KR20210027092A

KR20210027092A - Wireless Battery Management System and Manager Node therefor and Method for operating Channel

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Publication number: KR20210027092A
Application number: KR1020200100107A
Authority: KR
Inventors: 선용주; 이흥렬; 최승준; 김덕수; 이희진; 김종찬
Original assignee: 주식회사 실리콘웍스
Priority date: 2019-08-30
Filing date: 2020-08-10
Publication date: 2021-03-10

Abstract

The present invention relates to a wireless battery management system, a manager node therefor and a channel operating method, operating a channel in order to stably support wireless communications in the wireless battery management system. The wireless battery management system according to an embodiment of the present invention comprises: a manager node forming a near-field wireless network using at least one between a first channel and a second channel and, if another network using the same communication channel and modulation method as compared with the near-field wireless network, switching the first channel to a third channel and the second channel to a fourth channel; and a monitor node transmitting battery data to the manager node by using at least one between the first channel and the second channel, and, if channel switch data including identification information of the third channel and identification information of the fourth channel is broadcast from the manager node, transmitting the battery data to the manager node by using at least one between the third channel and the fourth channel.

Description

Wireless Battery Management System and Manager Node therefor and Method for operating Channel

본 발명은 무선 배터리 관리 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 무선 배터리 관리 시스템에서 무선 통신을 안정적으로 지원하기 위하여 채널을 운영하는 무선 배터리 관리 시스템과 이를 위한 매니저 노드 및 채널 운영 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a wireless battery management system, and more particularly, to a wireless battery management system for operating a channel to stably support wireless communication in a wireless battery management system, and a manager node and a channel operating method therefor.

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.Research on high-performance batteries capable of repetitive charging and discharging as the demand for portable electronic products such as notebook computers, video cameras, and portable telephones increases rapidly, and development of electric vehicles, energy storage batteries, robots, satellites, etc. Is actively progressing.

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.The minimum unit of the battery may be referred to as a battery cell, and a plurality of battery cells connected in series may constitute a battery module. In addition, a battery pack may be configured by connecting a plurality of battery modules in series or in parallel.

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 동작을 실행하는 배터리 관리 시스템(Battery Management System)을 포함한다. A battery pack mounted in an electric vehicle or the like generally includes a plurality of battery modules connected in series or in parallel with each other. Such a battery pack includes a battery management system that monitors the state of each battery module included therein and executes a control operation corresponding to the monitored state.

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. The battery management system includes a controller for acquiring and analyzing battery data. However, since each battery module included in the battery pack includes a plurality of battery cells, there is a limit to monitoring the state of all battery cells included in the battery pack using a single controller. Accordingly, in recent years, in order to distribute the load of the controller and quickly and accurately monitor the state of the entire battery pack, a controller is installed for each predetermined number of battery modules included in the battery pack, and then any one of the controllers is mastered. ) And the rest of the controllers as slaves.

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. The slave controller mounted for each predetermined number of battery modules is connected to the master controller through a wired communication network such as a control area network (CAN), collects battery data of the battery module in charge of itself, and transmits the battery data to the master controller. do.

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. On the other hand, in order to prevent space inefficiency that occurs when CAN is constructed for communication between the master controller and the slave controller, a short-range wireless channel is set between the master controller and the slave controller, and the master controller and the slave controller through the wireless channel. A technology for performing short-range wireless communication has emerged.

그런데 서로 다른 무선 배터리 관리 시스템이 동일한 통신 채널을 이용할 수 있고, 이 경우 무선 배터리 관리 시스템 간에는 간섭, 무선신호 충돌 등이 발생할 수 있다. 이렇게 동일한 채널을 이용하는 무선 배터리 관리 시스템이 인접하여 있는 경우에, 마스터 컨트롤러는 슬레이브 컨트롤러로부터 배터리 데이터를 획득하지 못하거나 슬레이브 컨트롤러를 제때에 제어하지 못하는 상황이 발생하고, 이는 전체 배터리 팩의 품질을 저하시키는 문제점으로 작용한다. However, different wireless battery management systems may use the same communication channel, and in this case, interference and radio signal collision may occur between the wireless battery management systems. When wireless battery management systems using the same channel are adjacent to each other, the master controller cannot acquire battery data from the slave controller or control the slave controller in time, which degrades the quality of the entire battery pack. It acts as a problem to make.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 채널 간섭과 데이터 충돌을 예방하는 무선 배터리 관리 시스템과 이를 위한 매니저 노드 및 채널 운영 방법을 제공하는 것을 그 기술적 과제로 한다.The present invention has been made to solve the above-described problems, and it is an object of the present invention to provide a wireless battery management system for preventing channel interference and data collision, and a manager node and a channel operating method therefor.

본 발명의 일 측면에 따른 무선 배터리 관리 시스템은, 제1 채널 및 제2 채널 중 적어도 하나를 이용하여 근거리 무선 네트워크를 구성하고, 상기 근거리 무선 네트워크와 비교하여 동일한 통신 채널과 변조 방식을 이용하는 타 네트워크가 검출되면, 상기 제1 채널을 제3 채널로 변경하고 상기 제2 채널을 제4 채널로 변경하는 매니저 노드; 및 상기 제1 채널 및 제2 채널 중 적어도 하나를 이용하여 상기 매니저 노드로 배터리 데이터를 전송하고, 상기 매니저 노드로부터 상기 제3 채널의 식별정보 및 상기 제4 채널의 식별정보를 포함하는 채널 변경 데이터가 브로드캐스팅되면 상기 제3 채널 및 상기 제4 채널 중 적어도 하나를 이용하여 상기 배터리 데이터를 상기 매니저 노드로 전송하는 모니터 노드를 포함한다.A wireless battery management system according to an aspect of the present invention configures a short-range wireless network using at least one of a first channel and a second channel, and uses the same communication channel and modulation scheme as compared to the short-range wireless network. A manager node for changing the first channel to a third channel and changing the second channel to a fourth channel when is detected; And channel change data that transmits battery data to the manager node using at least one of the first channel and the second channel, and includes identification information of the third channel and identification information of the fourth channel from the manager node. And a monitor node transmitting the battery data to the manager node using at least one of the third channel and the fourth channel when is broadcasted.

본 발명의 다른 측면에 따른 매니저 노드는, 제1 채널로 통신 채널이 설정되는 제1 무선통신부; 제2 채널로 통신 채널이 설정되는 제2 무선통신부; 및 상기 제1 채널 및 상기 제2 채널 중 적어도 하나를 이용하여 모니터 노드와 근거리 무선 네트워크를 형성하여 배터리 데이터를 상기 모니터 노드로부터 수신하고, 상기 근거리 무선 네트워크와 비교하여 동일한 통신 채널과 변조 방식을 이용하는 타 네트워크가 검출되면 상기 제1 무선통신부의 통신 채널을 제3 채널로 변경하고 상기 제2 무선통신부의 통신 채널을 제4 채널로 변경하는 제어부를 포함한다.According to another aspect of the present invention, a manager node includes: a first wireless communication unit configured to set a communication channel as a first channel; A second wireless communication unit configured to set a communication channel as a second channel; And forming a short-range wireless network with a monitor node using at least one of the first channel and the second channel to receive battery data from the monitor node, and use the same communication channel and modulation scheme compared to the short-range wireless network. And a controller for changing a communication channel of the first wireless communication unit to a third channel and changing a communication channel of the second wireless communication unit to a fourth channel when another network is detected.

본 발명의 또 다른 측면에 따른 무선 배터리 관리 시스템에서의 채널 운영 방법은, 제1 채널 및 제2 채널 중 적어도 하나를 이용하여 배터리 데이터 수집을 위한 근거리 무선 네트워크를 매니저 노드와 모니터 노드 간에 형성시키는 단계; 상기 근거리 무선 네트워크와 비교하여 동일한 통신 채널과 변조 방식을 이용하는 타 네트워크가 검출되는지 여부를 모니터링하는 단계; 상기 모니터링 결과 동일한 통신 채널과 변조 방식을 이용하는 타 네트워크가 검출되면, 상기 제1 채널을 랜덤 방식으로 선택한 제3 채널로 변경하고 상기 제2 채널을 랜덤 방식으로 선택한 제4 채널로 변경하는 단계; 및 상기 제3 채널 및 상기 제4 채널 중 적어도 하나를 이용하여 상기 모니터 노드로부터 배터리 데이터를 수신하는 단계를 포함한다. A method of operating a channel in a wireless battery management system according to another aspect of the present invention includes forming a short-range wireless network for collecting battery data between a manager node and a monitor node using at least one of a first channel and a second channel. ; Monitoring whether another network using the same communication channel and modulation scheme is detected compared to the short-range wireless network; If another network using the same communication channel and modulation scheme is detected as a result of the monitoring, changing the first channel to a third channel selected in a random manner and changing the second channel to a fourth channel selected in a random manner; And receiving battery data from the monitor node using at least one of the third channel and the fourth channel.

본 발명의 실시예에 따르면, 동일한 채널 운영 방식을 가지는 타 네트워크가 검출되는지 여부를 모니터링하여, 타 네트워크가 검출되면 주 채널과 부 채널의 주파수를 랜덤하게 변경하여, 상기 타 네트워크와의 충돌을 회피하여 무선 배터리 관리 시스템의 신뢰성을 높일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, it monitors whether another network having the same channel operation method is detected, and when the other network is detected, the frequency of the main channel and the sub channel is randomly changed to avoid collision with the other network. Thus, it is possible to increase the reliability of the wireless battery management system.

또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 통신 채널이 불안정한 경우에, 채널 검색을 통해서 확보한 안정적인 후보 채널로 통신 채널을 변경함으로써, 통신 채널에 대한 안정성을 최대한 유지할 수 있다.Further, according to an embodiment of the present invention, when the communication channel is unstable, by changing the communication channel to a stable candidate channel secured through channel search, stability of the communication channel can be maintained as much as possible.

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, 매니저 노드의 구성을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른, 매니저 노드가 배터리 데이터를 획득하는 방법을 설명하는 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른, 매니저 노드가 예비 채널을 선정하는 방법을 설명하는 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른, 무선 배터리 관리 시스템에서 채널을 운영하는 방법을 설명하는 흐름도이다.1 is a diagram illustrating a wireless battery management system according to an embodiment of the present invention.
2 is a diagram illustrating a data frame according to an embodiment of the present invention.
3 is a diagram illustrating a configuration of a manager node according to an embodiment of the present invention.
4 is a flowchart illustrating a method of obtaining battery data by a manager node according to an embodiment of the present invention.
5 is a flowchart illustrating a method of selecting a spare channel by a manager node according to an embodiment of the present invention.
6 is a flowchart illustrating a method of operating a channel in a wireless battery management system according to an embodiment of the present invention.

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.The same reference numbers throughout the specification mean substantially the same elements. In the following description, when not related to the core configuration of the present invention and detailed descriptions of configurations and functions known in the technical field of the present invention may be omitted. The meaning of the terms described in this specification should be understood as follows.

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.Advantages and features of the present invention, and a method of achieving them will become apparent with reference to the embodiments described below in detail together with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but will be implemented in various forms different from each other, and only these embodiments make the disclosure of the present invention complete, and common knowledge in the technical field to which the present invention pertains. It is provided to completely inform the scope of the invention to the possessor, and the invention is only defined by the scope of the claims.

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. The shapes, sizes, ratios, angles, numbers, etc. disclosed in the drawings for explaining the embodiments of the present invention are exemplary, and thus the present invention is not limited to the illustrated matters. The same reference numerals refer to the same elements throughout the specification. In addition, in describing the present invention, when it is determined that a detailed description of a related known technology may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.

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. When'include','have','consists of' and the like mentioned in the present specification are used, other parts may be added unless'only' is used. In the case of expressing the constituent elements in the singular, it includes the case of including the plural unless specifically stated otherwise.

구성 요소를 해석함에 있어서, 별도의 명시적 기재가 없더라도 오차 범위를 포함하는 것으로 해석한다.In interpreting the constituent elements, it is interpreted as including an error range even if there is no explicit description.

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.In the case of a description of a temporal relationship, for example, when a temporal predecessor relationship is described such as'after to','following to','after to','to to the next','before to', etc., ' It may also include cases that are not continuous unless'direct' or'direct' is used.

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.First, second, etc. are used to describe various elements, but these elements are not limited by these terms. These terms are only used to distinguish one component from another component. Accordingly, the first component mentioned below may be a second component within the technical idea of the present invention.

"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. The term “at least one” is to be understood as including all possible combinations from one or more related items. For example, the meaning of “at least one of the first item, the second item, and the third item” means 2 among the first item, the second item, and the third item, as well as each of the first item, the second item, and the third item. It may mean a combination of all items that can be presented from more than one.

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.Each of the features of the various embodiments of the present invention can be partially or entirely combined or combined with each other, technically various interlocking and driving are possible, and each of the embodiments may be independently implemented with respect to each other or can be implemented together in an association relationship. May be.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present specification will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 배터리 관리 시스템을 나타내는 도면이다.1 is a diagram illustrating a wireless battery management system according to an embodiment of the present invention.

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.1, a wireless battery management system according to an embodiment of the present invention includes a manager node 100 and a plurality of monitor nodes 200-N, and includes a manager node 100 and a monitor node 200. -N) performs wireless communication with each other.

무선 배터리 관리 시스템에서 상기 매니저 노드(100)는 마스터로 설정된 컨트롤러를 포함하고, 상기 모니터 노드(200-N)는 슬레이브 설정된 컨트롤러를 포함한다. In the wireless battery management system, the manager node 100 includes a controller set as a master, and the monitor node 200-N includes a controller set as a slave.

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. As an embodiment, the manager node 100 and the monitor node 200-N may wirelessly communicate with each other through a short-range wireless communication protocol based on IEEE 802.15.4+. As another embodiment, the manager node 100 and the monitor node 200-N can wirelessly communicate with each other using a protocol based on any one of IEEE 802.11, IEEE 802.15, IEEE 802.15.4, etc. It is also possible to communicate wirelessly with each other using the short-range wireless protocol of.

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.The monitor node 200-N is mounted on one or more battery modules in which cells are aggregated, and collects battery data including voltage, current, temperature, humidity, and the like generated from the battery module. In addition, the monitor node 200-N self-checks the status of the battery module, such as measuring the AFE (Analog Front End) of the battery module it is mounted on, and checking the status of the battery module (i.e., diagnostic test), and the result of the check. It is also possible to generate self-diagnosis data with recorded data.

모니터 노드(200-N)는 무선통신부(210-N)를 포함하고, 이 무선통신부(210-N)의 통신 채널을 주 채널인 제1 채널로 우선 설정한 후, 주 채널을 이용하여 매니저 노드(100)가 근거리 무선 네트워크에 참여하여 배터리 데이터를 매니저 노드(100)로 전송한다. 상기 모니터 노드(200-N)는 자신에게 할당된 전용 슬롯 타이밍에 상기 배터리 데이터를 매니저 노드(100)로 전송한다. 모니터 노드(200-N)는 주 채널을 이용한 배터리 데이터의 전송에 실패하면, 상기 실패한 무선통신부(210-N)의 통신 채널을 부 채널인 제2 채널로 변경한 후, 이 변경한 제2 채널을 이용하여 배터리 데이터를 매니저 노드(100)로 전송한다. 모니터 노드(200-N)는 매니저 노드(100)로부터 채널 변경 데이터를 수신할 수 있다. 이 경우, 모니터 노드(200-N)는 상기 채널 변경 데이터에 포함된 주 채널의 식별정보와 부 채널의 식별정보를 확인하고, 이 주 채널의 식별정보에 상응하도록 무선통신부(210-N)의 통신 채널을 변경하여 매니저 노드(100)와 통신한다. 또한, 모니터 노드(200-N)는 변경한 주 채널을 통한 배터리 데이터의 전송에 실패하면, 상기 채널 변경 데이터 포함된 부 채널의 식별정보와 상응하도록 무선통신부(210-N)의 통신 채널을 변경하고, 변경한 통신 채널을 이용하여 배터리 데이터를 매니저 노드(100)로 전송한다.The monitor node 200-N includes a wireless communication unit 210-N, and after setting the communication channel of the wireless communication unit 210-N to the first channel as the main channel, the manager node using the main channel The (100) participates in the short-range wireless network and transmits the battery data to the manager node (100). The monitor node 200 -N transmits the battery data to the manager node 100 at the timing of a dedicated slot allocated to it. When the transmission of battery data using the main channel fails, the monitor node 200-N changes the communication channel of the failed wireless communication unit 210-N to a second channel, which is a secondary channel, and then changes the second channel. The battery data is transmitted to the manager node 100 by using. The monitor node 200 -N may receive channel change data from the manager node 100. In this case, the monitor node 200-N checks the identification information of the main channel and the identification information of the sub-channel included in the channel change data, and The communication channel is changed to communicate with the manager node 100. In addition, when the transmission of battery data through the changed main channel fails, the monitor node 200-N changes the communication channel of the wireless communication unit 210-N to correspond to the identification information of the sub-channel including the channel change data. Then, the battery data is transmitted to the manager node 100 using the changed communication channel.

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 배터리 모듈의 상태(예컨대, SOC, SOH)와 전체 배터리 팩의 상태를 추정할 수도 있다.The manager node 100 receives battery data including one or more of current, voltage, temperature, and self-diagnosis data from each monitor node 200-N, and analyzes the received battery data to determine the status of each battery module. Or monitor the condition of the battery pack. The manager node 100 may analyze the data of each battery module received from each monitor node 200-N, and estimate the state of each battery module (eg, SOC, SOH) and the state of the entire battery pack. have.

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 작동할 수 있다. 상기 주 무선통신부(110)는 제1 주파수 기반의 제1 채널을 이용하여 모니터 노드(200-N) 각각과 근거리 무선 네트워크를 형성하고, 부 무선통신부(120)는 제2 주파수 기반의 제2 채널을 모니터 노드(200-N) 각각과 근거리 무선 네트워크를 형성할 수 있다. 상기 주 채널과 부 채널을 서로 간의 주파수 간섭을 고려하여 사전에 설정된 주파수값 이상으로, 주 채널의 제1 주파수와 부 채널의 제2 주파수가 서로 이격되도록 설정될 수 있다. The manager node 100 includes two or more wireless communication units 110 and 120. The wireless communication units 110 and 120 may include a circuit and an antenna for performing short-range wireless communication. One of the wireless communication units included in the manager node 100 may operate as the main wireless communication unit 110 and the other wireless communication unit may operate as the secondary wireless communication unit 120. The main wireless communication unit 110 forms a short-range wireless network with each of the monitor nodes 200-N using a first channel based on a first frequency, and the sub wireless communication unit 120 is a second channel based on a second frequency. A short-range wireless network may be formed with each of the monitor nodes 200 -N. The primary channel and the secondary channel may be set to be spaced apart from each other by a first frequency of the primary channel and a second frequency of the secondary channel by more than a preset frequency value in consideration of frequency interference between each other.

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. In addition, the manager node 100 preferentially acquires the data of the battery module from each monitor node 200-N through the main channel. The manager node 100 acquires data of the specific monitor node 200-N through a sub channel when communication with the specific monitor node 200-N through the main channel is impossible.

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 전체 모니터 노드들을 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. According to an embodiment of the present invention, the manager node 100 forms a short-range wireless network for battery management. In addition, the manager node 100 checks the number of monitor nodes 200-N participating in the short-range wireless network, and determines a transmission slot (see Transmission Slot in FIG. 2) as the monitor node 200-N. Divide equally by the number of to create one or more dedicated slots. The transmission slot is a section allocated for all monitor nodes, and a dedicated slot is a section that is allocated to one monitor node and can be used only by a single monitor node. In addition, the short-range wireless network is a personal network formed by the manager node 100, and the monitor node 200-N participating in the short-range wireless network performs short-range wireless communication with the manager node 100.

매니저 노드(100)는 미리 정의된 포맷을 가지는 데이터 프레임을 이용하여 모니터 노드(200-N)와 통신한다. The manager node 100 communicates with the monitor node 200-N using a data frame having a predefined format.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른, 데이터 프레임을 예시하는 도면이다.2 is a diagram illustrating a data frame according to an embodiment of the present invention.

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.Referring to FIG. 2, a data frame used in wireless communication of the present invention includes a plurality of time slots such as a manager slot and a transmission slot, and the data frame has a constant time length (Tms). Has. In addition, each of the manager slot and the transmission slot included in the data frame is assigned a preset time, and the arrangement order is also constant. The first manager slot arranged in the data frame is a dedicated slot used by the manager node 100 and includes a beacon.

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.The beacon synchronizes slot timing by performing a function of notifying the start of a data frame. The manager node 100 continuously transmits the beacon at regular intervals. The monitor node 200 -N recognizes the start time of the data frame based on the beacon, and may extract a manager slot and a transmission slot having a time allocated in advance based on the beacon from the data frame.

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.In the data frame, the manager slot is a slot used by the manager node 100 to control the monitor node 200-N. During the manager slot, allocation information including communication ID and dedicated slot information may be transmitted to the monitor node 200 -N.

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.The transmission slot is a time slot through which battery data is transmitted, and is divided into a plurality of dedicated slots to be allocated to each monitor node 200-N. The transmission slot may be equally divided by the number of monitor nodes participating in the local area wireless network (i.e., currently communicating with the manager node), and the divided transmission slot (i.e., dedicated slot) is a specific monitor node 200-N. It is allocated for. In Figure 2, the transmission slot is divided into four sections, M1 is monitor node #1 (200-1), M2 is monitor node #2 (200-2), M3 is monitor node #3 (200-3), M4. Exemplifies assignment to monitor node #4 (200-4).

매니저 노드(100)는 동일한 채널 운영 방식을 가지는 타 근거리 무선 네트워크가 검출되는지 여부를 모니터링하여 검출되면, 주 채널의 주파수를 무작위로 변경하고 부 채널의 주파수를 무작위로 변경하여, 주파수가 변경된 주 채널, 부 채널 중 어느 하나를 이용하여 모니터 노드(200-N)와 통신할 수 있다. 즉, 매니저 노드(100)는 가용 가능한 채널들 중에서 무작위로 제3 채널과 제4 채널을 선택하고, 주 채널을 제1 채널에서 무작위로 선택된 제3 채널로 변경하고, 부 채널을 제2 채널에서 무작위로 선택된 제4 채널로 변경한다. The manager node 100 monitors whether another short-range wireless network having the same channel operation method is detected, and if detected, randomly changes the frequency of the main channel and randomly changes the frequency of the sub-channel, so that the main channel whose frequency is changed. , It is possible to communicate with the monitor node 200-N using any one of the sub-channels. That is, the manager node 100 randomly selects a third channel and a fourth channel from the available channels, changes the primary channel from the first channel to a randomly selected third channel, and changes the sub channel from the second channel. Changes to a randomly selected fourth channel.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른, 매니저 노드의 구성을 나타내는 도면이다.3 is a diagram illustrating a configuration of a manager node according to an embodiment of the present invention.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 매니저 노드(100)는 제1 무선통신부(110), 제2 무선통신부(120), 저장부(130) 및 제어부(140)를 포함한다.3, the manager node 100 according to an embodiment of the present invention includes a first wireless communication unit 110, a second wireless communication unit 120, a storage unit 130, and a control unit 140 do.

제1 무선통신부(110)는 상술한 주 무선통신부로서, 모니터 노드(200-N)와 주 채널을 형성한다. The first wireless communication unit 110, as the above-described main wireless communication unit, forms a main channel with the monitor node 200-N.

제2 무선통신부(120)는 상술한 부 무선통신부로서, 모니터 노드(200-N)와 부 채널을 형성한다.The second wireless communication unit 120 is the sub wireless communication unit described above, and forms a sub channel with the monitor node 200-N.

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.The first wireless communication unit 110 and the second wireless communication unit 120 are provided with a radio frequency (RF) circuit for performing short-range wireless communication. In addition, the first wireless communication unit 110 and the second wireless communication unit 120 broadcast beacons at regular intervals. Transmission timings of the beacon transmitted from the first wireless communication unit 110 and the beacon transmitted from the second wireless communication unit 120 may be the same or different.

저장부(130)는 메모리, 디스크 장치 등과 같은 저장수단으로서, 매니저 노드(100)가 동작하기 위한 각종 프로그램과 데이터를 저장한다. 특히, 저장부(130)는 상술한 매니저 노드(100)의 동작을 실행하는 알고리즘이 정의된 프로그램(또는 명령어 세트)을 저장할 수 있다. 또한, 저장부(130)는 각각의 모니터 노드(200-N)로부터 수신한 배터리 데이터를 저장할 수 있다.The storage unit 130 is a storage means such as a memory or a disk device, and stores various programs and data for the manager node 100 to operate. In particular, the storage unit 130 may store a program (or instruction set) in which an algorithm for executing the operation of the manager node 100 is defined. In addition, the storage unit 130 may store battery data received from each of the monitor nodes 200 -N.

제어부(140)는 마이크로프로세서와 같은 연산처리 장치로서, 매니저 노드(100)의 전반적인 동작을 제어한다. 상기 제어부(140)는 저장부(130)에 저장된 프로그램(또는 명령어 세트)과 관련된 데이터를 메모리에 탑재한 후에, 통신 채널 상태를 모니터링하고 통신 채널을 변경할 수 있다.The controller 140 is an operation processing device such as a microprocessor and controls the overall operation of the manager node 100. The control unit 140 may monitor a communication channel state and change a communication channel after loading data related to a program (or instruction set) stored in the storage unit 130 into a memory.

제어부(140)는 제1 무선통신부(110), 제2 무선통신부(120) 중에서 하나 이상의 이용하여 모니터 노드(200-N)와 근거리 무선 네트워크를 형성하고, 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, 제어부(140)는 각 배터리 데이터를 종합 분석하여 배터리 팩의 상태를 파악하여, 충전과 방전을 제어할 수 있다.The controller 140 forms a short-range wireless network with the monitor node 200-N by using one or more of the first wireless communication unit 110 and the second wireless communication unit 120, and the battery of each monitor node 200-N By acquiring data and analyzing the battery data, it is possible to analyze the state of the battery modules in which the monitor node 200 -N is mounted. In addition, the controller 140 may comprehensively analyze each battery data to determine the state of the battery pack, and control charging and discharging.

본 발명의 실시예에 따르면, 제어부(140)는 제1 무선통신부(110)의 통신 채널을 주 채널인 제1 채널로 설정하고, 상기 제1 무선통신부(110)를 이용하여 각각의 모니터 노드(200-N)와 근거리 무선 네트워크를 형성할 수 있다. 또한, 제어부(140)는 제2 무선통신부(120)의 통신 채널을 부 채널인 제2 채널로 설정하고, 상기 제2 무선통신부(120)를 이용하여 하나 이상의 모니터 노드(200-N)와 근거리 무선 네트워크를 형성할 수 있다. 또한, 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.According to an embodiment of the present invention, the control unit 140 sets the communication channel of the first wireless communication unit 110 to a first channel, which is a main channel, and uses the first wireless communication unit 110 to each monitor node ( 200-N) and a short-range wireless network can be formed. In addition, the control unit 140 sets the communication channel of the second wireless communication unit 120 as a second channel, which is a sub-channel, and uses the second wireless communication unit 120 to be close to one or more monitor nodes 200-N. You can form a wireless network. In addition, the control unit 140 communicates with the monitor node 200-N by preferentially using the first wireless communication unit 110, but through a specific monitor node 200-N and a main channel (that is, the first wireless communication unit If communication is not possible using), it is possible to communicate with the specific monitor node 200-N using a sub-channel formed by the second wireless communication unit 120.

한편, 제어부(140)는 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 예비 주 채널로 선정한다. 또한, 제어부(140)는 상기 예비 주 채널과 사전에 설정된 이격 주파수(예컨대, 30Mhz) 이상의 차이가 발생한 채널들 중에서 가장 양호한 품질을 가지는 채널을 예비 부 채널로 선정할 수 있다. 상기 예비 주 채널과 상기 예비 부 채널은, 채널 열화에 따라 채널 변경을 진행되는 경우에, 주 채널과 부 채널로서 이용되는 채널이다. 제어부(140)는 제1 무선통신부(110) 또는 제2 무선통신부(120)를 이용하여 수시로 채널들을 검색하고, 검색한 각 채널에서 이용하는 주파수 신호에 대한 에너지 검출(energy detection)과 각 채널에서의 프레임 검출(frame detection)을 수행한 후, 채널의 에너지 검출 결과에 제1 가중치를 적용하고, 채널의 프레임 검출 결과에 제2 가중치를 적용한 후, 가중치가 적용된 에너지 검출 결과와 프레임 검출 결과를 합산하여, 채널별 품질을 수치로서 평가할 수 있다. 상기 에너지 검출은 해당 채널의 주파수 신호의 에너지 레벨을 검출하는 것으로서, dB 단위의 결과값이 나타나고 dB 값이 높을수록 사용량이 많은 채널인 것으로 판단될 수 있다. 또한, 프레임 검출은 본 발명의 무선 배터리 관리 시스템과 동일한 변조 방식을 이용하는 타 네트워크의 데이터 프레임을 검출하는 것으로서, 결과값으로서 프레임 검출 또는 프레임 미검출이 나타난다. 부연하면, 매니저 노드(100)와 모니터 노드(200-N)는 동일한 변복조 방식을 이용하여 데이터 프레임을 변조하여 송출하고 수신한 데이터 프레임을 복조한다. 매니저 노드(100)는 주 채널과 부 채널 이외의 타 채널에서 발생되는 데이터 프레임을 정상적으로 복조하여 데이터 프레임을 인식하는 경우 이미 타 네트워크가 상기 타 채널을 이용한 것으로 판단하여, 상기 타 채널에 낮은 가중치를 적용한다. 제어부(140)는 타 네트워크에서 발생한 프리엠블(preamble)이 검출되어 정상적으로 복조되는 경우, 상기 타 네트워크의 데이터 프레임이 검출된 것으로 판단할 수 있다. 결과적으로, 예비 주 채널로 선정되는 채널은 타 네트워크의 데이터 프레임이 검출되지 않으며 또한 에너지 레벨이 가장 낮은 채널이고, 예비 부 채널 선정되는 채널은 상기 예비 주 채널과 이격 주파수 이상의 차이를 가지는 채널들 중에서 데이터 프레임이 검출되지 않으며 또한 에너지 레벨이 가장 낮은 채널이다. Meanwhile, the control unit 140 searches for channels other than the main channel and the sub channel using the second wireless communication unit 120 or the first wireless communication unit 110, evaluates the quality of each channel, and determines the quality of the channels. This best channel is selected as a spare main channel. In addition, the control unit 140 may select a channel having the best quality from among channels in which a difference greater than or equal to the preliminary main channel and a predetermined spacing frequency (eg, 30Mhz) is selected as the preliminary sub-channel. The preliminary main channel and the preliminary sub-channel are channels used as a main channel and a sub-channel when a channel is changed according to channel deterioration. The control unit 140 searches for channels from time to time using the first wireless communication unit 110 or the second wireless communication unit 120, and detects energy for the frequency signal used in each searched channel. After frame detection is performed, a first weight is applied to the channel energy detection result, a second weight is applied to the channel frame detection result, and the weighted energy detection result and the frame detection result are summed. , The quality of each channel can be evaluated as a numerical value. The energy detection is to detect the energy level of the frequency signal of the corresponding channel, and a result value in dB is displayed, and as the dB value is higher, it may be determined that the channel has a larger amount of usage. Further, the frame detection is to detect a data frame of another network using the same modulation method as the wireless battery management system of the present invention, and a frame detection or no frame detection appears as a result value. In other words, the manager node 100 and the monitor node 200-N modulate and transmit a data frame using the same modulation and demodulation method, and demodulate the received data frame. When the manager node 100 normally demodulates a data frame generated in a channel other than the main channel and the sub channel to recognize the data frame, it is determined that the other network has already used the other channel, and a low weight is applied to the other channel. Apply. When a preamble generated in another network is detected and demodulated normally, the controller 140 may determine that a data frame of the other network has been detected. As a result, the channel selected as the spare main channel is the channel with the lowest energy level and the data frame of the other network is not detected, and the channel selected as the spare sub channel is among the channels having a difference greater than or equal to the spacing frequency from the spare main channel. No data frame is detected and it is also the channel with the lowest energy level.

제어부(140)는 현재 설정된 주 채널의 상태를 계속적으로 모니터링한다. 제어부(140)는 데이터 미수신 횟수, 상기 주 채널의 에너지 검출 결과, 상기 주 채널의 프레임 검출 결과 등 중에서 하나 이상을 이용하여 주 채널의 열화도를 확인할 수 있다. 이때, 제어부(140)는 상기 미수신 횟수에 제3 가중치를 적용하고, 상기 주 채널의 에너지 검출 결과에 제4 가중치를 적용하고, 상기 주 채널의 프레임 검출 결과에 제5 가중치를 적용한 후, 가중치가 적용된 미수신 횟수, 에너지 검출 결과와 프레임 검출 결과를 합산하여, 주 채널의 열화도를 수치로서 산출할 수 있다. 상기 제1 가중치와 상기 제4 가중치는 동일할 수 있으며, 상기 제2 가중치와 상기 제5 가중치는 동일할 수도 있다.The controller 140 continuously monitors the state of the currently set main channel. The controller 140 may check the degree of deterioration of the main channel by using one or more of the number of data not received, the energy detection result of the main channel, the frame detection result of the main channel, and the like. At this time, the controller 140 applies a third weight to the number of non-reception, applies a fourth weight to the energy detection result of the main channel, and applies a fifth weight to the frame detection result of the main channel, and then the weight is By summing the applied number of non-reception, energy detection results, and frame detection results, the degree of deterioration of the main channel can be calculated as a numerical value. The first weight and the fourth weight may be the same, and the second weight and the fifth weight may be the same.

제어부(140)는 주 채널이 열화된 것으로 판단되면, 정규 규칙(regular rule)에 따라 채널 변경을 진행할 수 있다. 구체적으로, 제어부(140)는 주 채널이 열화된 것으로 판단되면, 현재 선정된 예비 주 채널의 식별정보와 예비 부 채널의 식별정보를 확인하고, 예비 주 채널의 식별정보 및 예비 부 채널의 식별정보를 포함하는 채널 변경 데이터를 모니터 노드(200-N)로 브로드캐스팅한다. 이때, 제어부(140)는 매니저 슬롯 타이밍에 제1 무선통신부(110)와 제2 무선통신부(120)를 모두를 이용하여 상기 채널 변경 데이터를 브로드캐스팅할 수 있다. 또한, 제어부(140)는 상기 채널 변경 데이터에 채널 변경 예정 시점을 포함시킬 수 있으며, 상기 채널 변경 예정 시점에 상기 제1 무선통신부(110)의 통신 채널을 상기 예비 주 채널로 변경하고, 상기 제2 무선통신부(120)의 통신 채널을 상기 예비 부 채널로 변경할 수 있다. 상기 채널 변경 예정 시점은, 채널이 변경되는 시각을 포함할 수 있으며, 또는 현재 시각을 기준으로 경과되는 타이머 시간을 포함할 수 있다. When it is determined that the main channel is deteriorated, the controller 140 may change the channel according to a regular rule. Specifically, when it is determined that the main channel is deteriorated, the control unit 140 checks the identification information of the currently selected spare main channel and the spare sub-channel, and identifies the reserved main channel and the spare sub-channel identification information. It broadcasts the channel change data including a to the monitor node (200-N). In this case, the control unit 140 may broadcast the channel change data using both the first wireless communication unit 110 and the second wireless communication unit 120 at the manager slot timing. In addition, the control unit 140 may include a channel change scheduled time point in the channel change data, and change the communication channel of the first wireless communication unit 110 to the spare main channel at the channel change scheduled time point, and 2 The communication channel of the wireless communication unit 120 may be changed to the reserved sub channel. The scheduled time point for channel change may include a time at which the channel is changed, or may include a timer time elapsed based on the current time.

제어부(140)는 매니저 노드(100)가 형성한 근거리 무선 네트워크와 동일한 채널 운영 방식을 가지는 타 네트워크가 검출되는지 여부를 모니터링한다. 상기 제어부(140)는 상기 주 채널에서 동일한 변조 방식을 이용하는 타 네트워크의 데이터 프레임이 검출되고, 상기 부 채널을 통해 검출한 제2 주파수의 에너지 레벨이 임계값을 초과하면 동일하게 채널을 운영하는 타 근거리 무선 네트워크가 검출된 것으로 판단할 수 있다. The controller 140 monitors whether another network having the same channel operation method as the local area wireless network formed by the manager node 100 is detected. The control unit 140 detects a data frame of another network using the same modulation method in the main channel, and when the energy level of the second frequency detected through the sub channel exceeds a threshold value, the control unit 140 operates the same channel. It can be determined that a short-range wireless network has been detected.

제어부(140)는 동일한 채널 운영 방식을 가지는 타 네트워크가 검출되면, 제1 무선통신부(110)의 통신 채널을 제1 채널에서 무작위로 선택한 제3 채널로 변경하고, 제2 무선통신부(120)의 통신 채널을 제2 채널에서 무작위로 선택한 제4 채널로 변경한다. 즉, 제어부(140)는 주 채널의 주파수를 제1 주파수에서 제3 주파수로 변경하고, 부 채널의 주파수를 제2 주파수에서 제4 주파수로 변경하여, 상기 타 네트워크와의 충돌과 간섭을 회피한다. 상기 제3 채널과 상기 제4 채널은 가용 가능한 채널들 중에서 무작위로 선택된 채널이다. When another network having the same channel operation method is detected, the controller 140 changes the communication channel of the first wireless communication unit 110 to a third channel randomly selected from the first channel, and The communication channel is changed from the second channel to a fourth channel randomly selected. That is, the control unit 140 changes the frequency of the main channel from the first frequency to the third frequency and changes the frequency of the sub channel from the second frequency to the fourth frequency to avoid collision and interference with the other networks. . The third channel and the fourth channel are channels selected at random from among available channels.

본 발명에 따른 무선 배터리 관리 시스템을 탑재한 복수의 차량이 주변에 위치하는 경우, 제1 무선 배터리 관리 시스템과 제2 무선 배터리 관리 시스템은 주 채널의 주파수와 부 채널의 주파수를 동일하게 사용할 수 있다. 이 경우, 제1 무선 배터리 관리 시스템과 제2 무선 배터리 관리 시스템은 주변에 동일한 채널 운영 방식을 가지는 타 근거리 무선 네트워크가 존재함을 인지하게 된다. 이렇게 동일한 채널 운영 방식을 가지는 복수의 배터리 관리 시스템이 이웃한 경우, 예비 주 채널과 예비 부 채널을 이용하여 주 채널과 부 채널을 변경하는 경우, 변경된 주 채널과 부 채널에서도 간섭 또는 충돌이 발생하게 된다. 그 이유는, 제1 무선 배터리 관리 시스템과 제2 무선 배터리 관리 시스템은 동일한 베스트 채널 스캔 방법을 이용하여, 예비 주 채널과 예비 부 채널을 동일하게 선정할 확률이 높기 때문이다. 이에 따라, 본 발명의 실시예서는 제어부(140)는 동일한 채널 운영 방식을 사용하는 타 네트워크가 발견되는 경우, 상기 정규 규칙을 이용하지 않고, 랜덤 방식을 이용하여 채널을 무작위로 선정하고 주 채널과 부 채널을 무작위로 선정된 채널로 변경하여, 상기 타 네트워크와 충돌과 간섭을 회피한다.When a plurality of vehicles equipped with the wireless battery management system according to the present invention are located nearby, the first wireless battery management system and the second wireless battery management system can use the same frequency of the main channel and the frequency of the sub-channel. . In this case, the first wireless battery management system and the second wireless battery management system recognize that there are other short-range wireless networks having the same channel operation method around them. When a plurality of battery management systems having the same channel operation method are adjacent to each other, when the main channel and the sub-channel are changed using the spare main channel and the spare sub-channel, interference or collision occurs even in the changed main channel and sub-channel. do. This is because the first wireless battery management system and the second wireless battery management system have a high probability of selecting the same reserve main channel and reserve sub-channel by using the same best channel scanning method. Accordingly, in the embodiment of the present invention, when another network using the same channel operation method is found, the controller 140 randomly selects a channel using a random method without using the regular rule, and By changing the sub-channel to a randomly selected channel, collision and interference with the other networks are avoided.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른, 매니저 노드가 배터리 데이터를 획득하는 방법을 설명하는 흐름도이다.4 is a flowchart illustrating a method of obtaining battery data by a manager node according to an embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 제어부(140)는 제1 무선통신부(110)를 제1 주파수 기반의 주 채널(즉, 제1 채널)로 설정하고, 제2 무선통신부(120)를 제2 주파수 기반의 부 채널(즉, 제2 채널)로 설정한 상태에서, 매니저 슬롯 타이밍에 데이터 보고를 요청하는 명령을 상기 주 채널과 부 채널을 이용하여 모니터 노드(200-N)로 전송한다(S401).4, the control unit 140 sets the first wireless communication unit 110 as a first frequency-based main channel (ie, a first channel), and sets the second wireless communication unit 120 to a second frequency-based main channel. In a state in which the sub-channel (ie, the second channel) is set, a command for requesting a data report at the timing of the manager slot is transmitted to the monitor node 200-N using the main channel and the sub-channel (S401).

이어서, 제어부(140)는 상기 명령을 잘 수신하였는지를 나타내는 응답(ACK)이 모든 모니터 노드(200-N)로부터 수신되는지 여부를 제1 무선통신부(110)와 제2 무선통신부(120)를 통해 확인하여, 응답(ACK)이 수신되지 않은 모니터 노드(200-N)가 존재하면(S403의 no), 미수신된 응답(ACK) 개수와 상응하여 미수신 횟수를 증가시킨다(S411). 상기 미수신 횟수는 모니터 노드(200-N)가 응답에 응하지 않은 횟수를 나타내는 것으로서 주 채널의 열화도를 산출하는데 이용된다. 상기 제어부(140)는 ACK가 미수신한 모니터 노드(200-N)를 확인하여, 해당 모니터 노드(200-N)로 데이터 보고를 요청하는 명령을 다시 전송할 수 있다. Subsequently, the control unit 140 checks through the first wireless communication unit 110 and the second wireless communication unit 120 whether a response (ACK) indicating whether the command has been successfully received is received from all the monitor nodes 200-N. Thus, if there is a monitor node 200-N in which the response (ACK) has not been received (no in S403), the number of non-reception is increased corresponding to the number of unreceived responses (ACK) (S411). The number of non-reception indicates the number of times the monitor node 200-N does not respond to a response, and is used to calculate the degree of deterioration of the main channel. The controller 140 may check the monitor node 200-N for which an ACK has not been received, and transmit a command requesting a data report to the corresponding monitor node 200-N again.

제어부(140)는 상기 응답(ACK)이 모든 모니터 노드(200-N)로부터 수신되면(S403의 yes), 배터리 데이터의 수신을 대기한다(S405). 제어부(140)는 배터리 데이터가 하나 이상의 모니터 노드(200-N)로부터 수신되지 않아 데이터가 누락되면(S407의 no), 누락된 배터리 데이터의 개수와 상응하여 상기 미수신 횟수를 증가시킨다(S411). 즉, 제어부(140)는 배터리 데이터를 보고하지 않은 모니터 노드(200-N)의 개수와 상응하여 상기 미수신 횟수를 증가시킨다. 상기 제어부(140)는 배터리 데이터를 전송하지 않은 모니터 노드(200-N)를 확인하여, 해당 모니터 노드(200-N)로 데이터 보고를 요청하는 명령을 다시 전송할 수 있다. When the response (ACK) is received from all the monitor nodes 200-N (Yes in S403), the controller 140 waits for reception of battery data (S405). When the battery data is not received from one or more monitor nodes 200-N and data is missing (no in S407), the controller 140 increases the number of non-reception times corresponding to the number of missing battery data (S411). That is, the controller 140 increases the number of non-reception times corresponding to the number of monitor nodes 200-N that do not report battery data. The controller 140 may check the monitor node 200-N that has not transmitted battery data, and transmit a command requesting a data report to the corresponding monitor node 200-N again.

한편, 제어부(140)는 상기 제어 명령에 따른 배터리 데이터가 모든 모니터 노드(200-N)로부터 수신되면, 각각의 모니터 노드(200-N)로부터 수신한 데이터를 저장부(130)에 저장한다(S409). Meanwhile, when the battery data according to the control command is received from all monitor nodes 200-N, the controller 140 stores the data received from each monitor node 200-N in the storage unit 130 ( S409).

상술한 도 4에 따른 절차는 1 사이클에 해당하는 것으로서, 제어부(140)는 일정 주기 간격으로 도 5의 각 단계를 반복한다.The above-described procedure according to FIG. 4 corresponds to one cycle, and the controller 140 repeats each step of FIG. 5 at regular intervals.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른, 매니저 노드가 예비 채널을 선정하는 방법을 설명하는 흐름도이다. 5 is a flowchart illustrating a method of selecting a spare channel by a manager node according to an embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, 제어부(140)는 베스트 채널의 스캔 주기가 도래하는지 여부를 확인하여 도래하면, 제1 무선통신부(110) 또는 제2 무선통신부(120)를 이용하여 채널들을 검색하고, 검색한 각 채널의 주파수 신호에 대한 에너지 검출을 수행한다(S503). 제어부(140)는 에너지 검출의 결과로서 각 채널의 주파수 신호에 대한 에너지 레벨을 확인할 수 있다. Referring to FIG. 5, the control unit 140 checks whether the scan period of the best channel arrives, and when it arrives, searches for channels using the first wireless communication unit 110 or the second wireless communication unit 120, and searches for channels. Energy detection is performed on the frequency signal of each channel (S503). The controller 140 may check the energy level of the frequency signal of each channel as a result of energy detection.

다음으로, 제어부(140)는 제1 무선통신부(110) 또는 제2 무선통신부(120)를 이용하여 채널별 데이터 프레임 검출을 수행하여, 각 채널에서 타 네트워크의 데이터 프레임이 검출되는지 여부를 확인한다(S505). 무선 배터리 관리 시스템에서 이용하는 변조 방식과 동일한 방식으로 변조된 타 데이터 프레임이 수신되는 경우, 제어부(140)는 해당 채널에서 타 네트워크의 데이터 프레임을 검출할 수 있다. 상기 타 데이터 프레임은 무선 배터리 관리 시스템에서 발생된 프레임이 아니라, 외부 네트워크 또는 시스템으로부터 수신된 데이터 프레임이다.Next, the control unit 140 performs channel-specific data frame detection using the first wireless communication unit 110 or the second wireless communication unit 120, and checks whether a data frame of another network is detected in each channel. (S505). When another data frame modulated in the same manner as the modulation method used in the wireless battery management system is received, the controller 140 may detect the data frame of another network in the corresponding channel. The other data frame is not a frame generated by a wireless battery management system, but a data frame received from an external network or system.

다음으로, 제어부(140)는 에너지 검출 결과(즉, 에너지 레벨)에 제1 가중치를 적용하고, 프레임 검출 결과에 제2 가중치를 적용한 후, 가중치가 적용되는 에너지 검출 결과와 프레임 검출 결과를 합산함으로써 해당 채널의 품질을 평가한다(S507). 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 데이터 프레임이 검출되지 않고 에너지 검출 결과값이 낮은 채널이 높은 점수를 갖게 된다.Next, the controller 140 applies a first weight to the energy detection result (ie, energy level), applies a second weight to the frame detection result, and then adds the energy detection result to which the weight is applied and the frame detection result. The quality of the corresponding channel is evaluated (S507). A first weight is applied to the energy detection result value so that the lower the energy detection result value of the channel, the higher the quality evaluation value of the channel, and a frame so that the quality evaluation value of the channel increases when a frame is not detected in the channel. A second weight is applied to the detection result value. Accordingly, as a result, no data frame is detected and a channel having a low energy detection result value has a high score.

제어부(140)는 채널들 중에서 품질이 가장 양호한 채널을 예비 주 채널로 선정하고, 더불어 상기 예비 주 채널과 사전에 설정된 이격 주파수(예컨대, 30Mhz) 이상의 차이가 발생한 채널들 중에서 가장 양호한 채널을 예비 부 채널로 선정한다(S509). 결과적으로, 예비 주 채널로 선정되는 채널은 데이터 프레임이 검출되지 않으며 또한 에너지 레벨이 가장 낮은 채널이고, 예비 부 채널 선정되는 채널은 상기 예비 주 채널과 이격 주파수 이상의 차이를 가지는 채널들 중에서 데이터 프레임이 검출되지 않으며 또한 에너지 레벨이 가장 낮은 채널이다. The control unit 140 selects a channel having the best quality among the channels as a spare main channel, and also selects the best channel among channels having a difference of more than the preset separation frequency (eg, 30Mhz) from the spare main channel. The channel is selected (S509). As a result, the channel selected as the spare main channel does not detect a data frame and has the lowest energy level, and the channel selected as the spare sub channel has a data frame among channels having a difference of more than the spacing frequency from the spare main channel. It is not detected and is also the channel with the lowest energy level.

이러한 베스트 채널 스캔은 사전에 설정된 주기 간격으로 반복될 수 있으며, 이에 따라 예비 주 채널, 예비 부 채널 각각은 수시로 변경될 수 있다. 또한, 상기 예비 주 채널과 예비 부 채널은 정규 규칙에 따라 채널을 변경할 때 이용된다.The best channel scan may be repeated at a predetermined periodic interval, and accordingly, each of the spare main channel and the spare sub channel may be changed at any time. In addition, the reserved main channel and the reserved sub-channel are used when changing channels according to a regular rule.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른, 무선 배터리 관리 시스템에서 채널을 운영하는 방법을 설명하는 흐름도이다.6 is a flowchart illustrating a method of operating a channel in a wireless battery management system according to an embodiment of the present invention.

도 6을 참조하면, 제어부(140)는 사전에 설정된 채널 분석 주기가 도래하는 여부를 확인하여 도래하면(S601), 제1 무선통신부(110)를 이용한 에너지 검출을 수행하여 주 채널에 이용하는 제1 주파수 신호의 에너지 레벨을 확인한다(S603). Referring to FIG. 6, the controller 140 checks whether a preset channel analysis period has arrived, and when it arrives (S601), the controller 140 performs energy detection using the first wireless communication unit 110 to be used for the main channel. The energy level of the frequency signal is checked (S603).

다음으로, 제어부(140)는 상기 확인한 에너지 레벨이 사전에 설정된 임계값을 초과하는지 여부를 확인하여 초과하면(S605의 yes), 제1 무선통신부(110)를 이용하여 주 채널의 프레임 검출을 수행한다(S607). 즉, 제어부(140)는 무선 배터리 관리 시스템에서 이용하는 변조 방식과 동일한 방식으로 변조된 타 네트워크의 데이터 프레임이, 상기 주 채널에서 검출되는지 여부를 확인한다. 제어부(140)는 타 네트워크에서 발생한 프리엠블(preamble)이 검출되어 정상적으로 복조되는 경우, 상기 타 네트워크의 데이터 프레임이 검출된 것으로 판단할 수 있다.Next, the control unit 140 checks whether the checked energy level exceeds a preset threshold value, and if it exceeds (yes in S605), it performs frame detection of the main channel using the first wireless communication unit 110. Do (S607). That is, the controller 140 checks whether a data frame of another network modulated in the same manner as the modulation method used in the wireless battery management system is detected in the main channel. When a preamble generated in another network is detected and demodulated normally, the controller 140 may determine that a data frame of the other network has been detected.

제어부(140)는 타 네트워크의 데이터 프레임이 검출되는지 여부를 확인하여 검출되면(S609의 yes), 상기 타 네트워크가 동일한 채널 운영 방식을 이용하는지 여부를 판단하기 위해서, 제2 무선통신부(120)를 이용한 에너지 검출을 수행하여 부 채널에 이용하는 제2 주파수 신호의 에너지 레벨을 확인한다(S611). The control unit 140 checks whether a data frame of another network is detected, and if detected (yes in S609), the second wireless communication unit 120 is used to determine whether the other network uses the same channel operation method. The energy used is detected to check the energy level of the second frequency signal used for the sub-channel (S611).

제어부(140)는 상기 제2 주파수 신호의 에너지 레벨이 상기 임계값을 초과하는지 여부를 확인하여 초과하면(S613의 yes), 무선 배터리 관리 시스템과 동일한 채널 운영 방식을 가지는 타 네트워크가 주변에 존재하는 것으로 판단한다. 이어서, 제어부(140)는 주 채널인 제1 채널과 부 채널인 제2 채널을 제외하고 가용 가능한 채널들 중에서, 무작위로 제3 채널과 제4 채널을 선택한다. 즉, 제어부(140)는 가용 가능한 주파수들 중에서 무작위로 제3 주파수를 가지는 제3 채널과 제4 주파수를 가지는 제4 채널을 선택한다. 그리고 제어부(140)는 제1 무선통신부(110)의 통신 채널을 제1 채널에서 상기 제3 주파수 기반의 제3 채널로 변경하고, 제2 무선통신부(120)의 통신 채널을 제2 채널에서 제4 주파수 기반의 제4 채널로 변경한다(S615). 즉, 제어부(140)는 주 채널을 통해서 변조 방식이 동일한 타 데이터 프레임이 검출되고 부 채널에서 임계값 이상의 에너지 레벨이 검출되는 경우, 무선 배터리 관리 시스템과 동일한 채널 운영 방식을 가지는 타 네트워크가 주변에 존재하는 것으로 판단하여 정규 규칙에 따라 주 채널과 부 채널을 변경하지 않고, 랜덤하게 주 채널과 부 채널을 변경한다. 상기 제어부(140)는 제1 무선통신부(110)와 제2 무선통신부(120)를 이용하여, 상기 제3 채널의 식별정보, 상기 제4 채널의 식별정보 및 채널 변경 예정 시점을 포함하는 채널 변경 데이터를 모니터 노드(200-N)로 브로드캐스팅한 후, 상기 채널 변경 예정 시점에 주 채널과 부 채널을 변경할 수 있다. 이때, 제어부(140)는 상기 제3 채널이 주 채널로 이용되는 채널이며, 상기 제4 채널이 부 채널로 이용되는 채널임을 상기 채널 변경 데이터에 포함시킬 수 있다. 상기 채널 변경 데이터를 수신한 모니터 노드(200-N)는 상기 채널 변경 예정 시점에, 무선통신부(210-N)의 채널을 제1 채널에서 주 채널로 설정된 제3 채널로 변경할 수 있다. 또한, 모니터 노드(200-N)는 상기 제3 채널을 이용한 통신 불가능한 경우, 상기 무선통신부(210-N)의 통신 채널을 부 채널로 설정된 제4 채널로 변경하여 통신할 수 있다. The controller 140 checks whether the energy level of the second frequency signal exceeds the threshold value, and if it exceeds (yes in S613), another network having the same channel operation method as the wireless battery management system exists in the vicinity. It is judged to be. Subsequently, the controller 140 randomly selects a third channel and a fourth channel from among the available channels excluding the first channel as the primary channel and the second channel as the secondary channel. That is, the controller 140 randomly selects a third channel having a third frequency and a fourth channel having a fourth frequency from among the available frequencies. Further, the controller 140 changes the communication channel of the first wireless communication unit 110 from the first channel to a third channel based on the third frequency, and changes the communication channel of the second wireless communication unit 120 from the second channel. 4 Changes to the frequency-based fourth channel (S615). That is, when another data frame having the same modulation method is detected through the main channel and an energy level higher than the threshold value is detected in the sub channel, the control unit 140 connects other networks having the same channel operation method as the wireless battery management system. It is determined to exist and does not change the main channel and the sub-channel according to the regular rule, but randomly changes the main channel and the sub-channel. The control unit 140 uses the first wireless communication unit 110 and the second wireless communication unit 120 to change a channel including identification information of the third channel, identification information of the fourth channel, and a scheduled time point for channel change. After broadcasting data to the monitor node 200-N, the main channel and the sub-channel may be changed at the time when the channel is scheduled to be changed. In this case, the controller 140 may include in the channel change data that the third channel is a channel used as a main channel and the fourth channel is a channel used as a sub channel. Upon receiving the channel change data, the monitor node 200 -N may change the channel of the wireless communication unit 210 -N from a first channel to a third channel set as a main channel at the time when the channel change is scheduled. In addition, when communication using the third channel is impossible, the monitor node 200 -N may communicate by changing the communication channel of the wireless communication unit 210 -N to a fourth channel set as a sub channel.

한편, S609 단계에서 제어부(140)는 동일한 변조 방식을 가지는 타 네트워크의 데이터 프레임이 검출되지 않으면, 주 채널(즉, 제1 채널)의 열화도를 산출한다(S617). 제어부(140)는 현재까지 누적된 미수신 횟수에 제3 가중치를 적용하고, 상기 주 채널의 에너지 검출 결과값인 제1 주파수 신호의 에너지 레벨에 제4 가중치를 적용하고, 상기 주 채널의 프레임 검출 결과에 제5 가중치를 적용한 후, 가중치가 적용된 미수신 횟수, 에너지지 검출 결과값과 프레임 검출 결과값을 합산하여, 주 채널의 열화도를 수치로서 확인할 수 있다. 상기 제1 가중치와 상기 제4 가중치는 동일할 수 있으며, 상기 제2 가중치와 상기 제5 가중치는 동일할 수도 있다. Meanwhile, in step S609, if a data frame of another network having the same modulation scheme is not detected, the control unit 140 calculates a degree of deterioration of the main channel (ie, the first channel) (S617). The controller 140 applies a third weight to the number of non-reception accumulated so far, applies a fourth weight to the energy level of the first frequency signal, which is the energy detection result value of the main channel, and detects the frame of the main channel. After applying the fifth weight to, the number of non-reception to which the weight is applied, the energy sheet detection result value, and the frame detection result value are summed, and the degree of deterioration of the main channel can be checked as a number. The first weight and the fourth weight may be the same, and the second weight and the fifth weight may be the same.

제어부(140)는 상기 산출한 열화도가 정상 범위를 이탈하였는지 여부를 확인하여(S619), 정상 범위 이내이면 채널 변경을 수행하지 않고 주 채널을 제1 채널로 그대로 유지하고, 부 채널을 제2 채널로 그대로 유지한다.The control unit 140 checks whether the calculated deterioration degree deviates from the normal range (S619), and if it is within the normal range, the main channel is maintained as the first channel without performing channel change, and the sub channel is set as the second channel. Keep it as a channel.

반면에, 제어부(140)는 상기 산출한 열화도가 상기 정상 범위를 이탈하거나 S613 단계에서 부 채널의 에너지 레벨이 임계값 이하면, 정규 규칙에 따라 제1 무선통신부(110)의 통신 채널과 제2 무선통신부(120)의 통신 채널을 변경한다(S621). 즉, 제어부(140)는 현재 선정된 예비 주 채널의 식별정보와 예비 부 채널의 식별정보에 기초하여, 제1 무선통신부(110)의 통신 채널을 제1 채널에서 상기 예비 주 채널로 변경하고, 제2 무선통신부(120)의 통신 채널을 제2 채널에서 상기 예비 부 채널로 변경한다. 상기 제어부(140)는 제1 무선통신부(110)와 제2 무선통신부(120)를 이용하여, 상기 예비 주 채널의 식별정보, 상기 예비 부 채널의 식별정보 및 채널 변경 예정 시점을 포함하는 채널 변경 데이터를 모니터 노드(200-N)로 브로드캐스팅한 후, 상기 채널 변경 예정 시점에 주 채널과 부 채널을 변경할 수 있다. 상기 채널 변경 데이터를 수신한 모니터 노드(200-N)는 상기 채널 변경 예정 시점에, 무선통신부(210-N)의 채널을 제1 채널에서 예비 주 채널로 변경할 수 있다. 또한, 모니터 노드(200-N)는 상기 예비 주 채널을 이용한 통신 불가능한 경우, 상기 무선통신부(210-N)의 통신 채널을 예비 부 채널로 변경하여 매니저 노드(100)와 통신할 수 있다. On the other hand, if the calculated deterioration degree deviates from the normal range or the energy level of the sub channel is less than or equal to the threshold value in step S613, the control unit 140 determines the communication channel and the communication channel of the first wireless communication unit 110 according to a regular rule. 2 The communication channel of the wireless communication unit 120 is changed (S621). That is, the control unit 140 changes the communication channel of the first wireless communication unit 110 from the first channel to the spare main channel based on the identification information of the currently selected spare main channel and the spare sub channel, The communication channel of the second wireless communication unit 120 is changed from the second channel to the reserved sub channel. The control unit 140 uses the first wireless communication unit 110 and the second wireless communication unit 120 to change a channel including identification information of the spare main channel, identification information of the spare sub-channel, and a scheduled time point for channel change. After broadcasting data to the monitor node 200-N, the main channel and the sub-channel may be changed at the time when the channel is scheduled to be changed. Upon receiving the channel change data, the monitor node 200 -N may change the channel of the wireless communication unit 210 -N from the first channel to a spare main channel at the time when the channel change is scheduled. In addition, when communication using the spare main channel is impossible, the monitor node 200 -N may communicate with the manager node 100 by changing the communication channel of the wireless communication unit 210 -N to a spare sub channel.

도 6에 따른 프로세스는, 모니터 노드(200-N)와 매니저 노드(100) 간에 데이터가 송수신되지 않은 시점에 수행될 수 있다. 즉, 무선 배터리 관리 시스템은 주 채널과 부 채널을 에너지 검출 결과와 프레임 검출을 더욱 정확하게 수행하기 위하여, 무선 배터리 관리 시스템에서 데이터를 발생하지 않은 시기에 도 6에 따른 프로세스를 수행할 수 있다. The process according to FIG. 6 may be performed when data is not transmitted/received between the monitor node 200 -N and the manager node 100. That is, the wireless battery management system may perform the process according to FIG. 6 at a time when no data is generated in the wireless battery management system in order to more accurately perform the energy detection result and frame detection of the main channel and the sub channel.

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.Those skilled in the art to which the present invention pertains will be able to understand that the above-described present invention can be implemented in other specific forms without changing the technical spirit or essential features thereof.

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.Further, the methods described herein may be implemented, at least in part, using one or more computer programs or components. This component may be provided as a series of computer directives through a computer-readable medium or a machine-readable medium including volatile and non-volatile memory. The directives may be provided as software or firmware, and may, in whole or in part, be implemented in hardware configurations such as ASICs, FPGAs, DSPs, or other similar devices. The directives may be configured to be executed by one or more processors or other hardware configurations, wherein the processor or other hardware configurations perform or perform all or part of the methods and procedures disclosed herein when executing the series of computer directives. To be able to do it.

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.Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative in all respects and not limiting. The scope of the present invention is indicated by the claims to be described later rather than the detailed description, and all changes or modified forms derived from the meaning and scope of the claims and their equivalent concepts should be interpreted as being included in the scope of the present invention. do.

100 : 매니저 노드 110 : 제1 무선통신부
120 : 제2 무선통신부 130 : 저장부
140 : 제어부 200 : 모니터 노드100: manager node 110: first wireless communication unit
120: second wireless communication unit 130: storage unit
140: control unit 200: monitor node

Claims

When a short-range wireless network is configured using at least one of a first channel and a second channel, and another network using the same communication channel and modulation method is detected compared to the short-range wireless network, the first channel is converted to a third channel. A manager node that changes and changes the second channel to a fourth channel; And
Transmitting battery data to the manager node using at least one of the first channel and the second channel, and channel change data including identification information of the third channel and identification information of the fourth channel from the manager node And a monitor node transmitting the battery data to the manager node by using at least one of the third channel and the fourth channel when broadcast.

The method of claim 1,
The manager node,
When a data frame of the other network using the same modulation method as the short-range wireless network is detected in the first channel and the energy level of the frequency of the second channel exceeds a threshold value, the same communication channel and the modulation method are used. A wireless battery management system that determines that other networks have been detected.

The method of claim 2,
When the data frame of the other network is detected in the first channel and the energy level of the frequency of the second channel is less than or equal to a threshold value, the manager node checks the reserved main channel and the reserved sub-channel selected through channel scan, and the Change a first channel to the spare main channel and change the second channel to the spare sub channel,
When the channel change data including the identification information of the spare main channel and the identification information of the spare sub-channel is broadcast from the manager node, the monitor node uses at least one of the spare main channel and the spare sub-channel. Wireless battery management system for transmitting battery data to the manager node.

The method of claim 2,
If the data frame of the other network is not detected in the first channel, the manager node calculates a deterioration degree of the first channel, and when the deterioration degree deviates from a normal range, the preliminary main channel selected through a channel scan. And the spare sub channel is checked to change the first channel to the spare main channel and the second channel to the spare sub channel,
When the channel change data including the identification information of the spare main channel and the identification information of the spare sub-channel is broadcast from the manager node, the monitor node uses at least one of the spare main channel and the spare sub-channel. Wireless battery management system for transmitting battery data to the manager node.

The method of claim 4,
The manager node,
The energy level of the frequency of the first channel and the data frame of another network generated in the first channel are detected, the number of times at least one or more of ACK and battery data from the monitor node has not been received, and the detected A wireless battery management system for calculating a degree of deterioration of the first channel by applying a weight to each of an energy level, a detection result value of the data frame of the other network, and the number of times that are not received, and then adding the weight.

The method according to claim 3 or 4,
The manager node,
A wireless battery management system for searching channels other than the first channel and the second channel, and selecting a channel having the lowest energy level of a frequency and a data frame of another network among the searched channels as the spare main channel .

The method of claim 6,
The manager node,
A wireless battery management system for selecting a channel having a minimum energy level of a frequency and a data frame of another network among channels spaced apart from the spare main channel by a predetermined spacing frequency as the spare sub channel.

The method of claim 1,
The manager node,
Wireless battery management system for selecting the third channel and the fourth channel from among available channels in a random manner.

The method of claim 1,
The monitor node,
Before receiving the channel change data, the battery data is transmitted to the manager node using the first channel, and if the transmission of the battery data using the first channel fails, the battery data is transmitted using the second channel. Transfer to the manager node,
After receiving the channel change data, the battery data is transmitted to the manager node using the third channel, and if the transmission of the battery data using the third channel fails, the battery data is transmitted using the fourth channel. Wireless battery management system that transmits to the manager node.

A first wireless communication unit configured to set a communication channel as a first channel;
A second wireless communication unit configured to set a communication channel as a second channel; And
Others that form a short-range wireless network with a monitor node using at least one of the first channel and the second channel to receive battery data from the monitor node, and use the same communication channel and modulation scheme compared to the short-range wireless network. And a controller configured to change a communication channel of the first wireless communication unit to a third channel and a communication channel of the second wireless communication unit to a fourth channel when a network is detected.

The method of claim 10,
The control unit,
When a data frame of the other network using the same modulation method as the short-range wireless network is detected in the first channel and the energy level of the frequency of the second channel exceeds a threshold value, the same communication channel and the modulation method are used. Manager node that determines that other networks have been detected.

The method of claim 10,
The control unit,
A manager node for selecting the third channel and the fourth channel from among available channels in a random manner.

The method of claim 10,
The control unit,
If another network using the same communication channel and modulation method is not detected, the deterioration degree of the first channel is calculated, and when the deterioration degree deviates from the normal range, a preliminary main channel and a preliminary sub-channel selected through channel scan are selected. A manager node that checks and changes the first channel to the spare main channel and changes the second channel to the spare sub channel.

The method of claim 13,
The control unit,
The energy level of the frequency of the first channel and the data frame of the other network generated in the first channel are detected, the number of times at least one or more of ACK and battery data from the monitor node are not received, and the detected energy A manager node calculating a degree of deterioration of the first channel by applying a weight to each of a level, a detection result value of the data frame of the other network, and the number of times that have not been received, and then adding the weight.

The method of claim 13,
The control unit,
Channels other than the first channel and the second channel are searched using at least one of the first wireless communication unit and the second wireless communication unit, and among the searched channels, a data frame of another network is not detected and the energy of the frequency A manager node that selects a channel with the lowest level as the reserve main channel.

The method of claim 15,
The control unit,
A manager node that selects, as the spare sub-channel, a channel whose data frame of another network is not detected and the energy level of a frequency is minimum among channels spaced apart from the spare main channel by a predetermined spacing frequency.

Forming a short-range wireless network for collecting battery data between a manager node and a monitor node using at least one of a first channel and a second channel;
Monitoring whether another network using the same communication channel and modulation scheme is detected compared to the short-range wireless network;
If another network using the same communication channel and modulation scheme is detected as a result of the monitoring, changing the first channel to a third channel selected in a random manner and changing the second channel to a fourth channel selected in a random manner; And
And receiving battery data from the monitor node using at least one of the third channel and the fourth channel.

The method of claim 17,
The monitoring step,
When a data frame of the other network using the same modulation method as the short-range wireless network is detected in the first channel and the energy level of the frequency of the second channel exceeds a threshold value, another network using the same communication channel and modulation method A method of operating a channel in a wireless battery management system that determines that is detected.

The method of claim 17,
If a data frame of the other network using the same modulation scheme is detected in the first channel and the energy level of the frequency of the second channel is less than or equal to a threshold value, checking a preliminary main channel and a preliminary sub-channel selected through a channel scan ;
Changing the first channel to the spare main channel and changing the second channel to the spare sub channel; And
And receiving battery data from the monitor node using at least one of the spare main channel and the spare sub channel.