KR20200021510A - 유도 전력공급형 전류 모니터링 - Google Patents

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Abstract

유도 전력공급형 전류 모니터링, 및 관련 디바이스들, 장치들, 시스템들 및 방법들이 개시된다. 전류 모니터링 디바이스는 유도 에너지 전달 매체, 에너지 저장 디바이스, 전력 관리 회로, 및 프로세싱 회로를 포함할 수 있다. 유도 에너지 전달 매체는 기전력을 유도하여 에너지 저장 디바이스에 저장될 수 있는 전기 에너지를 생성할 수 있다. 전력 관리 회로는 에너지 저장 디바이스 내의 전기 에너지의 저장을 제어할 수 있고, 에너지 저장 디바이스로부터의 전기 에너지의 방출을 제어할 수 있다. 프로세싱 회로는 유도 에너지 전달 매체에 의해 생성된 변동하는 자기장에 기초하여 모니터링된 에너지 소스 내의 전류를 측정할 수 있다. 프로세싱 회로는 에너지 저장 디바이스로부터 방출된 전기 에너지를 사용하여 전력을 공급받도록 전력 관리 회로에 전기적으로 결합된다.

Description

유도 전력공급형 전류 모니터링
관련 출원들에 대한 상호 참조
본 출원은, 2017년 6월 26일자로 출원되고 발명의 명칭이 "INDUCTION POWERED ELECTRICITY CURRENT MONITORING"인 미국 가출원 제62/525,116호의 이익을 주장하는, 2018년 3월 26일자로 출원되고 발명의 명칭이 "INDUCTION POWERED ELECTRICITY CURRENT MONITORING"인 미국 특허출원 제15/936,225호에 대한 우선권을 주장하며, 이로써 이들 각각은 전체가 본 명세서에 참고로 포함된다.
기술 분야
본 발명은 전류를 모니터링하는 것에 관한 것이고, 보다 구체적으로는, 유도 전력공급형 전류 모니터링에 관한 것이다.
전기의 원격 모니터링은 전형적인 모니터링 디바이스들이 동작하기 위해 그리고/또는 측정치들을 원격 위치로 통신하기 위해 전력을 필요로 하기 때문에 어려울 수 있다. 더욱이, 현재 이용가능한 전류 모니터링 디바이스들은 모니터링 또는 측정을 제공하기 위해 전력을 공급받아야 한다.
본 발명은 유도 전력공급형 전류 모니터링, 및 관련 디바이스들, 장치들, 및 방법들을 제공한다. 본 명세서에 개시된 소정의 실시예들은 모니터링된 에너지 소스(예를 들어, 와이어)로부터 유도에 의해 전력을 얻고, 얻은 전력을 에너지 저장 디바이스에 저장하고, 이어서 저장된 에너지를 방출하여 프로세싱 회로에 전력을 공급한다. 프로세싱 회로는 실시간 샘플 또는 측정치를 취하여 이로부터 모니터링된 에너지 소스 내의 전기적 활동을 추정할 수 있다. 방출된 에너지는 추가로, 프로세싱 회로에 전력을 공급하여 정보를 송신하고/하거나 수신할 수 있다.
유도를 통해 전력을 얻음으로써, 개시된 실시예들은 별도의 전원으로의 액세스 또는 접속에 대한 걱정 없이 원격 위치들, 또는 임의의 위치에서 더욱 용이하게 전개될 수 있다.
추가적인 태양들 및 이점들이 첨부 도면들을 참조하여 계속되는, 바람직한 실시예들에 대한 다음의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전류 모니터링 디바이스이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전류 모니터링 디바이스이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전류 모니터링 디바이스이다.
도 4 는 일 실시예에 따른 전류 모니터링 디바이스의 프로세싱 회로의 블록도이다.
도 5는 일 실시예에 따른, 에너지 소스 내의 전류를 모니터링하는 방법의 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른, 전류 모니터링 디바이스 및 전류 모니터링 허브의 블록도이다.
본 발명은 하기에 제공되는 상세한 설명으로부터 그리고 본 명세서의 다양한 실시예들, 방법들 및 예들의 도면들로부터 더 잘 이해될 것이다. 그러나, 이러한 상세사항들은 본 발명의 다양한 실시예들이 더 잘 이해되도록 돕는 설명의 목적들을 위해 제공된다. 따라서, 본 발명은 기술되는 실시예들, 방법들 및 예들에 의해 제한되지 않고, 청구되는 바와 같은 본 발명의 범주 및 사상 내의 모든 실시예들 및 방법들에 의한 것이어야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전류 모니터링 디바이스(100)이다. 전류 모니터링 디바이스(100)는 유도 에너지 전달 전기 컴포넌트(110), 에너지 저장 디바이스(120), 전달 회로부(130), 전력 관리 회로부(140), 및 프로세싱 회로부(150)를 포함한다. 전류 모니터링 디바이스(100)는 유도적으로 전력을 공급받고 제1 전기 전도체(10)(예를 들어, 모니터링된 에너지 소스) 내의 전류를 모니터링할 수 있다. 제1 전기 전도체(10)는, 예를 들어 빌딩까지의 3상 전력 라인에서와 같은 와이어일 수 있다. 다른 실시예들에서, 제1 전기 전도체(10)는 전도성 패널일 수 있다.
유도 에너지 전달 전기 컴포넌트(110)는 변류기(current transformer)일 수 있다. 다른 실시예에서, 유도 에너지 전달 전기 컴포넌트(110)는 (예를 들어, Qi(거리에 따른 유도 충전에 대한 무선 전력 컨소시엄에 의해 개발된 개방형 인터페이스 표준)와 호환가능한) 유도 주파수 패널일 수 있다. 유도 에너지 전달 전기 컴포넌트(110)는 제1 전기 전도체(10) 내의 전류의 변동하는 흐름으로부터 변동하는 자기장을 생성할 수 있다.
일부 실시예들에서, 제1 전기 전도체(10) 내의 전류의 변동하는 흐름은 교류(AC)일 수 있다. 다른 실시예들에서, 제1 전기 전도체(10) 내의 전류의 변동하는 흐름은 직류(DC)이다.
변동하는 자기장은 제2 전기 전도체(132) 내에 기전력을 유도하여 전기 에너지를 생성할 수 있다. 제2 전기 전도체(132)는 전달 회로부(130)에 전기적으로 결합되거나 또는 그에 포함되는 코일 또는 와이어일 수 있다. 제2 전기 전도체(132)는 유도 에너지 전달 전기 컴포넌트(110)에 전기적으로 결합된다.
전달 회로부(130)는 제2 전기 전도체(132)로부터 에너지 저장 디바이스(120) 및/또는 프로세싱 회로부(150)로의 전기적 결합을 제공할 수 있다. 전달 회로부(130)는 에너지 저장 디바이스(120) 또는 프로세싱 회로부(150)로의 전류의 전달을 제어하거나 지시할 수 있다. 다시 말하면, 유도 에너지 전달 전기 컴포넌트(110)에 의해 생성된 변동하는 자기장은 이어서 전달 회로부(130) 내에 기전력을 유도하여 에너지 저장 디바이스(120)로 전기 에너지를 전달하기 위한 전류를 제공한다.
일 실시예에서, 전달 회로부(130)는 전력 관리 회로부(140)에 의해 스위칭될 게이트를 포함할 수 있다. 예를 들어, 전력 관리 회로부(140)는 에너지 저장 디바이스(120) 내의 전기 에너지의 저장을 지시하도록 전달 회로부(130)의 게이트에 지시할 수 있다(예를 들어, 그것에 신호를 제공할 수 있다). 전력 관리 회로부(140)는, 에너지 저장 디바이스(120)가 전기 에너지를 프로세싱 회로부(150)로 방출할 시, 프로세싱 회로부(150)로의 전류의 전달로 전이(예를 들어, 스위칭)하도록 전달 회로부(130)에 지시할 수 있다.
에너지 저장 디바이스(120)는 유도된 기전력에 의해 생성된 전기 에너지를 저장할 수 있다. 다른 실시예들에서, 에너지 저장 디바이스(120)는 전기적이든, 기계적이든, 또는 이들의 조합이든 간에 에너지를 저장할 수 있는 임의의 디바이스일 수 있다. 일 실시예에서, 에너지 저장 디바이스(120)는 배터리일 수 있다. 다른 실시예에서, 에너지 저장 디바이스(120)는 커패시터일 수 있다. 에너지 저장 디바이스(120)는 일정한 것으로 표현될 수 있거나, 고정된 양 또는 예측가능한 양으로 달리 이해될 수 있는 일정량의 에너지를 저장할 수 있다. 에너지 저장 디바이스(120)는 전달 회로부(130)에 전기적으로 결합되고 그로부터 전류를 수신하여 에너지로서 저장할 수 있다. 에너지 저장 디바이스(120)는, 에너지 저장의 임계 레벨에 도달할 때, 저장된 에너지를 프로세싱 회로부(150)로 방출할 수 있다.
전력 관리 회로부(140)는 에너지 저장 디바이스(120) 내의 전기 에너지의 저장을 제어하거나 달리 지시할 수 있다. 예를 들어, 전력 관리 회로부(140)는 에너지 저장 디바이스(120) 내에 전기 에너지의 저장을 지시하도록 전달 회로부(130)의 게이트에 지시할 수 있다(예를 들어, 그것에 신호를 제공할 수 있다). 일부 실시예들에서, 전력 관리 회로부(140)는 또한, 에너지 저장 디바이스(120)로부터의 전기 에너지의 방출을 제어하거나 달리 지시할 수 있다. 일부 실시예들에서, 전력 관리 회로부(140)는 또한, 프로세싱 회로부(150)로의 전류의 전달로 전이(예를 들어, 스위칭)하도록 전달 회로부(130)의 게이트에 지시할 수 있다.
일 실시예에서, 전력 관리 회로부(140)는 전력 관리 회로부(140) 및 프로세싱 회로부(150) 중 하나 또는 양자 모두의 전기 회로를 전기기계적으로 또는 전자적으로 개방 및 폐쇄하는 계전기(relay)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 계전기는 에너지 저장 디바이스(120)로부터 에너지의 방출 시에 또는 그에 응답하여 폐쇄할 수 있다. 계전기 폐쇄는 전기 신호로 하여금, 전류가 프로세싱 회로부(150)로 향하게 하도록 전달 회로부(130)의 게이트에 지시하게 할 수 있다. 계전기는 프로세싱 회로부(150)로의 에너지 방출의 중단 시에 또는 그에 응답하여 개방할 수 있다. 계전기 개방은 전기 신호로 하여금, 전류가 에너지 저장 디바이스(120)로 향하게 하도록 전달 회로부(130)의 게이트에 지시하게 할 수 있다. 다르게 말하면, 계전기는, 제1 위치에서 전력 관리 회로부(140)를 폐쇄하고 프로세싱 회로부(150)를 개방하며, 제2 위치에서 전력 관리 회로부(140)를 개방하고 프로세싱 회로부(150)를 폐쇄한다.
일 실시예에서, 프로세싱 회로부(150)는 제1 전기 전도체(10) 내의 전류를 실시간으로 검출하고/하거나 측정할 수 있다. 예를 들어, 프로세싱 회로부(150)는 전달 회로부(130) 내의 유도, 전압, 및/또는 전류에 기초하여 제1 전기 전도체(10) 내의 전류를 측정하도록 실시간 샘플 또는 판독치를 취할 수 있다. 앞서 언급된 바와 같이, 프로세싱 회로부(150)는 에너지 저장 디바이스(120)로부터 방출된 에너지에 의해 전력을 공급받을 수 있다. 프로세싱 회로부(150)는 에너지 저장 디바이스(120)로부터 에너지의 방출을 수신하도록 전력 관리 회로부(140)에 전기적으로 결합될 수 있다.
프로세싱 회로부(150)는 표준 마이크로프로세서와 같은 하나 이상의 범용 디바이스들을 포함할 수 있다. 프로세싱 회로부(150)는 특수 목적의 프로세싱 디바이스, 또는 다른 맞춤형 또는 프로그램가능 디바이스를 포함할 수 있다. 프로세싱 회로부(150)는 표준 운영 체제를 실행시키고 표준 운영 체제 기능들을 수행할 수 있다.
프로세싱 회로부(150)는 다른 컴퓨팅 디바이스들 및/또는 네트워크들, 예컨대 인터넷 및/또는 다른 컴퓨팅 및/또는 통신 네트워크들과의 통신을 용이하게 하도록 네트워크 인터페이스 및/또는 무선 네트워크 인터페이스를 포함할 수 있다.
프로세싱 회로부(150)는 정보를 다른 컴퓨팅 디바이스(12) 및/또는 네트워크(14)(예를 들어, 인터넷)로 송신할 수 있다. 일부 실시예들에서, 송신은 무선 기술을 통한 무선 프로토콜에 의한 것일 수 있다. 송신물은 제1 전기 전도체(10) 내의 전류로 취해진 측정치를 나타내는 데이터를 포함할 수 있다. 이러한 방식으로, 제1 전기 전도체(10) 내의 전류는 원격으로(예를 들어, 원격 동작 센터로부터) 모니터링되고/되거나 측정될 수 있다. 추가로, 전류의 측정치들은 제1 전기 전도체(10)로부터 원격으로 프로세싱될 수 있다. 제1 전기 전도체(10) 내의 전류에 관한 데이터는 또한, 원격 사용자에게, 예컨대 모바일 디바이스(16) 상의 애플리케이션을 통해 제시될 수 있다. 다른 실시예들에서, 데이터는 웹 인터페이스, 컴파일된 프로그램, 다운로드가능한 스프레드시트들, API들, 온보드 스크린들, 사운드들, 경고들, 통지들 등을 포함하지만 이들에 제한되지는 않는 다른 사용자 인터페이스들을 통해 제시될 수 있다.
프로세싱 회로부(150)는 또한, 예컨대 네트워크(14) 및/또는 다른 컴퓨팅 디바이스(12)로부터 정보의 송신물을 수신할 수 있다. 송신물은 명령어들, 소프트웨어 및/또는 펌웨어 업데이트들, 설정들 등을 포함할 수 있다.
이해될 수 있는 바와 같이, 다른 실시예들에서, 프로세싱 회로부(150)는 제1 전기 전도체(10)(또는 모니터링된 에너지 소스) 내의 전류의 검출 및/또는 측정에 추가하여 또는 이들 외에 다양한 기능들을 달성하기 위한 동작들을 수행하는 임의의 다양한 소비성 회로(예를 들어, 에너지의 소비)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 프로세싱 회로부(150)는 전기 전도체 또는 그의 일부분 양단의 전압을 검출하거나 또는 측정할 수 있다. 프로세싱 회로부(150)는 단순히 데이터의 송신물을 제공할 수 있다. 프로세싱 회로부(150)는, 일부 실시예들에서, 하나 초과의 모니터링된 에너지 소스에 대한 전압 및/또는 전류 데이터를 한 번에 수집할 수 있다. 다른 실시예에서, 프로세싱 회로부(150)는 오프-상태 동안 경과된 시간으로부터 얼마나 많이 그리고 얼마나 오래 전류가 소비되었는지를 추정할 수 있다. 이는 에너지 저장 시스템(120)을 충전하기 위한 (전기 전도체를 통한) 전류의 양을 알고, 최종 판독의 타임스탬프들 및 즉시 활성화 타임스탬프를 획득함으로써 달성될 수 있다. 그 결과, 프로세싱 회로부(150)는 판독들 사이에 제1 전기 전도체(10)(또는 모니터링된 에너지 소스) 상에서 필수적인 기본 전류 부하를 소비하는 데 얼마나 많은 시간이 경과되었는지에 관한 추정을 도출할 수 있다. 다시 말하면, 전류 모니터링 디바이스(100)는, 시스템이 다시 파워업(power up)하기 위해 x 에너지를 필요로 한다는 것을 고려함으로써 오프-상태에 있는 동안 에너지를 평가하여, 이에 따라, 모니터링 디바이스(100)가 충전되고 있던 동안, 알려진 에너지 양이 발생했다는 (예를 들어, 마지막 측정 및 다음 측정의 타임스탬프들을 고려한) 추론을 가능하게 할 수 있다. 전류 모니터링 디바이스(100)는 (모니터링 디바이스(100), 및 구체적으로 프로세싱 회로부(150)가 전력을 공급받는 동안) 실시간 판독 및 (모니터링 디바이스(100)가 충전되고 있는 동안) 축적된 데이터를 제공할 수 있다.
다른 실시예들에서, 프로세싱 회로부(150)에 의해 제공되는 프로세싱 기능은 다른 컴퓨팅 디바이스(12), 또는 일부 다른 원격 컴퓨팅 디바이스(예를 들어, 클라우드 컴퓨팅 환경에서와 같은 전류 모니터링 허브 또는 다른 컴퓨팅 디바이스)에 의해 수행될 수 있다.
원하는 동작들의 완료 시에, 프로세싱 회로부(150)는 에너지 저장 디바이스(120)에 저장된 임의의 잔여 에너지를 덤프하여(dump off), 프로세싱 회로부(150)의 후속 사이클 동안을 고려해서 알려진 양의 에너지가 에너지 저장 디바이스(120)에 저장되는 것을 보장할 수 있다. 프로세싱 회로부(150)는 발광 다이오드(LED)를 밝힘으로써, 별개의 라디오, 비컨(예를 들어, 더 긴 블루투스 비컨), 프로세싱 플랫폼에 전력을 공급함으로써, 또는 재위치된 에너지 잉여분의 다른 사용에 의해 에너지를 덤프할 수 있다. 에너지가 에너지 저장 디바이스(120)로부터 인출되는 한, 이러한 잉여 에너지는 원하는 대로 사용될 수 있다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른, 전류 모니터링 디바이스(200)의 다이어그램이다. 도 2의 전류 모니터링 디바이스(200)는 도 1에 관하여 전술된 전류 모니터링 디바이스(100)와 유사할 수 있다. 따라서, 유사한 특징부들이 유사한 도면 부호들로 지정될 수 있는데, 이때 앞자리 숫자들이 "2"로 증가된다. 따라서, 유사하게 식별된 특징부들에 관하여 위에 기술된 관련 개시 내용이 이하에서 반복되지 않을 수 있다. 또한, 전류 모니터링 디바이스(200)의 특정 특징부들이 도면들에 도시되지 않거나 도면 부호에 의해 식별되지 않거나 또는 후속하는 기재된 설명에서 구체적으로 논의되지 않을 수 있다. 그러나, 그러한 특징부들은 명확히, 다른 실시예들에 도시되고/되거나 그러한 실시예들에 대하여 기술된 특징부들과 동일하거나 실질적으로 동일할 수 있다. 따라서, 그러한 특징부들의 관련 설명들은 전류 모니터링 디바이스(200)의 특징부들에 동일하게 적용된다. 전류 모니터링 디바이스(100)에 관하여 설명된 동일한 것의 특징부들 및 변형들의 임의의 적절한 조합이 전류 모니터링 디바이스(200)와 함께 채용될 수 있고, 그 반대일 수 있다. 이러한 개시 내용의 패턴은 후속 도면들에 도시되고 이하에 기술되는 추가의 실시예들에 동일하게 적용된다.
도 2는 와이어인, 모니터링된 에너지 소스(10) 주위의 유도성 루프에 의해 유도적으로 전력을 공급받는 전류 모니터링 디바이스(200)이다. 전류 모니터링 디바이스(200)는 변류기(210), 전기 에너지를 저장하기 위한 커패시터(220), 전달 회로(230), 전력 관리 회로(240), 및 분석 회로(250)를 포함한다. 전류 모니터링 디바이스(200)는 유도적으로 전력을 공급받고, 모니터링된 에너지 소스(10)(예를 들어, 3상 전원의 제1 와이어 또는 다른 전기 전도체) 내의 전류를 모니터링할 수 있다.
변류기(210)는, 일 실시예에서, 변류기(210)가 모니터링된 에너지 소스(10) 주위에 클립핑(clip)되거나 달리 여기에 클램핑 또는 인터페이싱될 수 있게 하도록 분할 코어를 갖는 CT 클램프(또는 변류기 클램프)일 수 있다. 변류기(210)는 모니터링된 에너지 소스(10) 내의 전류의 변동하는 흐름으로부터 변동하는 자기장을 유도할 수 있다. 일부 실시예들에서, 모니터링된 에너지 소스(10) 내의 전류의 변동하는 흐름은 와이어 내의 교류(AC)일 수 있다. 다른 실시예들에서, 모니터링된 에너지 소스(10) 내의 전류의 변동하는 흐름은 모니터링된 에너지 소스(10) 내에서 변동하는 흐름(예를 들어, 변동하는 세기 또는 속도)을 갖는 직류(DC)일 수 있다.
변류기(210) 내의 변동하는 자기장은 이어서 제2 와이어(232) 내에 기전력을 유도하여 전기 에너지를 생성할 수 있다. 와이어(232)는 전달 회로(230)에 전기적으로 결합되거나 또는 그것에 포함된다.
전달 회로(230)는 커패시터(220)를 충전하기 위한 충전 회로와, 분석 회로(250)에 전기적 결합을 제공하기 위한 제공 회로 사이에서 선택적 스위칭을 제공할 수 있는 논리 게이트를 포함할 수 있다. 다르게 말하면, 전달 회로(230)의 논리 게이트는 커패시터(220) 또는 분석 회로(250)로의 (와이어(232)에서 유도된) 전류의 전달을 제어 또는 지시할 수 있다. 전달 회로(230)의 논리 게이트는 전력 관리 회로(240)로부터의 신호에 기초하여 응답(예를 들어, 스위칭)할 수 있다. 다시 말하면, 변류기(210)에 의해 생성된 변동하는 자기장은 와이어(232)에서 기전력을 유도할 수 있고, 이는 전기 에너지(예를 들어, 전류)를 에너지 저장 디바이스(220)에 제공하거나 전기 에너지(예를 들어, 전압)를 분석 회로(250)에 의해 분석되도록 제공하기 위해 전달 회로(230)에 의해 전파될 수 있고 지시받거나 달리 제어될 수 있다.
커패시터(220)는 와이어(232) 내에 유도된 기전력에 의해 생성되는 전기 에너지를 저장할 수 있다. 커패시터(220)는 고정되거나, 일정한 것으로 표현될 수 있거나, 또는 고정된 양 또는 예측가능한 양인 것으로 달리 이해될 수 있는 일정량의 에너지를 저장할 수 있다. 커패시터(220)는 전달 회로(230)에 전기적으로 결합되고 그로부터 전류를 수신하여 에너지로서 저장할 수 있다. 커패시터(220)는, 에너지 저장의 임계 레벨에 도달할 때, 분석 회로(250)에 전력을 공급하는 데 사용될 수 있는 저장된 에너지를 방출할 수 있다.
전력 관리 회로(240)는 전달 회로(230)의 동작을 제어하거나 달리 지시하거나, 감독하거나, 또는 명령할 수 있다. 전력 관리 회로(240)는 커패시터(220)로부터 전기 에너지를 방출하자마자 또는 방출 시에 동작하도록 계전기(또는 다른 스위치)를 포함할 수 있다. 계전기는 신호를 전달 회로(230)의 논리 게이트로 전송하여, 논리 게이트로 하여금 커패시터(220)와 분석 회로(250) 사이의 유도된 전류의 전달을 스위칭하게 할 수 있다. 다르게 말하면, 전력 관리 회로(240)의 계전기는, 제1 위치에서 전력 관리 회로(240)의 완성이 커패시터(220)에 에너지를 저장하게 하고, 제2 위치에서 회로의 완성이 분석 회로(250)에 의한 분석을 위해 유도된 전류를 지향시키게 한다.
전력 관리 회로(240)는 또한, 커패시터(220)로부터의 전기 에너지의 방출을 제어하여 분석 회로(250)에 전력을 공급할 수 있다.
분석 회로(250)는, 일 실시예에서, 모니터링된 에너지 소스(10) 내의 전류를 검출할 수 있고/있거나 측정할 수 있는 프로세싱 회로일 수 있다. 예를 들어, 분석 회로(250)는 모니터링된 에너지 소스(10) 내의 전류의 측정치를 결정하기 위해 실시간 샘플 또는 판독치를 취할 수 있다. 구체적으로, 분석 회로(250)는 와이어(232) 양단의 전압의 실시간 샘플 또는 판독치를 취할 수 있어서, 일정 기간에 걸쳐 모니터링된 에너지 소스(10) 상의 전류가 추정될 수 있다. 전류(I)는 기본 전력 방정식들에 기초하여 추정될 수 있다:
[방정식 1]
P = I*V
[방정식 2]
I = P/V
커패시터(220)는 고정된, 또는 달리 예측가능한 양의 전력(예를 들어, 90 밀리와트)을 저장할 수 있다. 커패시터(220)로부터의 전력의 방출은 주어진 기간 동안 커패시터(220)에 의해 저장된 전력의 양을 나타낼 수 있다. 이어서, 실시간 전압 판독치가 전류를 추정하는 데 사용될 수 있다.
다른 실시예들에서, 분석 회로(250)는 모니터링된 에너지 소스(10)에 의해 와이어(232)에서 유도된 전류의 판독치를 취할 수 있다.
언급된 바와 같이, 분석 회로(250)는 커패시터(220)로부터 방출된 에너지에 의해 전력을 공급받을 수 있다. 분석 회로(250)는 커패시터(220) 및/또는 전력 관리 회로(240)에 전기적으로 결합되어 커패시터(220)로부터의 에너지의 방출을 수신할 수 있다.
분석 회로(250)는 하나 이상의 범용 및/또는 특수 목적의 프로세싱 디바이스들, 또는 다른 맞춤형 또는 프로그램가능 디바이스를 포함할 수 있다. 분석 회로(250)는 표준 운영 체제를 실행시키고 표준 운영 체제 기능들을 수행할 수 있다.
분석 회로(250)는 다른 컴퓨팅 디바이스들 및/또는 네트워크들, 예컨대 인터넷 및/또는 다른 컴퓨팅 및/또는 통신 네트워크들 및/또는 인터페이스들과의 통신을 용이하게 하도록 네트워크 인터페이스 및/또는 무선 네트워크 인터페이스를 포함할 수 있다. 분석 회로(250)는 네트워크(14)(예를 들어, 인터넷)에 결합될 수 있는 액세스 노드(12)(예를 들어, 무선 액세스 포인트 또는 다른 컴퓨팅 디바이스)로 (예를 들어, 무선 프로토콜을 통해) 정보를 송신할 수 있다. 송신물은 ID(예를 들어, 블루투스 ID, 디바이스 ID)를 나타내는 데이터, 및 모니터링된 에너지 소스(10) 내의 전압 및/또는 전류의 측정치를 포함할 수 있다. 송신물은 보안을 돕기 위해 암호화될 수 있다. 이어서, 모니터링된 에너지 소스(10) 내의 전압 및/또는 전류가 (예를 들어, 원격 동작 센터로부터) 원격으로 추정되고/되거나 모니터링(예를 들어, 측정)될 수 있다. 추가로, 전압 및/또는 전류의 측정치는 모니터링된 에너지 소스(10)로부터 원격으로 프로세싱될 수 있다. 모니터링된 에너지 소스(10) 내의 전압 및/또는 전류에 관한 데이터는 또한, 원격 사용자에게, 예컨대 모바일 디바이스(16) 상의 애플리케이션을 통해 제시될 수 있다.
분석 회로(250)는 또한, 액세스 노드(12)를 거쳐, 예컨대 네트워크(14)로부터 (예를 들어, 무선 프로토콜을 통해) 정보를 수신할 수 있다. 수신된 정보는 명령어들, 소프트웨어 및/또는 펌웨어 업데이트들, 설정들 등을 포함할 수 있다. 예를 들어, 수신된 정보는 보안 프로토콜 및/또는 보안 시스템에 대한 업데이트를 포함할 수 있다.
전술된 전류 모니터링 디바이스(200)는 여러 측면들에서 유리하다. 예를 들어, 전류 모니터링 디바이스(200)는 수동 충전 시스템을 통해 모니터링된 에너지 소스(10) 내의 전류 처리량(throughput)을 측정할 수 있다. 전류 모니터링 디바이스(200)는 모니터링된 에너지 소스(10)로부터 에너지를 얻고 이어서 모니터링된 에너지 소스(10) 내의 전류의 처리량을 샘플링하거나 측정한다.
현재 이용가능한 전류 측정기들 및 디바이스들 및 전류를 측정하는 방법들은, 전력이 차단되거나 이용가능하지 않을 때 전류 측정기가 측정치를 획득할 수 없도록, 전력이 공급될 때에만 동작한다.
대조적으로, 본 발명은, 사실상, 전력이 공급되지 않는 동안 모니터링된 에너지 소스(10) 내의 전류를 계속해서 모니터링할 수 있는 분석 회로(250)를 제공한다. 개시된 전류 모니터링 디바이스(200)의 컴포넌트들의 배열 및 동작은 전례 없는 저전력 원격 전류 모니터링을 가능하게 한다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전류 모니터링 디바이스(300)이다. 전류 모니터링 디바이스(300)는 제1 유도 에너지 전달 매체(310), 제2 유도 에너지 전달 매체(312), 에너지 저장 디바이스(320), 전달 회로부(330), 전력 관리 회로부(340), 및 프로세싱 회로부(350)를 포함한다. 전류 모니터링 디바이스(300)는 제2 전기 전도체(10b)(예를 들어, 모니터링된 에너지 소스) 내의 전류를 모니터링하기 위해 제1 전기 전도체(10a)(예를 들어, 1차 에너지 소스)를 통한 전류에 기초하여 유도적으로 전력을 공급받는다. 제1 전기 전도체(10a) 및 제2 전기 전도체(10b)는, 예를 들어 빌딩까지의 3상 전력 라인에서와 같은 와이어일 수 있다. 다른 실시예들에서, 제1 전기 전도체(10a) 및/또는 제2 전기 전도체(10b)는 전도성 패널 또는 다른 유형의 전기 전도체일 수 있다.
제1 유도 에너지 전달 매체(310)는 변류기와 같은 유도 에너지 전달 전기 컴포넌트일 수 있다. 다른 실시예에서, 제1 유도 에너지 전달 매체(310)는 유도 주파수 패널일 수 있다. 제1 전기 전도체(10a) 내의 전류의 변동하는 흐름에 의해 제1 유도 에너지 전달 매체(310)에서는 기전력이 유도된다. 제1 유도 에너지 전달 매체(310)에서 유도된 기전력은 전달 회로부(330)의 와이어(332) 내에 전도되어 전기 에너지를 전달한다.
전달 회로부(330)는 에너지 저장 디바이스(320)에 제1 유도 에너지 전달 매체(310)의 전기적 결합을 제공할 수 있다. 다시 말하면, 제1 유도 에너지 전달 매체(310)에 의해 생성된 변동하는 자기장은 이어서 에너지 저장 디바이스(320)로 전기 에너지를 전달하기 위해 전류를 제공하도록 전달 회로부(330)에서 기전력을 유도한다.
에너지 저장 디바이스(320)는 유도된 기전력에 의해 생성된 전기 에너지를 저장한다. 일 실시예에서, 에너지 저장 디바이스(320)는 배터리일 수 있다. 다른 실시예에서, 에너지 저장 디바이스(320)는 커패시터일 수 있다. 에너지 저장 디바이스(320)는 일정한 것으로 표현될 수 있거나, 고정된 양 또는 예측가능한 양으로 달리 이해될 수 있는 일정량의 에너지를 저장할 수 있다. 에너지 저장 디바이스(320)는, 에너지 저장의 임계 레벨에 도달할 때, 저장된 에너지를 프로세싱 회로부(350)로 방출할 수 있다.
전력 관리 회로부(340)는 에너지 저장 디바이스(320) 내의 전기 에너지의 저장을 제어하거나 달리 지시할 수 있다. 일부 실시예들에서, 전력 관리 회로부(340)는 또한, 에너지 저장 디바이스(320)로부터의 전기 에너지의 방출을 제어하거나 달리 지시할 수 있다. 일 실시예에서, 전력 관리 회로부(340)는 전력 관리 회로부(340)의 전기 회로를 전기기계적으로 또는 전자적으로 개방 및 폐쇄하는 계전기를 포함할 수 있다.
제2 유도 에너지 전달 매체(312)는 변류기일 수 있다. 다른 실시예에서, 제2 유도 에너지 전달 매체(312)는 유도 주파수 패널일 수 있다. 제2 유도 에너지 전달 매체(312)는 제2 전기 전도체(10b) 내의 전류의 변동하는 흐름으로부터 변동하는 자기장을 생성할 수 있다. 변동하는 자기장은 프로세싱 회로부(350)의 와이어(352) 내에 기전력을 유도하여, 프로세싱 회로부(350)에 의해 샘플링되거나, 측정되거나, 또는 달리 분석될 수 있는 전기 에너지를 생성할 수 있다.
일 실시예에서, 프로세싱 회로부(350)는 제2 전기 전도체(10b) 내의 전류를 실시간으로 검출하고/하거나 측정할 수 있다. 예를 들어, 프로세싱 회로부(350)는 와이어(352) 내의 유도(예를 들어, 제2 유도 에너지 전달 매체(312)에 의해 유도된 변동하는 자기장), 전압, 및/또는 전류에 기초하여 제1 전기 전도체(10a) 내의 전류를 측정하도록 실시간 샘플 또는 판독치를 취할 수 있다. 앞서 언급된 바와 같이, 프로세싱 회로부(350)는 샘플링, 판독, 및/또는 측정 동작들을 수행하기 위해, 또는 달리 제2 전기 전도체(10b) 내의 전류를 추정하기 위해 에너지 저장 디바이스(320)로부터 방출된 에너지에 의해 전력을 공급받을 수 있다. 프로세싱 회로부(350)는 에너지 저장 디바이스(320)로부터의 에너지의 방출을 수신하도록 전력 관리 회로부(340)에 전기적으로 결합될 수 있다.
프로세싱 회로부(350)는 다른 컴퓨팅 디바이스들 및/또는 네트워크들, 예컨대 인터넷 및/또는 다른 컴퓨팅 및/또는 통신 네트워크들과의 통신을 용이하게 하도록 네트워크 인터페이스 및/또는 무선 네트워크 인터페이스를 포함할 수 있다. 구체적으로, 프로세싱 회로부(350)는 (예를 들어, 무선 프로토콜을 통해) 액세스 노드(12)로 정보를 송신할 수 있고, 액세스 노드(12)는 이어서 네트워크(14)(예를 들어, 인터넷)에 결합될 수 있다. 송신물은 제2 전기 전도체(10b) 내의 전류의 측정치를 나타내는 데이터를 포함할 수 있다. 이러한 방식으로, 제2 전기 전도체(10b) 내의 전류는 원격으로(예를 들어, 원격 동작 센터로부터) 모니터링되고/되거나 측정될 수 있다. 추가로, 전류의 측정치들은 제2 전기 전도체(10b)로부터 원격으로 프로세싱될 수 있다. 제2 전기 전도체(10b) 내의 전류에 관한 데이터는 또한, 원격 사용자에게, 예컨대 모바일 디바이스(16) 상의 애플리케이션을 통해 제시될 수 있다.
프로세싱 회로부(350)는 또한, 액세스 노드(12)를 통해 네트워크(14)로부터 정보의 (예를 들어, 무선 프로토콜을 통한) 송신물을 수신할 수 있다. 송신물은 명령어들, 소프트웨어 및/또는 펌웨어 업데이트들, 설정들 등을 포함할 수 있다.
다른 실시예에서, 프로세싱 회로부(350)는 제1 전기 전도체(10a) 내의 전류를 동시에 그리고/또는 독립적으로 모니터링하고/하거나 측정할 수 있다. 송신물은 제1 전기 전도체(10a) 및 제2 전기 전도체(10b) 내의 전류의 측정치를 나타내는 데이터를 포함할 수 있다. 전류의 측정치들은 제1 전기 전도체(10a) 및 제2 전기 전도체(10b)로부터 원격으로 프로세싱될 수 있다. 제1 전기 전도체(10a) 및 제2 전기 전도체(10b) 양자 모두 내의 전류에 관한 데이터는 또한, 원격 사용자에게, 예컨대 모바일 디바이스(16) 상의 애플리케이션을 통해 제시될 수 있다.
다른 실시예에서, 다른 유도 에너지 전달 전기 컴포넌트는 제3 전기 전도체(10c) 내의 전류를 모니터링하기 위해 제3 전기 전도체(10c)에 근접하여 이용될 수 있다.
또 다른 실시예에서, 전달 회로부(330)는 모니터링을 위해 복수의 유도 에너지 전달 전기 컴포넌트들을 프로세싱 회로부(350)에 전기적으로 결합시킬 수 있다. 전달 회로부(330)는 제1 전기 전도체(10a), 제2 전기 전도체(10b), 및 제3 전기 전도체(10c) 사이에서 교번하도록 샘플링(또는 측정)을 제어할 수 있다. 임의의 수의 전기 전도체들이 이러한 방식으로 모니터링될 수 있다.
이해될 수 있는 바와 같이, 다른 실시예들에서, 프로세싱 회로부(350)는 제1, 제2 및/또는 제3 전기 전도체들(10a, 10b, 10c) 내의 전류의 검출 및/또는 측정에 추가하여 또는 그 이외의 다양한 기능들을 수행하기 위한 동작들을 수행할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른, 전류 모니터링 디바이스의 프로세싱 회로부(450)의 블록도이다. 프로세싱 회로부(450)는 전자 메모리(410), 하나 이상의 프로세서들(412), 네트워크 인터페이스(414), I/O 인터페이스(416), 전압계(422), 및 전원(424)을 포함할 수 있다.
전자 메모리(410)는 정적 RAM, 동적 RAM, 플래시 메모리, 하나 이상의 플립-플롭들, 또는 다른 전자 저장 매체를 포함할 수 있다. 전자 메모리(410)는 복수의 모듈들(430) 및 데이터(440)를 포함할 수 있다.
모듈들(430)은 디바이스의 다른 요소들의 전부 또는 일부들을 포함할 수 있다. 모듈들(430)은 하나 이상의 프로세서들(412)에 의해 또는 그들 상에서 직렬로, 동시에 또는 병렬로 다수의 동작들을 실행시킬 수 있다.
일부 실시예들에서, 개시된 모듈들, 컴포넌트들 및/또는 기능부들의 일부분들은 하드웨어 또는 펌웨어로 구체화되거나, 비일시적, 기계-판독가능 저장 매체에 저장되는 실행가능 명령어들로 구체화된다. 명령어들은, 프로세서 및/또는 컴퓨팅 디바이스에 의해 실행될 때, 컴퓨팅 시스템으로 하여금 본 명세서에 개시된 바와 같은, 소정의 프로세싱 단계들, 프로시저들, 및/또는 동작들을 구현하게 하는 컴퓨터 프로그램 코드를 포함할 수 있다. 본 명세서에 개시된 모듈들, 컴포넌트들 및/또는 기능부들은 드라이버, 라이브러리, 인터페이스, API, FPGA 구성 데이터, 펌웨어(예를 들어, EEPROM에 저장됨), 및/또는 등등으로서 구현되고/되거나 구체화될 수 있다. 일부 실시예들에서, 본 명세서에 개시된 모듈들, 컴포넌트들 및/또는 기능부들의 부분들은 회로들, 집적 회로들, 프로세싱 컴포넌트들, 인터페이스 컴포넌트들, 하드웨어 제어기(들), 저장 제어기(들), 프로그램가능 하드웨어, FPGA들, ASIC들, 및/또는 등등을 포함하지만 이에 제한되지 않는, 범용 및/또는 특정 용도의 디바이스들과 같은, 기계 컴포넌트들로서 구체화된다.
모듈들(430)은 전류 추정 모듈(432) 및 보안 시스템(434)을 포함할 수 있다. 전류 추정 모듈(432)은, 하나 이상의 프로세서들(412)에 의해, 전압계(422)와 같은 다른 컴포넌트들로부터의 판독치들에 기초하여, 모니터링된 에너지 소스를 통한 전류를 추정하는 동작들을 수행할 수 있다. 보안 시스템(434)은 (예를 들어, 액세스 노드(12)로) 송신된 데이터(440)를 안전하게 암호화할 수 있다.
전자 메모리(410) 상에 저장된 데이터(440)는 프로세싱 회로부(450)에 의해, 예컨대 프로그램 모듈들(430) 또는 다른 모듈들에 의해 생성된 데이터(440)를 포함할 수 있다. 저장된 데이터(440)는 하나 이상의 메모리 레지스터들/어드레스들, 파일들, 및/또는 데이터베이스들로서 구성될 수 있다. 데이터(440)는 구성 데이터(442) 및 샘플 데이터(444)를 포함할 수 있다 (예를 들어, 임계 에너지 저장 레벨을 특정하는 상수 또는 공식, 에너지 저장 디바이스의 용량, 식별 번호들, 타임스탬프들, 양들, 체적들/강도들 등).
하나 이상의 프로세서들(412)은 인덕턴스에 기초하여 에너지 소스 내의 전압 또는 전류를 검출하고/하거나, 측정하고/하거나 추정하는 동작들을 수행하기 위한 임의의 컴퓨팅 회로부를 포함할 수 있다. 하나 이상의 프로세서들(412)은 범용 프로세서들 및/또는 특수 목적의 프로세서들을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 하나 이상의 프로세서들(412)은 다른 컴퓨팅 디바이스들과 통신하기 위한 특수 목적의 송신(Tx) 및/또는 수신(Rx) 기능을 제공하도록 LoRa® 칩 및/또는 블루투스® 칩을 포함한다. 이러한 특수 목적의 Tx/Rx 칩들은 네트워크 인터페이스(414)를 보완하고/하거나 그것에 포함될 수 있다.
네트워크 인터페이스(414)는 다른 컴퓨팅 디바이스들 및/또는 네트워크들, 예컨대 인터넷 및/또는 다른 컴퓨팅 및/또는 통신 네트워크들과의 통신을 용이하게 할 수 있다. 네트워크 인터페이스(414)는 종래의 네트워크 접속성을 갖출 수 있다. 네트워크 인터페이스(414)는 종래의 무선 네트워크 접속성 기술들이 갖춰진 무선 네트워크 인터페이스일 수 있다.
I/O 인터페이스(416)는 하나 이상의 입력 디바이스들 및/또는 하나 이상의 출력 디바이스들과의 인터페이싱을 용이하게 할 수 있다.
시스템 버스(418)는 전자 메모리(410), 하나 이상의 프로세서들(412), 네트워크 인터페이스(414), I/O 인터페이스(416), 및 전압계(422)를 포함하는, 프로세싱 회로부(450)의 다른 컴포넌트들 간의 통신 및/또는 상호작용을 용이하게 할 수 있다.
전압계(422)는 유도 에너지 전달 전기 컴포넌트를 통해 기전력이 유도되는 회로 양단의 전압을 측정하도록 전달 회로부에, 또는 유도 에너지 전달 전기 컴포넌트에 결합된다. 전술된 바와 같이, 모니터링된 에너지 소스 내의 변동하는 전류는 유도 에너지 전달 전기 컴포넌트 내에 전자기장을 생성할 수 있다. 전자기장은 이어서 회로 내의 전류 및/또는 전압을 야기하는 결합된 회로에서 기전력을 생성한다. 전압계(422)는 회로 내의 전압을 판독하거나 측정할 수 있다. 회로 내의 전압에 대한 전압계(422)의 측정치는 모니터링된 에너지 소스 내의 전류를 추정하기 위해 (예를 들어, 전류 추정 모듈(432)에 의해) 사용될 수 있다.
전원(424)은, 예를 들어 전력 관리 회로부를 통해 에너지 저장 디바이스로부터 방출된 저장 에너지를 수신한다. 전원(424)은 수신된 에너지를 프로세싱 회로부(450)를 통해 분배하여 다양한 컴포넌트들에 전력을 공급할 수 있다. 다르게 말하면, 에너지의 수신에서, 전원(424)은 프로세싱 회로부(450)를 파워업한다.
이해될 수 있는 바와 같이, 다른 실시예들에서, 프로세싱 회로부(450)는 도시되거나 기술된 것보다 더 단순할 수 있다. 예를 들어, 소정 설계들은 하나 이상의 컴포넌트들, 예컨대 메모리, 다수의 프로세서들, 다수의 인터페이스들 등을 보류하고, 대신에 베어 메탈(bare metal)에 더 가까이에서 또는 베어 메탈 상에서 명령어들을 실행시킬 수 있다(예를 들어, 운영 체제 또는 다른 소프트웨어 계층을 개재하지 않고, 논리 하드웨어 상에서 직접 명령어들을 실행함).
도 5는 일 실시예에 따른, 에너지 소스 내의 전류를 모니터링하는 방법(500)의 흐름도이다. 전기 에너지는, 예컨대 전달 회로 내에서 유도에 의해 생성(502)된다. 예를 들어, 변류기는 전달 회로에서 기전력을 구동시킴으로써 전기 에너지를 생성하는 데 사용될 수 있다. 변류기는 모니터링된 에너지 소스 내의 전류의 변동하는 흐름으로부터 생성된 변동하는 자기장으로부터 기전력을 생성할 수 있다. 생성(502)되는 전기 에너지는 배터리, 커패시터, 또는 다른 에너지 저장 디바이스와 같은 에너지 저장 디바이스에 저장(504)될 수 있다.
저장(504)된 전기 에너지는 사용을 위해 에너지 저장 디바이스로부터 방출(506)될 수 있다. 예를 들어, 전기 에너지는 저장된 전기 에너지의 미리결정된 임계 레벨에 도달할 때 방출(506)될 수 있다. 전기 에너지는 에너지 저장 디바이스로부터 방출(506)되어 프로세싱 회로에 전력을 공급할 수 있다.
프로세싱 회로는 전달 회로에 전기적으로 결합(508)될 수 있다. 전달 회로 및 프로세싱 회로를 결합(508)하는 것은 프로세싱 회로가 샘플에 액세스하거나 모니터링된 에너지 소스의 상태, 또는 그의 표시를 측정하는 것을 가능하게 하거나 달리 허용할 수 있다. 구체적으로, 하나 이상의 동작들은 전달 회로 내의 유도에 기초하여, 모니터링된 에너지 소스 내의 전류를 검출하고/하거나 측정하도록 프로세싱 회로에 의해 수행될 수 있다. 동작들은 전달 회로 내의 전압의 측정치를 획득하는 것을 포함할 수 있으며, 이로부터 모니터링된 에너지 소스의 전류가 옴의 법칙 및/또는 전력 방정식들에 기초하여 추정될 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예들에 따른 전류 모니터링 디바이스(600) 및 전류 모니터링 허브(620)의 블록도이다. 전류 모니터링 디바이스(600)는 에너지 소스 상의 전류를 측정하고, 측정된 전류를 추가 프로세싱을 위해 전류 모니터링 허브(620)로 송신할 수 있다. 전류 모니터링 허브(620)는 도 1의 다른 컴퓨팅 디바이스(12)의 일 실시예일 수 있다.
전류 모니터링 디바이스(600)는 변류기(602), 정류기(604), 제어기(606), 커패시터들(608), 커패시터 보호 회로(610), 전류 센서(612), 및 송수신기(614)를 포함할 수 있다. 변류기(602)는 모니터링된 에너지 소스 내의 전류의 변동하는 흐름으로부터 유도된 변동하는 자기장에 기인하여 전류 모니터링 디바이스(600) 내에 전류를 생성할 수 있다. 정류기(604)는 교류를 직류로 변환할 수 있다. 제어기(606)는 에너지 저장 디바이스(예를 들어, 커패시터들(608))와 전류 센서(612) 및 송수신기(614) 사이에서 전류의 흐름을 지시한다. 커패시터 보호 회로(610)는 과전류 및 네거티브 전압들로부터 커패시터들을 보호할 수 있다.
전류 모니터링 디바이스(600)는 자가-전원일 수 있다. 다시 말해서, 변류기(602)에서 유도된 전류는 전류 모니터링 디바이스(600)의 요소들에 전력을 제공할 수 있다. 예를 들어, 전류 센서(612) 및 송수신기(614)는 전류 측정치들을 취하고/하거나, 신호를 전송하고/하거나 신호를 수신하기 위해 전력을 사용할 수 있다. 그러나, 유도된 전류가 모니터링된 에너지 소스 내의 전류의 흐름에 의존하기 때문에, 항상 전류 센서(612) 및 송수신기(614)에 대해 충분한 전력이 이용가능한 것은 아닐 수 있다.
일부 실시예들에서, 전류 모니터링 디바이스(600)는 이용가능한 전력이 신뢰성이 없을 때 모니터링된 에너지 소스 상의 전류를 모니터링하기 위해 커패시터들(608)의 알려진 에너지 저장 용량들 및 간헐적 모니터링을 사용할 수 있다. 예를 들어, 제어기(606)는 저장된 전기 에너지의 미리결정된 임계 레벨이 충족될 때까지 전류를 커패시터들(608)로 향하게 할 수 있다. 저장된 전기 에너지의 그러한 임계 레벨은 전류 센서(612) 및 송수신기들(614)이 전류 측정들 및 통신 기능들을 달성하기에 충분할 수 있다. 일부 실시예들에서, 미리결정된 임계 레벨은 커패시터들(608)의 저장 용량과 동등하다. 이들 실시예들에서, 제어기(606)는 커패시터들로 하여금 충전되게 하고 이어서 커패시터들로부터 저장된 전기 에너지를 전류 센서(612) 및 송수신기(614)로 향하게 할 수 있다.
따라서, 전류 센서(612)는 전류를 간헐적으로 측정할 수 있다. 간헐적 측정들은 전류의 일부 데이터 포인트들을 제공할 수 있다. 그러나, 전류 센서(612)가 전력을 제공받지 않는 기간들이 있을 것이고 전류를 측정할 수 없을 것이다. 전류 센서(612)가 오프-상태에 있는 이러한 기간들 동안, 커패시터들(608)을 충전하는 데 필요한 전류량에 기초하여 전류를 알 수 있다. 따라서, 송수신기(614)는 전류 센서(612)가 동작(온-상태)하고 있는 동안뿐만 아니라 커패시터들(608)이 충전(오프-상태)되고 있는 동안 양자 모두에서 전류 데이터를 제공하도록 측정된 전류를 그리고 미리결정된 임계 레벨을 전류 모니터링 허브(620)로 전송할 수 있다. 일부 실시예들에서, 미리결정된 임계는 전류 모니터링 허브(620)에 알려져 있을 수 있다. 일부 실시예들에서, 미리결정된 임계는 전류 모니터링 디바이스(600)에 의해 전류 모니터링 허브(620)로 송신될 수 있다.
전류 모니터링 허브(620)는 송수신기(622), 클록(624), 하나 이상의 프로세서들(626), 및 메모리(628)를 포함할 수 있다. 전류 모니터링 허브(620)는 전류 데이터를 컴파일하여 전류 센서(612)의 온-상태 및 오프-상태 양자 모두에 대한 전류 모니터링을 제공할 수 있다. 송수신기(622)는 전류 모니터링 디바이스(600)로부터 데이터를 수신한다. 이러한 데이터는 측정된 전류 및 미리결정된 임계값을 포함할 수 있다. 전류 모니터링 허브(620)는 하나 이상의 전류 모니터링 디바이스들로부터 데이터를 수신할 수 있다.
메모리(628)는 측정된 전류(642)를 포함하는 데이터(640)를 저장할 수 있다. 메모리는 하나 이상의 프로세서(들)(626)에 의해 실행될 때 전류 모니터링 허브가 동작들을 수행하게 하는 모듈들(630)을 추가로 포함할 수 있다. 모듈들은 타임 스탬프 모듈(634) 및 전류 추정 모듈(632)을 포함할 수 있다. 타임 스탬프 모듈(634)은 클록(624)을 사용하여 임의의 수신된 전류 측정들에 대한 수신 시간을 식별할 수 있다.
전류 추정 모듈(632)은 에너지 저장 디바이스가 전기 에너지를 저장하고 있던 동안, 모니터링된 에너지 소스에 있었던 과거 전류 및 오프-상태 기간을 결정할 수 있다. 예를 들어, 오프-상태 기간의 길이를 결정하기 위해, 전류 추정 모듈(632)은 수신된 전류 측정들 사이의 타임 스탬프들을 비교할 수 있다. 과거 전류를 결정하기 위해, 전류 추정 모듈(632)은 미리결정된 임계 레벨을 사용할 수 있다. 결과의 추정된 오프-상태 전류는 축적된(644) 전류 데이터로서 저장될 수 있다.
일 실시예에서, 전류 모니터링 허브(620)는 제1 기간 동안 에너지 모니터링 디바이스로부터 전류 모니터링 파라미터들의 제1 세트를 수신할 수 있고, 전류 모니터링 파라미터들은 제1 기간 동안 모니터링된 에너지 소스 내의 측정된 전류를 포함한다. 전류 모니터링 허브(620)는 제2 기간 동안 에너지 모니터링 디바이스로부터 전류 모니터링 파라미터들의 제2 세트를 추가로 수신할 수 있고, 전류 모니터링 파라미터들은 제2 기간 동안 모니터링된 에너지 소스 내의 측정된 전류를 포함한다. 제1 기간 및 제2 기간은 상이할 수 있고, 제1 기간과 제2 기간 사이에 제3 기간이 있을 수 있다. 제3 기간 동안 모니터링된 에너지 소스를 통과한 과거 전류를 결정하기 위해, 모니터링 허브(620)는 에너지 모니터링 디바이스에 전력을 공급하는 데 필요한 전류량 및 제1 기간과 제2 기간 사이의 시간 길이를 고려할 수 있다.
본 명세서에 사용되는 바와 같은 프로세서 또는 프로세싱 디바이스는 하나 이상의 범용 디바이스들, 예컨대 ARM®, Intel®, AMD®, 또는 다른 표준 마이크로프로세서, 및/또는 하나 이상의 특수 목적의 프로세싱 디바이스들, 예컨대 ASIC, SoC, SiP, FPGA, PAL, PLA, FPLA, PLD, 또는 다른 주문형 또는 프로그램가능 디바이스를 포함할 수 있다. 프로세서 또는 프로세싱 디바이스는 본 실시예들의 기능들을 실행시키거나 달리 구현하기 위해 분산된(예를 들어, 병렬의) 프로세싱을 수행할 수 있다. 프로세서 또는 프로세싱 디바이스는 표준 운영 체제를 실행시키고 표준 동작 시스템 기능들을 수행할 수 있다.
본 명세서의 참고로서 전자 메모리는 정적 RAM, 동적 RAM, 플래시 메모리, 하나 이상의 플립-플롭들, ROM, CD-ROM, DVD, 디스크, 테이프, 또는 자기, 광학, 또는 다른 컴퓨터 저장 매체를 포함할 수 있다. 전자 메모리는 복수의 프로그램 모듈들 및/또는 프로그램 데이터를 포함할 수 있다. 전자 메모리는 국부적일 수 있거나, 네트워크를 통해 원격적이고/이거나 분산될 수 있다.
본 명세서에 설명된 바와 같은 I/O 인터페이스는 하나 이상의 입력 디바이스들 및/또는 하나 이상의 출력 디바이스들과의 인터페이싱을 용이하게 할 수 있다. 입력 디바이스(들)는 키보드, 마우스, 터치 스크린, 라이트 펜, 태블릿, 마이크, 센서, 또는 펌웨어 및/또는 소프트웨어가 수반된 다른 하드웨어를 포함할 수 있다. 출력 디바이스(들)는 모니터 또는 다른 디스플레이, 프린터, 스피치 또는 텍스트 합성기, 스위치, 신호 라인, 또는 펌웨어 및/또는 소프트웨어가 수반된 다른 하드웨어를 포함할 수 있다.
본 명세서에 설명된 바와 같은 네트워크 인터페이스는 다른 컴퓨팅 디바이스들 및/또는 네트워크들, 예컨대 인터넷 및/또는 다른 컴퓨팅 및/또는 통신 네트워크들/디바이스들과의 통신을 용이하게 할 수 있다. 네트워크 인터페이스는, 예를 들어 이더넷(IEEE 802.3), 토큰 링(IEEE 802.5), 광섬유 분산 데이터링크 인터페이스(Fiber Distributed Datalink Interface, FDDI) 또는 비동기식 전송 모드(Asynchronous Transfer Mode, ATM), 일반적으로 무선이든 유선이든지 간에 전화선들, 모뎀들과 같은 종래의 네트워크 접속성을 갖출 수 있다. 추가로, 컴퓨터는, 예를 들어, 인터넷 프로토콜(IP), 전송 제어 프로토콜(TCP), UDP/TCP 상의 네트워크 파일 시스템, SMB(Server Message Block), Microsoft®CIFS(Common Internet File System), HTTP(Hypertext Transfer Protocol), DAFS(Direct Access File System), FTP(File Transfer Protocol), RTPS(Real-Time Publish Subscribe), OSI(Open Systems Interconnection) 프로토콜들, SMTP(Simple Mail Transfer Protocol), SSH(Secure Shell), SSL(Secure Socket Layer) 등과 같은 다양한 네트워크 프로토콜들을 지원하도록 구성될 수 있다.
본 명세서에 기술된 바와 같은 무선 네트워크 인터페이스는, 예를 들어 무선 개인 영역 네트워크(WPAN) 기술들(예를 들어, IrDA, 블루투스, IEEE 802.15.4a(지그비), 및 IEEE 802.15.3c(UWB)), 무선 로컬 영역 네트워크(WLAN) 기술들(예를 들어, IEEE 802.11 a/b/g(Wi-Fi), 독점 MIMO 제품들, 및 IEEE 802.11n), 무선 도시 영역 네트워크(WMAN) 기술들(예를 들어, IEEE 802.16 광대역 무선 액세스 WMAN 표준(WiMAX) 및 IEEE 802.20(모바일 WiMAX)), 및 무선 광역 네트워크 (WWAN) 기술들(예를 들어, LoRaWAN, GSM/GPRS/EDGE, CDMA2000, 1xRTT, UMTS/HSDPA, LTE, CDMA EV-DO Rev.0/A, HSUPA 및 EV-DO Rec.C, 위성, 음파/사운드, Z-파, 시그폭스(Sigfox), LPWAN 등)과 같은 종래의 무선 네트워크 접속성 기술들을 갖추고 있다.
이해될 수 있는 바와 같이, 다른 방법들 및 프로세스들이 이용가능하고, 시스템 실시예들의 동작을 기술하는 상기 상세한 설명에 포함되며 본 발명의 범주 내에 있다.
예시적인 실시예들
유도 전력공급형 전류 모니터링의 실시예들의 일부 예들이 하기에 제공된다.
예 1. 전류 모니터링 디바이스로서, 모니터링된 에너지 소스(예를 들어, 와이어) 내의 전류의 변동하는 흐름으로부터 변동하는 자기장이 유도되는 전기 컴포넌트(예를 들어, 변류기와 같은 유도 에너지 전달 매체, (Qi와 같은) 유도 주파수 패널) - 변동하는 자기장은 기전력을 생성하여 전기 에너지를 생성함 -; 전기 에너지를 저장하기 위한 에너지 저장 디바이스(예를 들어, 커패시터, 배터리); 에너지 저장 디바이스 내의 전기 에너지의 저장을 제어하고/하거나 에너지 저장 디바이스로부터의 전기 에너지의 방출을 제어하기 위한 전력 관리 회로부; 및 전기 컴포넌트에 의해 생성된 변동하는 자기장에 기초하여 모니터링된 에너지 소스 내의 전류를 검출하고 측정하기 위한 프로세싱 회로부를 포함하고, 프로세싱 회로부는 에너지 저장 디바이스로부터 방출된 전기 에너지를 사용하여 전력을 공급받도록 전력 관리 회로부에 전기적으로 결합되는, 전류 모니터링 디바이스.
예 2. 예 1에 있어서, 에너지 저장 디바이스 또는 프로세싱 회로부로의 전류의 전달을 제어하거나 지시하기 위한 전달 회로부를 추가로 포함하고, 전기 컴포넌트에 의해 생성된 변동하는 자기장은 전달 회로부 내에 기전력을 유도하여 에너지 저장 디바이스로의 전기 에너지의 전달을 위한 전류를 제공하는, 전류 모니터링 디바이스.
예 3. 예 1에 있어서, 모니터링된 에너지 소스 내의 전류의 변동하는 흐름은 교류(AC)인, 전류 모니터링 디바이스.
예 4. 예 1에 있어서, 모니터링된 에너지 소스 내의 전류의 변동하는 흐름은 직류(DC)인, 전류 모니터링 디바이스.
예 5. 전류 모니터링 디바이스로서, 모니터링된 에너지 소스 내의 전류의 변동하는 흐름으로부터 변동하는 자기장이 유도되는 전기 컴포넌트 - 변동하는 자기장은 기전력을 생성하여 전기 에너지를 제공함 -; 전기 에너지의 제1 부분을 저장하기 위한 (그리고 사용을 위해 전기 에너지의 제1 부분을 방출하기 위한) 에너지 저장 디바이스; 에너지 저장 디바이스 내의 전기 에너지의 제1 부분의 저장(및 에너지 저장 디바이스로부터의 전기 에너지의 제1 부분의 방출)을 제어하기 위한 전력 관리 회로부; 및 (전기 컴포넌트에서 유도된 변동하는 자기장에 의해 생성된 기전력에 의해 제공된) 전기 에너지의 제2 부분에 기초하여 모니터링된 에너지 소스 내의 전류를 검출하기 위한 프로세싱 회로부 - 프로세싱 회로부는 에너지 저장 디바이스로부터 방출되고 있는 전기 에너지의 제1 부분에 의해 전력을 공급받음 - 를 포함하는, 전류 모니터링 디바이스.
예 6. 예 5에 있어서, 모니터링된 에너지 소스 내의 전류를 검출하기 위해 에너지 저장 디바이스로의 저장될 전기 에너지의 제1 부분의 전달 및 프로세싱 회로부로의 전기 에너지의 제2 부분의 전달을 제어하기 위한 전달 회로부를 추가로 포함하는, 전류 모니터링 디바이스.
예 7. 예 6에 있어서, 전달 회로부는 에너지 저장 디바이스에 전기 에너지의 제1 부분을 저장하는 것으로부터 에너지 저장 디바이스로부터 전기 에너지의 제1 부분을 방출하는 것으로의 전이 시에 전력 관리 회로부에 의해 스위칭되는 게이트를 포함하고, 게이트는 전기 에너지의 전달을 에너지 저장 디바이스로부터 프로세싱 회로부로 스위칭하는, 전류 모니터링 디바이스.
예 8. 예 5에 있어서, 전력 관리 회로부는 전력 관리 회로부 및 프로세싱 회로부 중 하나 또는 양자 모두를 개방 및 폐쇄하는 계전기를 포함하는, 전류 모니터링 디바이스.
예 9. 예 8에 있어서, 계전기는, 제1 위치에서 전력 관리 회로부를 폐쇄하고 프로세싱 회로부를 개방하고, 제2 위치에서 전력 관리 회로부를 개방하고 프로세싱 회로부를 폐쇄하는, 전류 모니터링 디바이스.
예 10. 예 5에 있어서, 프로세싱 회로부는 추가로, 전기 에너지의 제2 부분에 기초하여 모니터링된 에너지 소스 내의 전류를 측정하는, 전류 모니터링 디바이스.
예 11. 예 5에 있어서, 모니터링된 에너지 소스 내의 전류의 변동하는 흐름은 교류(AC)인, 전류 모니터링 디바이스.
예 12. 예 5에 있어서, 모니터링된 에너지 소스 내의 전류의 변동하는 흐름은 직류(DC)인, 전류 모니터링 디바이스.
예 13. 유도 전력공급형 전류 모니터링 디바이스로서, 모니터링된 와이어 내의 전류의 변동하는 흐름으로부터 변동하는 자기장이 유도되는 변류기 (또는 다른 유도 에너지 전달 매체) - 변동하는 자기장은 기전력을 생성하여 전기 에너지를 제공함 -; 변류기에 전기적으로 결합되어 변류기에 의해 생성된 전기 에너지를 저장하는 커패시터; 커패시터 내의 전기 에너지의 저장을 지시하기 위한 전력 관리 회로(예를 들어, 계전기 또는 게이트로의 스위치); 및 변류기에서 유도된 변동하는 자기장에 의해 생성된 기전력에 의해 제공된 전기 에너지에 기초하여 모니터링된 와이어 내의 전류를 측정하기 위한 분석 회로를 포함하고, 분석 회로는 커패시터로부터 방출되는 전기 에너지를 사용하여 전력을 공급받는 (전력 관리 회로에 전기적으로 결합되어 전력을 공급받는), 유도 전력공급형 전류 모니터링 디바이스.
예 14. 유도 전력공급형 디바이스로서, 에너지 소스(예를 들어, 와이어) 내의 전류를 변동시킴으로써 변동하는 자기장이 유도되는 에너지 소스에 근접하여 위치되는 (예를 들어, 그에 전기적으로 결합되지 않은) 인덕터(예를 들어, 유도 에너지 전달 매체); 인덕터에서 유도된 변동하는 자기장으로부터 생성된 기전력에 의해 제공된 전기 에너지를 저장하도록 인덕터에 전기적으로 결합된 에너지 저장 디바이스(예를 들어, 커패시터, 배터리); 에너지 저장 디바이스에 전기적으로 결합된 전력 관리 회로 - 전력 관리 회로는 에너지 저장 디바이스 내의 전기 에너지의 저장과 에너지 저장 디바이스로부터의 전기 에너지의 방출 사이의 스위칭을 관리함 -; 및 (예를 들어, 에너지 저장 디바이스로부터 전기 에너지를 방출하도록 전력 관리 회로가 스위칭할 때) 에너지 저장 디바이스로부터 방출된 전기 에너지를 사용하여 동작하도록 전력 관리 회로에 전기적으로 결합된 소비성 회로를 포함하는, 유도 전력공급형 디바이스.
예 15. 에너지 소스 내의 전류를 모니터링하는 방법으로서, 방법은, 모니터링된 에너지 소스 내의 전류의 변동하는 흐름으로부터 생성된 변동하는 자기장으로부터 전달 회로에서 기전력을 구동시키는 것을 포함하는, 유도에 의해 전달 회로 내에 전기 에너지를 생성하는 단계; 에너지 저장 디바이스 내에 전기 에너지를 저장하는 단계; 저장된 전기 에너지의 미리결정된 임계 레벨이 충족될 때, 에너지 저장 디바이스로부터 전기 에너지를 방출하여 프로세싱 회로에 전력을 공급하는 단계; 전달 회로를 프로세싱 회로에 전기적으로 결합시키는 단계; 및 전달 회로에서의 유도에 기초하여, 모니터링된 에너지 소스에서 전류를 검출하고/하거나 측정하는 것을 포함하는, 프로세싱 회로에 의해 하나 이상의 동작들을 수행하는 단계를 포함하는, 방법.
예 16. 전류 모니터링 디바이스로서, 1차 에너지 소스(예를 들어, 와이어)에 근접하게 위치되는 유도 에너지 전달 매체 - 유도 에너지 전달 매체는 전달 회로에서 기전력을 생성하여 전기 에너지를 제공함(예를 들어, 기전력은 1차 에너지 소스 내의 전류의 변동하는 흐름으로부터의 변동하는 자기장에 의해 유도됨) -; 전기 에너지를 저장하기 위한 에너지 저장 디바이스; 에너지 저장 디바이스에서의 전기 에너지의 저장을 제어하고 에너지 저장 디바이스로부터의 전기 에너지의 방출을 제어하기 위한 전력 관리 회로; 및 전달 회로에서의 기전력에 기초하여 모니터링된 에너지 소스 내의 전류를 검출하고 측정하기 위한 프로세싱 회로를 포함하고, 프로세싱 회로는 에너지 저장 디바이스로부터 방출된 전기 에너지에 의해 전력을 공급받도록 전력 관리 회로에 전기적으로 결합될 수 있는, 전류 모니터링 디바이스.
예 17. 예 16에 있어서, 모니터링된 에너지 소스는 1차 에너지 소스와 동일한 것인, 전류 모니터링 디바이스.
전술한 명세서는 다양한 실시예들을 참조하여 설명되었다. 그러나, 당업자는 본 개시의 범위 및 본 발명의 기본 원리로부터 벗어남이 없이 다양한 수정 및 변경이 이루어질 수 있음을 인식한다. 따라서, 본 개시는 제한적인 의미라기보다는 예시적인 것으로 간주되어야 하며, 모든 그러한 수정은 본 개시의 범위 내에 포함되도록 의도된다. 마찬가지로, 이익, 다른 이점, 및 문제에 대한 해결책이 다양한 실시예들과 관련하여 위에서 설명되었다. 그러나, 이익, 이점, 문제에 대한 해결책, 및 임의의 이익, 이점, 또는 해결책이 유발되게 하거나 더 명확해지게 할 수 있는 임의의 요소(들)가 중요한, 필수의, 또는 본질적인 특징 또는 요소로 해석되어서는 안 된다.
예 18. 전류 모니터링 디바이스로서, 모니터링된 에너지 소스 내의 전류의 변동하는 흐름으로부터 변동하는 자기장이 유도되는 전기 컴포넌트 - 변동하는 자기장은 기전력을 생성하여 전기 에너지를 제공함 -; 전기 에너지의 제1 부분을 저장하기 위한 에너지 저장 디바이스; 에너지 저장 디바이스 내의 전기 에너지의 제1 부분의 저장을 제어하기 위한 전력 관리 회로부; 및 에너지 저장 디바이스로부터 방출되고 있는 전기 에너지의 제1 부분에 의해 전력을 공급받기 위한 프로세싱 회로부를 포함하고, 프로세싱 회로부는, 전기 에너지의 제2 부분에 기초하여 모니터링된 에너지 소스 내의 현재의 실시간 전류를 검출하기 위한, 그리고 에너지 저장 디바이스 내의 전기 에너지의 제1 부분의 저장 동안 모니터링된 에너지 소스에 있었던 과거 전류를 결정하기 위한 것이고, 과거 전류는 전기 에너지의 제1 부분 및 이전에 검출된 실시간 전류와 현재의 실시간 전류 사이의 경과된 시간에 기초하는, 전류 모니터링 디바이스.
예 19. 예 18에 있어서, 모니터링된 에너지 소스 내의 현재의 실시간 전류를 검출하기 위해 그리고 모니터링된 에너지 소스에 있었던 과거 전류를 검출하기 위해 에너지 저장 디바이스로의 저장될 전기 에너지의 제1 부분의 전달 및 프로세싱 회로부로의 전기 에너지의 제2 부분의 전달을 제어하기 위한 전달 회로부를 추가로 포함하는, 전류 모니터링 디바이스.
예 20. 예 19에 있어서, 전달 회로부는 에너지 저장 디바이스에 전기 에너지의 제1 부분을 저장하는 것으로부터 에너지 저장 디바이스로부터 전기 에너지의 제1 부분을 방출하는 것으로의 전이 시에 전력 관리 회로부에 의해 스위칭되는 게이트를 포함하고, 게이트는 전기 에너지의 전달을 에너지 저장 디바이스로부터 프로세싱 회로부로 스위칭하는, 전류 모니터링 디바이스.
예 21. 예 18에 있어서, 전력 관리 회로부는 전력 관리 회로부 및 프로세싱 회로부 중 하나 또는 양자 모두를 개방 및 폐쇄하는 계전기를 포함하는, 전류 모니터링 디바이스.
예 22. 예 18에 있어서, 모니터링된 에너지 소스 내의 전류의 변동하는 흐름은 교류(AC)인, 전류 모니터링 디바이스.
예 23. 예 18에 있어서, 모니터링된 에너지 소스 내의 전류의 변동하는 흐름은 직류(DC)인, 전류 모니터링 디바이스.
예 24. 에너지 모니터링 디바이스로서, 모니터링된 와이어 내의 전류의 변동하는 흐름으로부터 변동하는 자기장이 유도되는 인덕터 - 변동하는 자기장은 기전력을 생성하여 전기 에너지를 제공함 -; 인덕터에 의해 생성된 전기 에너지를 저장하도록 인덕터에 결합된 에너지 저장 디바이스; 에너지 저장 디바이스에 의해 전력이 제공될 때 모니터링된 와이어 내의 실시간 전류를 측정하기 위한 분석 회로 - 에너지 저장 디바이스는 저장된 전기 에너지의 미리결정된 임계 레벨이 충족될 때 분석 회로에 전력을 제공함 -; 및 전류 모니터링 파라미터들을 전송하기 위한 송신기 - 전류 모니터링 파라미터들의 콘텐츠 및 타이밍은 실시간 전류를 측정하도록 분석 회로에 전력이 제공되기 전에 모니터링된 와이어 상에 전도된 전기 에너지를 나타내고, 분석 회로에 전력이 제공되는 동안 모니터링된 와이어 상에 전도된 전기 에너지를 나타냄 - 를 포함하는, 에너지 모니터링 디바이스.
예 25. 예 24에 있어서, 에너지 저장 디바이스는 커패시터인, 에너지 모니터링 디바이스.
예 26. 예 24에 있어서, 에너지 저장 디바이스에 전기적으로 결합된 전력 관리 회로를 추가로 포함하고, 전력 관리 회로는 에너지 저장 디바이스 내의 전기 에너지의 저장과 에너지 저장 디바이스로부터의 전기 에너지의 방출 사이의 스위칭을 관리하는, 에너지 모니터링 디바이스.
예 27. 예 24에 있어서, 전류 모니터링 파라미터들은 에너지 저장 디바이스의 저장 용량을 포함하고, 미리결정된 임계 레벨은 저장 용량에 대응하는, 에너지 모니터링 디바이스.
예 28. 예 24에 있어서, 송신기는, 저장된 전기 에너지의 미리결정된 임계 레벨이 충족되고 에너지 저장 디바이스가 송신기에 전력을 제공할 때 전류 모니터링 파라미터들을 전송하기 시작하는, 에너지 모니터링 디바이스.
예 29. 기계 판독가능 명령어들을 포함하는 기계 판독가능 저장 매체로서, 기계 판독가능 명령어들은, 하나 이상의 프로세서들에 의해 실행될 때, 하나 이상의 프로세서들로 하여금, 제1 기간 동안 에너지 모니터링 디바이스로부터 전류 모니터링 파라미터들의 제1 세트를 수신하는 것 - 전류 모니터링 파라미터들은 제1 기간 동안 모니터링된 에너지 소스 내의 측정된 전류를 포함함 -; 제2 기간 동안 에너지 모니터링 디바이스로부터 전류 모니터링 파라미터들의 제2 세트를 수신하는 것 - 전류 모니터링 파라미터들은 제2 기간 동안 모니터링된 에너지 소스 내의 측정된 전류를 포함하고, 제1 기간 및 제2 기간은 상이하고, 제1 기간과 제2 기간 사이에는 제3 기간이 존재함 -; 미리결정된 임계에 도달하는 데 필요한 전류량에 기초하여 제3 기간 동안 모니터링된 에너지 소스를 통과한 과거 전류를 결정하는 것을 포함하는 동작들을 수행하게 하는, 기계 판독가능 저장 매체.
예 30. 예 29에 있어서, 전류 모니터링의 제1 세트에 대응하는 제1 타임 스탬프를 생성하는 것; 전류 모니터링의 제2 세트에 대응하는 제2 타임 스탬프를 생성하는 것; 및 제1 타임 스탬프와 제2 타임 스탬프 사이의 경과된 시간에 기초하여 제3 기간의 길이를 결정하는 것을 추가로 포함하는, 기계 판독가능 저장 매체.
예 31. 예 29에 있어서, 에너지 모니터링 디바이스의 에너지 저장 용량을 수신하는 것을 추가로 포함하는, 기계 판독가능 저장 매체.
예 32. 예 31에 있어서, 미리결정된 임계는 에너지 저장 용량을 채우는 데 필요한 전류인, 기계 판독가능 저장 매체.
예 33. 예 29에 있어서, 미리결정된 임계는 에너지 모니터링 디바이스에 전력을 공급하는 데 필요한 전류인, 기계 판독가능 저장 매체.
예 34. 예 29에 있어서, 제2 에너지 모니터링 디바이스로부터 제2 모니터링된 에너지 소스 상의 전류 측정치들을 수신하는 것, 및 제2 에너지 모니터링 디바이스에 전력을 공급하는 데 필요한 전류량에 기초하여 전류 측정치들이 이용가능하지 않은 기간들 동안 제2 모니터링된 에너지 소스 상의 전류를 결정하는 것을 추가로 포함하는, 기계 판독가능 저장 매체.
예 34. 예 34에 있어서, 전류 모니터링 파라미터들은 모니터링된 에너지 소스들 내의 측정된 전류가 구별될 수 있게 하는 식별을 포함하는, 기계 판독가능 저장 매체.
예 35. 에너지 소스 내의 전류를 모니터링하는 방법으로서, 방법은, 모니터링된 에너지 소스 내의 전류의 변동하는 흐름으로부터 생성된 변동하는 자기장으로부터 전달 회로 내에 기전력을 구동시키는 것을 포함하는, 유도에 의해 전달 회로 내에서 전기 에너지를 생성하는 단계; 에너지 저장 디바이스 내에 전기 에너지를 저장하는 단계; 저장된 전기 에너지의 미리결정된 임계 레벨이 충족될 때, 에너지 저장 디바이스로부터 전기 에너지를 방출하여 프로세싱 회로에 전력을 공급하는 단계; 전달 회로를 프로세싱 회로에 전기적으로 결합시키는 단계; 및 에너지 저장 디바이스로부터의 전기 에너지가 프로세싱 회로에 전력을 공급하고 있는 동안 전달 회로 내에서의 유도에 기초하여 모니터링된 에너지 소스 내의 실시간 전류를 측정하는 것, 및 전기 에너지가 에너지 저장 디바이스에 저장되고 있었을 때 모니터링된 에너지 소스에 있었던 과거 전류를 추정하는 것을 포함하는, 프로세싱 회로에 의한 하나 이상의 동작들을 수행하는 단계를 포함하고, 과거 전류는 미리결정된 임계 및 미리결정된 임계 레벨이 충족되었던 때에 기초하여 추정되는, 방법.
예 36. 예 35에 있어서, 과거 전류는 측정들 사이의 시간 및 에너지 저장 디바이스 용량에 기초하여 추정되는, 방법.
예 37. 장치로서, 제1 기간 동안 에너지 모니터링 디바이스로부터 전류 모니터링 파라미터들의 제1 세트를 수신하기 위한 - 전류 모니터링 파라미터들은 제1 기간 동안 모니터링된 에너지 소스 내의 측정된 전류를 포함함 - 그리고 제2 기간 동안 에너지 모니터링 디바이스로부터 전류 모니터링 파라미터들의 제2 세트를 수신하기 위한 - 전류 모니터링 파라미터들은 제2 기간 동안 모니터링된 에너지 소스 내의 측정된 전류를 포함함 - 송수신기; 및 미리결정된 임계에 도달하는 데 필요한 전류량에 기초하여 제3 기간 동안 모니터링된 에너지 소스를 통과한 과거 전류를 결정하기 위한 프로세서를 포함하고, 제1 기간 및 제2 기간은 상이하고, 제1 기간과 제2 기간 사이에는 제3 기간이 존재하는, 장치.
본 발명의 원리들이 다양한 실시예들로 도시되었지만, 특정 환경 및 동작 요건들에 특히 적합한, 실제 사용되는, 구조, 배열들, 비율들, 요소들, 재료들 및 컴포넌트들의 많은 변형들은 본 발명의 원리들 및 범주로부터 벗어남이 없이 사용될 수 있다. 이들 및 다른 변경들 또는 수정들은 본 발명의 범주 내에 포함되는 것으로 의도된다.
당업자는 본 발명의 기본 원리들로부터 벗어남이 없이 전술된 실시예들의 상세사항들에 대해 변경들이 이루어질 수 있다는 것을 알 것이다. 독점적인 소유권 또는 특권이 청구되는 본 발명의 실시예들은 하기와 같이 한정된다.

Claims (20)

  1. 전류 모니터링 디바이스로서,
    모니터링된 에너지 소스 내의 전류의 변동하는 흐름으로부터 변동하는 자기장이 유도되는 전기 컴포넌트 - 상기 변동하는 자기장은 기전력을 생성하여 전기 에너지를 제공함 -;
    상기 전기 에너지의 제1 부분을 저장하기 위한 에너지 저장 디바이스;
    상기 에너지 저장 디바이스 내의 상기 전기 에너지의 제1 부분의 저장을 제어하기 위한 전력 관리 회로부; 및
    상기 에너지 저장 디바이스로부터 방출되고 있는 상기 전기 에너지의 제1 부분에 의해 전력을 공급받기 위한 프로세싱 회로부를 포함하고, 상기 프로세싱 회로부는,
    상기 전기 에너지의 제2 부분에 기초하여 상기 모니터링된 에너지 소스 내의 현재의 실시간 전류를 검출하기 위한, 그리고
    상기 에너지 저장 디바이스 내의 상기 전기 에너지의 제1 부분의 저장 동안 상기 모니터링된 에너지 소스에 있었던 과거 전류를 결정하기 위한 것이고, 상기 과거 전류는 상기 전기 에너지의 제1 부분 및 이전에 검출된 실시간 전류와 상기 현재의 실시간 전류 사이의 경과된 시간에 기초하는, 전류 모니터링 디바이스.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 모니터링된 에너지 소스 내의 상기 현재의 실시간 전류를 검출하고 상기 모니터링된 에너지 소스 내에 있던 상기 과거 전류를 결정하기 위해, 저장될 상기 에너지 저장 디바이스로의 상기 전기 에너지의 제1 부분의 전달 및 상기 프로세싱 회로부로의 상기 전기 에너지의 제2 부분의 전달을 제어하기 위한 전달 회로부를 추가로 포함하는, 전류 모니터링 디바이스.
  3. 제2항에 있어서, 상기 전달 회로부는 상기 에너지 저장 디바이스에 상기 전기 에너지의 제1 부분을 저장하는 것으로부터 상기 에너지 저장 디바이스로부터 상기 전기 에너지의 제1 부분을 방출하는 것으로의 전이 시에 상기 전력 관리 회로부에 의해 스위칭되는 게이트를 포함하고,
    상기 게이트는 상기 전기 에너지의 전달을 상기 에너지 저장 디바이스로부터 상기 프로세싱 회로부로 스위칭하는, 전류 모니터링 디바이스.
  4. 제1항에 있어서, 상기 전력 관리 회로부는 상기 전력 관리 회로부 및 상기 프로세싱 회로부 중 하나 또는 양자 모두를 개방 및 폐쇄하는 계전기(relay)를 포함하는, 전류 모니터링 디바이스.
  5. 제1항에 있어서, 상기 모니터링된 에너지 소스 내의 상기 전류의 변동하는 흐름은 교류(AC)인, 전류 모니터링 디바이스.
  6. 제1항에 있어서, 상기 모니터링된 에너지 소스 내의 상기 전류의 변동하는 흐름은 직류(DC)인, 전류 모니터링 디바이스.
  7. 에너지 모니터링 디바이스로서,
    모니터링된 와이어 내의 전류의 변동하는 흐름으로부터 변동하는 자기장이 유도되는 인덕터 - 상기 변동하는 자기장은 기전력을 생성하여 전기 에너지를 제공함 -;
    상기 인덕터에 의해 생성된 전기 에너지를 저장하도록 상기 인덕터에 결합된 에너지 저장 디바이스;
    상기 에너지 저장 디바이스에 의해 전력이 제공될 때 상기 모니터링된 와이어 내의 실시간 전류를 측정하기 위한 분석 회로 - 상기 에너지 저장 디바이스는 저장된 전기 에너지의 미리결정된 임계 레벨이 충족될 때 상기 분석 회로에 전력을 제공함 -; 및
    전류 모니터링 파라미터들을 전송하기 위한 송신기 - 상기 전류 모니터링 파라미터들의 콘텐츠 및 타이밍은 상기 실시간 전류를 측정하도록 상기 분석 회로에 전력이 제공되기 전에 상기 모니터링된 와이어 상에 전도된 전기 에너지를 나타내고, 상기 분석 회로에 전력이 제공되는 동안 상기 모니터링된 와이어 상에 전도된 전기 에너지를 나타냄 - 를 포함하는, 에너지 모니터링 디바이스.
  8. 제7항에 있어서, 상기 에너지 저장 디바이스는 커패시터인, 에너지 모니터링 디바이스.
  9. 제7항에 있어서, 상기 에너지 저장 디바이스에 전기적으로 결합된 전력 관리 회로를 추가로 포함하고, 상기 전력 관리 회로는 상기 에너지 저장 디바이스 내의 상기 전기 에너지의 저장과 상기 에너지 저장 디바이스로부터의 상기 전기 에너지의 방출 사이의 스위칭을 관리하는, 에너지 모니터링 디바이스.
  10. 제7항에 있어서, 상기 전류 모니터링 파라미터들은 상기 에너지 저장 디바이스의 저장 용량을 포함하고, 상기 미리결정된 임계 레벨은 상기 저장 용량에 대응하는, 에너지 모니터링 디바이스.
  11. 제7항에 있어서, 상기 송신기는, 상기 저장된 전기 에너지의 미리결정된 임계 레벨이 충족되고 에너지 저장 디바이스가 상기 송신기에 전력을 제공할 때 상기 전류 모니터링 파라미터들을 전송하기 시작하는, 에너지 모니터링 디바이스.
  12. 기계 판독가능 명령어들을 포함하는 기계 판독가능 저장 매체로서, 상기 기계 판독가능 명령어들은, 하나 이상의 프로세서들에 의해 실행될 때, 상기 하나 이상의 프로세서들로 하여금,
    제1 기간 동안 에너지 모니터링 디바이스로부터 전류 모니터링 파라미터들의 제1 세트를 수신하는 것 - 상기 전류 모니터링 파라미터들은 상기 제1 기간 동안 모니터링된 에너지 소스 내의 측정된 전류를 포함함 -;
    제2 기간 동안 상기 에너지 모니터링 디바이스로부터 전류 모니터링 파라미터들의 제2 세트를 수신하는 것 - 상기 전류 모니터링 파라미터들은 상기 제2 기간 동안 상기 모니터링된 에너지 소스 내의 측정된 전류를 포함하고, 상기 제1 기간 및 상기 제2 기간은 상이하고, 상기 제1 기간과 상기 제2 기간 사이에는 제3 기간이 존재함 -;
    미리결정된 임계에 도달하는 데 필요한 전류량에 기초하여 상기 제3 기간 동안 상기 모니터링된 에너지 소스를 통과한 과거 전류를 결정하는 것을 포함하는 동작들을 수행하게 하도록 구성되는, 기계 판독가능 저장 매체.
  13. 제12항에 있어서,
    전류 모니터링의 제1 세트에 대응하는 제1 타임 스탬프를 생성하는 것;
    전류 모니터링의 제2 세트에 대응하는 제2 타임 스탬프를 생성하는 것; 및
    상기 제1 타임 스탬프와 상기 제2 타임 스탬프 사이의 경과된 시간에 기초하여 상기 제3 기간의 길이를 결정하는 것을 추가로 포함하는, 기계 판독가능 저장 매체.
  14. 제12항에 있어서, 상기 에너지 모니터링 디바이스의 에너지 저장 용량을 수신하는 것을 추가로 포함하는, 기계 판독가능 저장 매체.
  15. 제14항에 있어서, 상기 미리결정된 임계는 상기 에너지 저장 용량을 채우는 데 필요한 전류인, 기계 판독가능 저장 매체.
  16. 제12항에 있어서, 상기 미리결정된 임계는 상기 에너지 모니터링 디바이스에 전력을 공급하는 데 필요한 전류인, 기계 판독가능 저장 매체.
  17. 제12항에 있어서, 제2 에너지 모니터링 디바이스로부터 제2 모니터링된 에너지 소스 상의 전류 측정치들을 수신하는 것, 및 상기 제2 에너지 모니터링 디바이스에 전력을 공급하는 데 필요한 전류량에 기초하여 전류 측정치들이 이용가능하지 않은 기간들 동안 상기 제2 모니터링된 에너지 소스 상의 전류를 결정하는 것을 추가로 포함하는, 기계 판독가능 저장 매체.
  18. 제17항에 있어서, 상기 전류 모니터링 파라미터들은 상기 모니터링된 에너지 소스들 내의 상기 측정된 전류가 구별될 수 있게 하는 식별을 포함하는, 기계 판독가능 저장 매체.
  19. 에너지 소스 내의 전류를 모니터링하는 방법으로서,
    모니터링된 에너지 소스 내의 전류의 변동하는 흐름으로부터 생성된 변동하는 자기장으로부터 전달 회로 내에 기전력을 구동시키는 것을 포함하는, 유도에 의해 상기 전달 회로 내에 전기 에너지를 생성하는 단계;
    에너지 저장 디바이스 내에 상기 전기 에너지를 저장하는 단계;
    저장된 전기 에너지의 미리결정된 임계 레벨이 충족될 때, 상기 에너지 저장 디바이스로부터 상기 전기 에너지를 방출하여 프로세싱 회로에 전력을 공급하는 단계;
    상기 전달 회로를 상기 프로세싱 회로에 전기적으로 결합시키는 단계; 및
    상기 에너지 저장 디바이스로부터의 상기 전기 에너지가 상기 프로세싱 회로에 전력을 공급하고 있는 동안 상기 전달 회로 내에서의 유도에 기초하여 상기 모니터링된 에너지 소스 내의 실시간 전류를 측정하는 것, 및
    상기 전기 에너지가 상기 에너지 저장 디바이스에 저장되고 있었을 때 상기 모니터링된 에너지 소스에 있었던 과거 전류를 추정하는 것을 포함하는, 상기 프로세싱 회로에 의한 하나 이상의 동작들을 수행하는 단계를 포함하고, 상기 과거 전류는 상기 미리결정된 임계 및 상기 미리결정된 임계 레벨이 충족되었던 때에 기초하여 추정되는, 방법.
  20. 제19항에 있어서, 상기 과거 전류는 측정들 사이의 시간 및 에너지 저장 디바이스 용량에 기초하여 추정되는, 방법.
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