KR20180108153A - 저전력 센싱 장치 및 이의 구동 방법 - Google Patents

저전력 센싱 장치 및 이의 구동 방법 Download PDF

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Abstract

일 실시예에 따르면, 일 이상의 센서; 상기 일 이상의 센서에 의해 획득된 센싱 데이터를 외부로 전송하는 통신 모듈; 일정 주기마다 인에이블 신호를 생성 및 전송하며, 상기 일 이상의 센서로부터 전송되는 상기 센싱 데이터를 상기 통신 모듈에 전달하는 제어부; 및 상기 인에이블 신호가 수신될 때마다, 배터리로부터의 전력을 상기 일 이상의 센서 및 통신 모듈에 공급하는 레귤레이터를 포함하는, 저전력 센싱 장치가 제공된다.

Description

저전력 센싱 장치 및 이의 구동 방법{LOW POWER SENSING APPARATUS AND DRIVING MEHTOD THEREOF}
본 발명은 저전력 센싱 장치 및 이의 구동 방법에 관한 것으로, 전력 사용 효율성이 향상된 센싱 장치 및 이의 구동 방법에 관한 것이다.
최근 센싱 기술, 정보 통신 기술 및 이를 포함하는 사물인터넷 기술이 발달하면서, 다양한 형태의 센서 및 상기 센서에 의해 획득되는 데이터를 송수신 하기 위한 센서 네트워크 기술이 개발되고 있다.
이러한 센서 및 센서 네트워크를 위한 통신 모듈의 구동을 위해 배터리가 구비되어야 하는데, 일반적인 소형 센싱 장치에는 크기 및 비용의 한계 등의 이유로 저용량 배터리가 구비된다.
또한, 센싱 장치에는 일 이상의 센서가 포함될 수 있는데, 각 센서마다 동작 전압이 다르므로, 동일한 배터리로부터의 전력을 센서 및 통신 모듈에 공급하기 위해서는 레귤레어터가 필요하다.
센서의 종류가 다양해지고, 센서 네트워크를 위한 통신 모듈 활용도가 높아짐으로써, 센서, 통신 모듈, 레귤레이터에 의한 전력 소모는 증가할 수 밖에 없으나, 이들에 전력을 공급하는 배터리의 용량에는 한계가 존재하는 문제점이 있었다.
본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 센싱 장치에 포함되는 센서 및 통신 모듈의 전력 사용량을 최소화하여 센싱 장치의 전력 사용 효율성을 향상시키는 것을 그 목적으로 한다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따르면, 일 이상의 센서; 상기 일 이상의 센서에 의해 획득된 센싱 데이터를 외부로 전송하는 통신 모듈; 일정 주기마다 인에이블 신호를 생성 및 전송하며, 상기 일 이상의 센서로부터 전송되는 상기 센싱 데이터를 상기 통신 모듈에 전달하는 제어부; 및 상기 인에이블 신호가 수신될 때마다, 배터리로부터의 전력을 상기 일 이상의 센서 및 통신 모듈에 공급하는 레귤레이터를 포함하는, 저전력 센싱 장치가 제공된다.
상기 제어부는, 상기 통신 모듈에 의한 센싱 데이터의 전송이 완료되면, 상기 레귤레이터에 디스에이블 신호를 전송할 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 제어부에 의한 저전력 센싱 장치의 구동 방법으로서, 일정 주기마다 레귤레이터에 인에이블 신호를 전송하여, 상기 레귤레이터가 배터리로부터의 전력을 일 이상의 센서 및 통신 모듈에 공급하도록 하는 단계; 및 상기 일 이상의 센서로부터 수신되는 센싱 데이터를 상기 통신 모듈에 전송하는 단계를 포함하는, 저전력 센싱 장치의 구동 방법이 제공된다.
본 발명에 따르면, 센싱 장치에 포함되는 센서 및 통신 모듈이 기 설정된 주기마다 동작하기 때문에, 전력 사용 효율성이 향상될 수 있으며, 배터리의 전력 소모가 최소화될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 저전력 센싱 장치의 활용예를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 저전력 센싱 장치의 구조도를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 저전력 센싱 장치의 구동 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 저전력 센싱 장치의 활용예를 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 저전력 센싱 장치(100)는 센서(110) 및 구동 회로부(120)를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 센서(110)는 비접촉 온도 센서일 수 있으며, 이는 가축의 이도(耳道)에 삽입되어 가축의 체온을 측정하는 데에 활용될 수 있다.
일 실시예에 따른 구동 회로(120)는 가축의 외부, 예를 들면, 귓바퀴에 고정될 수 있으며, 센서(110)에 의해 획득된 온도 데이터에 대한 처리를 수행할 수 있다. 처리가 완료된 데이터는 구동 회로(120) 내부에 포함되는 통신 모듈을 통해 외부로 전송될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 활용예를 설명할 뿐이며, 본 발명에 따른 센서(110)는 비접촉 온도 센서에 한정되지 않는다. 센서(110)는 기타 다른 정보의 수집을 위한 센서로 구현될 수도 있으며, 그 용도 또한 가축과 관련된 정보의 수집에 사용되는 것으로 한정되는 것이 아님은 물론이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 저전력 센싱 장치(100)의 세부 구조도를 나타내는 도면이다.
도 2를 참조하면, 저전력 센싱 장치(100)의 구동 회로(120)는 배터리(121), 리셋 회로(122), 제어부(123), 레귤레이터(124), 통신 모듈(125)을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 배터리(121)는 리셋 회로(122) 및 레귤레이터(124)에 전력을 공급한다. 일반적인 센싱 장치(100)에 있어서는 배터리(121)의 용량이 작기 때문에, 전력 공급의 효율성이 요구된다.
일 실시예에 따른 리셋 회로(122)는 제어부(123)의 동작을 리셋시키는 기능을 하며, 배터리(121)로부터의 전력을 제어부(123)에 공급한다.
일 실시예에 따른 제어부(123)는 일정 주기로 레귤레이터(124)를 인에이블시키는 역할을 한다. 이를 위해, 제어부(123)는 카운터 또는 타이머(미도시됨)를 포함할 수 있다. 예를 들면, 제어부(123)는 카운터 또는 타이머를 통해 산출되는 시간이 기 설정된 시간에 도달할 때마다 레귤레이터(124)에 인에이블 신호를 전송할 수 있다. 레귤레이터(124)에 인에이블 신호를 전송함과 동시에, 또는 그 직후에 제어부(123)는 일 이상의 센서(110)로부터 센싱된 데이터를 수신하여 통신 모듈(125)로 전송한다.
센서(110)로부터의 데이터 수신 및 통신 모듈(125)로의 데이터 전달이 완료된 후에는, 레귤레이터(124)로 디스에이블 신호를 전송하여, 레귤레이터(124)가 다시 대기 상태로 돌아올 수 있도록 한다. 일 실시예에 따르면, 제어부(123)는 레귤레이터(124)로 인에이블 신호를 전송한 후 기 설정된 시간이 흐른 뒤, 또는 통신 모듈(125)로부터 데이터 전송이 완료되었음을 알리는 정보를 수신한 뒤에 레귤레이터(124)로 디스에이블 신호를 전송할 수 있다.
일 실시예에 따른 제어부(123)는 MCU(Micro Controller Unit) 등의 프로세서로 구현될 수 있다.
일 실시예에 따른 레귤레이터(124)는 배터리(121)로부터 전달되는 전력의 전압을 조절하여 일 이상의 센서(110) 및 통신 모듈(125)에 공급하는 역할을 수행한다. 레귤레이터(124)는 2가지 상태, 구체적으로는, 대기 상태 및 활성화 상태로 동작할 수 있다. 대기 상태는 배터리(121)로부터 전달되는 전력에 대한 조절 및 다른 구성요소로의 전송 동작을 수행하지 않는 비활성화 상태라고 할 수 있다. 전술한 바와 같이, 제어부(123)는 일정 주기마다 레귤레이터(124)에 인에이블 신호를 전송하게 되는데, 인에이블 신호를 수신한 레귤레이터(124)는 활성화 상태가 되어, 배터리(121)로부터의 전력을 적절히 조절하고, 조절된 전력을 센서(110) 및 통신 모듈(125)에 공급한다. 레귤레이터(124)로부터 전력을 공급받은 센서(110)는 특정 정보에 대한 센싱을 수행하고, 센싱된 데이터를 제어부(123)에 전송한다. 제어부(123)는 센서(110)로부터 수신되는 데이터를 통신 모듈(125)에 전달하며, 통신 모듈(125)는 레귤레이터(124)를 통해 배터리(121)로부터 전력을 공급받아, 상기 제어부(123)에 의해 전달된 데이터를 외부로 송신한다.
일 실시예에 따름 레귤레이터(124)는 LDO(Low Drop Out) 레귤레이터 등으로 구현될 수 있다.
일 실시예에 따른 통신 모듈(125)는 일정 주기마다 레귤레이터(124)를 통해 배터리(121)로부터 전력을 공급받아 데이터를 외부로 송신하는 기능을 수행한다. 통신 모듈(125)은 무선 통신을 가능하게 하는 모듈, 예를 들면, BLE(Bluetooth Low Energy), 블루투스(Bluetooth), 와이파이(Wireless Fidelity), 로라(Lora), 지그비(Zigbee) 중 적어도 하나의 통신 방식을 가능하게 하는 모듈로 구현될 수 있다. 바람직하게는, 통신 모듈(125)은 저전력 장거리 무선 통신을 가능하게 하는 로라(Lora) 통신 모듈일 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 배터리(121)로부터의 전력이 일정 주기마다 센서(110), 레귤레이터(124), 통신 모듈(125)에 공급되기 때문에, 전력 사용이 최소화될 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 저전력 센싱 장치(100)의 동작을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 3을 참조하면, 제어부(123)가 카운터 또는 타이머를 통해 기 설정된 주기가 되었는지 여부를 판단한다(S310). 기 설정된 주기가 되었다고 판단되면, 레귤레이터(124)에 인에이블 신호를 전송하여, 레귤레이터(124)를 활성화시킨다(S311).
활성화된 레귤레이터(124)는 배터리(121; 도 2 참조)로부터의 전력을 적절히 조절하여 센서(110) 및 통신 모듈(125)로 공급한다(S312).
전력을 공급받은 센서(110)는 센싱 동작을 통해 데이터를 획득하고(S313), 획득된 데이터를 제어부(123)로 전송한다(S314). 센서(110)로부터 데이터를 수신한 제어부(123)는 수신된 데이터를 통신 모듈(125)로 전송한다(S315).
통신 모듈(125)은 상기 수신한 데이터를 외부로 전송하며(S316), 제어부(123)는 디스에이블 신호를 레귤레이터(124)에 전송한다(S317). 디스에이블 신호를 수신한 레귤레이터(124)는 활성 상태에서 대기 상태로 전환된다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100: 저전력 센싱 장치
110: 센서
120: 구동 회로
121: 배터리
122: 리셋 회로
123: 제어부
124: 레귤레이터
125: 통신 모듈

Claims (3)

  1. 일 이상의 센서;
    상기 일 이상의 센서에 의해 획득된 센싱 데이터를 외부로 전송하는 통신 모듈;
    일정 주기마다 인에이블 신호를 생성 및 전송하며, 상기 일 이상의 센서로부터 전송되는 상기 센싱 데이터를 상기 통신 모듈에 전달하는 제어부; 및
    상기 인에이블 신호가 수신될 때마다, 배터리로부터의 전력을 상기 일 이상의 센서 및 통신 모듈에 공급하는 레귤레이터를 포함하는, 저전력 센싱 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 통신 모듈에 의한 센싱 데이터의 전송이 완료되면, 상기 레귤레이터에 디스에이블 신호를 전송하는, 저전력 센싱 장치.
  3. 제어부에 의한 저전력 센싱 장치의 구동 방법으로서,
    일정 주기마다 레귤레이터에 인에이블 신호를 전송하여, 상기 레귤레이터가 배터리로부터의 전력을 일 이상의 센서 및 통신 모듈에 공급하도록 하는 단계; 및
    상기 일 이상의 센서로부터 수신되는 센싱 데이터를 상기 통신 모듈에 전송하는 단계를 포함하는, 저전력 센싱 장치의 구동 방법.
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