KR20210027081A - 무선 배터리 관리 시스템과 무선통신을 위한 노드 및 네트워크 형성 방법 - Google Patents

무선 배터리 관리 시스템과 무선통신을 위한 노드 및 네트워크 형성 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20210027081A
KR20210027081A KR1020200096538A KR20200096538A KR20210027081A KR 20210027081 A KR20210027081 A KR 20210027081A KR 1020200096538 A KR1020200096538 A KR 1020200096538A KR 20200096538 A KR20200096538 A KR 20200096538A KR 20210027081 A KR20210027081 A KR 20210027081A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
channel
node
monitor
manager
information
Prior art date
Application number
KR1020200096538A
Other languages
English (en)
Inventor
선용주
조기석
김규호
홍주표
서영호
Original Assignee
주식회사 실리콘웍스
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 실리콘웍스 filed Critical 주식회사 실리콘웍스
Priority to US17/005,838 priority Critical patent/US11310720B2/en
Priority to DE102020122525.3A priority patent/DE102020122525A1/de
Priority to CN202010883073.5A priority patent/CN112449333A/zh
Publication of KR20210027081A publication Critical patent/KR20210027081A/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W24/00—Supervisory, monitoring or testing arrangements
    • H04W24/04—Arrangements for maintaining operational condition
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W84/00—Network topologies
    • H04W84/18—Self-organising networks, e.g. ad-hoc networks or sensor networks
    • H04W84/20—Master-slave selection or change arrangements

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Abstract

본 발명은 신속하게 근거리 무선 네트워크를 형성하는 무선 배터리 관리 시스템과 무선통신을 위한 노드에 관한 것이다. 본 발명의 실시예에 따른 무선 배터리 관리 시스템은, 제1 모드로 작동시 네트워크 구성 정보를 저장하고, 제2 모드로 작동시 상기 네트워크 구성 정보로부터 네트워크에 참여한 하나 이상의 모니터 노드를 확인하여 상기 확인한 각각의 모니터 노드와 근거리 무선 네트워크를 형성하는 매니저 노드; 및 상기 제1 모드로 작동시 상기 네트워크의 참여를 위한 참여 정보를 저장하고, 상기 제2 모드로 작동시 상기 참여 정보를 기초로 상기 근거리 무선 네트워크에 참여하여 배터리 데이터를 상기 매니저 노드로 전송하는 모니터 노드를 포함한다.

Description

무선 배터리 관리 시스템과 무선통신을 위한 노드 및 네트워크 형성 방법{Wireless Battery Management System and Node for Wireless Communication and Network Formation Method}
본 발명은 무선 배터리 관리 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 신속하게 근거리 무선 네트워크를 형성하는 무선 배터리 관리 시스템과 무선통신을 위한 노드 및 및 네트워크 형성 방법에 관한 것이다.
노트북, 비디오 카메라, 휴대용 전화기 등과 같은 휴대용 전자 제품의 수요가 급격하게 증대되고, 전기 자동차, 에너지 저장용 축전지, 로봇, 위성 등의 개발이 본격화됨에 따라, 반복적인 충방전이 가능한 고성능 배터리에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.
배터리의 최소 단위를 배터리 셀이라고 지칭할 수 있으며, 다수 개가 직렬 연결된 배터리 셀은 배터리 모듈을 구성할 수 있다. 또한, 다수의 배터리 모듈이 직렬 또는 병렬로 연결됨으로써 배터리 팩을 구성할 수 있다.
전기 자동차 등에 탑재되는 배터리 팩은 서로 직렬 또는 병렬로 연결되는 복수의 배터리 모듈을 포함하는 것이 일반적이다. 이러한 배터리 팩은, 이에 포함된 각각의 배터리 모듈의 상태를 모니터링하고, 모니터링한 상태에 대응하는 제어 작동을 실행하는 배터리 관리 시스템(Battery Management System)을 포함한다.
상기 배터리 관리 시스템은 배터리 데이터를 획득하고 분석하기 위한 컨트롤러(controller)를 구비한다. 그런데 배터리 팩에 포함되는 각각의 배터리 모듈은 다수의 배터리 셀을 포함하고 있어, 단일의 컨트롤러를 이용하여 배터리 팩에 포함된 모든 배터리 셀의 상태를 모니터링하는 데에는 한계가 따른다. 이에 따라, 최근에는 컨트롤러의 로드를 분산하고, 전체 배터리 팩의 상태를 신속하고 정확하게 모니터링하기 위하여, 배터리 팩에 포함되는 소정 개수의 배터리 모듈마다 컨트롤러를 장착한 후, 컨트롤러 중에서 어느 하나를 마스터(master)로 설정하고, 나머지 컨트롤러를 슬레이브(slave)로 설정하는 방식이 활용되고 있다.
소정 개수의 배터리 모듈마다 장착되는 슬레이브 컨트롤러는 CAN(Control Area Network)과 같은 유선 통신망을 통해 마스터 컨트롤러에 접속되어, 자신이 담당하는 배터리 모듈의 배터리 데이터를 수집하고, 상기 배터리 데이터를 마스터 컨트롤러로 전송한다.
한편, 마스터 컨트롤러와 슬레이브 컨트롤러 간의 통신을 위해 CAN을 구축하는 경우에 발생하는 공간의 비효율성을 방지하기 위하여, 마스터 컨트롤러와 슬레이브 컨트롤러 간에 근거리 무선 채널을 설정하고, 무선 채널을 통해서 마스터 컨트롤러와 슬레이브 컨트롤러 간에 근거리 무선통신을 수행하는 기술이 대두되었다.
상술한 바와 같이, 배터리 관리 시스템은 하나의 마스터 컨트롤러와 다수의 슬레이브 컨트롤러를 포함하고, 다수의 슬레이브 컨트롤러는 마스터 컨트롤러로 주기적으로 배터리 데이터를 전송한다. 그런데 마스터 컨트롤러와 슬레이브 컨트롤러가 부팅되어 서로 간에 근거리 무선 링크를 형성하는 경우, 무선 링크를 성립하기기까지 상당한 시간이 필요할 수 있다. 특히, 주변에 전파 간섭이 존재하는 경우에, 적절한 통신 채널을 선택하는 과정이 추가적으로 필요하여 마스터 컨트롤러와 슬레이브 컨트롤러 간에 무선 링크를 형성하기까지 시간이 더욱 지연될 수 있다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 배터리 데이터 송수신을 위하여 노드들 간에 빠르게 근거리 무선 네트워크를 형성하는 무선 배터리 관리 시스템과 무선통신을 위한 노드 및 및 네트워크 형성 방법을 제공하는 것을 그 기술적 과제로 한다.
본 발명의 일 측면에 따른 배터리 관리 시스템은, 제1 모드로 작동시 네트워크 구성 정보를 저장하고, 제2 모드로 작동시 상기 네트워크 구성 정보로부터 네트워크에 참여한 하나 이상의 모니터 노드를 확인하여 상기 확인한 각각의 모니터 노드와 근거리 무선 네트워크를 형성하는 매니저 노드; 및 상기 제1 모드로 작동시 상기 네트워크의 참여를 위한 참여 정보를 저장하고, 상기 제2 모드로 작동시 상기 참여 정보를 기초로 상기 근거리 무선 네트워크에 참여하여 배터리 데이터를 상기 매니저 노드로 전송하는 모니터 노드를 포함한다.
본 발명의 다른 측면에 따른 매니저 노드는, 주 채널로 통신 채널이 설정되는 제1 무선통신부; 부 채널로 통신 채널이 설정되는 제2 무선통신부; 제1 모드로 작동시 네트워크 구성 정보를 저장하는 매니저 저장부; 및 제2 모드로 작동시 상기 네트워크 구성 정보에서 근거리 네트워크에 참여하는 각 모니터 노드를 확인하고, 상기 제1 무선통신부, 상기 제2 무선통신부 중에서 하나 이상을 이용하여 상기 확인한 각각의 모니터 노드와 배터리 데이터 수신을 위한 근거리 무선 네트워크를 형성하는 매니저 제어부를 포함한다.
본 발명의 또 다른 측면에 따른 모니터 노드는, 매니저 노드와 무선 통신을 수행하는 무선통신부; 제1 모드로 작동시 제1 모드 참여 정보를 저장하는 모니터 저장부; 및 제2 모드로 작동시 상기 참여 정보에 포함된 전용 슬롯 정보를 기초로 데이터 프레임에서 전용 슬롯을 설정하고, 상기 참여 정보에 포함된 채널 식별정보를 기초로 상기 무선통신부의 통신 채널을 설정하여 상기 매니저 노드와 근거리 무선 네트워크를 형성하고, 배터리 데이터를 상기 설정한 전용 슬롯에서 상기 매니저 노드로 전송하는 모니터 제어부를 포함한다.
본 발명의 또 다른 측면에 따른 네트워크 형성 방법은, 제1 모드로 작동시 참여 요청 메시지를 브로드캐스팅하고, 상기 참여 요청 메시지에 응답한 각 모니터 노드의 정보가 포함된 네트워크 구성 정보를 저장하는 단계; 제2 모드로 작동시 상기 네트워크 구성 정보로부터 네트워크에 참여한 각 모니터 노드를 확인하여 상기 확인한 각각의 모니터 노드와 근거리 무선 네트워크를 형성하는 단계; 및 상기 형성한 근거리 무선 네트워크를 통해 각 모니터 노드로부터 배터리 데이터를 수신하는 단계를 포함한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 제1 모드로 작동할 때에 네트워크 구성 정보를 미리 저장하고, 제2 모드로 작동하는 경우에 상기 네트워크 구성 정보를 이용하여 매니저 노드와 모니터 노드 간에 근거리 무선 네트워크를 신속하게 형성하는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 제1 모드에서 최적의 채널을 검색하고, 검색한 최적의 채널을 매니저 노드와 모니터 노드가 공유한 상태에서, 제2 모드로 작동하면 상기 최적의 채널을 토대로 빠르게 매니저 노드와 모니터 노드 간에 무선 링크를 형성하는 장점이 있다.
게다가, 본 발명의 실시예에 따르면, 네트워크 구성 정보가 변경되더라도, 이를 비휘발성 메모리(예컨대, 플래시 메모리)에 바로 저장하지 않고, ACC 모드인 경우에 변경된 네트워크 구성 정보를 상기 비휘발성 메모리에 업데이트함으로써, 비휘발성 메모리의 읽기/쓰기 횟수를 최소화하여 비휘발성 메모리의 수명을 연장시키는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 매니저 노드는 복수의 채널을 형성하고, 제1 채널에서 장애가 발생하는 경우 제2 채널을 이용하여 모니터 노드와 계속적으로 통신하는 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른, 무선 배터리 관리 시스템을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른, 데이터 프레임을 예시하는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른, 무선 배터리 관리 시스템이 제1 모드로 작동하여, 네트워크 구성 정보와 참여 정보를 저장하는 방법을 설명하는 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른, 무선 배터리 관리 시스템이 제2 모드로 작동하여 신속하게 근거리 무선 네트워크를 형성하는 방법을 설명하는 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른, 매니저 노드의 구성을 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른, 제1 모드로 작동하는 매니저 노드에서 네트워크 구성 정보를 생성하여 저장하는 방법을 설명하는 흐름도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른, 매니저 노드에서 주 채널을 변경하는 방법을 설명하는 흐름도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른, 제2 모드로 작동한 매니저 노드에서 네트워크를 신속하게 구성하는 방법을 설명하는 흐름도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른, 매니저 노드에서 네트워크 구성 정보를 갱신하는 방법을 설명하는 흐름도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른, 모니터 노드의 구성을 나타내는 도면이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른, 제1 모드로 작동하는 모니터 노드에서 참여 정보를 생성하여 저장하는 방법을 설명하는 흐름도이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른, 모니터 노드에서 변경될 주 채널의 식별정보를 수신하는 방법을 설명하는 흐름도이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른, 제2 모드로 작동한 모니터 노드에서 네트워크에 참여하는 방법을 설명하는 흐름도이다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른, 모니터 노드에서 참여 정보를 갱신하는 방법을 설명하는 흐름도이다.
명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 실질적으로 동일한 구성요소들을 의미한다. 이하의 설명에서, 본 발명의 핵심 구성과 관련이 없는 경우 및 본 발명의 기술분야에 공지된 구성과 기능에 대한 상세한 설명은 생략될 수 있다. 본 명세서에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 발명의 실시예를 설명하기 위한 도면에 개시된 형상, 크기, 비율, 각도, 개수 등은 예시적인 것이므로 본 발명이 도시된 사항에 한정되는 것은 아니다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.
본 명세서에서 언급된 '포함한다', '갖는다', '이루어진다' 등이 사용되는 경우 '~만'이 사용되지 않는 이상 다른 부분이 추가될 수 있다. 구성 요소를 단수로 표현한 경우에 특별히 명시적인 기재 사항이 없는 한 복수를 포함하는 경우를 포함한다.
구성 요소를 해석함에 있어서, 별도의 명시적 기재가 없더라도 오차 범위를 포함하는 것으로 해석한다.
시간 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, '~후에', '~에 이어서', '~다음에', '~다음으로', '~전에' 등으로 시간적 선후 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 연속적이지 않은 경우도 포함할 수 있다.
제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않는다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있다.
"적어도 하나"의 용어는 하나 이상의 관련 항목으로부터 제시 가능한 모든 조합을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어, "제1 항목, 제2 항목 및 제 3 항목 중에서 적어도 하나"의 의미는 제1 항목, 제2 항목 또는 제3 항목 각각 뿐만 아니라 제1 항목, 제2 항목 및 제3 항목 중에서 2개 이상으로부터 제시될 수 있는 모든 항목의 조합을 의미할 수 있다.
본 발명의 여러 실시예들의 각각 특징들이 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하고, 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하며, 각 실시예들이 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시할 수도 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른, 무선 배터리 관리 시스템을 나타내는 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 배터리 관리 시스템은 매니저 노드(100) 및 다수의 모니터 노드(200-N)를 포함하고, 매니저 노드(100)와 모니터 노드(200-N)는 서로 무선통신을 수행한다.
무선 배터리 관리 시스템에서 상기 매니저 노드(100)는 마스터로 설정된 컨트롤러를 포함하고, 상기 모니터 노드(200-N)는 슬레이브 설정된 컨트롤러를 포함한다.
일 실시예로서, 매니저 노드(100)와 모니터 노드(200-N)는 IEEE 802.15.4+에 기반한 근거리 무선통신 규약을 통해서 서로 무선통신할 수 있다. 또 다른 실시예로서, 매니저 노드(100)와 모니터 노드(200-N)는 IEEE 802.11, IEEE 802.15, IEEE 802.15.4 등 중에서 어느 하나에 기반한 프로토콜을 이용하여 서로 무선통신할 수 있으며, 또한 다른 방식의 근거리 무선 프로토콜을 이용하여 서로 무선통신할 수도 있다.
모니터 노드(200-N)는 셀들이 집합된 하나 이상의 배터리 모듈에 탑재되어, 상기 배터리 모듈에서 발생하는 전압, 전류, 온도, 습도 등을 포함하는 배터리 데이터를 수집한다. 또한, 모니터 노드(200-N)는 자신이 탑재중인 배터리 모듈의 AFE(Analog Front End) 측정, 배터리 모듈의 상태 점검(즉, diagnostic test) 등과 같이 배터리 모듈의 상태를 자체적으로 점검하여, 점검 결과가 기록된 자가 진단 데이터를 생성할 수도 있다.
매니저 노드(100)는 전류, 전압, 온도, 자가 진단 데이터 중에서 하나 이상을 포함하는 배터리 데이터를 각각의 모니터 노드(200-N)로부터 수신하고, 상기 수신한 배터리 데이터를 분석하여 각 배터리 모듈의 상태 또는 배터리 팩의 상태를 모니터링한다. 상기 매니저 노드(100)는 각각의 모니터 노드(200-N)로부터 수신한 각 배터리 모듈의 데이터를 분석하여, 각 패터리 모듈의 상태(예컨대, SOC, SOH)와 전체 배터리 팩의 상태를 추정할 수도 있다.
상기 매니저 노드(100)는 두 개 이상의 무선통신부(110, 120)를 포함한다. 상기 무선통신부(110, 120)는 근거리 무선통신을 수행하는 회로와 안테나를 포함할 수 있다. 매니저 노드(100)에 포함된 무선통신부 중에서 하나는 주 무선통신부(110)로 작동하고, 나머지 무선통신부는 부 무선통신부(120)로 작동한다. 상기 주 무선통신부(110)는 제1 주파수를 이용하여 모니터 노드(200-N) 각각과 주 채널을 형성하고, 부 무선통신부(120)는 제2 주파수를 이용하여 모니터 노드(200-N) 각각과 부 채널을 형성한다. 상기 주 채널과 부 채널을 서로 간의 주파수 간섭을 고려하여 사전에 설정된 주파수값 이상으로, 주 채널의 주파수와 부 채널의 주 주파수가 서로 이격되도록 설정될 수 있다.
또한, 매니저 노드(100)는 주 채널을 통해서, 각 모니터 노드(200-N)로부터 배터리 모듈의 데이터를 우선적으로 획득한다. 매니저 노드(100)는 특정 모니터 노드(200-N)와 주 채널을 통한 통신이 불가능한 경우, 부 채널을 통해서 상기 특정 모니터 노드(200-N)의 데이터를 획득한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 매니저 노드(100)는 배터리 관리를 위한 근거리 무선 네트워크를 형성한다. 또한, 상기 매니저 노드(100)는 근거리 무선 네트워크에 참여(join)중인 모니터 노드(200-N)의 개수를 확인하고, 전송 슬롯(도 2의 Transmission Slot 참조)을 상기 모니터 노드(200-N)의 개수로 균등 분할하여 하나 이상의 전용 슬롯을 생성한다. 상기 전송 슬롯은 복수의 모니터 노드들의 데이터 전송을 위해서 배정된 구간이고, 전용 슬롯은 하나의 모니터 노드로 할당되어 단일의 모니터 노드만이 이용할 수 있는 구간이다. 또한, 상기 근거리 무선 네트워크는 매니저 노드(100)의 주도로 형성된 개인 네트워크로서, 상기 근거리 무선 네트워크에 참여중인 모니터 노드(200-N)는 매니저 노드(100)와 근거리 무선통신을 수행한다. 상기 근거리 무선 네트워크에 참여중인 모니터 노드(200-N)의 개수와 매니저 노드(100)와 근거리 무선 통신중인 모니터 노드(200-N)의 개수는 일치할 수 있다.
매니저 노드(100)는 전용 슬롯과 통신 아이디를 각 모니터 노드(200-N)로 할당한다. 상기 통신 아이디는 근거리 무선 네트워크에서만 이용되는 식별정보로서, 매니저 노드(100)가 관리한다. 매니저 노드(100)는 미리 정의된 포맷을 가지는 데이터 프레임을 이용하여 모니터 노드(200-N)와 통신한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른, 데이터 프레임을 예시하는 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 무선통신에서 이용되는 데이터 프레임은 매니저 슬롯(manager slot) 및 전송 슬롯(transmission slot)과 같이 복수의 타임 슬롯을 포함하고, 상기 데이터 프레임은 일정한 시간 길이(Tms)를 갖는다. 더불어, 상기 데이터 프레임에 포함된 매니저 슬롯, 전송 슬롯 각각은 사전에 설정된 시간을 할당받으며 배열 순서도 일정하다. 상기 데이터 프레임에서 첫 번째로 배열된 매니저 슬롯은 매니저 노드(100)에서 이용하는 전용 슬롯으로서, 비콘을 포함한다.
상기 비콘은 데이터 프레임의 시작을 알리는 기능을 수행함으로써, 슬롯 타이밍을 동기화한다. 매니저 노드(100)는 상기 비콘을 일정 주기 간격으로 계속적으로 송출한다. 모니터 노드(200-N)는 비콘을 토대로 데이터 프레임의 시작 시점을 인지하게 되고, 더불어 비콘을 기준으로 사전에 할당된 시간을 가지는 매니저 슬롯, 전송 슬롯을 데이터 프레임에서 추출할 수 있다.
상기 데이터 프레임에서 매니저 슬롯은 매니저 노드(100)가 모니터 노드(200-N)를 제어하기 위해서 사용되는 슬롯이다. 상기 매니저 슬롯 동안에, 통신 아이디와 전용 슬롯 정보를 포함하는 할당 정보가 모니터 노드(200-N)로 전송될 수 있다.
상기 전송 슬롯은 배터리 데이터가 전송되는 타임 슬롯으로서, 각 모니터 노드(200-N)로 할당하기 위해서 복수의 전용 슬롯으로 분할된다. 상기 전송 슬롯은, 근거리 무선 네트워크에 참여중인(즉, 현재 매니저 노드와 통신중인) 모니터 노드 개수로 균등 분할될 수 있으며, 분할된 전송 슬롯(즉, 전용 슬롯)은 특정 모니터 노드(200-N)를 위해서 할당된다. 도 2에서는 전송 슬롯이 4개의 구간으로 분할되며, M1은 모니터 노드#1(200-1), M2은 모니터 노드#2(200-2), M3은 모니터 노드#3(200-3), M4는 모니터 노드#4(200-4)에 할당됨을 예시하고 있다.
상기 데이터 프레임에 포함된 각 타임 슬롯의 정보는 모니터 노드(200-N)와 매니저 노드(100) 각각에 미리 저장되어 있다. 예컨대, 출하시에 상기 데이터 프레임의 슬롯 길이, 상기 매니저 슬롯의 길이 및 상기 전송 슬롯의 길이가 모니터 노드(200-N)와 매니저 노드(100)에 각각에 저장될 수 있다.
매니저 노드(100)는 제1 모드 또는 제2 모드로 작동할 수 있다. 제1 모드는 무선 배터리 관리 시스템이 실질적으로 운용되기 전에, 네트워크 구성 정보를 미리 획득하기 위한 모드로서 제2 모드 이전에 진행된다. 상기 제2 모드는 무선 배터리 관리 시스템이 실질적으로 운용되는 모드로서, 제1 모드 때 획득된 상기 네트워크 구성 정보를 이용하여 근거리 무선 네트워크를 빠르게 형성한다.
상기 매니저 노드(100)는 제1 모드로 작동하는 경우에, 네트워크 참여를 요청하는 메시지를 브로드캐스팅하고 네트워크 참여에 응답한 각 모니터 노드(200-N)를 확인하다. 매니저 노드(100)는 네트워크 참여에 응답한 모니터 노드(200-N)의 통신 ID와 전용 슬롯을 할당하고, 모니터 노드(200-N)별 통신 ID와 전용 슬롯 정보를 포함하는 네트워크 구성 정보를 생성하여 비휘발성 메모리(예컨대, 플래시 메모리)에 저장한다. 또한, 매니저 노드(100)는 제2 모드로 작동하는 경우, 제1 모드 때 저장한 상기 네트워크 구성 정보를 이용하여 근거리 무선 네트워크를 신속하게 형성하여 각 모니터 노드(200-N)와 무선 통신한다.
모니터 노드(200-N)는 하나의 무선통신부(210-N)를 포함하고 있으며, 이 무선통신부(210-N)를 이용하여 매니저 노드(100)와 통신하고, 더불어 주변 모니터 노드(200-N)와도 통신한다. 모니터 노드(200-N)는 매니저 노드(100)의 제어에 따라, 자신이 탑재된 하나 이상의 배터리 모듈의 센싱 정보(예컨대, 온도, 습도, 전압, 전류 등), 자가 진단 결과 등 중에서 하나 이상이 포함된 배터리 데이터를 수집하여 매니저 노드(100)로 보고할 수 있다.
상기 모니터 노드(200-N)는 매니저 노드(100)와 주 채널을 통해서 우선적으로 통신한다. 주 채널을 통해서 통신하는 경우에, 매니저 노드(100)의 주 무선통신부(110)와 모니터 노드(200-N)의 무선통신부(210-N) 간에 무선 링크가 형성된다. 한편, 주 채널의 통신 상태가 비정상적이면, 모니터 노드(200-N)는 상기 주 채널 대신에 부 채널을 이용하여 매니저 노드(100)와 통신한다.
모니터 노드(200-N)는 제1 모드로 작동하는 경우, 매니저 노드(100)로부터 네트워크 참여를 요청하는 메시지를 수신한다. 모니터 노드(200-N)는 자신의 식별정보(예컨대, MAC 주소)가 포함된 참여 응답 메시지를 매니저 노드(100)로 전송함으로써, 근거리 무선 네트워크에 참여할 수 있다. 또한, 모니터 노드(200-N)는 통신 아이디와 전용 슬롯 정보를 포함하는 할당 정보를 매니저 노드(100)로부터 수신하면, 상기 통신 아이디 및 전용 슬롯 정보를 포함하는 참여 정보를 생성하여 비휘발성 메모리(예컨대, 플래시 메모리)에 저장한다. 이후, 모니터 노드(200-N)는 제2 모드로 작동하면, 상기 참여 정보를 이용하여 신속하게 매니저 노드(100)가 형성한 근거리 무선 네트워크에 참여(join)하여 매니저 노드(100)와 무선 링크를 형성한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른, 무선 배터리 관리 시스템이 제1 모드로 작동하여, 네트워크 구성 정보와 참여 정보를 저장하는 방법을 설명하는 흐름도이다.
도 3을 참조하면, 매니저 노드(100)와 모니터 노드(200-N)는, 비휘발성 메모리에 네트워크 구성 정보 또는 참여 정보가 미저장되거나 사용자로부터 제1 모드로의 작동을 입력받으면, 제1 모드로 작동하여 이에 따른 프로세스를 개시한다(S301, S303). 부연하면, 매니저 노드(100)는 네트워크 구성 정보가 비휘발성 메모리에 저장되지 않은 경우, 네트워크 구성 정보를 획득하기 위해서 제1 모드로 작동할 수 있고, 또는 사용자로부터 제1 모드로의 작동을 입력받으면 제1 모드로 작동할 수 있다. 유사하게, 모니터 노드(200-N)는 참여 정보가 비휘발성 메모리에 저장되지 않은 경우, 참여 정보를 획득하기 위해서 제1 모드로 작동할 수 있고, 또는 사용자로부터 제1 모드로의 작동을 입력받으면 제1 모드로 작동할 수 있다.
매니저 노드(100)는 제1 모드로 작동되면, 근거리 무선 네트워크의 참여를 요청하는 메시지를 주변의 모니터 노드들(200-N)로 브로드캐스팅한다(S305). 이때, 매니저 노드(100)는 주 무선통신부(110), 부 무선통신부(120) 중에서 하나 이상을 이용하여 상기 참여 요청 메시지를 브로드캐스팅할 수 있다. 상기 매니저 노드(100)는 주 무선통신부(110)의 통신 채널을 디폴트 주 채널로 설정하고, 부 무선통신부(120)의 통신 채널을 디폴트 부 채널로 설정할 수 있다. 매니저 노드(100)는 근거리 무선 네트워크 ID를 상기 참여 요청 메시지에 포함시킬 수 있다. 상기 근거리 무선 네트워크 ID는 SSID(Service Set Identifier)를 포함할 수 있다. 또한, 매니저 노드(100)는 에너지 검출 등을 통해서, 주변에 모니터 노드(200-N)가 존재하는지 여부를 확인하여, 주변에 모니터 노드(200-N)가 존재하는 경우에만 상기 참여 요청 메시지를 브로드캐스팅할 수 있다.
모니터 노드(200-N)는 제1 모드로 작동되면, 매니저 노드(100)로부터 수신되는 참여 요청 메시지의 수신을 대기한다. 상기 모니터 노드(200-N)는 후술하는 바와 같이, 무선통신부(210-N)의 통신 채널을 디폴트 주 채널 또는 디폴트 부 채널로 설정하여 상기 참여 요청 메시지를 매니저 노드(100)로부터 수신할 수 있다.
각각의 모니터 노드(200-N)는 매니저 노드(100)가 형성하는 근거리 무선 네트워크를 참여하고자 결정한 경우, 자신의 식별정보(예컨대, MAC 주소)를 포함하는 참여 응답 메시지를 상기 매니저 노드(100)로 전송한다(S307). 상기 모니터 노드(200-N)는 전용 슬롯을 할당받지 않은 상태이므로, CSMA/CA(Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance)를 기반으로 데이터 충돌이 발생하지 않은 시점에 상기 참여 응답 메시지를 매니저 노드(100)로 전송할 수 있다.
그러면, 매니저 노드(100)는 참여 응답 메시지를 정상적으로 수신하면, 상기 참여 응답 메시지에 대한 ACK를 해당 모니터 노드(200-N)로 전송한다. 또한, 매니저 노드(100)는 디폴트 주 채널이 비정상적이여서 주 채널과 부 채널을 변경하고자 결정한 경우, 변경될 주 채널의 식별정보와 부 채널의 식별정보를 상기 ACK에 포함시킬 수 있다.
이어서, 매니저 노드(100)는 각각의 참여 응답 메시지에서 모니터 노드(200-N)의 식별정보를 확인하고 카운팅함으로써, 모니터 노드들(200-N)의 개수를 확인한다(S309). 다음으로, 매니저 노드(100)는 데이터 프레임에 배정된 전송 슬롯을 상기 모니터 노드 개수만큼 균등 분할하여, 각 모니터 노드(200-N)를 위한 복수의 전용 슬롯을 생성한다. 매니저 노드(100)는 상기 복수의 전용 슬롯의 시간 순서(즉, 배치 순서)와 모니터 노드(200-N)의 참여 응답 순서가 일치되도록, 복수의 전용 슬롯을 모니터 노드(200-N)로 개별적으로 할당한다(S311). 또한, 매니저 노드(100)는 참여 응답 순서가 빠른 순으로 작은 숫자 또는 문자열의 가지는 통신 ID를 각각의 모니터 노드(200-N)로 할당한다(S313). 상기 통신 ID는 근거리 무선 네트워크에서 이용되는 모니터 노드(200-N)의 ID로서, 모니터 노드(200-N)의 식별정보(예컨대, MAC 주소) 보다 훨씬 짧은 길이를 가지며, 매니저 노드(100)는 상기 통신 ID를 이용하여 모니터 노드(200-N)를 식별한다.
도 2를 참조하여 예를 들어 설명하면, 매니저 노드(100)는 전송 슬롯을 4개로 분할하고, 첫 번째 구간의 전용 슬롯(M1)을 가장 먼저 응답한 모니터 노드#1(200-1)로 할당하고, 통신 ID로서 숫자 '1'을 모니터 노드#1(200-1)로 할당할 수 있다. 매니저 노드(100)는 두 번째 구간의 전용 슬롯(M2)을 두 번째 순서로 응답한 모니터 노드#2(200-2)로 할당하고, 통신 ID로서 숫자 '2'를 모니터 노드#2(200-2)로 할당할 수 있으며, 세 번째 구간의 전용 슬롯(M3)을 세 번째 순서로 응답한 모니터 노드#3(200-3)으로 할당하고, 통신 ID로서 숫자 '3'을 모니터 노드#3(200-3)로 할당할 수 있다. 또한, 매니저 노드(100)는 네 번째 구간의 전용 슬롯(M4)을 가장 늦게 응답한 모니터 노드#4(200-4)로 할당하고, 통신 ID로서 숫자 '4'를 모니터 노드#4(200-4)로 할당할 수 있다.
매니저 노드(100)는 전용 슬롯 정보와 통신 ID를 포함하는 할당 정보를 해당 모니터 노드(200-N)로 전송한다(S315). 매니저 노드(100)는 할당한 전용 슬롯의 시작 시점과 끝 시점을 상기 전용 슬롯 정보에 포함시킬 수 있으며, 또는 전송 슬롯의 분할 개수와 할당한 위치(예컨대, n 번째 위치)를 상기 전용 슬롯 정보에 포함시킬 수 있다.
각 모니터 노드(200-N)는 매니저 노드(100)로부터 수신한 할당 정보에서 통신 ID와 전용 슬롯 정보를 확인한 후, 상기 통신 ID로 자신의 ID를 설정하고, 더불어 전송 슬롯의 전체 구간 중에서 상기 전용 슬롯의 정보에 해당하는 구간을 자신의 전용 슬롯을 설정한다(S317). 상기 전용 슬롯 정보에 시작 시점과 끝 시점이 포함되는 경우, 상기 모니터 노드(200-N)는 전송 슬롯의 전체 구간 중에서 상기 시작 시점과 끝 시점에 해당하는 구간을 자신의 전용 슬롯으로 설정한다. 다른 실시예로서, 상기 전용 슬롯 정보에 전송 슬롯의 분할 개수와 할당 위치가 포함되는 경우, 상기 모니터 노드(200-N)는 전송 슬롯을 상기 분할 개수에 따라 균등 분할한 후에, 분할한 구간들 중에서 상기 할당 위치(즉, n번째 위치)에 대응되는 구간을 자신의 전용 슬롯으로 설정한다.
이어서, 매니저 노드(100)는 각각의 모니터 노드(200-N)와 무선 링크를 형성함으로써, 근거리 무선 네트워크에 각 모니터 노드(200-N)를 참여시킨다(S319). 각각의 모니터 노드(200-N)가 근거리 무선 네트워크에 정상적으로 참여하면, 매니저 노드(100)는 각 모니터 노드(200-N)의 통신 ID, 식별정보, 전용 슬롯 정보 및 상기 근거리 무선 네트워크를 형성할 때 이용한 주 채널의 식별정보와 부 채널의 식별정보를 포함하는 네트워크 구성 정보를 생성하고, 이 네트워크 구성정보를 저장한다(S321). 또한, 모니터 노드(200-N)는 매니저 노드(100)로부터 할당받은 통신 ID, 전용 슬롯 정보, 주 채널의 식별정보와 부 채널의 식별정보 및 근거리 무선 네트워크 ID를 포함하는 참여 정보를 생성하여 저장한다(S323). 다음으로, 매니저 노드(100)와 모니터 노드(200-N)는 무선 링크를 해제함으로써, 제1 모드에서의 작동을 종료한다.
상술한 바와 같이, 제1 모드에서 매니저 노드(100)는 근거리 무선 네트워크를 형성하고 상기 근거리 무선 네트워크에 모니터 노드(200-N)가 참여하여 정상적으로 연결되면, 매니저 노드(100)는 상기 네트워크 구성 정보를 생성하여 저장하고, 모니터 노드(200-N)는 참여 정보를 생성하여 저장한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른, 무선 배터리 관리 시스템이 제2 모드로 작동하여 신속하게 근거리 무선 네트워크를 형성하는 방법을 설명하는 흐름도이다.
도 4를 참조하면, 매니저 노드(100)와 모니터 노드(200-N)는, 네트워크 구성 정보 또는 참여 정보가 이미 저장되어 있거나 사용자로부터 제2 모드로의 작동을 입력받으면, 제2 모드로 작동하여 이에 따른 프로세스를 개시한다(S401, S403). 부연하면, 매니저 노드(100)는 네트워크 구성 정보가 비휘발성 메모리에 저장된 경우, 제2 모드로 작동할 수 있고, 또는 사용자로부터 제2 모드로의 작동을 입력받으면 제2 모드로 작동할 수 있다. 유사하게, 모니터 노드(200-N)는 참여 정보가 비휘발성 메모리에 이미 저장된 경우 제2 모드로 작동할 수 있고, 또는 사용자로부터 제2 모드로의 작동을 입력받으면 제2 모드로 작동할 수 있다.
매니저 노드(100)는 제1 모드 때 저장한 네트워크 구성 정보를 확인하고(S405), 이 네트워크 구성 정보에 포함된 주 채널의 식별정보와 상응하도록 주 무선통신부(110)의 통신 채널을 설정하고, 상기 네트워크 구성 정보에 포함된 부 채널의 식별정보와 상응하도록 부 무선통신부(120)의 채널을 설정한다(S407). 다음으로, 매니저 노드(100)는 상기 네트워크 구성 정보에 포함된 모니터 노드별 통신 ID와 전용 슬롯 정보를 토대로, 근거리 무선 네트워크에 참여하는 모니터 노드(200-N)를 식별하고, 각 모니터 노드(200-N)가 이용하는 전용 슬롯을 식별한다(S409).
모니터 노드(200-N)는 제1 모드때 저장한 참여 정보를 확인하고(S411), 이 연결에 포함된 주 채널의 식별정보와 부 채널의 식별정보를 확인한다. 모니터 노드(200-N)는 상기 주 채널의 식별정보와 상응하도록 무선통신부(210-N)의 통신 채널을 설정한다(S413). 모니터 노드(200-N)는 주 채널을 이용하여 매니저 노드(100)와 통신이 불가능한 경우, 상기 부 채널의 식별정보와 상응하도록 무선통신부(210-N)의 통신 채널을 변경할 수 있다.
다음으로, 모니터 노드(200-N)는 상기 참여 정보에서 근거리 무선 네트워크의 ID를 확인함으로써, 자신이 참여해야야 하는 네트워크를 식별한다(S415). 그리고 모니터 노드(200-N)는 상기 참여 정보에서 통신 ID와 전용 슬롯 정보를 확인하여, 상기 통신 ID를 모니터 노드(200-N)의 ID로 설정한다. 아울러, 모니터 노드(200-N)는 데이터 프레임의 전송 슬롯에서 상기 전용 슬롯 정보와 상응하는 구간을 자신의 전용 슬롯을 설정한다.
매니저 노드(100)는 근거리 무선 네트워크에 참여하는 모니터 노드들을 식별한 상태에서, 네트워크 ID를 포함하는 네트워크 참여 요청 메시지를 브로드캐스팅하면, 모니터 노드(200-N)는 상기 네트워크 ID가 참여 정보에 이미 저장되어 있음에 따라, 참여 응답 메시지를 매니저 노드(100)로 즉시 전송한다.
그리고 매니저 노드(100)는 별도의 정보(즉, 전용 슬롯과 통신 ID)를 다시 할당하는 것 없이, 근거리 무선 네트워크에 신속하게 모니터 노드들(200-N)을 참여시키고, 각 모니터 노드들(200-N)과 근거리 무선 링크를 형성한다(S417). 이때, 매니저 노드(100)는 네트워크 구성 정보에 등록된 모니터 노드(200-N)를 식별하여, 상기 식별한 모니터 노드(200-N)만을 대상으로 근거리 무선 링크를 형성할 수 있다. 다음으로, 모니터 노드들(200-N)은 배터리 데이터를 획득하고, 이 획득한 배터리 데이터를 자신의 전용 슬롯 동안에 매니저 노드(100)로 전송한다(S419). 이때, 모니터 노드(200-N)는 자신의 통신 ID를 상기 배터리 데이터와 함께 매니저 노드(100)로 전송한다. 상기 배터리 데이터는 데이터 프레임 형태로 매니저 노드(100)로 전송된다.
그러면, 매니저 노드(100)는 각각의 모니터 노드(200-N)로부터 순차적으로 수신한 배터리 데이터를 저장하고, 이 배터리 데이터를 분석하여 각 배터리 모듈의 상태를 모니터링한다(S421). 상기 매니저 노드(100)는 네트워크 구성 정보에 포함된 모니터 노드(200-N)별 전용 슬롯 정보를 기초로, 해당 모니터 노드(200-N)가 발송한 배터리 데이터를 데이터 프레임에서 추출할 수 있다.
배터리 데이터 수집은, 일정한 주기 간격으로 진행될 수 있다. 부연하면, 매니저 노드(100)는 일정한 간격으로 데이터 보고를 요청하는 메시지를 각각의 모니터 노드(200-N)로 전송하고, 이에 따라 매니저 노드(100)는 상기 간격을 배터리 데이터를 수집하여 매니저 노드(100)로 전송할 수 있다.
상술한 바와 같이, 무선 배터리 관리 시스템이 제2 모드로 작동하는 경우, 매니저 노드(100)는 통신 ID 할당과 전용 슬롯을 할당하는 프로세스를 진행하지 않고 이미 저장된 네트워크 구성 정보를 이용하여 모니터 노드(200-N)와 신속하게 근거리 무선 네트워크를 형성할 수 있다. 또한, 모니터 노드(200-N)도 할당 정보를 수신하는 프로세스를 진행하지 않고, 이미 저장된 참여 정보를 이용하여 상기 근거리 무선 네트워크에 신속하게 참여할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른, 매니저 노드의 구성을 나타내는 도면이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 매니저 노드(100)는 제1 무선통신부(110), 제2 무선통신부(120), 매니저 저장부(130) 및 매니저 제어부(140)를 포함한다.
제1 무선통신부(110)는 특정 통신 채널을 통해서 모니터 노드(200-N)와 통신한다.
제2 무선통신부(120)는 제1 무선통신부(110)의 통신 채널과 상이한 채널을 통해서 모니터 노드(200-N)와 통신한다.
상기 제1 무선통신부(110)와 상기 제2 무선통신부(120)는 근거리 무선통신을 수행하기 위한 RF(Radio Frequency) 회로를 구비한다. 또한, 상기 제1 무선통신부(110)와 상기 제2 무선통신부(120)는 일정 주기 간격으로 비콘을 브로드캐스팅한다. 상기 제1 무선통신부(110)에서 송출하는 비콘과 상기 제2 무선통신부(120)에서 송출하는 비콘의 송신 타이밍을 동일하거나 상이할 수 있다.
매니저 저장부(130)는 메모리, 디스크 장치 등과 같은 저장수단으로서, 매니저 노드(100)가 작동하기 위한 각종 프로그램과 데이터를 저장한다. 특히, 매니저 저장부(130)는 상술한 매니저 노드(100)의 작동을 실행하는 알고리즘이 정의된 프로그램(또는 명령어 세트)을 저장할 수 있다. 또한, 매니저 저장부(130)는 각각의 모니터 노드(200-N)로부터 수신한 배터리 데이터를 저장할 수 있다.
상기 매니저 저장부(130)는 휘발성 메모리(131)와 비휘발성 메모리(132)를 포함한다. 상기 비휘발성 메모리(132)는 플래시 메모리, 하드 디스크 등이며, 배터리 데이터, 상기 프로그램(또는 명령어 세트)를 저장하고, 네트워크 구성 정보도 저장한다. 상기 네트워크 구성 정보는 각 모니터 노드(200-N)의 통신 ID와 전용 슬롯 정보 및 주 채널의 식별정보와 부 채널의 식별정보를 포함한다. 또한, 비휘발성 메모리(132)는 디폴트 정보를 저장한다. 상기 디폴트 정보는 제1 모드에서 디폴트로 설정되는 주 채널의 식별정보, 부 채널의 식별정보 및 임시 채널의 식별정보를 포함하고, 더불어 네트워크 ID와 라이프 시간(life time)을 포함한다. 상기 네트워크 ID는 매니저 노드(100)가 형성하는 근거리 무선 네트워크의 식별정보이고, 라이프 타임은 모니터 노드(200-N)로부터 응답이 수신되기까기 대기할 수 있는 시간의 최대값이다.
휘발성 메모리(131)는 RAM(Random Access Memory) 등으로서, 프로세서가 처리할 때 필요한 데이터를 로딩하거나, 임시적인 데이터를 저장한다. 상기 휘발성 메모리(131)는 변경된 네트워크 구성 정보를 일시적으로 저장하기도 한다.
매니저 제어부(140)는 마이크로프로세서와 같은 연산처리 장치로서, 매니저 노드(100)의 전반적인 작동을 제어하고, 더불어 모니터 노드(200-N)를 제어하기 위한 데이터를 생성한다. 상기 매니저 제어부(140)는 휘발성 메모리(131)에 저장된 프로그램(또는 명령어 세트)과 관련된 데이터를 비휘발성 메모리(132)에 탑재한 후에, 본 발명의 실시예에 따른 제1 모드와 제2 모드의 작동을 수행할 수 있다.
매니저 제어부(140)는 제1 무선통신부(110) 또는 제2 무선통신부(120)를 이용하여, 각 모니터 노드(200-N)의 배터리 데이터를 획득하고, 이 배터리 데이터를 분석하여 모니터 노드(200-N)가 탑재된 배터리 모듈들의 상태를 분석할 수 있다. 또한, 매니저 제어부(140)는 각 배터리 데이터를 종합 분석하여 배터리 팩의 상태를 파악하여, 충전과 방전을 제어할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 매니저 제어부(140)는 제1 무선통신부(110)의 주파수를 주 채널의 제1 주파수로 설정하고, 상기 제1 무선통신부(110)를 이용하여 각각의 모니터 노드(200-N)와 근거리 무선 링크를 형성할 수 있다. 또한, 매니저 제어부(140)는 제2 무선통신부(120)의 주파수를 부 채널의 제2 주파수로 설정하고, 상기 제2 무선통신부(120)를 이용하여 하나 이상의 모니터 노드(200-N)와 근거리 무선 링크를 형성할 수 있다. 또한, 매니저 제어부(140)는 제1 무선통신부(110)를 우선적으로 이용하여 모니터 노드(200-N)와 통신하되, 특정 모니터 노드(200-N)와 주 채널을 통한(즉, 제1 무선통신부를 이용한) 통신이 불가능한 경우, 제2 무선통신부(120)에서 형성한 부 채널을 이용하여 상기 특정 모니터 노드(200-N)와 통신할 수 있다.
한편, 매니저 제어부(140)는 주 채널의 품질이 불량한 경우, 제2 무선통신부(120) 또는 제1 무선통신부(110)를 이용하여 주 채널과 부 채널 이외의 채널들을 검색하고, 각 채널의 품질을 평가한 후 채널들 중에서 품질이 가장 양호한 채널을 주 채널로서 재선정할 수 있다. 또한, 매니저 제어부(140)는 상기 선정한 주 채널과 사전에 설정된 이격 주파수 이상의 차이가 발생하는 채널들 중에서, 가장 양호한 품질을 가지는 채널을 부 채널로 재선정할 수 있다.
매니저 제어부(140)는 상기 검색한 각 채널에 대한 에너지 검출(energy detection)과 프레임 검출(frame detection)을 수행한 후, 채널의 에너지 검출 결과값에 제1 가중치를 적용하고, 채널의 프레임 검출 결과에 제2 가중치를 적용한 후, 가중치가 적용된 에너지 검출 결과값과 프레임 검출 결과값을 합산하여, 채널별 품질을 수치화하여 평가할 수 있다. 상기 에너지 검출은 해당 채널에서 이용되는 주파수의 에너지 레벨을 검출하는 것으로서, dB 단위의 결과값이 나타나고 dB 값이 높을수록 사용량이 많은 채널인 것으로 판단될 수 있다. 또한, 프레임 검출은 해당 채널에서 프리엠블(preamble)이 검출되는지 여부를 확인하는 것으로서, 결과값으로서 프레임 검출 또는 프레임 미검출이 나타난다. 상기 프리엠블은 검출되는 경우는, 매니저 노드(100)에서 이용중인 변조(modulation) 방식과 동일하게 변조된 데이터 프레임이 타 채널에서 발생하는 경우이다, 부연하면, 매니저 노드(100)와 모니터 노드(200-N)는 동일한 변복조 방식을 이용하여 데이터 프레임을 변조하여 송출하고, 변조된 데이터 프레임을 복조한다. 그런데 매니저 노드(100)는 주 채널과 부 채널 이외의 타 채널에서 발생되는 데이터 프레임를 정상적으로 복조하여 프리엠블을 검출하는 경우, 상기 타 채널을 이용하면 데이터의 충돌이 발생할 수 있으므로 해당 채널에 낮은 가중치를 적용한다. 결과적으로, 주 채널로 선정되는 통신 채널은, 프레임이 검출되지 않으며 또한 에너지 검출값이 가장 낮은 채널이다.
매니저 제어부(140)는 제1 모드 또는 제2 모드에 따라, 서로 상이한 프로세스를 진행한다. 즉, 매니저 제어부(140)는 매니저 노드(100)가 제1 모드로 작동하면, 주변 모니터 노드(200-N)와 데이터를 교환하여, 네트워크 구성 정보를 생성하여 비휘발성 메모리(132)에 저장한다. 또한, 매니저 제어부(140)는 매니저 노드(100)가 제2 모드로 작동하면, 상기 네트워크 구성 정보를 이용하여 근거리 무선 네트워크를 신속하게 구성하고, 각 모니터 노드(200-N)와 무선 링크를 형성한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른, 제1 모드로 작동하는 매니저 노드에서 네트워크 구성 정보를 생성하여 저장하는 방법을 설명하는 흐름도이다.
도 6을 참조하면, 매니저 노드(100)가 파워 온되어 작동하면, 매니저 제어부(140)는 매니저 노드(100)의 모드가 제1 모드 또는 제2 모드인지 여부를 판별한다(S601). 매니저 제어부(140)는 매니저 노드(100)의 모드가 제2 모드로 작동하면, 도 8에 따른 프로세스를 진행한다.
반면에, 매니저 제어부(140)는 매니저 노드(100)의 모드가 제1 모드이면, 비휘발성 메모리(132)에서 디폴트 정보를 확인한다(S603). 매니저 노드(100)는 비휘발성 메모리(132)에 네트워크 구성 정보가 저장되어 있지 않거나, 사용자로부터 제1 모드로의 작동을 입력받으면, 상기 매니저 노드(100)가 제1 모드로 작동하는 것으로 판단할 수 있다.
매니저 제어부(140)는 매니저 노드(100)의 하드웨어에 대한 자가 진단 테스트를 수행한다(S605). 상기 매니저 제어부(140)는 무선통신부(110, 120)에 포함된 RF칩, 매니저 저장부(130)에 포함된 메모리 또는 디스크 장치, I/O 포트 등에 대한 테스트를 수행할 수 있다. 이때, 매니저 제어부(140)는 사전에 설정된 시험 패턴 신호를 RF칩, 메모리, 외부 I/O 포트 등에 인가한 후, 이에 따라 응답되는 신호과 이미 저장중인 정상 신호를 비교하여 자가 진단 테스트를 수행할 수 있다. 상기 매니저 제어부(140)는 자가 진단 테스트에 대한 결과가 모두 정상이 아니면(S607의 no), 자가 진단 결과를 포함하는 에러 메시지를 출력함으로써, 관리자에게 매니저 노드(100)에 고장이 발생하였음을 통보한다(S609).
반면에, 매니저 제어부(140)는 자가 진단 테스트에 대한 결과가 모두 정상이면(S607의 yes), 디폴트 정보에서 디폴트로 설정된 주 채널 식별정보와 부 채널 식별정보를 확인하고, 이 확인한 정보를 토대로 제1 무선통신부(110)의 통신 채널을 디폴트 주 채널로 설정하고, 제2 무선통신부(120)의 통신 채널을 디폴트 부 채널로 설정한다. 그리고 매니저 제어부(140)는 제1 무선통신부(110)를 이용하여, 에너지 검출을 수행하여, 주 채널에서 이용되는 주파수의 에너지 레벨을 확인한다(S611).
다음으로, 매니저 제어부(140)는 에너지 검출의 결과값인 주파수의 에너지 레벨이 사전에 설정된 임계값을 초과하는지 여부를 판단하여(S613), 초과하지 않으면 모니터 노드들이 작동하지 않은 것으로 판단하여 일정 시간을 경과한 후에, 다시 에너지 검출을 수행한다. 상기 매니저 제어부(140)는 상기 디폴트 정보에 포함된 라이프 타임 동안까지, 반복적으로 에니지 검출을 수행할 수 있다.
반면에, 매니저 제어부(140)는 상기 주파수의 에너지 레벨이 사전에 설정된 임계값을 초과하면, 모니터 노드들이 작동한 것으로 판단하여, 근거리 무선 네트워크의 ID를 포함하는 참여 요청 메시지를 브로드캐스팅한다(S615). 이때, 매니저 제어부(140)는 제1 무선통신부(110)를 이용하여 참여 요청 메시지를 브로드캐스팅할 수 있으며, 추가적으로 제2 무선통신부(120)를 이용하여 상기 참여 요청 메시지를 브로드캐스팅할 수 있다.
매니저 제어부(140)는 상기 근거리 무선 네트워크에 참여하기로 결정한 하나 이상의 모니터 노드(200-N)로부터 참여 응답 메시지를 수신할 수 있다(S617). 그러면, 매니저 제어부(140)는 상기 참여 응답 메시지에서 모니터 노드(200-N)의 식별정보(예컨대, MAC 주소)를 확인하고, 모니터 노드(200-N)의 식별정보를 카운팅함으로써 상기 근거리 무선 네트워크에 참여하는 모니터 노드(200-N)의 개수를 확인한다. 이어서, 매니저 제어부(140)는 데이터 프레임의 전송 슬롯을 상기 모니터 노드의 개수만큼 분할하여, 모니터 노드 개수와 상응하는 개수의 전용 슬롯을 생성한다. 그리고 매니저 제어부(140)는 상기 생성한 전용 슬롯의 시간 순서와 모니터 노드(200-N)의 응답 순서가 일치되도록, 각각의 전용 슬롯을 모니터 노드(200-N)로 할당하고, 각 모니터 노드(200-N)로 통신 ID를 할당한다(S619). 이때, 매니저 제어부(140)는 응답 순서가 빠른 순으로 작은 숫자 또는 문자열의 가지는 통신 ID를 각각의 모니터 노드(200-N)로 할당할 수 있다.
다음으로, 매니저 제어부(140)는 전용 슬롯의 정보와 통신 ID가 포함된 할당 정보를 모니터 노드(200-N)별로 생성하고, 주 무선통신부(110)를 이용하여 상기 할당 정보를 해당 모니터 노드(200-N)로 전송한다(S621). 매니저 제어부(140)는 부 무선통신부(120)를 통하여 무선 링크를 형성한 모니터 노드(200-N)가 존재하는 경우, 상기 부 무선통신부(120)를 이용하여 할당 정보를 해당 모니터 노드(200-N)로 전송할 수 있다. 매니저 제어부(140)는 매니저 슬롯 동안에서 할당 정보가 해당 모니터 노드(200-N)로 전송되도록, 주 무선통신부(110) 또는 부 무선통신부(120)를 제어할 수 있다. 매니저 제어부(140)는 전용 슬롯의 시작 시점과 끝 시점을 상기 전용 슬롯 정보에 포함시킬 수 있으며, 또는 전송 슬롯의 분할 개수와 할당 위치(예컨대, n 번째 위치)를 상기 전용 슬롯 정보에 포함시킬 수 있다.
이어서, 매니저 제어부(140)는 주 무선통신부(110), 부 무선통신부(120) 하나 이상을 이용하여, 근거리 무선 네트워크에 참여하기로 결정한 각각의 모니터 노드(200-N)와 무선 링크를 형성한다(S623). 상기 매니저 제어부(140)는 상기 모니터 노드들(200-N)과 정상적으로 무선 링크를 형성하여 각 모니터 노드들이 상기 근거리 무선 네트워크에 참여하면, 모니터 노드(200-N)별 통신 ID와 식별정보, 전용 슬롯 정보 및 상기 근거리 무선 네트워크를 형성할 때 이용한 주 채널의 식별정보와 부 채널의 식별정보를 포함하는 네트워크 구성 정보를 생성하고, 이 네트워크 구성정보를 비휘발성 메모리(132)에 저장한다(S625). 그리고 매니저 제어부(140)는 각각의 모니터 노드(200-N)와 무선 링크를 해제함으로써, 제1 모드를 종료한다(S627).
한편, 후술하는 바와 같이, 매니저 제어부(140)는 변경하고자 하는 주 채널과 부 채널을 스캔할 수 있다. 이 경우, 매니저 제어부(140)는 제1 모드에서, 제1 무선통신부(110)의 통신 채널과 제2 무선통신부(120)의 통신 채널을 변경한 후, 제1 무선통신부(110), 제2 무선통신부(120) 중에서 하나 이상을 이용하여, 할당 정보를 해당 모니터 노드(200-N)로 전송할 수 있고 각 모니터 노드(200-N)와 무선 링크를 형성할 수 있다. 매니저 제어부(140)는 채널 변경 시점을 설정하고, 이 채널 변경 시점을 포함하는 메시지를 각각의 모니터 노드(200-N)로 전송한 후, 상기 채널 변경 시점에 제1 무선통신부(110)의 통신 채널과 제2 무선통신부(120)의 통신 채널을 변경할 수 있다. 변경한 채널을 통하여 무선링크가 정상적으로 모니터 노드(200-N)와 형성되면, 매니저 제어부(140)는 변경될 주 채널의 식별정보와 부 채널의 식별정보를 포함하는 네트워크 구성 정보를 생성하여 비휘발성 메모리(132)에 저장한다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른, 매니저 노드에서 주 채널을 변경하는 방법을 설명하는 흐름도이다.
도 7을 참조하면, 매니저 제어부(140)는 주 채널로 설정된 제1 무선통신부(110)를 이용하여, 근거리 무선 네트워크 ID를 포함하는 참여 요청 메시지를 브로드캐스팅한다(S701).
다음으로, 매니저 제어부(140)는 상기 제1 무선통신부(110)를 통하여, 사전에 설정된 시간 이내에 모니터 노드(200-N)로부터 참여 응답 메시지가 수신되는지 여부를 모니터링한다(S703). 상기 제1 무선통신부(110)가 모니터 노드(200-N)로부터 참여 응답 메시지를 수신하면, 제1 무선통신부(110)를 이용하여 ACK를 해당 모니터 노드(200-N)로 전송하고(S705), 도 6에서 S619부터의 프로세스를 진행한다.
반면에, 상기 제1 무선통신부(110)가 사전에 설정된 시간 이내에 모니터 노드(200-N)로부터 참여 응답 메시지가 수신하지 못하면. 매니저 제어부(140)는 부 채널로 설정된 제2 무선통신부(120)를 이용하여, 근거리 무선 네트워크 ID를 포함하는 참여 요청 메시지를 다시 브로드캐스팅한다(S707). 주 채널에서 간섭, 충돌 등이 발생하는 경우, 부 채널을 통하여 참여 요청 메시지가 브로드캐스팅될 수 있다.
이어서, 매니저 제어부(140)는 제1 무선통신부(110)의 통신 채널을 디폴트 주 채널에서 사전에 설정된 임시 채널로 변경한다(S709). 매니저 제어부(140)는 디폴트 정보에 포함된 임시 채널의 식별정보를 토대로, 제1 무선통신부(110)의 통신 채널을 상기 임시 채널로 변경할 수 있다. 매니저 제어부(140)는 상기 제1 무선통신부(110) 또는 상기 제2 무선통신부(120)를 이용하여, 주 채널과 부 채널 이외의 채널들을 스캔하고, 스캔한 각 채널의 품질을 평가한다(S711). 매니저 노드(100)는 채널의 품질을 평가하기 위해서, 제1 무선통신부(110) 또는 제2 무선통신부(120)를 이용하여 채널들을 검색하고, 검색한 각 채널에 대한 에너지 검출(energy detection)과 프레임 검출(frame detection)을 수행한다. 매니저 제어부(140)는 에너지 검출 결과에 제1 가중치를 적용하고, 프레임 검출 결과에 제2 가중치를 적용한 후, 가중치가 적용되는 에너지 검출 결과와 프레임 검출 결과를 합산함으로써 해당 채널의 품질을 평가한다. 채널의 에너지 검출 결과값이 낮을수록 상기 채널의 품질 평가값이 높아지도록 상기 에너지 검출 결과값에 제1 가중치가 적용되고, 채널에서 프레임이 미검출되는 경우에 상기 채널의 품질 평가값이 높아지도록 프레임 검출 결과값에 제2 가중치가 적용된다. 이에 따라, 결과적으로 프레임이 검출되지 않고 에너지 검출 결과값이 낮은 채널이 높은 점수를 갖게 된다.
이어서, 매니저 제어부(140)는 채널들 중에서 품질 평가값이 가장 높은 채널을 변경할 주 채널로 선정하고, 상기 변경할 주 채널과 사전에 설정된 이격 주파수 이상의 차이가 발생한 채널들 중에서 품질 평가값이 가장 높은 채널을 변경할 부 채널로 선정할 수 있다(S713). 이에 따라, 매니저 제어부(140)는 프레임이 미검출되고 에너지 결과값이 낮은 채널을 변경할 주 채널로서 선정할 수 있다. 상기 변경할 주 채널과 부 채널은 제2 모드에서 사용되는 채널이다.
다음으로, 매니저 제어부(140)는 부 채널로 설정된 제2 무선통신부(120) 또는 임시 채널로 설정된 제1 무선통신부(110)를 통하여, 참여 응답 메시지가 모니터 노드(200-N)로부터 수신되는지 여부를 모니터링한다(S715). 상기 제2 무선통신부(120) 또는 상기 제1 무선통신부(110)가 모니터 노드(200-N)로부터 참여 응답 메시지를 수신하면, 매니저 제어부(140)는 상기 변경할 주 채널의 식별정보와 부 채널의 식별정보를 포함하는 ACK를 해당 모니터 노드(200-N)로 전송하여, 제2 모드에서 사용되는 주 채널과 부 채널을 모니터 노드(200-N)로 통보한다(S717). 이때, 매니저 제어부(140)는 채널 변경 시점을 상기 ACK에 포함시킬 수 있다. 이 경우, 매니저 제어부(140)는 상기 채널 변경 시점에, 제1 무선통신부(110)의 통신 채널과 제2 무선통신부(120)의 통신 채널을 각각 변경한다.
한편, 매니저 제어부(140)는 설정된 제2 무선통신부(120) 또는 임시 채널로 설정된 제1 무선통신부(110)를 통하여 참여 응답 메시지를 수신하지 못하면, 에러 메시지를 출력하여 관리자에게 점검을 요청할 수 있다(S719).
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른, 제2 모드로 작동한 매니저 노드에서 네트워크를 신속하게 구성하는 방법을 설명하는 흐름도이다.
도 8을 참조하면, 매니저 제어부(140)는 제2 모드로 작동하면, 비휘발성 메모리(132)에서 네트워크 구성 정보를 확인한다(S801). 이어서, 매니저 제어부(140)는 상기 네트워크 구성 정보에 포함된 주 채널의 식별정보와 상응하도록 주 무선통신부(110)의 통신 채널을 설정하고, 상기 네트워크 구성 정보에 포함된 부 채널의 식별정보와 상응하도록 부 무선통신부(120)의 통신 채널을 설정한다(S803).
다음으로, 매니저 제어부(140)는 상기 네트워크 구성 정보에 포함된 모니터 노드별 통신 ID와 전용 슬롯 정보를 토대로, 근거리 무선 네트워크에 참여하는 모니터 노드(200-N)를 식별하고, 각 모니터 노드(200-N)가 이용하는 전용 슬롯을 확인한다(S805). 이어서, 매니저 제어부(140)는 제1 무선통신부(110)를 이용하거나 추가적으로 제2 무선통신부(120)를 이용하여, 근거리 무선 네트워크 ID를 포함하는 네트워크 참여 요청 메시지를 브로드캐스팅하고, 제1 무선통신부(110), 제2 무선통신부(120) 하나 이상은 각각의 모니터 노드(200-N)와 무선 링크를 형성하여 모니터 노드(200-N)를 상기 근거리 무선 네트워크에 참여시킨다(S807). 첨언하면, 주 채널로 설정된 제1 무선통신부(110)는 모니터 노드(200-N)와 우선적으로 무선 링크를 형성하고, 부 채널로 설정된 제2 무선통신부(120)는 주 채널과의 통신에 실패한 모니터 노드(200-N)와 무선 링크를 형성한다.
이어서, 제1 무선통신부(110), 제2 무선통신부(120) 중에서 하나 이상은, 상기 형성한 무선 링크를 통해서 해당 모니터 노드(200-N)로부터 배터리 데이터를 수신하고, 매니저 제어부(140)는 수신한 배터리 데이터를 비휘발성 메모리(132)에 저장한다(S809). 상기 배터리 데이터는 해당 모니터 노드(200-N)의 전용 슬롯 동안에 수신된다.
상술한 바와 같이, 매니저 노드(100)는 제2 모드로 작동하는 경우, 제1 모드 때 저장한 네트워크 구성 정보를 이용하여 신속하게 근거리 무선 네트워크를 구축할 수 있다.
한편, 무선 배터리 관리 시스템이 차량에 탑재되고 매니저 노드(100)가 제2 모드 작동하고 차량이 주행중인 경우, 네트워크 구성 정보가 수시로 변경될 수 있다. 이 경우, 네트워크 구성 정보가 변경될 때마다, 비휘발성 메모리(132)에 저장된 네트워크 구성 정보를 갱신하는 경우, 읽기/쓰기가 반복되어 비휘발성 메모리(132)의 수명이 단축된다. 이에 따라, 본 발명에 따른 매니저 노드(100)는 특정 조건에 부합되는 경우에만, 변경된 네트워크 구성 정보를 비휘발성 메모리(132)에 반영하여, 비휘발성 메모리(132)로의 데이터 쓰기 횟수를 최소화한다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른, 매니저 노드에서 네트워크 구성 정보를 갱신하는 방법을 설명하는 흐름도이다.
도 9을 참조하면, 매니저 제어부(140)는 네트워크 구성 정보가 변경되었는지 여부를 모니터링한다(S901). 주 채널이 변경되는 경우에 상기 네트워크 구성 정보가 변경될 수 있다. 예를 들어, 매니저 제어부(140)는 제2 모드에서 작동중에, 현재 이용중인 주 채널의 품질이 열화되면 채널 스캔과 평가를 통해서 변경하고자 하는 주 채널과 부 채널을 결정하고, 변경될 주 채널의 식별정보와 부 채널의 식별정보를 모니터 노드(200-N)로 전송할 수 있다. 그리고 매니저 제어부(140)는 약속된 시점에 주 채널과 부 채널을 변경하고, 네트워크 구성 정보에서 주 채널의 식별정보와 부 채널의 식별정보를 변경함으로써, 네트워크 구성 정보를 변경할 수 있다. 또한, 네트워크 구성 정보는 새로운 모니터 노드가 참여하거나 기존의 모니터 노드가 탈퇴되는 경우에도 변경될 수 있다.
매니저 제어부(140)는 네트워크 구성 정보가 변경되는 경우에, 변경된 네트워크 구성 정보를 바로 비휘발성 메모리(132)에 저장하지 않고, 휘발성 메모리(131)에 임시 저장한다(S903).
이어서, 매니저 제어부(140)는 차량의 모드가 ACC(accessory) 모드인지 여부를 확인한다(S905). 상기 매니저 제어부(140)는 차량의 ECU(Electronic Control Unit)와 연동하여, 차량 모드가 ACC 모드인지 여부를 확인할 수 있다.
매니저 제어부(140)는 차량의 모드가 ACC 모드가 아니면, 변경된 네트워크 구성 정보를 비휘발성 메모리(132)에 저장하지 않는다. 매니저 제어부(140)는 차량 작동 모드가 ACC 모드가 아닌 상태에서 또 다시 네트워크 구성 정보가 변경되면, 가장 마지막으로 변경된 네트워크 구성 정보를 휘발성 메모리(131)에 저장한다.
한편, 매니저 제어부(140)는 차량의 작동 모드가 ACC 모드인 경우, 변경된 네트워크 구성 정보를 비휘발성 메모리(132)에 저장하여, 기존의 네트워크 구성 정보를 갱신한다(S907).
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른, 모니터 노드의 구성을 나타내는 도면이다.
도 10에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 모니터 노드(200)는 무선통신부(210), 모니터 저장부(220), 인터페이스(230) 및 모니터 제어부(240)를 포함한다.
무선통신부(210)는 매니저 노드(100)와 근거리 무선통신을 수행한다. 상기 무선통신부(210)는 매니저 슬롯 동안에 매니저 노드(100)로부터 데이터를 수신하고, 전용 슬롯 동안에 배터리 데이터를 매니저 노드(100)로 전송한다.
모니터 저장부(220)는 메모리, 디스크 장치 등과 같은 저장수단으로서, 모니터 노드(200)가 작동하기 위한 각종 프로그램과 데이터를 저장한다. 특히, 모니터 저장부(220)는 상술한 모니터 노드(200)의 작동을 실행하는 프로그램(또는 명령어 세트)을 저장한다.
상기 모니터 저장부(220)는 휘발성 메모리(221)와 비휘발성 메모리(222)를 포함한다. 상기 비휘발성 메모리(222)는 플래시 메모리 등이며, 상기 프로그램(또는 명령어 세트)를 저장하고, 참여 정보도 저장한다. 상기 참여 정보는 통신 ID, 전용 슬롯 정보, 주 채널의 식별정보 및 부 채널의 식별정보를 포함한다. 또한, 비휘발성 메모리(222)는 디폴트 정보를 저장한다. 상기 디폴트 정보는 제1 모드에서 디폴트로 설정되는 주 채널의 식별정보, 부 채널의 식별정보 및 임시 채널의 식별정보를 포함한다. 휘발성 메모리(221)는 RAM(Random Access Memory) 등으로서, 프로세서가 처리할 때 필요한 데이터를 로딩하거나, 임시적인 데이터를 저장한다. 상기 휘발성 메모리(221)는 변경된 참여 정보를 일시적으로 저장하기도 한다.
인터페이스(230)는 모니터 노드(200)가 탑재되는 배터리 모듈(10)과 통신 연결을 지원하는 구성요소로서, 버스 선, 케이블 등이 이용될 수 있으며, 또는 CAN 통신이 이용될 수 있다. 상기 인터페이스(230)를 통해서 모니터 노드(200)는 배터리 모듈(10)에서 발생하는 배터리 데이터를 획득할 수 있다.
모니터 제어부(240)는 마이크로프로세서와 같은 연산처리 장치로서, 모니터 노드(200)의 전반적인 작동을 제어한다. 상기 모니터 제어부(240)는 모니터 저장부(220)에 저장된 프로그램(또는 명령어 세트)과 관련된 데이터를 비휘발성 메모리(222)에 탑재한 후에, 본 발명의 실시예에 따른 참여 응답 메시지를 매니저 노드(100)로 전송할 수 있으며, 또한 전용 슬롯과 통신 ID를 설정할 수 있다.
모니터 제어부(240)는 인터페이스(230)를 통하여 배터리 모듈(10)의 온도, 전류, 습도, 전압 등의 각종 데이터를 획득하고, 배터리 모듈(10)의 AFE(Analog Front End) 측정, 상태 점검(즉, diagnostic test) 등의 자가 진단을 수행할 수 있다. 또한, 모니터 제어부(240)는 매니저 노드(100)로부터 수신한 할당 정보를 기초로, 모니터 노드(200)의 전용 슬롯과 통신 ID를 설정한다. 모니터 제어부(240)는 무선통신부(210)를 제어하여 상기 설정한 전용 슬롯 동안에, 전압, 전류, 습도, 온도, 자가 진단 데이터 중에서 하나 이상을 포함하는 배터리 데이터를 매니저 노드(100)로 전송한다.
모니터 제어부(240)는 무선통신부(210)의 통신 채널을 주 채널로 설정하고, 주 채널을 이용한 통신이 불가능한 경우, 상기 무선통신부(210)를 통신 채널을 부 채널로 변경하여, 부 채널을 이용하여 매니저 노드(100)와 통신할 수 있다. 모니터 제어부(240)는 제1 모드 또는 제2 모드에 따라 서로 상이한 프로세스를 진행한다. 즉, 모니터 제어부(240)는 모니터 노드(200)가 제1 모드로 작동하면, 매니저 노드(100)와 데이터를 교환하여 참여 정보를 생성하여 비휘발성 메모리(221)에 저장한다. 또한, 모니터 제어부(240)는 모니터 노드(200)가 제2 모드로 작동하면, 상기 참여 정보를 이용하여 매니저 노드(100)가 형성하는 근거리 무선 네트워크를 신속하게 참여한다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른, 제1 모드로 작동하는 모니터 노드에서 참여 정보를 생성하여 저장하는 방법을 설명하는 흐름도이다.
도 11을 참조하면, 모니터 노드(200)가 파워 온되어 작동하면, 모니터 제어부(240)는 모니터 노드(200)의 모드가 제1 모드 또는 제2 모드인지 여부를 판별한다(S1101). 모니터 제어부(240)는 모니터 노드(200)의 모드가 제2 모드로 작동하면, 도 13에 따른 프로세스를 진행한다.
반면에, 모니터 제어부(240)는 모니터 노드(200)가 제1 모드로 작동하면, 비휘발성 메모리(222)에서 디폴트 정보를 확인한다(S1103). 매니저 노드(100)는 비휘발성 메모리(222)에 참여 정보가 저장되어 있지 않거나, 사용자로부터 제1 모드로의 작동을 입력받으면, 상기 모니터 노드(200)가 제1 모드로 작동하는 것으로 판단할 수 있다.
모니터 제어부(240)는 모니터 노드(200)의 하드웨어에 대한 자가 진단 테스트를 수행한다(S1105). 상기 모니터 제어부(240)는 무선통신부(210)에 포함된 RF칩, 모니터 저장부(220)에 포함된 휘발성 메모리(221), 비휘발성 메모리(222), 외부 I/O 포트 등에 대한 테스트를 수행할 수 있다. 모니터 제어부(240)는 사전에 설정된 시험 패턴 신호를 RF칩, 메모리, 외부 I/O 포트 등에 인가한 후, 이에 따라 응답되는 신호과 이미 저장중인 정상 신호를 비교하여 자가 진단 테스트를 수행할 수 있다. 상기 모니터 제어부(240)는 자가 진단 테스트에 대한 결과가 모두 정상이 아니면(S1107의 no), 자가 진단 결과를 포함하는 에러 메시지를 출력함으로써, 관리자에게 모니터 노드(200)의 고장이 발생하였음을 통보한다(S1109).
반면에, 모니터 제어부(240)는 자가 진단 테스트에 대한 결과가 모두 정상이면(S1107의 yes), 디폴트 정보에서 디폴트로 설정된 주 채널 식별정보와 부 채널 식별정보를 확인하고, 상기 확인한 정보를 토대로 무선통신부(210)의 통신 채널을 디폴트 주 채널로 설정한다. 그리고 모니터 제어부(240)는 무선통신부(210)를 이용하여, 에너지 검출을 수행하여 주 채널에서 이용되는 주파수의 에너지 레벨을 확인한다(S1111).
다음으로, 모니터 제어부(240)는 에너지 검출의 결과값인 주파수의 에너지 레벨이 사전에 설정된 임계값을 초과하는지 여부를 판단하여(S1113), 초과하지 않으면 매니저 노드(100)가 작동하지 않은 것으로 판단하여 일정 시간을 경과한 후에, 반복적으로 에너지 검출을 수행한다.
반면에, 모니터 제어부(240)는 상기 주파수의 에너지 레벨이 사전에 설정된 임계값을 초과하면, 매니저 노드(100)가 작동한 것으로 판단하여, 참여 요청 메시지의 수신을 대기한다. 무선통신부(210)가 매니저 노드(100)로부터 참여 요청 메시지를 수신하면(S1115), 모니터 제어부(240)는 상기 참여 요청 메시지에서 근거리 무선 네트워크 ID를 확인한 후, 무선통신부(210)를 이용하여 참여 응답 메시지를 매니저 노드(100)로 전송한다(S1117).
다음으로, 무선통신부(210)가 매니저 노드(100)로부터 할당 정보를 수신하면(S1119), 모니터 제어부(240)는 상기 할당 정보에서 통신 ID와 전용 슬롯 정보를 확인하고 상기 통신 ID를 모니터 노드(200)의 ID로 설정하고, 전송 슬롯의 전체 구간 중에서 상기 전용 슬롯 정보에 해당하는 구간을 자신의 전용 슬롯을 설정한다(S1121). 모니터 제어부(240)는 상기 전용 슬롯 정보에 시작 시점과 끝 시점이 포함되는 경우, 전송 슬롯의 전체 구간 중에서 상기 시작 시점과 끝 시점에 해당하는 구간을 모니터 노드(200)의 전용 슬롯으로 설정한다. 다른 실시예로서, 상기 전용 슬롯 정보에 전송 슬롯의 분할 개수와 할당 위치가 포함되는 경우, 상기 모니터 제어부(240)는 전송 슬롯을 상기 분할 개수에 따라 균등 분할한 후에, 분할한 구간들 중에서 상기 할당 위치에 대응되는 구간을 모니터 노드(200)의 전용 슬롯으로 설정한다.
이어서, 모니터 제어부(240)는 무선통신부(210)를 이용하여, 매니저 노드(100)와 무선 링크를 형성함으로써, 매니저 노드(100)가 형성하는 근거리 무선 네트워크에 참여한다(S1123). 모니터 제어부(240)는 근거리 무선 네트워크에 참여하는데 이용한 주 채널의 식별정보와 부 채널의 식별정보를 확인하고, 상기 통신 ID, 전용 슬롯 정보, 상기 주 채널의 식별정보와 부 채널의 식별정보 및 상기 근거리 무선 네트워크의 ID를 포함하는 참여 정보를 생성하여 비휘발성 메모리(222)에 저장한다(S1125). 다음으로, 모니터 제어부(240)는 무선통신부(210)를 제어하여 매니저 노드(100)와 모니터 노드(200) 간의 무선 링크를 해제함으로써, 제1 모드에서의 작동을 종료한다(S1127).
한편, 모니터 노드(200)는 디폴트로 설정된 주 채널이 비정상적인 경우, 변경될 주 채널의 식별정보를 매니저 노드(100)로부터 수신할 수 있다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른, 모니터 노드에서 변경될 주 채널의 식별정보를 수신하는 방법을 설명하는 흐름도이다.
도 12를 참조하면, 모니터 제어부(240)는 디폴트 주 채널 또는 디폴트 부 채널로 설정된 무선통신부(210)에서 참여 요청 메시지가 수신되는지 여부를 모니터링한다(S1201). 모니터 제어부(240)는 디폴트 정보에 저장된 주 채널 식별정보와 부 채널 식별정보를 토대로, 무선통신부(210)의 통신 채널을 디폴트 주 채널 또는 디폴트 부 채널로 설정할 수 있다. 모니터 제어부(240)는 상기 무선통신부(210)의 통신 채널을 우선 디폴트 주 채널을 설정한 후, 상기 디폴트 주 채널로 설정된 무선통신부(210)가 상기 참여 요청 메시지를 수신하는지 여부를 모니터링한다. 디폴트 주 채널로 설정된 무선통신부(210)가 사전에 설정된 제1 임계 시간 이내에 상기 참여 요청 메시지를 수신하지 못하는 경우, 모니터 제어부(240)는 상기 무선통신부(210)의 통신 채널을 상기 디폴트 부 채널로 변경하고 디폴트 부 채널로 설정된 무선통신부(210)가 제2 임계 시간 이내에 상기 참여 요청 메시지를 수신하는지 여부를 모니터링한다. 한편, 상기 디폴트 부 채널을 통해서도 상기 제2 임계 시간 이내에 참여 요청 메시지를 수신하지 못하는 경우, 모니터 제어부(240)는 상기 무선통신부(210)를 다시 디폴트 주 채널로 변경할 수 있으며, 또는 매니저 노드(100)와의 통신이 불가능함을 알리는 에러 메시지를 출력할 수도 있다.
다음으로, 디폴트 주 채널 또는 디폴트 부 채널로 설정된 무선통신부(210)가 매니저 노드(100)로부터 참여 요청 메시지를 수신하면, 모니터 제어부(240)는 모니터 노드(200)의 식별정보를 포함하는 참여 응답 메시지를 상기 무선통신부(210)를 이용하여 매니저 노드(100)로 전송한다(S1203). 이어서, 모니터 제어부(240)는 사전에 설정된 제3 임계시간 이내에 ACK가 무선통신부(210)에서 수신되는지 여부를 모니터링한다(S1205). 무선통신부(210)가 상기 제3 임계시간 이내에 ACK를 수신하지 못하면, 모니터 제어부(240)는 참여 요청 메시지를 수신한 채널이 디폴트 주 채널 또는 디폴트 부 채널인지 여부를 확인한다(S1207). 즉, 모니터 제어부(240)는 현재 설정된 무선통신부(210)의 통신 채널이 디폴트 주 채널 또는 디폴트 부 채널인지 여부를 확인한다. 이어서, 모니터 제어부(240)는 참여 요청 메시지를 수신한 채널이 디폴트 주 채널이면, 무선통신부(210)의 통신 채널을 디폴트 부 채널로 변경한다(S1209). 그리고 모니터 제어부(240)는 디폴트 부 채널로 변경된 무선통신부(210)를 이용하여 상기 참여 응답 메시지를 재전송한다(S1211).
다음으로, 모니터 제어부(240)는 디폴트 부 채널로 설정된 무선통신부(210)에서 제4 임계시간 이내에 ACK가 수신되는지 여부를 모니터링한다(S1213). 상기 무선통신부(210)가 상기 제4 임계시간 이내에 ACK를 수신하지 못하면, 모니터 제어부(240)는 무선통신부(210)의 통신 채널을 디폴트 주 채널에서 임시 채널로 변경한다(S1215). 그리고 모니터 제어부(240)는 임시 채널로 변경된 무선통신부(210)를 이용하여 상기 참여 응답 메시지를 재전송한다(S1217).
모니터 제어부(240)는 임시 채널로 설정된 무선통신부(210)에서 제5 임계시간 이내에 ACK가 수신되는지 여부를 모니터링한다(S1219). 상기 무선통신부(210)가 상기 제5 임계시간 이내에 ACK를 수신하지 못하면, 모니터 제어부(240)는 매니저 노드(100)와 통신이 불가능함을 나타내는 에러 메시지를 출력하여 무선 배터리 시스템의 점검을 관리자에게 요구한다(S1221).
한편, S1207 단계에서 참여 요청 메시지를 수신한 채널이 디폴트 부 채널인 경우에, 모니터 제어부(240)는 무선통신부(210)의 통신 채널을 디폴트 부 채널에서 임시 채널로 변경하는 S1215 단계를 진행한다.
S1205, S1213 또는 S1219 단계에서, 무선통신부(210)가 ACK를 수신하는 경우, 모니터 제어부(240)는 상기 ACK에서 주 채널의 식별정보가 부 채널의 식별정보가 포함되어 있는지 여부를 확인하여, 포함되어 있는 상기 주 채널의 식별정보와 부 채널의 식별정보를 ACK에서 확인한다(S1223). 상기 주 채널의 식별정보와 부 채널의 식별정보는 제2 모드에서 사용되는 채널의 식별정보로서, ACK가 디폴트 부 채널 또는 임시 채널로부터 수신되는 경우, 상기 ACK에는 상기 주 채널의 식별정보와 부 채널의 식별정보가 포함된다. 다음으로, 모니터 제어부(240)는 상기 ACK에 주 채널 식별정보와 부 채널 식별정보가 포함되는 경우, 무선통신부(210)의 통신 채널을 상기 주 채널 식별정보와 상응하는 주 채널로 변경한 후, 도 11의 S1119 단계부터 진행하여, 매니저 노드(100)로부터 수신한 할당 정보를 토대로 모니터 노드(200)의 통신 ID와 전용 슬롯을 설정한 후, 매니저 노드(100)와 근거리 무선링크를 형성한다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른, 제2 모드로 작동한 모니터 노드에서 네트워크에 참여하는 방법을 설명하는 흐름도이다.
도 13을 참조하면, 모니터 제어부(240)는 제2 모드로 작동하면, 비휘발성 메모리(222)에서 참여 정보를 확인한다(S1301). 이어서, 모니터 제어부(240)는 상기 참여 정보에 포함된 주 채널의 식별정보와 상응하도록 무선통신부(210)의 통신 채널을 설정한다(S1303).
다음으로, 모니터 제어부(240)는 상기 참여 정보에 포함된 전용 슬롯 정보와 통신 ID를 확인하고, 상기 통신 ID를 모니터 노드(200)의 ID로 설정하고, 더불어 데이터 프레임의 전송 슬롯에서 상기 전용 슬롯 정보와 상응하는 구간을 모니터 노드(200)의 전용 슬롯을 설정한다(S1305).
이어서, 무선통신부(210)가 매니저 노드(100)로부터 전송되는 참여 응답 메시지를 수신하면, 상기 모니터 제어부(240)는 상기 참여 응답 메시지에 포함된 근거리 무선 네트워크 ID가 상기 참여 정보에 포함된 근거리 무선 네트워크 ID와 일치함을 확인한다. 그리고 모니터 제어부(240)는 무선통신부(210)를 이용하여 매니저 노드(100)와 모니터 노드(200) 간에 근거리 무선링크를 형성함으로써, 근거리 무선 네트워크에 모니터 노드(200)를 참여시킨다(S1307).
다음으로, 모니터 제어부(240)는 인터페이스(230)를 이용하여 배터리 모듈(10)에서 발생하는 전압, 전류, 습도, 온도, 자가 진단 데이터 중에서 하나 이상을 포함하는 배터리 데이터를 수집한다. 그리고 모니터 제어부(240)는 모니터 노드(200)의 전용 슬롯 동안에 상기 수집한 배터리 데이터가 매니저 노드(100)로 전송되도록, 무선통신부(210)를 제어한다(S1309).
한편, 모니터 제어부(240)는 주 채널로 설정된 무선통신부(210)를 통한 배터리 데이터 전송에 실패하면, 참여 정보에 포함된 부 채널 식별정보와 상응하도록, 무선통신부(210)의 통신 채널을 부 채널로 변경하고, 이 부 채널을 통하여 상기 배터리 데이터를 전송한다.
한편, 무선 배터리 관리 시스템이 차량에 탑재되고 모니터 노드(200)가 제2 모드 작동하고 차량이 주행중인 상태에서, 참여 정보가 수시로 변경될 수 있다. 이 경우, 참여 정보가 변경될 때마다, 비휘발성 메모리(222)에 저장된 참여 정보를 갱신하는 경우, 읽기/쓰기가 반복되어 비휘발성 메모리(222)의 수명이 단축될 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 모니터 노드(200)는 특정 조건에 부합되는 경우에만, 변경된 참여 정보를 비휘발성 메모리(222)에 반영하여 비휘발성 메모리(222)로의 데이터 쓰기 횟수를 최소화한다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른, 모니터 노드에서 참여 정보를 갱신하는 방법을 설명하는 흐름도이다.
도 14를 참조하면, 모니터 제어부(240)는 참여 정보가 변경되었는지 여부를 모니터링한다(S1401). 주 채널 또는 부 채널의 변경되거나, 전용 슬롯이 변경되는 경우에, 상기 참여 정보가 변경될 수 있다. 예를 들어, 제2 모드에서 작동중에 현재 이용중인 주 채널의 품질이 열화되어, 매니저 노드(100)에서 주 채널과 부 채널을 변경하는 경우, 무선통신부(210)는 매니저 노드(100)로부터 변경될 주 채널의 식별정보와 부 채널의 식별정보를 수신하고, 모니터 제어부(240)는 수신한 주 채널의 식별정보와 부 채널의 식별정보가 비휘발성 메모리(222)에 저장중인 채널 식별정보와 상이함에 따라 상기 참여 정보가 변경됨을 확인할 수 있다. 또 다른 예로서, 새로운 모니터 노드(200-N)가 근거리 무선 네트워크에 참여하거나 기존의 모니터 노드(200-N)가 근거리 무선 네트워크에 탈퇴하여, 매니저 노드(100)가 전용 슬롯을 조정하면, 무선통신부(210)는 상기 조정된 전용 슬롯 정보를 수신하고, 모니터 제어부(210)는 상기 수신한 전용 슬롯 정보가 비휘발성 메모리(222)에 저장중인 전용 슬롯 정보와 상이함에 따라 상기 참여 정보가 변경됨을 확인할 수 있다.
모니터 제어부(240)는 참여 정보가 변경되는 경우에, 변경된 참여 정보를 바로 비휘발성 메모리(222)에 저장하지 않고, 휘발성 메모리(221)에 임시 저장한다(S1403).
이어서, 모니터 제어부(240)는 차량의 작동 모드가 ACC(accessory) 모드인지 여부를 확인한다(S1405). 모니터 제어부(240)는 차량의 작동 모드가 ACC 모드가 아니면, 변경된 참여 정보를 비휘발성 메모리(222)에 저장하지 않는다. 모니터 제어부(240)는 차량 작동 모드가 ACC 모드가 아닌 상태에서 또 다시 참여 정보가 변경되면, 가장 마지막으로 변경된 참여 정보를 휘발성 메모리(221)에 임시 저장한다.
한편, 모니터 제어부(240)는 차량의 작동 모드가 ACC 모드인 경우, 변경된 참여 정보를 비휘발성 메모리(222)에 저장하여, 기존의 참여 정보를 갱신한다(S1407).
본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 상술한 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
또한, 본 명세서에 설명되어 있는 방법들은 적어도 부분적으로, 하나 이상의 컴퓨터 프로그램 또는 구성요소를 사용하여 구현될 수 있다.　이 구성요소는 휘발성 및 비휘발성 메모리를 포함하는 컴퓨터로 판독 가능한 매체 또는 기계 판독 가능한 매체를 통해 일련의 컴퓨터 지시어들로서 제공될 수 있다. 상기 지시어들은 소프트웨어 또는 펌웨어로서 제공될 수 있으며, 전체적 또는 부분적으로, ASICs, FPGAs, DSPs, 또는 그 밖의 다른 유사 소자와 같은 하드웨어 구성에 구현될 수도 있다. 상기 지시어들은 하나 이상의 프로세서 또는 다른 하드웨어 구성에 의해 실행되도록 구성될 수 있는데, 상기 프로세서 또는 다른 하드웨어 구성은 상기 일련의 컴퓨터 지시어들을 실행할 때 본 명세서에 개시된 방법들 및 절차들의 모두 또는 일부를 수행하거나 수행할 수 있도록 한다.
그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
10 : 배터리 모듈 100 : 매니저 노드
110 : 제1 무선통신부 120 : 제2 무선통신부
130 : 매니저 저장부 140 : 매니저 제어부
200 : 모니터 노드 210 : 무선통신부
220 : 모니터 저장부 230 : 인터페이스
240 : 모니터 제어부

Claims (20)

  1. 제1 모드로 작동시 네트워크 구성 정보를 저장하고, 제2 모드로 작동시 상기 네트워크 구성 정보로부터 네트워크에 참여한 하나 이상의 모니터 노드를 확인하여 상기 확인한 각각의 모니터 노드와 근거리 무선 네트워크를 형성하는 매니저 노드; 및
    상기 제1 모드로 작동시 상기 네트워크의 참여를 위한 참여 정보를 저장하고, 상기 제2 모드로 작동시 상기 참여 정보를 기초로 상기 근거리 무선 네트워크에 참여하여 배터리 데이터를 상기 매니저 노드로 전송하는 모니터 노드를 포함하는 무선 배터리 관리 시스템.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 매니저 노드는, 상기 제1 모드로 작동하는 경우에 상기 근거리 무선 네트워크에 참여한 각 모니터 노드의 전용 슬롯 정보, 상기 근거리 무선 네트워크 형성에 이용된 주 채널의 식별정보 및 부 채널의 식별정보를 포함하는 상기 네트워크 구성 정보를 저장하고,
    상기 모니터 노드는, 상기 제1 모드로 작동하는 경우에 상기 주 채널의 식별정보, 상기 부 채널의 식별정보 및 전용 슬롯 정보를 포함하는 상기 참여 정보를 저장하는 무선 배터리 관리 시스템.
  3. 제2 항에 있어서,
    데이터 프레임은 매니저 노드를 위해 배정된 매니저 슬롯 및 모니터 노드를 위해 배정된 전송 슬롯을 포함하고,
    상기 모니터 노드는, 상기 전송 슬롯 구간 중에서 상기 참여 정보에 포함된 전용 슬롯 정보에 해당하는 구간을 해당 모니터 노드의 전용 슬롯으로 설정하고, 상기 설정한 전용 슬롯에서 상기 배터리 데이터를 상기 매니저 노드로 전송하는 무선 배터리 관리 시스템.
  4. 제2 항에 있어서,
    상기 매니저 노드는, 상기 네트워크 구성 정보에 포함된 주 채널의 식별정보 및 부 채널의 식별정보를 기초로 주 채널과 부 채널을 설정하고 상기 주 채널, 상기 부 채널 중에서 하나 이상을 이용하여 각각의 모니터 노드와 상기 근거리 무선 네트워크를 형성하고,
    상기 모니터 노드는, 상기 주 채널을 통하여 상기 배터리 데이터를 상기 매니저 노드로 전송하고, 상기 주 채널을 통한 배터리 데이터 전송에 실패하면 상기 부 채널을 통하여 상기 배터리 데이터를 상기 매니저 노드로 재전송하는 무선 배터리 관리 시스템.
  5. 제2 항에 있어서,
    상기 매니저 노드는, 상기 제1 모드로 작동시 상기 근거리 무선 네트워크에 참여하는 각 모니터 노드의 전용 슬롯을 할당하여 각 모니터 노드의 전용 슬롯 정보를 상기 네트워크 구성 정보에 포함시키고, 상기 제2 모드로 작동시 상기 네트워크 구성 정보에 포함된 각 모니터 노드의 전용 슬롯 정보를 토대로 상기 할당한 각 모니터 노드의 전용 슬롯을 식별하고,
    상기 모니터 노드는, 상기 매니저 노드로부터 전용 슬롯 정보를 수신하여 상기 참여 정보에 포함시키는 무선 배터리 관리 시스템.
  6. 주 채널로 통신 채널이 설정되는 제1 무선통신부;
    부 채널로 통신 채널이 설정되는 제2 무선통신부;
    제1 모드로 작동시 네트워크 구성 정보를 저장하는 매니저 저장부; 및
    제2 모드로 작동시 상기 네트워크 구성 정보에서 근거리 네트워크에 참여하는 각 모니터 노드를 확인하고, 상기 제1 무선통신부, 상기 제2 무선통신부 중에서 하나 이상을 이용하여 상기 확인한 각각의 모니터 노드와 배터리 데이터 수신을 위한 근거리 무선 네트워크를 형성하는 매니저 제어부를 포함하는 매니저 노드.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 매니저 제어부는,
    상기 네트워크 구성 정보에 포함된 주 채널의 식별정보와 부 채널의 식별정보를 기초로, 상기 제1 무선통신부의 통신 채널을 상기 주 채널로 설정하고 상기 제2 무선통신부의 통신 채널을 상기 부 채널로 설정하고, 상기 네트워크 구성 정보에 포함된 모니터 노드별 전용 슬롯 정보를 기초로 데이터 프레임에서 각 모니터 노드의 전용 슬롯을 식별하는 매니저 노드.
  8. 제6 항에 있어서,
    상기 매니저 제어부는,
    상기 제1 모드로 작동시 상기 주 채널, 상기 부 채널 중 하나 이상을 이용하여 참여 요청 메시지를 브로드캐스팅하고 상기 참여 요청 메시지에 응답한 각 모니터 노드의 전용 슬롯을 할당하고, 상기 주 채널의 식별정보와 상기 부 채널의 식별정보 및 상기 각 모니터 노드의 전용 슬롯 정보를 포함하는 상기 네트워크 구성 정보를 생성하여 상기 매니저 저장부에 저장하는 매니저 노드.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 매니저 제어부는,
    상기 제1 모드로 작동시 상기 주 채널을 이용하여 상기 참여 요청 메시지를 전송하고 상기 참여 요청 메시지에 대한 응답이 모니터 노드로부터 수신되지 않으면 상기 부 채널을 이용하여 상기 참여 요청 메시지를 브로드캐스팅하고 상기 제1 무선통신부의 통신 채널을 상기 주 채널로부터 사전에 설정된 임시 채널로 변경하여 상기 부 채널 또는 상기 임시 채널을 통해서 상기 참여 요청 메시지에 대한 응답을 상기 모니터 노드로부터 수신하는 매니저 노드.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 매니저 제어부는,
    변경될 주 채널을 선택한 후 상기 부 채널 또는 상기 임시 채널을 통해서 각 모니터 노드로 상기 선택한 주 채널의 식별정보를 전송하고, 제1 무선통신부의 통신 채널을 상기 임시 채널로부터 상기 선택한 주 채널로 변경하고, 변경된 주 채널을 이용하여 상기 근거리 무선 네트워크를 각각의 모니터 노드와 형성하면 상기 선택한 채널의 식별정보를 주 채널의 식별정보로서 상기 네트워크 구성 정보에 포함시키는 매니저 노드.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 매니저 제어부는,
    상기 제1 무선통신부 또는 상기 제2 무선통신부를 이용하여 채널 스캔을 수행하여, 스캔한 채널들 중에서 프리엠블이 미검출되고 주파수의 에너지 레벨이 가장 낮은 채널을 상기 변경될 주 채널로 선택하는 매니저 노드.
  12. 제6 항에 있어서,
    상기 매니저 노드는 차량에 탑재되고,
    상기 매니저 제어부는, 상기 네트워크 구성 정보가 변경되고 상기 차량의 모드가 ACC(accessory) 모드이면, 상기 변경된 네트워크 구성 정보를 상기 매니저 저장부의 비휘발성 메모리에 반영하여 상기 네트워크 구성 정보를 갱신하는 매니저 노드.
  13. 매니저 노드와 무선 통신을 수행하는 무선통신부;
    제1 모드로 작동시 제1 모드 참여 정보를 저장하는 모니터 저장부; 및
    제2 모드로 작동시 상기 참여 정보에 포함된 전용 슬롯 정보를 기초로 데이터 프레임에서 전용 슬롯을 설정하고, 상기 참여 정보에 포함된 채널 식별정보를 기초로 상기 무선통신부의 통신 채널을 설정하여 상기 매니저 노드와 근거리 무선 네트워크를 형성하고, 배터리 데이터를 상기 설정한 전용 슬롯에서 상기 매니저 노드로 전송하는 모니터 제어부를 포함하는 모니터 노드.
  14. 제13 항에 있어서,
    상기 무선통신부는, 상기 모니터 노드가 제1 모드로 작동하면 상기 매니저 노드로부터 전용 슬롯 정보를 수신하고,
    상기 모니터 제어부는, 상기 매니저 노드와 근거리 무선 네트워크를 형성시 이용된 주 채널의 식별정보 및 상기 전용 슬롯 정보를 포함하는 상기 참여 정보를 생성하여 상기 모니터 저장부에 저장하는 모니터 노드.
  15. 제14 항에 있어서,
    상기 모니터 제어부는,
    상기 제1 모드로 작동할 때, 상기 무선통신부의 통신 채널을 디폴트 주 채널로 설정하고 상기 디폴트 주 채널을 이용하여 상기 매니저 노드와 상기 근거리 무선 네트워크를 형성하면 상기 디폴트 주 채널의 식별정보를 주 채널의 식별정보로서 참여 정보에 포함시키는 모니터 노드.
  16. 제15 항에 있어서,
    상기 무선통신부는, 상기 디폴트 주 채널을 이용하여 상기 근거리 무선 네트워크의 형성에 실패하면 통신 채널을 디폴트 부 채널 또는 임시 채널로 변경하고, 상기 디폴트 부채널 또는 임시 채널을 통해서 변경될 주 채널의 식별정보를 상기 매니저 노드로부터 수신하고,
    상기 모니터 제어부는, 수신된 주 채널의 식별정보를 기초로 상기 무선통신부의 통신 채널을 변경하여 상기 변경한 채널을 기반으로 상기 매니저 노드와 근거리 무선 네트워크를 형성하면 상기 수신된 주 채널의 식별정보를 상기 참여 정보에 포함시키는 모니터 노드.
  17. 제13 항에 있어서,
    상기 모니터 제어부는,
    상기 참여 정보에 포함된 주 채널의 식별정보와 부 채널의 식별정보를 기초하여, 상기 무선통신부의 통신 채널을 상기 주 채널로 설정하여 상기 매니저 노드로 상기 배터리 데이터를 전송하고, 상기 주 채널을 통한 배터리 데이터 전송에 실패하면 상기 무선통신부의 통신 채널을 상기 부 채널로 변경하여 상기 배터리 데이터를 전송하는 모니터 노드.
  18. 제13 항에 있어서,
    상기 모니터 노드는 차량에 탑재되고,
    상기 모니터 제어부는, 상기 참여 정보가 변경되고 상기 차량의 모드가 ACC(accessory) 모드이면, 상기 변경된 참여 정보를 상기 모니터 저장부의 비휘발성 메모리에 반영하여 상기 참여 정보를 갱신하는 모니터 노드.
  19. 제1 모드로 작동시 참여 요청 메시지를 브로드캐스팅하고, 상기 참여 요청 메시지에 응답한 각 모니터 노드의 정보가 포함된 네트워크 구성 정보를 저장하는 단계;
    제2 모드로 작동시 상기 네트워크 구성 정보로부터 네트워크에 참여한 각 모니터 노드를 확인하여 상기 확인한 각각의 모니터 노드와 근거리 무선 네트워크를 형성하는 단계; 및
    상기 형성한 근거리 무선 네트워크를 통해 각 모니터 노드로부터 배터리 데이터를 수신하는 단계를 포함하는 네트워크 형성 방법.
  20. 제19 항에 있어서,
    상기 저장하는 단계는, 상기 참여 요청 메시지에 응답한 각 모니터 노드의 전용 슬롯을 할당하고, 상기 근거리 무선 네트워크를 형성할 때 이용한 채널의 식별정보 및 각 모니터 노드의 전용 슬롯 정보를 상기 네트워크 구성 정보에 포함시키고,
    상기 형성하는 단계는, 상기 채널의 식별정보을 기초로 통신 채널을 설정하여 각 모니터 노드와 상기 근거리 무선 네트워크를 형성하고,
    상기 수신하는 단계는, 상기 전용 슬롯 정보를 기초로 데이터 프레임에서 각 모니터 노드에 할당된 전용 슬롯을 식별하여, 상기 데이터 프레임에서 해당 배터리 데이터를 추출하는 네트워크 형성 방법.
KR1020200096538A 2019-08-30 2020-08-03 무선 배터리 관리 시스템과 무선통신을 위한 노드 및 네트워크 형성 방법 KR20210027081A (ko)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US17/005,838 US11310720B2 (en) 2019-08-30 2020-08-28 Wireless battery management system, node for wireless communication, and network establishment method
DE102020122525.3A DE102020122525A1 (de) 2019-08-30 2020-08-28 Drahtloses batterie-verwaltungssystem, knoten für drahtlose kommunikation und verfahren zum einrichten eines netzwerks
CN202010883073.5A CN112449333A (zh) 2019-08-30 2020-08-28 无线电池管理系统、用于无线通信的节点和网络建立方法

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20190106983 2019-08-30
KR1020190106983 2019-08-30

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20210027081A true KR20210027081A (ko) 2021-03-10

Family

ID=75148596

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020200096538A KR20210027081A (ko) 2019-08-30 2020-08-03 무선 배터리 관리 시스템과 무선통신을 위한 노드 및 네트워크 형성 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20210027081A (ko)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11800454B2 (en) Wireless battery management system, node for wireless communication, and method of transmitting data
EP3287802B1 (en) Battery module and cell configuration recognition system for id assignment
CN110462915B (zh) 无线电池管理装置和包括该装置的电池组
US9549405B2 (en) Wireless transmission method, access point, and station
US11658351B2 (en) Wireless battery management system, node for wireless communication, and method of assigning slot
EP3905761A1 (en) Communication device and channel state information measuring method
EP3026947A1 (en) Access point, wireless communication method, and program
EP3937290B1 (en) Battery management system and method for communicating using intermediate node
US20170031035A1 (en) Radiation imaging system, method of controlling radiation imaging system, and control apparatus
KR20200144053A (ko) 무선 배터리 관리 시스템과 무선통신을 위한 노드 및 데이터 전송 방법
CN112449333A (zh) 无线电池管理系统、用于无线通信的节点和网络建立方法
KR20150007786A (ko) 디바이스 간 직접 통신을 수행하는 시스템에서 인접 디바이스를 발견하기 위한 방법 및 장치
US20230300745A1 (en) Beacon scheduling for wireless networks
US9374842B2 (en) Proxy communication system and proxy communication system controlling method in BAN environment
KR20210027081A (ko) 무선 배터리 관리 시스템과 무선통신을 위한 노드 및 네트워크 형성 방법
WO2013036828A1 (en) Methods and apparatus for adaptive paging in peer-to-peer networks
KR20210018035A (ko) 무선 배터리 관리 시스템과 무선통신을 위한 노드 및 슬롯 할당 방법
KR20210027092A (ko) 무선 배터리 관리 시스템과 이를 위한 매니저 노드 및 채널 운영 방법
US11870043B2 (en) Wireless battery management system, manager node for the same, and method of operating channel
US11356874B2 (en) Detecting network devices without joining a network
KR20210018038A (ko) 무선 배터리 관리 시스템과 무선통신을 위한 노드 및 데이터 전송 방법
EP4135269A1 (en) Network routing device and method
KR20200144376A (ko) Bms id 할당 장치 및 방법
EP4083645A1 (en) Provisioning device and method, for diagnosing state of battery and assigning id
JP2015133877A (ja) 給電システム及び情報処理方法