고, 채널 2가 할당된 전력 전송 장치를 통해 전송되는 전류는 4mA이며, 채널 3이 할당된 전력 전송 장치를 통해 전류는 6mA이고, 60초(앞서 언급한 기설정된 시간에 해당한다.)동안 채널 1을 통해 신호가 수신되는 구간이 10초이며, 채널 2를 통해 신호가 수신되는 구간은 20초이고, 채널 3을 통해 신호가 수신되는 구간이 30초라고 가정해보자.
이 경우, 1시간 동안 채널 1을 통해 수신되는 총 전류는 3A(60*10초*5mA)이며, 채널 2를 통해 수신되는 총 전류는 4.8A(60*20초*4mA)이고, 채널 3을 통해 수신되는 총 전류는 10.8A(60*30초*6mA)가 된다.
따라서 최종적으로 채널 1이 할당된 전력 전송 장치의 시간당 소비전력은 660W가 될 수 있다.(220V 상용전압을 고려했을 때 220V*3A가 되어 660W이며, 전압이 110V라면 소비전력은 330W가 될 것이다.) 채널 2와 채널 3에 할당된 전력 전송 장치도 동일한 방식으로 각각 1056W와 2376W의 소비전력을 가질 수 있다.
본 발명에서 개시하고 있는 각 전력 전송 장치의 소비전력을 결정하는 방법은 일례에 해당할 뿐, 이외에 다양한 방식을 통하여 전력 관리 장치는 각 전력 전송 장치에 대한 소비전력을 결정할 수 있다.
도 6은 본 발명에 따라 전력 전송 장치가 전력을 전송하는 과정을 나타낸 순서도이다.
S610 단계에서, 전력 전송 장치는 전력 관리 장치로 상기 전력 전송 장치의 상태정보를 전송한다. 상기 상태정보는 앞서 개시한 바와 같이 상기 전력 전송 장치의 소비전력 또는 전력전송 방향정보를 포함할 수 있다.
전력 관리 장치는 상기 상태정보에 기반하여 전력 전송 장치에 대한 전력 전송을 스케줄링 하는데, 상기 스케줄링이 결정되면 전력 전송 장치는 S620 단계를 통해 상기 스케줄링에 기반하여 웨이크업 정보를 포함하는 전력 수신 준비 신호를 수신한다.
전력 전송 장치는 상기 전력 수신 준비 신호에 따라 상기 전력 관리 장치로부터 전력을 수신하기 위한 준비(예를 들어, 전력 수신과 관련된 제어부등을 웨이크업 시키는 동작이 이에 해당할 수 있다.)를 하며, 준비가 완료되면 S630 단계를 통해, 전력 수신 준비 완료 신호를 전력 관리 장치로 전송한다.
S640 단계에서는, 상기 결정된 스케줄링에 따라 전력 전송 장치는 전력 관리 장치로부터 무선으로 전력을 수신한다.
S650 단계에서, 전력 전송 장치는 전력 관리 장치로부터 전송 완료 시간 정보를 포함하는 전력 전송 완료 신호를 수신한다. 이를 통해 전력 전송 장치는 전력 관리 장치로부터의 전력 전송이 종료되었음을 판단할 수 있으며, 이후에 전력 관리 장치로부터 전송되는 전력 전송 스케줄링을 확인할 수 있다.
S660 단계에서, 전력 전송 장치는 전력 관리 장치로 상기 전송 완료 시간 정보에 대응되는 전력 전송 장치의 상태정보를 전송한다. 이는 앞서 개시한 바와 같이, 전력 관리 장치에 전력 전송 장치에 대한 상태정보를 저장하고 업데이트 하기 위함이다.
S670 단계에서 전력 전송 장치는 전력 관리 장치로부터 수신되는 전력에 기반하여 충전대상장치로 무선으로 전력을 전송한다. 이 경우, 전력 관리 장치로부터 수신되는 전력을 바로 충전대상장치로 전송하면, 전력 관리 장치에 의하여 전력 전송 장치에 대한 전력 전송 뿐만 아니라, 충전대상장치로의 전력 전송 역시 스케줄링 할 수 있을 것이다.
또는 전력 관리 장치로부터 수신되는 전력은 전력 전송 장치 전력저장부에 저장되고 사용자의 선택에 따라 선택된 전력 전송 장치에서 충전대상장치로 전력을 전송할 수 있다.
예를 들어, 사용자의 단말(충전대상장치)에 전력 전송이 가능한 복수개 전력 전송 장치의 잔여전력이 표시되는 경우, 사용자는 이에 기반하여 단말을 충전하기 위한 전력 전송 장치를 선택할 수 있다.
다만, 이와 같이 전력 전송 장치의 잔여전력에 기반한 무선 충전을 위해서, 전력 전송 장치는 전력 관리 장치로 상기 전력 전송 장치의 잔여전력에 대한 정보를 전송해야 할 것이다.
이는 별도의 단계로써, 전력 관리 장치에서 전력 전송 장치로 상기 잔역전력에 대한 정보를 요청하는 단계와 전력 전송 장치에서 전력 관리 장치로 상기 잔여전력에 대한 정보를 전송하는 단계를 추가함으로써 수행될 수 있다.
또는, 앞선 S610 단계를 통해 전력 전송 장치에서 전력 관리 장치로 상태정보를 전송할 때, 상기 전력 전송 장치의 잔여전력 정보를 포함시키는 방법도 고려해 볼 수 있다.
도 7은 본 발명에 따라 전력 관리 장치와 전력 전송 장치간 전송 또는 수신 되는 전력과 신호를 나타낸 도면이다.
전력 관리 장치는 결정된 스케줄링에 따라 전력 전송 장치로 다양한 신호와 전력을 전송하고 수신하는데, 이를 도 7에서 나타내고 있다.
결정된 스케줄링에 따라 전력 관리 장치는 S701 단계에서 채널 1을 통해 전력을 전송하기 이전에, 전력 전송 장치로 전력 수신 준비 신호를 전송한다. 이후 전력 전송 장치에서 전력 관리 장치로부터 전력을 수신 받을 준비가 완료되면 S702 단계에서 전력 전송 장치는 채널 1을 통해 전력 관리 장치로 전력 수신 준비 완료 신호를 전송한다.
전력 수신 준비 완료 신호를 수신받은 전력 관리 장치는 전력 전송 장치가 전력을 수신받을 준비가 완료되었음을 확인하고, 스케줄링 된 시간에 S703 단계에서 채널 1을 통해 전력 전송 장치로 전력을 무선으로 전송한다.
스케줄링에 결과에 따라 채널 1을 통한 전력 전송이 종료되면, 전력 관리 장치는 S704 단계에서 채널 1을 통해 전력 전송 장치로 전력 전송 완료 신호를 전송한다.
이에 대응하여 전력 전송 장치는 S705 단계에서 채널 1을 통해 전력 관리 장치로 전력 전송 장치 상태정보를 전송하며, 전력 관리 장치는 수신된 상태정보에 기반하여 전력 관리 장치에 기저장되어 있는 전력 전송 장치의 상태정보를 업데이트 할 지 여부를 결정할 수 있다.
상기 S701, S702, S703, S704, S705 단계를 통해 전력 관리 장치는 하나의 전력 전송 장치로 전력을 전송할 수 있다. 이후, 동일한 단계를 통해 전력 관리 장치는 다른 하나의 전력 전송 장치로 전력을 전송할 수 있는데, 도 7에서 채널 1을 통한 전력 전송 이후에 수행되는 채널 4를 통한 S711, S712, S713, S714, S715 단계가 이에 해당한다.
도 8은 본 발명에 따른 전력 관리 장치의 구성을 나타낸 도면이다.
본 발명에 따른 전력 관리 장치(800)는 전력 관리 장치 송수신부(810), 전력 관리 장치 제어부(820) 및 각 전력 전송 장치의 상태정보를 저장할 수 있는 메모리부(830)를 포함할 수 있다.
전력 관리 장치 송수신부(810)는 무선 전력 송신부(811)와 무선 프로토콜 관리 모듈(812)을 포함할 수 있다. 무선 전력 송신부(811)는 전력 전송 장치로 무선 전력을 송신하기 위한 송신 모듈로, 전력 공급 신호의 송신 신호 제어를 위한 하드웨어 및 소프트웨어 처리를 할 수 있다.
무선 프로토콜 관리 모듈(812)은 전력 전송 장치와의 통신을 위해 사용되는 RF(Radio Frequency) 기반 관리 모듈로, 전력 전송 장치와 전력 관리 장치 사이에 데이터를 주고 받기 위한 프로토콜에 대한 캡슐화(encapsulation) 처리를 할 수 있다.
전력 관리 장치 제어부(820)는 스케줄러(821), 노드 프로파일 관리 모듈(822), 전력 관리 모듈(823), 업데이트 모듈(824) 및 전력 전송 장치 제어 모듈(825)을 포함할 수 있다.
스케줄러(821)는 노드 프로파일 관리 모듈(822)에 의해 구성된 각각의 전력 전송 장치 노드(또는 채널) 송/수신 스케줄에 맞춰 전력 전송 방향 및 전력 전송 장치를 제어할 수 있다.
노드 프로파일 관리 모듈(822)은 기설정된 기간 동안 수집된 노드(또는 채널)들의 정보를 바탕으로 전력 송신 구간을 계산하고, 전력 전송 장치의 상태정보에 기반한 채널 할당 테이블을 관리할 수 있다.
전력 관리 모듈(823)은 전력 전송 장치의 전력 상태를 관리하고, 전력 송신 구간 동안 전력 전송 장치의 전력 상태가 변화하는 경우 이를 업데이트 할 수 있다.
업데이트 모듈(824)은 각각의 전력 전송 장치의 상태정보를 포함하는 데이터를 관리하고, 상기 상태정보가 변화하는 경우 이를 업데이트 할 수 있다.
전력 전송 장치 제어 모듈(825)은 스케줄러(821)가 결정한 스케줄에 따라 전력 전송 장치의 전력 전송 방향을 제어할 수 있을 뿐만 아니라, 상기 무선 프로토콜 관리 모듈(812)을 제어할 수 있다.
도 9는 본 발명에 따른 전력 전송 장치의 구성을 나타낸 도면이다.
본 발명에 따른 전력 전송 장치(900)는 전력 전송 장치 송수신부(910), 전력 전송 장치 제어부(920) 및 전력 관리 장치로부터 수신되는 전력을 저장하는 전력 전송 장치 전력 저장부(930)를 포함할 수 있다.
전력 전송 장치 송수신부(910)는 무선 전력 송수신부(911)와 무선 프로토콜 관리 모듈(920)을 포함할 수 있다. 무선 전력 송수신부(911)는 전력 관리 장치로부터 무선 전력 공급을 수신하기 위한 수신 모듈로, 전력 공급 신호의 수신을 통해 전력 전송 장치 전력 저장부(930)에 전원을 충전할 수 있으며, 전력 관리 장치로부터 수신된 전력을 충전대상장치로 공급할 수 있다.
무선 프로토콜 관리 모듈(912)은 전력 관리 장치와 통신을 위해 사용되는 RF(Radio Frequency) 기반 관리 모듈로, 전력 전송 장치와 전력 관리 장치 사이에 데이터를 주고 받기 위한 프로토콜에 대한 캡슐화(encapsulation) 처리를 할 수 있다.
전력 전송 장치 제어부(920)는 전력 확인 모듈(921), 센서 어플리케이션(922), 라우팅 관리 모듈(923) 및 전력 관리 모듈(924)을 포함할 수 있다.
전력 확인 모듈(921)은 전력 관리 장치가 전력 전송 장치(900)의 전력 전송 스케줄 및 프로파일 설정을 할 수 있도록 전력 전송 장치(900)의 잔여전력 상태를 확인하고, 이를 전력 관리 모듈(924)로 전달할 수 있다.
센서 어플리케이션(922)은 전력 전송 장치의 주변 정보를 수집하여, 전력 송신 시 어플리케이션 데이터를 페이로드(payload) 필드에 포함하여 송신하도록 하여, 전력 전송 장치(900)에 부착된 응용 센서의 특징에 맞춰 데이터를 전처리(pre-processing)할 수 있다.
라우팅 관리 모듈(923)은 전력 전송 장치(900)와 전력 관리 장치 사이의 패킷(packet) 전송을 위한 경로를 관리하는 모듈로, next hop 노드의 경로를 가지고 있으며, 중계(intermediate) 노드인 경우, Src-Dst. 노드 매칭을 위한 라우팅 테이블을 관리할 수 있다.
전력 관리 모듈(924)은 센서 어플리케이션(922)과 라우팅 관리 모듈(923)로부터 계산된 데이터 정보를 바탕으로 무선 프로토콜 관리 모듈(912)로 전달하며, 이 때 전력 전송 장치의 웨이크업 등을 관리하는 기능 등을 처리할 수 있다.
본 발명은 하나의 전력 관리 장치로 복수개의 전력 전송 장치의 전력 전송을 제어할 수 있는 방법을 개시하고 있다. 따라서 이에 따를 경우 무선 충전 시스템의 제어 편의성이 향상될 수 있는데, 본 발명은 이에 더 나아가 무선 충전 시스템의 관리자 또는 무선 충전 시스템을 사용하는 사용자의 단말에 무선 충전 시스템 전력 관리 정보를 시각화하여 제공할 수 있는 방법을 개시하고 있으며, 도 10이 이에 따른 단말의 구성을 나타낸 도면이다.
본 발명에 따른 단말(1000)은 연결 관리 모듈(1010), 단말 제어부(1020) 및 디스플레이부(1030)를 포함할 수 있다. 연결 관리 모듈(1010)은 전력 관리 장치로부터 전력 관리에 대한 정보를 수신하여, 시각화 처리를 하기 위한 연결 설정을 할 수 있다. 또한 초기 전력 관리 장치와 전력 전송 장치간의 무선 프로토콜 등을 사용하여, 페어링(pairing) 설정 등을 위한 명령어 전송을 할 수도 있다.
단말 제어부(1020)는 전력 관리 장치로 특정 전력 전송 장치의 정보를 요청하거나, 정보 요청 주기 등을 조절하고 관리하며, 디스플레이부(1030)로부터 사용자의 입력을 수신할 수 있다. 또한 사용자의 입력을 받아 전력 관리 장치로 제어 요청 송신 시, 제어 메시지의 규격을 ReST(Representational State Transfer) 규격을 통해 요청하고, 응답으로 수신한 데이터를 시각화 처리할 수 있다.
디스플레이부(1030)는 전력 관리 장치로부터 수신한 데이터를 최종적으로 그래픽 이미지 처리할 수 있다. 뿐만 아니라, 상기 디스플레이부(1030)를 통해 사용자로부터 입력을 수신할 수도 있다. 즉, 상기 디스플레이부(1030)는 사용자로부터 입력을 수신할 수 있는 동시에 전력 관리 장치로부터 수신되는 데이터를 이미지화 할 수 있는바, 터치스크린으로 상기 디스플레이부(1030)를 구성할 수 있을 것이다.
도 11, 12는 본 발명에 따라 전력 관리 장치와 전력 전송 장치가 통합 제어되는 시스템을 나타낸 도면이다.
도 11은 하나의 전력 관리 장치로 3개의 전력 전송 장치가 제어되는 경우의 시스템 구조를 도시한 것이다. 이 경우, 단말에는 도 11과 같은 형태로 전력 관리 장치와 각 전력 전송 장치 간의 연결 상태를 확인할 수 있으며, 다양한 상태창 등을 활용하여, 각 전력 전송 장치의 잔여전력 및 전력 전송 상태를 확인할 수 있다.
도 12는 본 발명에 따라 각 전력 전송 장치에 대한 전력 전송 스케줄링이 결정된 경우 전력 관리 장치에서 각 전력 전송 장치로 전송되는 전력 상태 및 각 전력 전송 장치의 잔여전력을 그래프 형태로 이미지화한 상태를 나타낸 것이다.
도 12의 상태창을 통해 전력 전송 장치 2의 잔여전력이 가장 많고, 전력 전송 장치 1의 잔여전력이 가장 적은 것을 확인할 수 있다. 뿐만 아니라, 각 전력 전송 장치의 전력 전송 스케줄링을 그래프를 통해 한 눈에 확인할 수 있어, 사용자는 충전대상장치를 충전하기 위한 최적의 전력 전송 장치를 상기 그래프에 기반하여 선택할 수 있다.
도 13은 도 11 및 도 12에서 제공하는 통합 제어 시스템보다 사용자가 더 직관적으로 무선 충전 전략을 수립할 수 있도록 사용자의 단말에 각 전력 전송 장치의 잔여전력 정보만을 표시한 경우를 나타낸 것이다.
예를 들어, 도 13에서 도시한 바와 같이 일정 공간에 전력 관리 장치가 한 개 존재하고 전력 전송 장치가 세 개 존재하는 경우, 각 전력 전송 장치의 잔여전력 정보가 사용자의 단말에 표시될 수 있다.
이를 통해, 사용자는 전력 전송 장치 2가 타 전력 전송 장치보다 잔여전력이 많음을 확인할 수 있으며, 전력 전송 장치 2에 기반한 무선충전을 수행할 수 있다.
도 13에서는 전력 전송 장치의 잔여전력이 단말에 표시된 경우를 도시하였으나, 앞서 개시한 바와 같이 잔여전력 외에 전력 전송 장치의 소비전력 또는 전송전류 정보를 단말에 표시할 수도 있다.
한편, 본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시예들은 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 본 발명의 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 즉 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명의 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다. 또한 상기 각각의 실시 예는 필요에 따라 서로 조합되어 운용할 수 있다. 예컨대, 본 발명의 실시예 1와 실시예 2, 그리고 실시예3의 일부분들이 서로 조합되어 기지국과 단말이 운용될 수 있다. 또한 상기 실시예들은 LTE 시스템을 기준으로 제시되었지만, 5G 혹은 NR 시스템 등 다른 시스템에도 상기 실시예의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이실시 가능할 것이다.

Claims (29)

  1. 무선 충전 시스템에서 전력 관리 장치의 스케줄링 방법에 있어서,
    적어도 하나의 전력 전송 장치로부터, 상기 각 전력 전송 장치의 상태정보를 수신하는 단계;
    상기 상태정보에 기반하여 상기 각 전력 전송 장치에 대한 전력 전송을 스케줄링하는 단계; 및
    상기 스케줄링에 기반하여 상기 각 전력 전송 장치로 무선으로 전력을 전송하는 단계;를,
    포함하는 전력 관리 장치의 스케줄링 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 상태정보는, 상기 각 전력 전송 장치에서 소비하는 소비전력을 포함하며,
    상기 스케줄링 단계는, 상기 전력 관리 장치의 최대소비전력과 상기 소비전력의 비교결과에 기반하여 상기 각 전력 전송 장치에 대한 전력 전송을 스케줄링 하는 것을,
    특징으로 하는 전력 관리 장치의 스케줄링 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 스케줄링 단계는,
    상기 상태정보에 기반하여 상기 각 전력 전송 장치에 대한 채널을 할당하는 단계;
    기설정된 시간동안 상기 채널을 통해 수신되는 신호에 기반하여 상기 각 전력 전송 장치의 소비전력을 결정하는 단계; 및
    상기 전력 관리 장치의 최대소비전력과 상기 소비전력의 비교결과에 기반하여 상기 각 전력 전송 장치에 대한 전력 전송을 스케줄링하는 단계;를,
    포함하는 전력 관리 장치의 스케줄링 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 스케줄링 단계는,
    상기 각 전력 전송 장치 소비전력의 합이 상기 최대소비전력 이하인 경우, 상기 각 전력 전송 장치 소비전력에 기반하여 상기 각 전력 전송 장치에 대한 전력 전송을 스케줄링하는 것을,
    특징으로 하는 전력 관리 장치의 스케줄링 방법.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 스케줄링 단계는,
    상기 각 전력 전송 장치 소비전력의 합이 상기 전력 관리 장치의 최대소비전력을 초과하는 경우,
    상기 각 전력 전송 장치 소비전력에 기반하여 평균소비전력을 결정하는 단계;
    상기 평균소비전력과 상기 각 전력 전송 장치의 소비전력에 기반하여 상기 각 전력 전송 장치의 가중치를 결정하는 단계; 및
    상기 가중치에 기반하여 상기 각 전력 전송 장치에 대한 전력 전송을 스케줄링하는 단계;를,
    포함하는 전력 관리 장치의 스케줄링 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 가중치는 상기 각 전력 전송 장치의 소비전력에서 상기 평균소비전력을 감산하여 결정하며,
    상기 각 전력 전송 장치로 전송되는 전력은,
    상기 전력 관리 장치의 최대소비전력을 전력 전송 장치의 개수로 제산하여 전송가능전력을 결정하고, 상기 전송가능전력과 상기 소비전력편차를 합산하여 결정하는 것을 특징으로 하는,
    전력 관리 장치의 스케줄링 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 전력 전송 단계 이전에,
    상기 스케줄링에 기반하여 상기 각 전력 전송 장치로 웨이크업 정보를 포함하는 전력 수신 준비 신호를 전송하는 단계;를,
    더 포함하는 전력 관리 장치의 스케줄링 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 전력 전송 단계 이후에,
    상기 스케줄링에 기반하여 상기 각 전력 전송 장치로 전송 완료 시간 정보를 포함하는 전력 전송 완료 신호를 전송하는 단계; 및
    상기 전송 완료 시간에 대응되는 각 전력 전송 장치의 상태정보를 저장하는 단계;를,
    더 포함하는 전력 관리 장치의 스케줄링 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 상태정보를 저장한 이후에 수신된, 각 전력 전송 장치의 상태정보와 기저장된 각 전력 전송 장치의 상태정보를 비교하는 단계; 및
    비교결과, 상기 상태정보를 저장한 이후에 수신된, 각 전력 전송 장치의 상태정보와 기저장된 각 전력 전송 장치의 상태정보가 상이한 경우, 기저장된 각 전력 전송 장치의 상태정보를 업데이트하는 단계;를,
    더 포함하는 전력 관리 장치의 스케줄링 방법.
  10. 무선 충전 시스템에서 전력 관리 장치에 있어서,
    적어도 하나의 전력 전송 장치로부터, 상기 각 전력 전송 장치의 상태정보를 수신하고, 상기 각 전력 전송 장치로 전력을 무선으로 전송하는 전력 관리 장치 송수신부; 및
    상기 상태정보에 기반하여 상기 각 전력 전송 장치에 대한 전력 전송을 스케줄링 하는 전력 관리 장치 제어부;를,
    포함하는 전력 관리 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 상태정보는, 상기 각 전력 전송 장치에서 소비하는 소비전력을 포함하며,
    상기 전력 관리 장치 제어부는,
    상기 전력 관리 장치의 최대소비전력과 상기 소비전력의 비교결과에 기반하여 상기 각 전력 전송 장치에 대한 전력 전송을 스케줄링 하는 것을,
    특징으로 하는 전력 관리 장치.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 전력 관리 장치 제어부는,
    상기 상태정보에 기반하여 상기 각 전력 전송 장치에 대한 채널을 할당하고, 기설정된 시간동안 상기 채널을 통해 수신되는 신호에 기반하여 상기 각 전력 전송 장치의 소비전력을 결정하며, 상기 전력 관리 장치의 최대소비전력과 상기 소비전력의 비교결과에 기반하여 상기 각 전력 전송 장치에 대한 전력 전송을 스케줄링하는 것을,
    특징으로 하는 전력 관리 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 전력 관리 장치 제어부는,
    상기 각 전력 전송 장치 소비전력의 합이 상기 최대소비전력 이하인 경우, 상기 각 전력 전송 장치 소비전력에 기반하여 상기 각 전력 전송 장치에 대한 전력 전송을 스케줄링하는 것을,
    특징으로 하는 전력 관리 장치.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 전력 관리 장치 제어부는,
    상기 각 전력 전송 장치 소비전력의 합이 상기 전력 관리 장치의 최대소비전력을 초과하는 경우, 상기 각 전력 전송 장치 소비전력에 기반하여 평균소비전력을 결정하고, 상기 평균소비전력과 상기 각 전력 전송 장치의 소비전력에 기반하여 상기 각 전력 전송 장치의 가중치를 결정하며, 상기 가중치에 기반하여 상기 각 전력 전송 장치에 대한 전력 전송을 스케줄링하는 것을,
    특징으로 하는 전력 관리 장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 전력 관리 장치 제어부는,
    상기 각 전력 전송 장치의 소비전력에서 상기 평균소비전력을 감산하여 상기 각 전력 전송 장치의 가중치를 결정하고, 상기 전력 관리 장치의 최대소비전력을 전력 전송 장치의 개수로 제산하여 전송가능전력을 결정하며, 상기 전송가능전력과 상기 각 전력 전송 장치의 가중치를 합산하여 상기 각 전력 전송 장치로 전송하는 전력을 결정하는 것을,
    특징으로 하는 전력 관리 장치.
  16. 제10항에 있어서,
    상기 전력 관리 장치 송수신부는,
    상기 각 전력 전송 장치로 전력을 전송하기 이전에, 상기 스케줄링에 기반하여 상기 각 전력 전송 장치로 웨이크업 정보를 포함하는 전력 수신 준비 신호를 전송하는 것을,
    특징으로 하는 전력 관리 장치.
  17. 제10항에 있어서,
    상기 전력 관리 장치 송수신부는,
    상기 각 전력 전송 장치로 전력 전송을 완료한 이후에, 상기 스케줄링에 기반하여 상기 각 전력 전송 장치로 전송 완료 시간 정보를 포함하는 전력 전송 완료 신호를 전송하는 것을,
    특징으로 하는 전력 관리 장치.
  18. 제10항에 있어서,
    상기 각 전력 전송 장치의 상태정보를 저장하는 메모리부;를 더 포함하고,
    상기 전력 관리 장치 제어부는,
    상기 메모리부에 기저장된 각 전력 전송 장치의 상태정보와 상기 상태정보를 저장한 이후에 수신된 상태정보를 비교하여, 서로 상이한 경우, 상기 메모리부에 기저장된 각 전력 전송 장치의 상태정보를 업데이트 하는 것을,
    특징으로 하는 전력 관리 장치.
  19. 무선 충전 시스템에서 전력 전송 장치의 전력 전송 방법에 있어서,
    전력 관리 장치로 상기 전력 전송 장치의 상태정보를 전송하는 단계;
    상기 상태정보에 기반하여 결정된 전력 전송 스케줄링에 따라 상기 전력 관리 장치로부터 전력을 무선으로 수신하는 단계; 및
    상기 전력 관리 장치로부터 수신되는 전력에 기반하여 충전대상장치로 전력을 무선으로 전송하는 단계;를,
    포함하는 전력 전송 장치의 전력 전송 방법.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 상태정보는, 상기 전력 전송 장치에서 소비하는 소비전력을 포함하며,
    상기 전력 수신 단계는, 상기 소비전력과 상기 전력 관리 장치의 최대소비전력과의 비교결과에 기반하여 결전된 전력 전송 스케줄링에 따라 상기 전력 관리 장치로부터 전력을 무선으로 수신하는 것을,
    특징으로 하는 전력 전송 장치의 전력 전송 방법.
  21. 제19항에 있어서,
    상기 전력 수신 단계는,
    상기 상태정보에 기반하여 할당되는 채널을 통해 상기 전력 관리 장치로 상기 전력 전송 장치의 소비전력 결정을 위한 신호를 전송하는 단계; 및
    상기 신호에 기반하여 결정된 상기 전력 전송 장치의 소비전력과 상기 전력 관리 장치의 최대소비전력의 비교결과에 기반하여 결정된 전력 전송 스케줄링에 따라 상기 전력 관리 장치로부터 전력을 무선으로 수신하는 단계;를,
    포함하는 전력 전송 장치의 전력 전송 방법.
  22. 제19항에 있어서,
    상기 전력 수신 단계 이전에,
    상기 스케줄링에 기반하여 웨이크업 정보를 포함하는 전력 수신 준비 신호를 상기 전력 관리 장치로부터 수신하는 단계; 및
    상기 전력 관리 장치로부터의 전력 수신을 위한 준비를 완료하고, 상기 전력 관리 장치로 전력 수신 준비 완료 신호를 전송하는 단계;를,
    더 포함하는 전력 전송 장치의 전력 전송 방법.
  23. 제19항에 있어서,
    상기 전력 수신 단계 이후에,
    상기 스케줄링에 기반하여 전송 완료 시간 정보를 포함하는 전력 전송 완료 신호를 상기 전력 관리 장치로부터 수신하는 단계; 및
    상기 전송 완료 시간 정보에 대응되는 상기 전력 전송 장치의 상태정보를 상기 전력 관리 장치로 전송하는 단계;를,
    더 포함하는 전력 전송 장치의 전력 전송 방법.
  24. 제19항에 있어서,
    상기 전력 관리 장치로부터 잔여전력 요청 신호를 수신하는 단계; 및
    상기 전력 전송 장치의 잔여전력 정보를 포함하는 잔여전력 응답 신호를 상기 전력 관리 장치로 전송하는 단계;를,
    포함하는 전력 전송 장치의 전력 전송 방법.
  25. 무선 충전 시스템에서 전력 전송 장치에 있어서,
    전력 관리 장치로 상기 전력 전송 장치의 상태정보를 전송하고, 상기 상태정보에 기반하여 결정된 전력 전송 스케줄링에 따라 상기 전력 관리 장치로부터 전력을 무선으로 수신하며, 상기 전력 관리 장치로부터 수신되는 전력에 기반하여 충전대상장치로 전력을 무선으로 전송하는 전력 전송 장치 송수신부; 및
    상기 전력 관리 장치로부터 수신되는 전력을 저장하는 전력 전송 장치 전력저장부;를,
    포함하는 전력 전송 장치.
  26. 제25항에 있어서,
    상기 상태정보는, 상기 전력 전송 장치에서 소비하는 소비전력을 포함하며,
    상기 전력 전송 장치 송수신부는, 상기 소비전력과 상기 전력 관리 장치의 최대소비전력과의 비교결과에 기반하여 결전된 전력 전송 스케줄링에 따라 상기 전력 관리 장치로부터 전력을 무선으로 수신하는 것을,
    특징으로 하는 전력 전송 장치.
  27. 제25항에 있어서,
    상기 전력 전송 장치 송수신부는,
    상기 상태정보에 기반하여 할당되는 채널을 통해 상기 전력 관리 장치로 상기 전력 전송 장치의 소비전력 결정을 위한 신호를 전송하고, 상기 신호에 기반하여 결정된 상기 전력 전송 장치의 소비전력과 상기 전력 관리 장치의 최대소비전력의 비교결과에 기반하여 결정된 전력 전송 스케줄링에 따라 상기 전력 관리 장치로부터 전력을 무선으로 수신하는 것을,
    특징으로 하는 포함하는 전력 전송 장치.
  28. 제25항에 있어서,
    상기 전력 전송 장치 송수신부는,
    상기 스케줄링에 기반하여 웨이크업 정보를 포함하는 전력 수신 준비 신호를 상기 전력 관리 장치로부터 수신하고, 상기 전력 관리 장치로 전력 수신 준비 완료를 전송하며,
    상기 웨이크업 정보에 기반하여 상기 전력 관리 장치로부터의 전력 수신을 위한 준비를 수행하는 전력 전송 장치 제어부;를,
    더 포함하는 전력 전송 장치.
  29. 제28항에 있어서,
    상기 전력 전송 장치 송수신부는,
    상기 스케줄링에 기반하여 전송 완료 시간 정보를 포함하는 전력 전송 완료 신호를 상기 전력 관리 장치로부터 수신하며,
    상기 전력 전송 장치 제어부는,
    상기 전송 완료 시간 정보에 대응되는 상기 전력 전송 장치의 상태정보를 상기 전력 전송 장치 송수신부를 통해 상기 전력 관리 장치로 전송하는 것을,
    특징으로 하는 전력 전송 장치.
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