KR20210058508A

KR20210058508A - 전자가격 표시기 시스템 및 이의 구동방법

Info

Publication number: KR20210058508A
Application number: KR1020190146051A
Authority: KR
Inventors: 김현철
Original assignee: (주)위드에이오티
Priority date: 2019-11-14
Filing date: 2019-11-14
Publication date: 2021-05-24
Also published as: KR102298608B1

Abstract

본 발명은 전자가격 표시기 시스템 및 이의 구동방법에 관한 것으로, 상기 전자가격 표시기 시스템은 전자가격 표시기(ESL, Electronic Shelf Label); 및 상기 전자가격 표시기와 통신하여 상기 전자가격 표시기에 저장될 정보를 입력하는 입력부(writer)를 포함하고, 상기 전자가격 표시기는, 상기 입력부와 무선 통신을 하고, 에너지 하베스팅(energy harvesting)을 사용하여 전력을 추출하는 하베스팅칩(reader chip); 상기 하베스팅칩에서 추출된 전력을 공급받아 부팅되고, 상기 하베스팅칩과 데이터를 송수신하는 제어부(MCU, main control unit); 및 상기 입력부로부터 상기 하베스팅칩을 통해 전송되는 데이터를 표시하는 디스플레이를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

전자가격 표시기 시스템 및 이의 구동방법{ELECTRONIC SHELF LABEL SYSTEM AND OPERATION METHOD THEREOF}

본 발명은 전자가격 표시기 시스템 및 이의 구동방법에 관한 것으로, 에너지 하베스팅을 사용하여 외부 전력공급없이 무선 통신이 가능한 전자가격 표시기 시스템 및 전자가격표시 시스템에 관한 것이다.

스마트 스토어 시대에 발 맞추어 요즘 편의점, 슈퍼마켓 등을 시작으로 ESL(Electronic Shelf Label)이 빠르게 보급되고 있다. ESL이란 매장의 선반에 있는 종이 가격표를 대체하여 설치하는 '전자 가격 표시기’로서 중앙서버와 연동하여 오프라인 매장에서의 제품가격을 실시간으로 다운로드하고 화면에 표기하는 기기이다.

ESL을 적용함으로써 매장 내에서의 가격 표기오류를 줄이고, 매일 아침 종이 가격표를 출력하고 갈아 끼우는 점원들의 노동력을 절감할 수 있다. 그리고 매장관리 시스템(POS)이나 스마트 스토어 내의 여러 기능들과 유기적으로 연계하여 효율적으로 가격관리를 할 수 있다.

일반적인 ESL은 1개의 건전지로 1~2년간 동작을 해야 하기 때문에 저전력 중심으로 설계된다. RF칩은 저렴하고, 전송속도가 낮은(초당 250kbit) Zigbee를 주로 사용한다. Zigbee는 2.4 GHz 무선 주파수 대역을 주로 사용하며, 시스템 웨이크업시 다른 방식보다 대기 시간이 짧고, 응답성이 뛰어나 전체적인 동작 시간이 짧아 저전력으로 구성하기 유리하다. 또한 디스플레이는 주로 전자종이(E-ink)로 구성되는데, 전자 종이는 아마존 Kindle과 같은 전자책의 디스플레이와 동일한 구조이다. 화면을 한번 전환하면 전력을 꺼도 해당 화면을 계속 유지하는 특징때문에 ESL과 같이 장시간 가격을 표기해야 하는 기기에 적합하다.

그러나, 장기간 사용하기 위해서는 전력 공급의 문제가 반드시 해결되어야만 하며, 종래의 배터리만으로는 한계가 있었다. 즉, 전자가격 표시기 시스템이 전력부족으로 인하여 장기간 사용하지 못하는 경우가 발생하였다.

본 발명은 전술한 문제 및 다른 문제를 해결하는 것을 목적으로 한다. 또 다른 목적은 에너지 하베스팅을 접목시킨 전자가격 표시기 시스템 및 이의 구동방법을 제공하는 것이다.

상기 또는 다른 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 측면에 따르면, 전자가격 표시기(ESL, Electronic Shelf Label); 및 상기 전자가격 표시기와 통신하여 상기 전자가격 표시기에 저장될 정보를 입력하는 입력부(writer)를 포함하고, 상기 전자가격 표시기는, 상기 입력부와 무선 통신을 하고, 에너지 하베스팅(energy harvesting)을 사용하여 전력을 추출하는 하베스팅칩(reader chip); 상기 하베스팅칩에서 추출된 전력을 공급받아 부팅되고, 상기 하베스팅칩과 데이터를 송수신하는 제어부(MCU, main control unit); 및 상기 입력부로부터 상기 하베스팅칩을 통해 전송되는 데이터를 표시하는 디스플레이를 포함하는 전자가격 표시기 시스템이 제공될 수 있다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 상기 제어부의 부팅 이후에 소프트웨어(software)에 의해 절체(switch over)되어 상기 제어부에 전력을 공급하는 배터리를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 상기 제어부 및 디스플레이에 상시 전력을 공급하는 내장 배터리를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 상기 하베스팅칩은, 상기 추출된 전력을 상기 제어부에 전력을 공급하면서 데이터를 송수신하는 제1 하베스팅칩; 및 상기 추출된 전력을 상기 제어부 및 디스플레이에 공급하는 제2 하베스팅칩을 포함할 수 있다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 입력부(writer)에서 전자가격 표시기에 구비된 하베스팅칩(harvesting chip)을 하베스팅 동작시켜 전력을 추출하는 단계; 상기 추출된 전력이 상기 전자가격 표시기의 제어부로 인가되어 제어부를 부팅시키는 단계; 상기 전자가격 표시기를 구동하는 소프트웨어에 의해 절체(switch over)되어 상기 제어부와, 상기 입력부로부터 상기 하베스팅칩을 통해 전송되는 데이터를 표시하는 디스플레이에 배터리를 이용하여 전력을 공급하는 단계; 상기 입력부에서 상기 하베스팅칩에 데이터를 전송하는 단계; 및 상기 전송된 데이터가 상기 디스플레이에 표시되는 단계를 포함하는 전자가격 표시기 시스템의 구동방법이 제공될 수 있다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 전자가격 표시기에 내장되어 있는 배터리에 의해 상기 전자가격 표시기 내의 하베스팅칩(harvesting chip)에 전력을 공급하여 제어부(MCU) 및 디스플레이에 상시 전력을 공급하고, 상기 제어부는 슬립 모드(sleep mode)로 동작하는 단계; 입력부(writer)를 통해 공급된 신호를 기준으로 상기 하베스팅칩의 GPIO제어신호를 통해 상기 제어부가 슬립 모드에서 활성화 모드(active mode)로 변경되는 단계; 및 상기 제어부가 상기 입력부와 무선 통신하면서 상기 디스플레이에 표시되는 데이터를 업데이트(update)하는 단계를 포함하는 전자가격 표시기 시스템의 구동방법이 제공될 수 있다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 상기 데이터를 업데이트하는 단계는 상기 하베스팅칩과 입력부 사이의 에너지 하베스팅을 지원하는 수동(passive) 무선 통신에 의해 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 입력부(writer)에서 전자가격 표시기에 구비된 제1 하베스팅칩(harvesting chip)을 하베스팅 동작시켜 전력을 추출하는 단계; 상기 추출된 전력이 상기 전자가격 표시기의 제어부로 인가되어 제어부를 부팅시키는 단계; 상기 입력부(writer)에서 전자가격 표시기에 구비된 제2 하베스팅칩(harvesting chip)을 하베스팅 동작시켜 전력을 추출하는 단계; 상기 제2 하베스팅칩에 의해 추출된 전력이 상기 제어부와, 상기 입력부로부터 상기 제1 하베스팅칩을 통해 전송되는 데이터를 표시하는 디스플레이에 공급되는 단계; 및 상기 입력부에서 상기 전송된 데이터가 상기 디스플레이에 표시되는 단계를 포함하는 전자가격 표시기 시스템의 구동방법이 제공될 수 있다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 상기 제2 하베스팅칩의 무선 통신을 위한 안테나의 크기는 상기 제1 하베스팅칩의 무선 통신을 위한 안테나의 크기보다 큰 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 전자가격 표시기 시스템 및 이의 구동방법의 효과에 대해 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 실시예들 중 적어도 하나에 의하면, 무선 에너지 하베스팅 기술을 사용함으로써 RF 통신에 배터리를 사용하지 않음으로써 전자가격 표시기가 배터리 없이 동작하도록 지원할 수 있는 효과가 있다. 나아가, 하베스팅 기술에 의한 전력 생산이 다소 적은 경우에는 추가적인 배터리로 동작시간을 지원할 수 있다.

본 발명의 실시예들 중 적어도 하나에 의하면, 종래의 ESL 기술은 ESL에 사용된 무선 기술 특성상 Access Point라고 하는 WiFi AP와 같은 기기가 추가로 필요하나, 본 발명의 일 실시예에서는 이와 같은 추가적인 장비가 필요하지 않는 단순한 시스템 구성이 가능하다는 장점이 있다.

본 발명의 적용 가능성의 추가적인 범위는 이하의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다. 그러나 본 발명의 사상 및 범위 내에서 다양한 변경 및 수정은 당업자에게 명확하게 이해될 수 있으므로, 상세한 설명 및 본 발명의 바람직한 실시예와 같은 특정 실시예는 단지 예시로 주어진 것으로 이해되어야 한다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 전자가격 표시기 시스템의 블록도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 전자가격 표시기 시스템의 구동방법의 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 전자가격 표시기 시스템의 블록도이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 전자가격 표시기 시스템의 구동방법의 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 제3 실시예에 따른 전자가격 표시기 시스템의 블록도이다.
도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 전자가격 표시기 시스템의 구동방법의 흐름도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소에는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

일반적으로 에너지 하베스팅(Energy Harvesting)이란 주변 환경을 이용하여 버려지는 에너지를 모아서 회로동작에 이용될 수 있는 전기 에너지로 변환하는 기술이다. 특히, RF(radio frequency)를 이용한 에너지 하베스팅은 무선신호로 전력을 전달하는 방식이다. 전력전달을 위해 필요한 에너지를 전달하고자 하는 송신기에서 큰 출력을 주파수에 실어 신호를 유기시키거나 송신하여 수신기에서 이를 수신하여 전력으로 사용할 수 있도록 한다. RF에 의한 하베스팅의 장점은 사용자가 원할 때 언제든지 송신기를 이용하여 수신기에 전력을 제공하여 동작을 제어할 수 있다는 것이다.

이때, RF란 파장이 1㎜ ~ 100㎞ 범위, 즉 진동수 3㎑ ~ 300㎓까지의 전자기파를 의미한다. 에너지 하베스팅에 의하면 이러한 전자기파를 수집해 전기로 바꿀 수 있는데, RF파를 이용한 무선네트워크는 공기 속에 전자기파의 잔여물을 남긴다. 즉, 모든 전자기파가 효율적으로 사용되지 못하고 공기 속에 버리지고 있는데, 이러한 전자기파를 모아서 에너지를 생산해낼 수 있으며, 이 기술을 RF 에너지 하베스팅이라고 한다.

떠돌고 있는 전자기파는 변하는 자기장과 전기장으로 이루어져 있으므로, 전자기유도 법칙에 의해 안테나에 미약한 전류가 생성된다. 생성된 전류를 공진회로를 통해 증폭하면 사용이 가능한 전류가 생성된다. 공진회로는 생산된 교류전류의 진폭(크기)와 전압의 크기를 알맞게 하여 전기에너지를 가장 극대화할 수 있는 회로를 말한다. 이렇게 함으로써 허공에 떠돌고 있는 전자기파를 수집하여 최대한의 에너지를 생산해낼 수 있다. 최근 연구에 의하면 배터리나 파워코드 사용없이 무선 신호만을 이용하여 즉, WiFi, TV, radio 신호의 세기와 산란 방식을 이용하여 작은 파워(현재는 10uW 이하)를 소모하는 제품을 충전하는 기술을 개발하였다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 전자가격 표시기 시스템(100)의 블록도(block diagram)인데, 이하에서는 도 1을 참조하여 설명하기로 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 전자가격 표시기 시스템(100)은 전자가격 표시기(120)(electronic shelf label, ESL)와 상기 전자가격 표시기(120)와 통신하여 상기 전자가격 표시기(120)에 저장된 정보를 입력하는 입력부(110)(writer)를 포함하여 이루어진다.

상기 전자가격 표시기(120)는 전자 선반 라벨, 전자 선반 라벨 단말기, 제품 전자가격 표시기, ESL 단말기, 단말기 또는 제어장치로 지칭될 수도 있다.

상기 전자가격 표시기(120)는 상기 입력부(110)와 무선 통신을 하고, 에너지 하베스팅(energy harvesting) 기능을 사용하여 전력을 추출하는 하베스팅칩(121)(reader chip)과, 상기 하베스팅칩(121)에서 추출된 전력을 공급받아 부팅되고, 상기 하베스팅칩(121)과 데이터를 송수신하는 제어부(123)와, 상기 배터리(127)에 의해 전력을 공급받아 상기 입력부(110)로부터 상기 하베스팅칩(121)을 통해 전송되는 데이터를 표시하는 디스플레이(125)를 포함하여 이루어진다. 본 발명의 일 실시예에서의 하베스팅칩(121)은 무선 통신 및 RF 신호로부터 에너지를 하베스팅하는 기능을 수행하며, 무선 통신을 RFID로 하는 경우 Farsens사의 Rocky 100을 사용할 수 있다.

이때, 상기 하베스팅칩(121)을 통해 전자가격 표시기(120)를 구동할 수 있을 정도로 충분한 전력이 생산되지 않는 경우에는 상기 제어부(123)의 부팅 이후에 소프트웨어(software)에 의해 절체(switch over)되어 상기 제어부(123)에 전력을 공급하는 배터리(127)를 더 포함한다.

상기 전자가격 표시기(120)는 안테나(미도시) 및 정류기(미도시)를 포함하여 구성되어, 안테나가 상기 방사된 RF 에너지를 수신하고 정류기에서 RF 에너지를 직류전력으로 변환하도록 할 수 있으며, 컨버터(미도시)를 추가하여 상기 하베스팅칩(121)로부터의 출력되는 직류전력의 전압 및 전류를 설정에 따라 선택적으로 가변하여 최대 직류 출력 전력을 얻어내도록 할 수도 있다.

본 발명의 일 실시예에서는 평상시에 제어부(123)와 디스플레이(125)에는 전력이 인가되지 않도록 함으로써 배터리(127)의 소모를 억제할 수 있다. 즉, 상기 디스플레이(125)가 작동하지 않는 상태에서는 상기 제어부(123) 및 디스플레이(125)에는 전력 공급이 중단되도록 한다.

완전히 전력이 꺼져(off) 있는 제어부(123)에 하베스팅칩(121)에서 에너지 하베스팅을 동작하여 전력을 공급하면 제어부(123)가 부팅(booting)되고 이후 제어부(123) 및 디스플레이(125)에 전력을 안정적으로 공급하기 위하여 배터리(127) 전력으로 절체하게 된다. 이때, 상기 하베스팅칩(121)은 RFID 통신과 에너지 하베스팅을 지원하는 상용 SoC(system on chip)일 수 있다. 상기 하베스팅칩(121)은 Class-1 Generation-2 규격의 RFID 통신 규격을 지원하면서, 860~960MHz 대역의 RFID 무선 통신 신호로부터 에너지 하베스팅을 지원한다. 상기 디스플레이(125)는 이미지 업데이트 과정을 통하여 상품의 가격, 상품 이미지, 할인 정보, 바코드 등의 상품의 정보를 영상으로 출력할 수 있고, 바이스테이블 콜레스테릭 디스플레이(bitstable cholesteric display, BCD) 또는 전기 영동 디스플레이(ElectroPhoretic Display; EPD) 일 수 있다.

상기 입력부(110)와 전자가격 표시기(120) 사이의 무선 통신은 에너지 하베스팅에 의해 생산된 에너지에 의해 이루어진다. 상기 입력부(110)는 일반적으로 저전력 RF원으로서 무선신호를 생성 및 방사하여 소정 거리 이내의 전자가격 표시기(120)의 하베스팅칩(121)에 전력을 공급함과 동시에 데이터를 송수신한다.

본 발명의 일 실시예에서의 에너지 하베스팅은 RFID Class1 Generation2규격을 따르며, Generation2에서는 입력부(110)의 충돌 문제를 해결하기 위해 다양한 입력 모드를 제공하고 있으며, 일예로 Generation2에서는 단일입력 모드, 다중입력 모드, 밀집입력 모드 등 여러가지 입력 모드를 제공하여, 제한된 범위 내에 존재하는 여러 개의 입력부(110)가 충돌 없이 전자가격 표시기(120)를 식별하도록 지원하고 있다. 보다 구체적으로 본 발명의 일 실시예에서의 입력부(110)는 EPC Global규격의 것을 사용하였으며, 입력부(110)의 전송률은 26.7 ~ 128kbps, 변조방식은 DSB-ASK, SSB-ASK, PR-ASK 90%, 코딩은 PIE 방식을 따른다. 또한 전자가격 표시기(120)는 전송률이 FM0 : 40 ~ 640kbps, Sub-Carrier : 5 ~ 320kbps이고, 변조방식은 Bi-State 진폭 변조 후방산란이며, 코딩은 FM0 또는 Miller-modulated sub-carrier 방식에 의한다.

상기 하베스팅칩(121)은 입력부(110)를 통해 공급된 신호를 기준으로 에너지 하베스팅 기능을 사용하여 전력을 추출하고, 추출된 전력을 이용하여 제어부(123)를 슬립 모드에서 활성화 모드로 변경시킨다. 즉, 배터리(127)의 소비 전력을 최소화하기 위하여, 상기 제어부(123)는 슬립 상태를 유지하고 있다가 구동 전력이 필요한 시점에서 웨이크업(부팅) 신호를 수신하고, 상기 수신한 웨이크업 신호에 따라 활성화될 수 있다. 활성화된 제어부(123)에서 GPIO 제어를 통해 소프트웨어를 동작시키고 이에 의해 상기 제어부(123), 디스플레이(125)에 배터리(127)를 통해 전력이 공급되도록 한다. 배터리(127)의 전압이 안정적으로 공급되기 때문에 에너지 하베스팅 전력은 사용하지 않으며, 디스플레이(125) 동작 완료 후에 소프트웨어 제어를 통해 제어부(123) 및 디스플레이(125)의 전력을 끄게 된다.

이와 같이, 본 발명의 일 실시예에서는 에너지 하베스팅을 이용하여 제어부(123)를 웨이크업(wakeup) 상태로 변화시킨 다음 배터리(127)에 의해 제어부(123) 및 디스플레이(125)에 전력을 공급하도록 전환된다. 이때, 상기 디스플레이(125)는 E-paper일 수 있으며 배터리(127) 전력을 사용하여 구동된다.

도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 전자가격 표시기 시스템(100)의 구동방법의 흐름도인데, 이하에서는 도 2를 참조하여 본 발명의 일 실시예에서의 전자가격 표시기 시스템(100)의 구동방법에 대하여 설명하기로 한다.

먼저, 입력부(110)(radio frequency identification reader)에서 전자가격 표시기(120)에 구비된 하베스팅칩(121)(harvesting chip)을 하베스팅 동작시켜 전력을 추출(S110)하고, 상기 추출된 전력이 제어부(123)로 인가되어 제어부(123)를 부팅(S120)시키도록 한다.

이후, 소프트웨어(S/W)에 의해 배터리(127)를 이용하여 상기 제어부(123)와 디스플레이(125)에 전력을 공급(S130)하여, 상기 입력부(110)에서 상기 하베스팅칩(121)에 데이터를 전송(S140)하여 상기 전송된 데이터가 상기 디스플레이(125)에 표시(S150)되도록 한다.

이후, 디스플레이(125)의 동작을 멈추게 하기 위하여 소프트웨어에 의해 제어부(123) 및 디스플레이(125) 전력을 오프(OFF)(S160)한다.

한편, 하베스팅칩(121)에 의해 하베스팅 전력을 사용하는 경우, 입력부(110)와 하베스팅칩(121) 사이 거리가 멀어지면 전달되는 전력이 불안정해진다. 불안정한 공급 전력을 사용하여 제어부(123)와 디스플레이(125)를 통작시키면 오동작이 자주 발생할 수 있다. 따라서, 평소 동작에 안정적인 전력이 필요한 제어부(123)와 디스플레이(125)는 정상적인 동작상태에서 안정적인 배터리(127) 전력을 사용하도록 할 수 있다. 본 발명의 제1 실시예는 상기 입력부(110)와 전자가격 표시기(120) 사이의 간격이 50cm이하인 경우로, 상기 입력부(110)와 전자가격 표시기(120)가 매우 근접해 있어야 하는 단점이 있는데, 이를 극복하기 위하여 후술하는 제2 실시예를 고안하였다.

즉, 도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 전자가격 표시기 시스템(100)의 블록도인데, 이하에서는 도 3을 참조하여 설명하기로 한다.

본 발명의 제2 실시예에서 제어부(123)는 기본적으로 전력이 항시 인가되어 있고, 제어부(123) 상태가 최저전력 상태를 유지하고 있다. 최저전력 상태를 유지하던 제어부(123)는 하베스팅칩(121)에서 GPIO 또는 I2C 신호를 통하여 정상상태(normal state)로 복귀하여 동작하게 된다. 상기 제2 실시예는 상기 입력부(110)와 전자가격 표시기(120) 사이의 간격이 1.5~3m 정도에 위치하는 경우에 대한 것이다.

이때, ESL display update 기술이 아닌 에너지 하베스팅(Energy harvesting)을 지원하는 수동(passive) 무선통신 기술을 사용하여 무선 통신을 배터리(127)의 전력을 사용하지 않으면서 에너지 하베스팅을 통하여 동작한다. 이와 같이, 무선 에너지 하베스팅 기술을 사용하여 RF 통신에 배터리(127)를 사용하지 않음으로써 전자가격 표시기 시스템(100) 제품이 더 오랫동안 배터리(127) 동작시간을 지원하게 된다.

또한, 종래의 ESL 기술은 ESL에 사용된 무선 기술 특성상 엑세스 포인트(Access Point)인 WiFi AP와 같은 기기가 추가로 필요하여 시스템이 다소 복잡하였으나, 본 발명의 일 실시예에 따르면 이와 같은 추가적인 장비가 필요하지 않는 단순한 시스템 구성이 가능하다는 장점이 있다.

도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 전자가격 표시기 시스템(100)의 구동방법의 흐름도인데, 이하에서는 도 4를 참조하여 본 발명의 제2 실시예에서의 전자가격 표시기 시스템(100)의 동작 과정을 간단히 설명하면 다음과 같다.

먼저, RFID(radio frequency identification reader) 전자가격 표시기(120)에 내장되어 있는 배터리(127)를 통해 제어부(123) 및 디스플레이(125)에 전력을 상시 공급한다. 다만, 상기 제어부(123)는 전력 소비를 줄이기 위하여 최저전력 상태를 유지하도록 한다. 상기 제어부(123)는 평상시에 슬립 모드(Sleep mode) 상태로 동작(S210)하고 있다가 입력부(110)를 통해 공급된 신호를 기준으로 하베스팅칩(121)(예, Farsens사의 Rocky100)의 GPIO 또는 I2C의 제어신호를 통해 제어부(123)를 슬립 모드(Sleep mode)에서 정상 상태(normal state) 즉, 활성화 모드(Active mode)로 변환(S220)시킨다. 이에 의해 최저전력 상태를 유지하던 제어부(123)가 정상 상태로 복귀하여 정상적으로 동작하게 되며, 디스플레이(125)에 상품의 정보가 표시되며, 데이터가 업데이트(S230)된다. 이후, 디스플레이(125)의 동작이 완료된 후에 다시 슬립 모드로 변경(S240)된다. 이때, 상기 데이터 업데이트는 상기 하베스팅칩(121)과 입력부(110) 사이의 에너지 하베스팅을 지원하는 수동(passive) 무선통신 기술을 사용하여 무선 통신을 배터리(127)없이 에너지 하베스팅을 통하여 동작하도록 한다.

앞선 제1 실시예 및 제2 실시예는 하베스팅칩(121)에 의해 충분한 전력생산이 곤란한 경우에 대한 것으로, 제1 실시예 및 제2 실시예에서의 전자가격 표시기 시스템에서는 배터리(127)를 필요로 하였다. 그러나, 안테나를 변형함으로써 하베스팅칩(121)에 의해 충분한 전력을 생산할 수도 있다.

도 5는 본 발명의 제3 실시예에 따른 전자가격 표시기 시스템(100)의 블록도이고, 도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 전자가격 표시기 시스템의 구동방법의 흐름도인데, 이하에서는 도 5 및 도 6을 참조하여 설명하기로 한다.

제3 실시예에서는 상기 하베스팅칩(121)으로 상기 추출된 전력을 상기 제어부(123)에 전력을 공급하면서 데이터를 송수신하는 제1 하베스팅칩(121a)과 상기 추출된 전력을 상기 제어부(123) 및 디스플레이(125)에 공급하는 제2 하베스팅칩(121b)을 포함한다. 상기 제2 하베스팅칩(121b)은 상기 제1 하베스팅칩(121a)에 의해 생산되는 전력의 부족분을 채우기 위한 구성으로, 상기 제2 하베스팅칩(121b)의 무선 통신을 위한 안테나의 크기를 상기 제1 하베스팅칩(121a)의 무선 통신을 위한 안테나의 크기 보다 크도록 함으로써 가능하고, 상기 안테나는 상기 전자가격 표시기(120)의 커버 배면에 형성되어 있다. 나머지 구성은 앞선 제1 실시예에서와 동일하므로 이에 대한 설명은 생략하기로 한다.

또한, 본 발명의 제3 실시예에서는 입력부(110)(writer)에서 전자가격 표시기(120)에 구비된 제1 하베스팅칩(harvesting chip)(121a)을 하베스팅 동작시켜 전력을 추출(S310)하고, 상기 추출된 전력이 상기 전자가격 표시기(120)의 제어부(123)로 인가(S320)되어 제어부(123)를 부팅시킨 다음, 상기 입력부(110)(writer)에서 전자가격 표시기(120)에 구비된 제2 하베스팅칩(harvesting chip)(121b)을 하베스팅 동작시켜 전력을 추출(S330)한다.

이와 같이, 본 발명의 제3 실시예에서는 하베스팅 동작에 의해 전력 생산을 2원화하여 추출한다. 상기 제2 하베스팅칩(S121b)에 의해 추출된 전력이 상기 제어부(123)와, 상기 입력부(110)로부터 상기 제1 하베스팅칩(S121a)을 통해 전송되는 데이터를 표시하는 디스플레이에 공급(S340)되어 상기 입력부(110)에서 상기 전송된 데이터가 상기 디스플레이(125)에 표시(S350)되도록 한다.

이와 같이, 본 발명의 일 실시예에서는 하베스팅칩은 RFID, WiFi를 포함한 기타 무선 기술로도 구현 가능하며, 일예로 RFID 기술을 사용시에는 Farsens사의 Rocky 100과 같은 칩을 사용할 수 있다.

상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.

100: 전자가격 표시기 시스템, 110: 입력부, 120: 전자가격 표시기, 121: 하베스팅칩, 123: 제어부, 125: 디스플레이, 127: 배터리

Claims

전자가격 표시기(ESL, Electronic Shelf Label); 및
상기 전자가격 표시기와 통신하여 상기 전자가격 표시기에 저장될 정보를 입력하는 입력부(writer)를 포함하고,
상기 전자가격 표시기는,
상기 입력부와 무선 통신을 하고, 에너지 하베스팅(energy harvesting)을 사용하여 전력을 추출하는 하베스팅칩(reader chip);
상기 하베스팅칩에서 추출된 전력을 공급받아 부팅되고, 상기 하베스팅칩과 데이터를 송수신하는 제어부(MCU, main control unit); 및
상기 입력부로부터 상기 하베스팅칩을 통해 전송되는 데이터를 표시하는 디스플레이를 포함하는 전자가격 표시기 시스템.
제1항에 있어서,
상기 제어부의 부팅 이후에 소프트웨어(software)에 의해 절체(switch over)되어 상기 제어부에 전력을 공급하는 배터리를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전자가격 표시기 시스템.
제1항에 있어서,
상기 제어부 및 디스플레이에 상시 전력을 공급하는 내장 배터리를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자가격 표시기 시스템.
제1항에 있어서,
상기 하베스팅칩은,
상기 추출된 전력을 상기 제어부에 전력을 공급하면서 데이터를 송수신하는 제1 하베스팅칩; 및
상기 추출된 전력을 상기 제어부 및 디스플레이에 공급하는 제2 하베스팅칩을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자가격 표시기 시스템.
입력부(writer)에서 전자가격 표시기에 구비된 하베스팅칩(harvesting chip)을 하베스팅 동작시켜 전력을 추출하는 단계;
상기 추출된 전력이 상기 전자가격 표시기의 제어부로 인가되어 제어부를 부팅시키는 단계;
상기 전자가격 표시기를 구동하는 소프트웨어에 의해 절체(switch over)되어 상기 제어부와, 상기 입력부로부터 상기 하베스팅칩을 통해 전송되는 데이터를 표시하는 디스플레이에 배터리를 이용하여 전력을 공급하는 단계;
상기 입력부에서 상기 하베스팅칩에 데이터를 전송하는 단계; 및
상기 전송된 데이터가 상기 디스플레이에 표시되는 단계를 포함하는 전자가격 표시기 시스템의 구동방법.
전자가격 표시기에 내장되어 있는 배터리에 의해 상기 전자가격 표시기 내의 하베스팅칩(harvesting chip)에 전력을 공급하여 제어부(MCU) 및 디스플레이에 상시 전력을 공급하고, 상기 제어부는 슬립 모드(sleep mode)로 동작하는 단계;
입력부(writer)를 통해 공급된 신호를 기준으로 상기 하베스팅칩의 GPIO제어신호를 통해 상기 제어부가 슬립 모드에서 활성화 모드(active mode)로 변경되는 단계; 및
상기 제어부가 상기 입력부와 무선 통신하면서 상기 디스플레이에 표시되는 데이터를 업데이트(update)하는 단계를 포함하는 전자가격 표시기 시스템의 구동방법.
제6항에 있어서,
상기 데이터를 업데이트하는 단계는 상기 하베스팅칩과 입력부 사이의 에너지 하베스팅을 지원하는 수동(passive) 무선 통신에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 전자가격 표시기 시스템의 구동방법.
입력부(writer)에서 전자가격 표시기에 구비된 제1 하베스팅칩(harvesting chip)을 하베스팅 동작시켜 전력을 추출하는 단계;
상기 추출된 전력이 상기 전자가격 표시기의 제어부로 인가되어 제어부를 부팅시키는 단계;
상기 입력부(writer)에서 전자가격 표시기에 구비된 제2 하베스팅칩(harvesting chip)을 하베스팅 동작시켜 전력을 추출하는 단계;
상기 제2 하베스팅칩에 의해 추출된 전력이 상기 제어부와, 상기 입력부로부터 상기 제1 하베스팅칩을 통해 전송되는 데이터를 표시하는 디스플레이에 공급되는 단계; 및
상기 입력부에서 상기 전송된 데이터가 상기 디스플레이에 표시되는 단계를 포함하는 전자가격 표시기 시스템의 구동방법.
제8항에 있어서,
상기 제2 하베스팅칩의 무선 통신을 위한 안테나의 크기는 상기 제1 하베스팅칩의 무선 통신을 위한 안테나의 크기보다 큰 것을 특징으로 하는 전자가격 표시기 시스템의 구동방법.