KR20200062786A - Method and system for maintaining energy of wireless power camera - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 무선전력 카메라의 에너지 유지 방법 및 그 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 무선전력 카메라가 상황에 따른 모드 전환을 통해 전력 소모를 최소화하며, 배터리 잔량이 임계치 이하인 경우 전력송신장치로 전력을 요청하고, 전력송신장치가 빔포밍을 통해 무선전력 카메라에 전력을 공급함으로써, 무선전력 카메라가 능동적으로 에너지를 유지할 수 있는 무선전력 카메라의 에너지 유지 방법 및 그 시스템에 관한 것이다. The present invention relates to a method for maintaining the energy of a wireless power camera and its system, and more specifically, to minimize power consumption through a mode switching according to the situation of the wireless power camera. It relates to a method and a system for maintaining energy of a wireless power camera that enables a wireless power camera to actively maintain energy by requesting and transmitting power to a wireless power camera through beamforming.
최근 디지털 카메라 및 카메라 내장형 모바일 기기들이 급속히 보급되고 데이터 전송기술이 발달함에 따라, 멀리 떨어진 곳에서도 간단한 조작으로 손쉬운 촬영과 전송 및 확인이 가능하게 되었다.Recently, as digital cameras and mobile devices with built-in cameras are rapidly spreading and data transmission technology has been developed, it is possible to easily shoot, transmit and check with a simple operation even at a remote place.
그러나, 종래의 무선카메라는 데이터 송수신만 무선으로 이루어져 전력공급은 유선으로 하거나 주기적인 배터리 교체가 필요하다. 혹은 풍력, 태양열 등 자연을 이용한 수동적인 충전만 가능할 뿐 필요시 능동적으로 전력을 요청하기 위한 시스템이나 프로토콜에 대해서는 제안하고 있지 않다.However, in the conventional wireless camera, only data is transmitted and received wirelessly, so the power supply is wired or periodic battery replacement is required. Alternatively, only passive charging using nature such as wind power and solar power is possible, and no system or protocol for actively requesting power when necessary is proposed.
이에, 저전력 카메라를 무선으로 구동하고 피드백을 통해 능동적인 에너지 유지가 가능한 시스템에 대한 기술개발이 요구되고 있다. Accordingly, there is a need to develop a technology for a system capable of driving a low-power camera wirelessly and actively maintaining energy through feedback.
이와 관련 선행기술로는 대한민국공개특허 제2017-0118054호(발명의 명칭: 무선 카메라 시스템 및 방법들)가 있다.Prior art related to this is Korean Patent Publication No. 2017-0118054 (Invention name: wireless camera system and methods).
본 발명의 목적은 카메라 본연의 기능에 충실하며, 무선으로 전력을 공급받아 동작하는 무선전력 카메라가 능동적으로 에너지를 유지하는 무선전력 카메라의 에너지 유지 방법 및 그 시스템를 제공하는 것이다. An object of the present invention is to provide a method and system for maintaining energy of a wireless power camera that is faithful to the original function of the camera and which actively operates by receiving wireless power.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제(들)로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제(들)은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problem to be solved by the present invention is not limited to the problem(s) mentioned above, and another problem(s) not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
본 발명의 일 실시예에 따른 무선전력 카메라의 에너지 유지 방법은, 무선전력 카메라는 이벤트 감지 시, 슬립모드에서 동작모드로 전환하여 배터리 잔량을 확인하는 단계, 상기 무선전력 카메라는 배터리 잔량이 임계값 이하인 경우, 전력송신장치로 전력 요청신호를 전송하는 단계, 상기 전력송신장치는 빔포밍 가능 여부를 판단하고, 빔포밍이 가능한 경우 빔포밍을 통해 상기 무선전력 카메라에 전력을 공급하는 단계, 상기 무선전력 카메라는 공급받은 전력으로 배터리를 충전하며, 완충된 경우 상기 전력송신장치로 완충신호를 전송하고, 상기 감지된 이벤트에 따른 동작을 수행하는 단계를 포함한다. The method for maintaining energy of a wireless power camera according to an embodiment of the present invention includes: when a wireless power camera detects an event, switching from a sleep mode to an operation mode to check the battery level, wherein the wireless power camera has a threshold In the following case, transmitting a power request signal to a power transmission device, the power transmission device determines whether beamforming is possible, and if beamforming is possible, supplying power to the wireless power camera through beamforming, the wireless The power camera includes a step of charging the battery with the supplied power, transmitting a buffer signal to the power transmission device when it is fully charged, and performing an operation according to the detected event.
바람직하게는, 상기 무선전력 카메라에 무선으로 전력을 전송하는 단계는, 빔포밍이 불가능한 경우 전력 요청 대기 상태로 돌아가고, 빔포밍이 가능한 경우 상기 무선전력 카메라에 동작가능 신호를 전송한 후, 상기 무선전력 카메라의 위치에 기초하여, 구비된 복수 안테나 각각에 대한 RF 신호의 위상과 크기를 조절하여 상기 무선전력 카메라에 전력을 공급하는 것을 특징으로 할 수 있다. Preferably, the step of wirelessly transmitting power to the wireless power camera returns to a standby state of power request when beamforming is impossible, and after transmitting an operational signal to the wireless power camera when beamforming is possible, the wireless Based on the position of the power camera, it may be characterized in that power is supplied to the wireless power camera by adjusting the phase and magnitude of the RF signal for each of the plurality of provided antennas.
바람직하게는, 상기 무선전력 카메라의 위치가 고정된 경우, 3차원내 방향 및 거리를 파악 후 빔포밍을 수행하고, 상기 무선전력 카메라의 위치가 이동할 경우, 지속적으로 무선전력 카메라를 추적하는 어댑티브 빔 포커싱 방법을 이용하여 3차원내 방향 및 거리를 파악한 후, 빔포밍을 수행할 수 있다. Preferably, when the position of the wireless power camera is fixed, an adaptive beam that continuously tracks the wireless power camera when performing the beamforming after grasping the direction and distance in 3D and moving the position of the wireless power camera After determining the direction and distance in 3D using the focusing method, beamforming may be performed.
바람직하게는, 상기 감지된 이벤트에 따른 동작을 수행하는 단계에서, 상기 이벤트가 배터리 잔량을 확인하기 위한 타이머 인터럽트인 경우, 전력 송신을 중단하며 슬립모드로 전환하고, 상기 이벤트가 동작 감지 인터럽트인 경우, 영상을 캡쳐하여 전송할 수 있다. Preferably, in the step of performing an operation according to the detected event, when the event is a timer interrupt for checking the remaining battery capacity, power transmission is interrupted and a sleep mode is switched, and the event is a motion detection interrupt , You can capture and transmit the video.
본 발명의 다른 실시예에 따른 무선전력 카메라는, 영상을 촬영하는 촬영부, 동작을 감지하는 동작 감지부, 배터리, 전력송신장치의 복수의 안테나로부터 RF 신호를 수신하는 안테나, 내부 타이머 또는 상기 동작 감지부를 통해 이벤트 감지 시, 배터리 잔량을 확인하고, 상기 배터리 잔량이 임계값 이하인 경우, 상기 전력송신장치로 전력 요청신호를 전송하며, 상기 안테나를 통해 전력송신장치로부터 공급받은 RF 신호로 상기 배터리를 충전하며, 완충된 경우 상기 전력송신장치로 완충신호를 전송하고, 상기 감지된 이벤트에 따른 동작을 수행하도록 제어하는 제어부를 포함한다. A wireless power camera according to another embodiment of the present invention includes an imaging unit for capturing an image, an operation detection unit for detecting motion, an antenna for receiving RF signals from a plurality of antennas of a battery, a power transmission device, an internal timer or the operation When an event is detected through the detection unit, the battery level is checked, and when the battery level is below a threshold, a power request signal is transmitted to the power transmission device, and the battery is transmitted using the RF signal supplied from the power transmission device through the antenna. It includes a control unit that charges and, when fully charged, transmits a buffer signal to the power transmission device and controls to perform an operation according to the detected event.
바람직하게는, 상기 안테나를 통해 수신된 RF 신호를 DC 전력으로 변환하는 정류기, 상기 변환된 DC 전력을 상기 제어기, 촬영부, 동작감지부, 배터리 중 적어도 하나의 작동전압 레벨로 변환하는 전력관리회로를 더 포함할 수 있다. Preferably, a rectifier for converting the RF signal received through the antenna to DC power, a power management circuit for converting the converted DC power to an operating voltage level of at least one of the controller, photographing unit, motion detection unit, and battery It may further include.
본 발명에 따르면, 무선으로 전력을 공급받아 동작하며, 능동적으로 에너지를 유지하는 완전 무선카메라를 구현함으로써, 접근이 어려운 장소에 배터리 교체 없이 카메라 유지가 가능하다는 이점을 있다., According to the present invention, it is possible to maintain the camera in a place where it is difficult to access, without replacing the battery, by implementing a fully wireless camera that operates by receiving power wirelessly and actively maintains energy.
또한, 전력송신장치에서 무선전력 카메라의 위치 확인을 통한 빔포밍을 적용함으로써 최적의 전력 전송 효율을 달성할 수 있다. In addition, it is possible to achieve optimal power transmission efficiency by applying beamforming through positioning of the wireless power camera in the power transmission device.
또한, 카메라 본연의 기능에 충실하며 능동적인 에너지요청을 통해 보다 안정적인 동작을 수행하는 카메라를 제공할 수 있다. In addition, it is possible to provide a camera that is faithful to the function of the camera and performs a more stable operation through an active energy request.
또한, 무선전력 카메라에 장기간 움직임이 발생하지 않을 경우 방전에 의해 작동이 불가한 상황이 발생할 수 있는데, 이러한 상황을 방지하기 위해 무선전력 카메라는 타이머를 활용하여 일정 주기로 에너지저장소(배터리)의 잔여에너지 모니터링을 하는 기능도 포함하고 있어 배터리를 교체할 필요 없이 필요한 에너지를 능동적으로 요청 및 유지하여 무선전력 카메라의 지속적인 동작을 보장할 수 있다.In addition, if there is no movement in the wireless power camera for a long period of time, there may be a situation where it is impossible to operate due to discharge. It also includes a monitoring function, which can actively request and maintain the required energy without the need to replace the battery to ensure the continuous operation of the wireless power camera.
또한, 무선전력 카메라는 무선전력 카메라에 연결된 동작감지센서를 통해 움직임이 감지될 경우에만 동작하여 소모 전력을 최소화할 수 있다. In addition, the wireless power camera can be operated only when motion is detected through a motion detection sensor connected to the wireless power camera to minimize power consumption.
한편, 본 발명의 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 이하에서 설명할 내용으로부터 통상의 기술자에게 자명한 범위 내에서 다양한 효과들이 포함될 수 있다. Meanwhile, the effects of the present invention are not limited to the above-mentioned effects, and various effects may be included within a range obvious to those skilled in the art from the following description.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선전력 카메라 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전력송신장치의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선전력 카메라의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선전력 카메라의 에너지 유지 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선전력 카메라의 동작을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 전력송신장치의 동작을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선전력 카메라의 에너지 유지 실험 결과를 설명하기 위한 도면이다.1 is a view for explaining a wireless power camera system according to an embodiment of the present invention.
2 is a block diagram showing the configuration of a power transmission apparatus according to an embodiment of the present invention.
3 is a block diagram showing the configuration of a wireless power camera according to an embodiment of the present invention.
4 is a view for explaining a method of maintaining energy in a wireless power camera according to an embodiment of the present invention.
5 is a flowchart illustrating the operation of the wireless power camera according to an embodiment of the present invention.
6 is a flowchart for explaining the operation of the power transmission apparatus according to an embodiment of the present invention.
7 is a view for explaining the results of the energy maintenance experiment of the wireless power camera according to an embodiment of the present invention.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.The present invention can be applied to various changes and can have various embodiments, and specific embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail. However, this is not intended to limit the present invention to a specific embodiment, it should be understood to include all modifications, equivalents, or substitutes included in the spirit and scope of the present invention. In describing each drawing, similar reference numerals are used for similar components.
제1, 제2, A, B 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수개의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수개의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.Terms such as first, second, A, and B may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from other components. For example, the first component may be referred to as a second component without departing from the scope of the present invention, and similarly, the second component may be referred to as a first component. The term and/or includes a combination of a plurality of related described items or any one of a plurality of related described items.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.When an element is said to be "connected" or "connected" to another component, it is understood that other components may be directly connected to or connected to the other component, but there may be other components in between. It should be. On the other hand, when a component is said to be "directly connected" or "directly connected" to another component, it should be understood that no other component exists in the middle.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수개의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terms used in the present application are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In this application, terms such as “include” or “have” are intended to indicate the presence of features, numbers, steps, actions, components, parts, or combinations thereof described in the specification, one or more other features. It should be understood that the existence or addition possibilities of fields or numbers, steps, operations, components, parts or combinations thereof are not excluded in advance.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by a person skilled in the art to which the present invention pertains. Terms such as those defined in a commonly used dictionary should be interpreted as having meanings consistent with meanings in the context of related technologies, and should not be interpreted as ideal or excessively formal meanings unless explicitly defined in the present application. Does not.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선전력 카메라 시스템을 설명하기 위한 도면이다. 1 is a view for explaining a wireless power camera system according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 무선전력 카메라 시스템은 RF 전력을 송신하는 전력송신장치(100) 및 RF 전력을 공급받는 무선전력 카메라(200)를 포함한다. Referring to FIG. 1, a wireless power camera system according to an embodiment of the present invention includes a power transmission device 100 that transmits RF power and a wireless power camera 200 that receives RF power.
전력송신장치(100)는 RF 전력을 전송하며, 하나 이상의 전력 비컨을 무선전력 카메라(200)에 전달한다. 이때, 전력송신장치(100)는 복수의 안테나를 통하여 전력 비컨을 전송할 수 있다.The power transmission device 100 transmits RF power and transmits one or more power beacons to the wireless power camera 200. At this time, the power transmission apparatus 100 may transmit a power beacon through a plurality of antennas.
전력송신장치(100)는 전력망에 연결되어서 마이크로파를 이용하여 무선전력 카메라(100)에 전력을 전송한다. 전력송신장치(100)는 여러 개의 안테나 소자를 갖춘 대형 안테나 어레이로 이루어져 있으며, 전자파 범위내의 수신단에 전력을 전송한다. The power transmission device 100 is connected to the power grid and transmits power to the wireless power camera 100 using microwaves. The power transmission device 100 is made up of a large antenna array having several antenna elements, and transmits power to a receiving end within an electromagnetic range.
또한, 전송송신장치(100)는 전자파 범위내의 수신단에 전력을 전송하는 동작 중에 무선전력 카메라(200)로부터 전력 요청을 받게 되면, 빔을 집중하기 위한 빔포밍 가능 여부를 판단하여, 불가능한 경우 다시 전력 요청 대기 상태로 돌아가고, 가능한 경우 무선전력 카메라(200)에 동작가능 신호를 전송한다. 그 후, 전력송신장치(100)는 각 안테나 소자에서 방출되는 RF 신호의 위상 및 크기를 조절하여 무선전력 카메라(200)에 빔을 집중시켜 전력을 전송한다. 이는 무선전력 카메라(200)로부터 완충 신호가 올때까지 이루어지며, 완충 신호를 받으면 빔포밍을 중단하고 다시 전자파 범위 내 수신단에 전력을 전송한다.In addition, when receiving a power request from the wireless power camera 200 during an operation of transmitting power to a receiving end within an electromagnetic range, the transmission/transmission device 100 determines whether beamforming is possible to focus the beam, and if not, power again The request returns to the standby state, and if possible, transmits an operational signal to the wireless power camera 200. Thereafter, the power transmission apparatus 100 transmits power by focusing the beam on the wireless power camera 200 by adjusting the phase and magnitude of the RF signal emitted from each antenna element. This is done until a buffer signal comes from the wireless power camera 200, and upon receiving the buffer signal, beamforming is stopped and power is transmitted to a receiving end within the electromagnetic range again.
이러한 전력송신장치(100)는 예컨대, 와이파이 AP, 이동통신기지국 등 일수도 있고, 전력 공급을 위한 전용 장치일 수 있다. 전력송신장치에 대한 상세한 설명은 도 2를 참조하기로 한다. The power transmission device 100 may be, for example, a Wi-Fi AP, a mobile communication base station, or may be a dedicated device for power supply. 2 for a detailed description of the power transmission device.
무선전력 카메라(200)는 전력송신장치(100)로부터 수신한 RF 신호(마이크로파)를 이용하여 전력을 공급받고, 공급받은 전력으로 영상을 촬영하여 전송하는 장치일 수 있다.The wireless power camera 200 may be a device that receives power using an RF signal (microwave) received from the power transmission device 100 and photographs and transmits an image with the supplied power.
무선전력 카메라(200)에 대한 상세한 설명은 도 3을 참조하기로 한다. The detailed description of the wireless power camera 200 will be referred to FIG. 3.
한편, 상기와 같이 구성된 시스템은 무선으로 전력을 공급받아 동작하는 무선전력 카메라(200)가 능동적으로 에너지를 유지하는 시스템이다. 전력관리는 송신단인 전력송신장치(100)에서의 송신전력 제어뿐만 아니라 수신단인 무선전력 카메라(200)에서의 제어도 포함한다. 이러한 제어를 위하여 전력송신장치(100)와 무선전력 카메라(200)는 송수신기를 통해 제어정보를 주고받을 수 있다. 무선전력 카메라(200)는 무선전력 카메라(200)에 연결된 에너지저장소의 잔여에너지를 측정한다. 잔여에너지가 일정 임계치 이하일 경우 송수신기를 통해 전력송신장치(100)에 전력을 요청한다. 전력송신장치(100)는 요청에 따라 무선전력 카메라(200)의 위치를 바탕으로 빔포밍을 결정한다. 무선전력 카메라(200)는 움직임이 감지됨에 따라 촬영 및 촬영 데이터를 전송하며 잔여에너지를 기반으로 전력송신장치(100)에 능동적인 에너지 요청이 가능하다. 따라서, 본 발명은 접근이 어려운 장소에 배터리 교체 없이 카메라 유지가 가능한 완전 무선 카메라를 구현할 수 있다.Meanwhile, the system configured as described above is a system in which the wireless power camera 200 operating by receiving power wirelessly actively maintains energy. The power management includes not only the transmission power control in the power transmission device 100 which is a transmitting end, but also the control in the wireless power camera 200 which is a receiving end. For this control, the power transmission device 100 and the wireless power camera 200 may exchange control information through a transceiver. The wireless power camera 200 measures residual energy of an energy storage connected to the wireless power camera 200. When the residual energy is below a certain threshold, power is requested from the power transmission device 100 through a transceiver. The power transmission apparatus 100 determines beamforming based on the location of the wireless power camera 200 according to a request. The wireless power camera 200 transmits photographing and photographing data as motion is detected, and can actively request energy from the power transmitter 100 based on the residual energy. Therefore, the present invention can implement a fully wireless camera capable of maintaining the camera without replacing the battery in a place that is difficult to access.
또한, 무선전력 카메라(200)는 무선전력 카메라(200)에 연결된 동작감지부를 통해 움직임이 감지될 경우에만 동작하여 소모 전력을 최소화 할 수 있다. 만약 지속적인 움직임이 감지되어 연속 촬영이 필요한 상황에서, 무선전력 카메라(200)에 연결된 에너지저장소의 모니터링을 통해 잔여에너지 양이 임계값 이하로 떨어질 경우 전력송신장치(100)로 전력 공급 요청이 가능하다. 요청을 받은 전력송신장치(200)는 무선전력 카메라(200)의 위치파악 및 빔포밍을 통해 전송전력효율을 극대화 한다. 또한, 무선전력 카메라(200)는 모니터링을 통해 에너지저장소가 완충될 경우 전력송신장치(100)에 전력 공급 중단 요청을 할 수 있어 효율적인 에너지 관리가 가능하다. In addition, the wireless power camera 200 may operate only when motion is detected through the motion detection unit connected to the wireless power camera 200 to minimize power consumption. If continuous motion is detected and continuous shooting is required, it is possible to request power supply to the power transmission device 100 when the residual energy amount falls below a threshold through monitoring of an energy storage connected to the wireless power camera 200. . The requested power transmission device 200 maximizes transmission power efficiency through location and beamforming of the wireless power camera 200. In addition, the wireless power camera 200 may request power supply interruption to the power transmission device 100 when the energy storage is fully charged through monitoring, thereby enabling efficient energy management.
또한, 무선전력 카메라(200)에 장기간 움직임이 발생하지 않을 경우 방전에 의해 작동이 불가한 상황이 발생할 수 있다. 이러한 상황을 방지하기 위해 무선전력 카메라(200)는 타이머를 활용하여 일정 주기로 에너지저장소의 잔여에너지 모니터링을 하는 기능도 포함하고 있어, 배터리를 교체할 필요 없이 필요한 에너지를 능동적으로 요청 및 유지하여 무선전력 카메라(200)의 지속적인 동작을 보장할 수 있다.In addition, when movement for a long time does not occur in the wireless power camera 200, a situation in which operation is impossible due to discharge may occur. In order to prevent such a situation, the wireless power camera 200 also includes a function of monitoring the residual energy of the energy storage at regular intervals by using a timer, thereby actively requesting and maintaining the required energy without the need to replace the battery. The continuous operation of the camera 200 can be guaranteed.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전력송신장치의 구성을 나타낸 블록도이다. 2 is a block diagram showing the configuration of a power transmission apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전력송신장치(100)는 안테나부(110), 제어부(120), 신호 생성부(130)를 포함하고, 무선전력 카메라에 무선 전원을 집중하기 위해 전자파의 날카로운 빔을 구성하며, 각 분할된 안테나 소자별 RF 신호의 위상 및 크기의 조절이 가능하다.2, the power transmission apparatus 100 according to an embodiment of the present invention includes an
안테나부(110)는 복수의 안테나로 구성된 위상 배열 안테나일 수 있다. 이러한 안테나부(110)는 전력을 전송하기 위한 복수의 에너지 전송 안테나(112)와 무선전력 카메라와 데이터 통신을 수행하기 위한 통신 안테나(114)를 포함할 수 있다. 에너지 전송 안테나(112)는 위상 변환기(134) 및 제2 증폭기(135)를 거쳐 변환된 RF 신호를 외부로 송신한다. 이 때 전송되는 RF 신호는 마이크로파로 명명될 수 있다. The
제어부(120)는 통신 안테나(114)를 통해 무선전력 카메라로부터 전력 요청신호가 수신되면, 빔포밍 가능 여부를 판단하고, 빔포밍이 가능한 경우 복수의 에너지 전송 안테나(112)를 통해 무선전력 카메라에 전력을 공급한다. When the power request signal is received from the wireless power camera through the
구체적으로, 제어부(120)는 전력 요청 신호가 수신되면, 빔을 집중하기 위한 빔포밍 가능 여부를 판단한다. 이때, 제어부(120)는 무선전력 카메라의 위치, 현재 다른 장치에 빔포밍 중인지의 여부 등을 이용하여 빔포밍 가능 여부를 판단할 수 있다. Specifically, when the power request signal is received, the
제어부(120)는 빔포밍이 불가능한 경우 전력 요청 대기 상태로 돌아간다. 또한, 제어부(120)는 빔포밍이 가능한 경우 무선전력 카메라에 동작가능 신호를 전송하고, 무선전력 카메라의 위치에 빔을 집중시키기 위해 각 에너지 전송 안테나(112)에서 방출되는 RF 신호의 위상과 크기를 조절하여 빔포밍이 수행되도록 제어한다. 이때, 제어부(120)는 무선전력 카메라의 위치를 파악하여 빔포밍을 수행하는데, 무선전력 카메라는 고정되어 있거나 이동할 수 있으므로, 위치를 파악하는 방법이 상이할 수 있다. 먼저, 무선전력 카메라의 위치가 고정되어 있을 경우, 제어부(120)는 3차원 내 방향 및 거리를 파악 후 빔포밍을 수행하고, 무선전력 카메라의 위치가 이동할 경우, 전력 공급을 위해 지속적으로 무선전력 카메라를 추적하는 어댑티브 빔 포커싱 기술을 활용할 수 있다. 이는 센서의 상대적인 위치를 찾아 해당 위치에 초점을 맞춰 빔을 합성하거나 수신 안테나까지의 채널 이득을 추적하는 방법을 포함할 수 있다. If beamforming is not possible, the
신호 생성부(130)는 무선전력 카메라의 위치에 기초하여, 에너지 전송 안테나들(112)이 전송할 신호를 생성한다The
이러한 신호 생성부(130)는 오실레이터(131), 제1 증폭기(132), 전력 분배기(Power Splitter, 133), 위상 변환기(Phase Shifter, 134) 및 제2 증폭기(135)을 포함할 수 있다. The
오실레이터(131)는 소스 RF 신호를 생성하고, 생성된 RF 신호를 제1 증폭기(132)로 전송한다. 이때, RF 신호는 CW(Continuous Waveform) 마이크로파일 수 있다. The
제1 증폭기(132)는 구동 증폭기(Drive Amplifier)로 지칭될 수 있으며, 오실레이터(131)에서 생성된 RF 신호를 증폭하여 전력분배기(133)에 전달한다.The
전력 분배기(133)는 증폭된 RF 신호를 에너지 전송 안테나(112) 각각에 대응하는 경로로 분배한다. The
각각의 경로로 보내진 신호는 위상변환기(134) 및 가변증폭기(135)에 의하여 동적으로 제어될 수 있다.The signal sent to each path can be dynamically controlled by the
위상 변환기(134)는 무선전력 카메라의 3차원상의 위치(위상)에 기초하여 신호의 위상을 변경한다.The
제2 증폭기(135)는 무선전력 카메라의 3차원상의 위치에 기초하여 신호의 크기를 조절하는 증폭기로, 가변 증폭기일 수 있다.The
제어부(120)는 위상 변환기(134) 및 가변증폭기(135)를 제어하는 신호를 전달한다. 제어부(120)는 N개의 전송로에서 각 전송로에 위치하는 위상 변환기(134) 및 제2 증폭기(135)를 서로 다르게 제어할 수 있다. 즉, 제어부(130)가 빔포밍을 위한 제어를 수행한다. The
상기와 같이 구성된 전력송신장치(100)는 무선전력 카메라에 무선 전원을 집중하기 위해 전자파의 날카로운 빔을 구성하며, 각 분할된 안테나 요소 RF 신호의 위상 및 크기를 조절할 수 있다. 또한, 전력송신장치(100)는 무선전력 카메라의 전력 요청이 수신된 경우 해당 위치에 빔을 집중시키는 빔포밍을 통해 무선전력 카메라에 전력을 공급한다. 따라서, 전력송신장치(100)를 통한 무선 전력 전송 시, 빔포밍을 통하여 효율을 극대화할 수 있다. The power transmission apparatus 100 configured as described above constitutes a sharp beam of electromagnetic waves to focus the wireless power on the wireless power camera, and can adjust the phase and magnitude of each divided antenna element RF signal. In addition, when the power request of the wireless power camera is received, the power transmission device 100 supplies power to the wireless power camera through beamforming that focuses the beam at the corresponding location. Accordingly, when wireless power is transmitted through the power transmission device 100, efficiency may be maximized through beamforming.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선전력 카메라의 구성을 나타낸 블록도이다. 3 is a block diagram showing the configuration of a wireless power camera according to an embodiment of the present invention.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 무선전력 카메라(200)는 안테나부(210), 정류기(Rectifier, 220), 전력관리회로(230), 제어기(240), 촬영부(250), 동작 감지부(260), 에너지 저장소(270)를 포함한다. Referring to FIG. 3, the wireless power camera 200 according to an embodiment of the present invention includes an antenna unit 210, a rectifier (220), a power management circuit 230, a controller 240, and a photographing unit 250 ), a
안테나부(210)는 에너지 수신 안테나(212), 통신 안테나(214)를 포함한다. The antenna unit 210 includes an
에너지 수신 안테나(212)는 복수의 에너지 전송 안테나들로부터 RF 신호를 수신한다. 에너지 수신 안테나(212)를 통하여 수신된 신호는 정류기(200) 등을 거쳐 에너지 자장소(270)에 저장될 수 있다. The
통신 안테나(214)는 전력송신장치의 통신 안테나와 통신을 수행한다. The
정류기(220)는 수신한 RF 신호를 다이오드나 트랜지스터를 이용하여 DC 전력으로 정류한다. The
전력관리회로(230)는 DC-DC 변환기 등을 포함하고, 정류된 DC 전력을 일정하게 변환하여 무선전력 카메라(200)에서 전력이 필요한 구성에 공급한다. 예컨대, 전력관리회로(230)는 제어기(240), 촬영부(250), 동작 감지부(260)와 같은 능동 소자에 전력을 공급할 수 있다. 나아가 전력관리회로(230)는 잔여 전력을 에너지 저장소(270)에 저장한다.The power management circuit 230 includes a DC-DC converter and the like, and converts the rectified DC power to a constant level, and supplies it to a configuration requiring power in the wireless power camera 200. For example, the power management circuit 230 may supply power to active elements such as the controller 240, the photographing
전력관리회로(230)는 MPPT를 적용하여 전력 효율을 최대화하고, 얻어진 최대 전력 전압 레벨은 승압(Boost)을 거쳐 에너지 저장소(270)를 충전하고 각 내부 소자의 작동 전압 레벨을 충족시키기 위해 감압(Buck)의 과정을 거친다. 또한, 전력관리회로(230)는 주기적인 모니터링을 통해 에너지 저장소(270)의 잔여 에너지가 기 설정된 임계값 이하인 경우, 제어기(240)로 배터리 상태 신호를 주어 능동적으로 충전을 유도한다. The power management circuit 230 applies MPPT to maximize power efficiency, and the obtained maximum power voltage level is boosted (Boost) to charge the
에너지 저장소(270)는 슈퍼캐패시터나 재충전배터리와 같이 전력을 저장하는 장치로, 무선전력 카메라(200)의 전력 소모 상황에 따라 다르다. 예를 들어, 슈퍼캐패시터는 저장된 에너지 수준이 빠르게 변화할 때 적절하며, 재충전배터리는 저장된 에너지 수준을 장기간 안정적으로 유지할 수 있는 경우에 적절하다.The
촬영부(250)는 피사체를 촬영하는 구성으로, 예컨대, 카메라일 수 있다. The photographing
동작 감지부(260)는 동작을 감지하는 구성으로, 예컨대, 저전력 PIR 센서일 수 있다. 동작 감지부(260)는 무선전력 카메라(200)의 전면부에 설치되며, 감시하고자 하는 지역에서의 사물 또는 사람의 움직임 여부를 감지하는 기능을 한다. 이때, 동작 감지부(260)는 동작 감지 시, 동작 감지 인터럽트를 제어기(240)에 통보한다.The
제어기(240)는 전력 소비량을 줄이기 위해 슬립모드와 동작모드로 나뉘어 동작하게 되며, 전력관리회로(230)로부터 넘어오는 잔여 전력량을 타이머 인터럽트를 활용하여 수시로 확인하는 동작과 동작 감지부(260)에서 움직임이 감지되어 들어오는 동작 감지 인터럽트를 처리하는 동작을 수행한다. 이때, 제어기(240)는 타이머 인터럽트 또는 동작 감지 인터럽트의 이벤트가 발생한 경우, 동작 모드로 동작하고, 나머지는 슬립모드로의 동작을 통해 저전력으로 무선전력 카메라(200)를 구동시킨다. 여기서, 타이머 인터럽트는 배터리 잔량을 확인하기 위한 이벤트일 수 있다. The controller 240 is divided into a sleep mode and an operation mode to reduce the power consumption, and the operation and
구체적으로, 제어기(240)는 타이머 인터럽트 또는 동작 감지 인터럽트의 이벤트가 발생한 경우, 슬립모드에서 동작모드로 전환하여 에너지 저장소(270)에 저장된 전력 잔량을 확인한다. 그런 다음, 제어기(240)는 에너지 저장소(270)의 전력 잔량이 기 설정된 임계값 이하인 경우, 전력송신장치로 전력 요청신호를 전송하고, 안테나(212)를 통해 전력송신장치로부터 공급받은 전력으로 에너지 저장소(270)에 전력을 충전한다. 그런 후, 제어기(240)는 에너지 저장소(270)가 완충된 경우 전력송신장치로 완충신호를 전송하고, 감지된 이벤트에 따른 동작을 수행하도록 제어한다. Specifically, when the event of the timer interrupt or the motion detection interrupt occurs, the controller 240 switches from the sleep mode to the operation mode to check the remaining power stored in the
이처럼, 제어기(240)는 전체 소비 전력량을 제어할 수 있으며 저장된 전력량을 수시로 모니터링 할수 있고, 저장된 전력량이 설정한 기준보다 부족한 경우 전력송신장치에 전력 요청 신호를 전송하여 능동적인 에너지 유지가 가능하다.As such, the controller 240 can control the total amount of power consumed, monitor the stored amount of power at any time, and if the stored amount of power is less than the set standard, transmit a power request signal to the power transmission device to maintain active energy.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선전력 카메라의 에너지 유지 방법을 설명하기 위한 도면이다. 4 is a view for explaining a method of maintaining energy in a wireless power camera according to an embodiment of the present invention.
도 4를 참조하면, 무선전력 카메라는 타이머 인터럽트 또는 동작 감지 인터럽트의 이벤트가 감지되면(S402), 슬립모드에서 동작모드로 전환하고(S404), 배터리 잔량을 확인한다(S406).Referring to FIG. 4, when the event of the timer interrupt or the motion detection interrupt is detected (S402), the wireless power camera switches from the sleep mode to the operation mode (S404) and checks the battery level (S406).
무선전력 카메라는 배터리 잔량이 기 설정된 임계값 이하인 경우, 전력송신장치로 전력 요청신호를 전송한다(S408).The wireless power camera transmits a power request signal to the power transmission device when the battery level is below a preset threshold (S408).
그러면, 전력송신장치는 빔포밍 가능 여부를 판단하고, 빔포밍이 가능한 경우 무선전력 카메라로 동작 가능 신호를 전송하고(S410), 빔포밍을 통해 무선전력 카메라에 전력을 공급한다(S412, S414). 여기서, 빔포밍은 각 안테나 요소의 방출되는 신호의 위상과 크기를 조절하는 것을 의미하고, 전력송신장치는 빔포밍 절차 이후 전력송신을 수행한다. Then, the power transmission device determines whether beamforming is possible, and when beamforming is possible, transmits an operation signal to the wireless power camera (S410), and supplies power to the wireless power camera through beamforming (S412, S414). . Here, beamforming means adjusting the phase and magnitude of the emitted signal of each antenna element, and the power transmission device performs power transmission after the beamforming procedure.
단계 S414이 수행되면, 무선전력 카메라는 전력송신장치로부터 공급받은 전력으로 배터리를 충전하며, 완충된 경우 전력송신장치로 완충신호를 전송한다(S416).When step S414 is performed, the wireless power camera charges the battery with the power supplied from the power transmission device, and when it is fully charged, transmits a buffer signal to the power transmission device (S416).
그러면, 전력송신장치는 전력 송신을 중단하고(S418), 무선전력 카메라는 슬립모드로 전환한다(S420). 이때, 이벤트가 동작 감지 인터럽트인 경우, 무선전력 카메라는 영상을 캡쳐하여 영상 데이터를 전송한다.Then, the power transmission device stops the power transmission (S418), and the wireless power camera switches to the sleep mode (S420). At this time, if the event is a motion detection interrupt, the wireless power camera captures the image and transmits the image data.
이하, 무선전력 카메라와 전력송신장치의 동작을 구체적으로 설명하기로 한다. Hereinafter, the operation of the wireless power camera and the power transmission device will be described in detail.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선전력 카메라의 동작을 설명하기 위한 흐름도이다. 5 is a flowchart illustrating the operation of the wireless power camera according to an embodiment of the present invention.
도 5를 참조하면, 무선전력 카메라는 에너지 효율을 극대화하기 위해 시작과 동시에 슬립모드에서 대기하고(S502), 정상동작을 하기 위한 이벤트가 감지되는지를 판단한다(S504). 슬립모드에서는 무선전력 카메라의 모든 기능이 꺼진 상태로 대기하여 전력 소비량을 낮출 수 있다. 그 후, 무선전력 카메라는 이벤트가 감지되면, 슬립모드에서 동작모드로 전환되어 정상 동작을 하게된다. 여기서, 이벤트는 배터리의 잔량을 일정 주기로 모니터링하기 위한 타이머 인터럽트와 동작 감지부에서 동작이 감지되었을 때 들어오는 동작 감지 인터럽트를 포함할 수 있다. 타이머를 사용하지 않고도 기준 이하의 잔여 에너지 알림을 받는 것이 가능하나, 보다 안정적인 동작을 위해 타이머를 도입할 수 있다. Referring to FIG. 5, the wireless power camera waits in the sleep mode at the same time as the start to maximize energy efficiency (S502), and determines whether an event for normal operation is detected (S504). In the sleep mode, power consumption can be reduced by waiting while all functions of the wireless power camera are turned off. Thereafter, when an event is detected, the wireless power camera switches from the sleep mode to the operation mode to perform normal operation. Here, the event may include a timer interrupt for monitoring the remaining battery power at regular intervals and an operation detection interrupt that is received when an operation is detected by the motion detector. It is possible to receive a residual energy notification below a standard without using a timer, but a timer can be introduced for more stable operation.
단계 S504에서 감지된 이벤트가 타이머 인터럽트이면(S506), 무선전력 카메라는 배터리의 잔량을 확인하여(S508), 배터리 잔량이 기 설정된 임계값 이하인지를 판단한다(S510).If the event detected in step S504 is a timer interrupt (S506), the wireless power camera checks the battery level (S508), and determines whether the battery level is below a preset threshold (S510).
단계 S510의 판단결과, 배터리 잔량이 임계값 이하이면, 무선전력 카메라는 전력송신장치에 전력 요청 신호를 전송하고(S512), 전력송신장치로부터 동작가능 신호가 수신되는지를 판단한다(S514).As a result of the determination in step S510, if the battery level is less than or equal to the threshold, the wireless power camera transmits a power request signal to the power transmission device (S512), and determines whether an operational signal is received from the power transmission device (S514).
단계 S514의 판단결과, 동작 가능 신호가 수신되면, 무선전력 카메라는 전력송신장치의 빔포밍을 통해 배터리를 완충 때까지 충전한다(S516). As a result of the determination in step S514, when an operational signal is received, the wireless power camera charges the battery until it is fully charged through beamforming of the power transmission device (S516).
무선전력 카메라는 배터리 충전이 완료되면(S518), 충전 완료 신호를 전력송신장치에 전송하고(S520), 전력 소모량을 줄이는 슬립모드로 대기한다. When the battery charging is completed (S518), the wireless power camera transmits a charging completion signal to the power transmission device (S520) and waits in a sleep mode to reduce power consumption.
만약, 단계 S504에서 감지된 이벤트가 동작 감지 인터럽트이면(S522), 무선전력 카메라는 배터리의 잔량을 확인하여(S524), 배터리 잔량이 기 설정된 임계값 이하인지를 판단한다(S526).If the event detected in step S504 is a motion detection interrupt (S522), the wireless power camera checks the battery level (S524) and determines whether the battery level is below a preset threshold (S526).
단계 S526의 판단결과, 배터리 잔량이 임계값 이하이면, 무선전력 카메라는 단계 S512부터 단계 S520을 통해 배터리를 충전한 후, 영상을 캡쳐하여 전송한다.As a result of the determination in step S526, if the battery level is below a threshold, the wireless power camera charges the battery through steps S512 to S520, and then captures and transmits the image.
만약, 단계 S526의 판단결과, 배터리 잔량이 임계값 이하가 아니면, 무선전력 카메라는 에너지가 충분하다고 판단하여 영상을 캡쳐하여 전송한다(S528, 530).If, as a result of the determination in step S526, the battery level is not below the threshold, the wireless power camera determines that the energy is sufficient and captures and transmits the image (S528, 530).
상술한 바와 같이, 무선전력 카메라는 상황에 따른 모드 전환을 통해 전력 소모를 최소화하며, 에너지가 설정한 기준보다 부족하다면 전력송신장치로 전력을 요청하여 능동적으로 에너지를 유지할 수 있다. As described above, the wireless power camera minimizes power consumption through mode switching according to the situation, and if the energy is less than a set standard, it may actively maintain energy by requesting power from the power transmission device.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 전력송신장치의 동작을 설명하기 위한 흐름도이다. 6 is a flowchart for explaining the operation of the power transmission apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 6을 참도하면, 전력송신장치는 전자파 범위 내 수신단에 전력을 전송하면서(S602), 무선전력 카메라로부터 전력요청 신호가 수신되는지를 판단한다(S604).Referring to FIG. 6, the power transmission apparatus determines whether a power request signal is received from a wireless power camera while transmitting power to a receiving end in the electromagnetic range (S604).
단계 S604의 판단결과, 전력 요청 신호가 수신되면, 전력송신장치는 빔포밍 가능 여부를 판단한다(S606).As a result of the determination in step S604, when the power request signal is received, the power transmission device determines whether beamforming is possible (S606).
단계 S606의 판단결과, 빔포밍이 불가능한 경우, 전력송신장치는 다시 전력 요청 대기 상태로 돌아간다. As a result of the determination in step S606, when beamforming is impossible, the power transmission device returns to the standby state for power request again.
만약, 단계 S604의 판단결과 빔포밍이 가능한 경우, 전력송신장치는 무선전력 카메라에 동작가능 신호를 전송하고(S608), 각 안테나의 요소에서 방출되는 RF 신호의 위상 및 크기를 조절하여(S610), 무선전력 카메라에 빔을 집중시켜 전력을 전송한다(S612). If, as a result of the determination in step S604, beamforming is possible, the power transmission apparatus transmits an operational signal to the wireless power camera (S608), and adjusts the phase and magnitude of the RF signal emitted from the elements of each antenna (S610). , The beam is focused on the wireless power camera to transmit power (S612).
단계 S612를 수행하는 중에, 무선전력 카메라로부터 완충 신호가 수신되면(S614), 전력송신장치는 빔포밍을 중단하고(S616), 다시 전자파 범위 내 수신단에 전력을 전송한다.While performing step S612, if a buffer signal is received from the wireless power camera (S614), the power transmission device stops beamforming (S616), and transmits power to the receiving end within the electromagnetic range again.
상술한 바와 같이 전력송신장치는 빔포밍을 통해 무선전력을 전송함으로써, 효율을 극대화시키는 효과가 있다. As described above, the power transmission device has an effect of maximizing efficiency by transmitting wireless power through beamforming.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선전력 카메라의 에너지 유지 실험 결과를 설명하기 위한 도면이다.7 is a view for explaining the results of the energy maintenance experiment of the wireless power camera according to an embodiment of the present invention.
도 7의 (a)를 통해 수신 안테나의 수신 전력을 측정하며 이는 전력송신장치에 전달된다. 이러한 실험의 결과는 (b)를 통해 확인이 가능하며 저장된 에너지는 빔포밍 가중치와 무선전력 카메라의 모드 전환비율에 따라 안정적으로 유지됨을 알 수 있다.The reception power of the reception antenna is measured through (a) of FIG. 7 and it is transmitted to the power transmission device. The results of these experiments can be confirmed through (b), and it can be seen that the stored energy is stably maintained according to the beamforming weight and the mode switching ratio of the wireless power camera.
이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.So far, the present invention has been focused on the preferred embodiments. Those skilled in the art to which the present invention pertains will understand that the present invention may be implemented in a modified form without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the disclosed embodiments should be considered in terms of explanation, not limitation. The scope of the present invention is shown in the claims rather than the foregoing description, and all differences within the equivalent range should be interpreted as being included in the present invention.
100 : 전력송신장치
110, 210 : 안테나부
120 : 제어부
130 : 신호 생성부
131 : 오실레이터
132 : 제1 증폭기
133 : 전력 분배기
134 : 위상 변환기
135 : 제2 증폭기
200 : 무선전력 카메라
220 : 정류기
230 : 전력관리회로
240 : 제어기
250 : 촬영부
260 : 동작 감지부
270 : 에너지 저장소100: power transmission device
110, 210: antenna unit
120: control unit
130: signal generator
131: Oscillator
132: first amplifier
133: power divider
134: phase converter
135: second amplifier
200: wireless power camera
220: rectifier
230: power management circuit
240: controller
250: filming unit
260: motion detector
270: energy storage
Claims (6)
상기 무선전력 카메라는 배터리 잔량이 임계값 이하인 경우, 전력송신장치로 전력 요청신호를 전송하는 단계;
상기 전력송신장치는 빔포밍 가능 여부를 판단하고, 빔포밍이 가능한 경우 빔포밍을 통해 상기 무선전력 카메라에 전력을 공급하는 단계; 및
상기 무선전력 카메라는 공급받은 전력으로 배터리를 충전하며, 완충된 경우 상기 전력송신장치로 완충신호를 전송하고, 상기 감지된 이벤트에 따른 동작을 수행하는 단계
를 포함하는 무선전력 카메라의 에너지 유지 방법.When the wireless power camera detects an event, switching from a sleep mode to an operation mode to check the battery level;
The wireless power camera, when the battery level is below a threshold, transmitting a power request signal to the power transmission device;
The power transmission apparatus determines whether beamforming is possible, and when beamforming is possible, supplying power to the wireless power camera through beamforming; And
The wireless power camera charges the battery with the supplied power, and when it is fully charged, transmits a buffer signal to the power transmission device and performs an operation according to the detected event.
Method for maintaining energy of a wireless power camera comprising a.
상기 무선전력 카메라에 무선으로 전력을 전송하는 단계는,
빔포밍이 불가능한 경우 전력 요청 대기 상태로 돌아가고, 빔포밍이 가능한 경우 상기 무선전력 카메라에 동작가능 신호를 전송한 후, 상기 무선전력 카메라의 위치에 기초하여, 구비된 복수 안테나 각각에 대한 RF 신호의 위상과 크기를 조절하여 상기 무선전력 카메라에 전력을 공급하는 것을 특징으로 하는 무선전력 카메라의 에너지 유지 방법.According to claim 1,
The step of transmitting power wirelessly to the wireless power camera,
If beamforming is not possible, the power is returned to the standby state, and when beamforming is possible, after transmitting an operational signal to the wireless power camera, based on the position of the wireless power camera, the RF signal for each of the plurality of antennas is provided. A method of maintaining energy in a wireless power camera, characterized in that power is supplied to the wireless power camera by adjusting phase and size.
상기 무선전력 카메라의 위치가 고정된 경우, 3차원내 방향 및 거리를 파악 후 빔포밍을 수행하고, 상기 무선전력 카메라의 위치가 이동할 경우, 지속적으로 무선전력 카메라를 추적하는 어댑티브 빔 포커싱 방법을 이용하여 3차원내 방향 및 거리를 파악한 후, 빔포밍을 수행하는 것을 특징으로 하는 무선전력 카메라의 에너지 유지 방법.According to claim 2,
When the position of the wireless power camera is fixed, the beamforming is performed after determining the direction and distance in 3D, and when the position of the wireless power camera moves, an adaptive beam focusing method for continuously tracking the wireless power camera is used. A method for maintaining energy of a wireless power camera, characterized in that beamforming is performed after grasping the direction and distance in the 3D.
상기 감지된 이벤트에 따른 동작을 수행하는 단계에서,
상기 이벤트가 배터리 잔량을 확인하기 위한 타이머 인터럽트인 경우, 전력 송신을 중단하며 슬립모드로 전환하고, 상기 이벤트가 동작 감지 인터럽트인 경우, 영상을 캡쳐하여 전송하는 것을 특징으로 하는 무선전력 카메라의 에너지 유지 방법.According to claim 1,
In the step of performing an action according to the detected event,
If the event is a timer interrupt to check the battery level, the power transmission is interrupted, the device enters sleep mode, and when the event is a motion detection interrupt, captures and transmits an image to maintain energy of the wireless power camera. Way.
동작을 감지하는 동작 감지부;
배터리;
전력송신장치의 복수의 안테나로부터 RF 신호를 수신하는 안테나; 및
내부 타이머 또는 상기 동작 감지부를 통해 이벤트 감지 시, 배터리 잔량을 확인하고, 상기 배터리 잔량이 임계값 이하인 경우, 상기 전력송신장치로 전력 요청신호를 전송하며, 상기 안테나를 통해 전력송신장치로부터 공급받은 RF 신호로 상기 배터리를 충전하며, 완충된 경우 상기 전력송신장치로 완충신호를 전송하고, 상기 감지된 이벤트에 따른 동작을 수행하도록 제어하는 제어부;
를 포함하는, 무선전력 카메라.A photographing unit for photographing an image;
A motion detector for detecting motion;
battery;
An antenna for receiving RF signals from a plurality of antennas of the power transmission device; And
When an event is detected through an internal timer or the motion detection unit, a battery level is checked, and when the battery level is below a threshold, a power request signal is transmitted to the power transmission device, and RF supplied from the power transmission device through the antenna A control unit for charging the battery with a signal, transmitting a buffer signal to the power transmission device when it is fully charged, and performing an operation according to the detected event;
Including, wireless power camera.
상기 안테나를 통해 수신된 RF 신호를 DC 전력으로 변환하는 정류기;
상기 변환된 DC 전력을 상기 제어기, 촬영부, 동작감지부, 배터리 중 적어도 하나의 작동전압 레벨로 변환하는 전력관리회로를 더 포함하는 무선전력 카메라.The method of claim 5,
A rectifier that converts the RF signal received through the antenna into DC power;
And a power management circuit that converts the converted DC power to an operating voltage level of at least one of the controller, a photographing unit, a motion detection unit, and a battery.
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