WO2017183815A1 - 무선 충전 상태 정보 수집 방법 및 그를 위한 장치 및 시스템 - Google Patents

무선 충전 상태 정보 수집 방법 및 그를 위한 장치 및 시스템 Download PDF

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WO2017183815A1
WO2017183815A1 PCT/KR2017/003097 KR2017003097W WO2017183815A1 WO 2017183815 A1 WO2017183815 A1 WO 2017183815A1 KR 2017003097 W KR2017003097 W KR 2017003097W WO 2017183815 A1 WO2017183815 A1 WO 2017183815A1
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WO
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receiver
charging
wireless power
transmitter
charge
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PCT/KR2017/003097
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Inventor
권용일
유동한
이재규
Original Assignee
엘지이노텍(주)
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Publication date
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    • G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q50/00—Systems or methods specially adapted for specific business sectors, e.g. utilities or tourism
    • G06Q50/10—Services
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H02J50/80—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power involving the exchange of data, concerning supply or distribution of electric power, between transmitting devices and receiving devices
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
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    • H02J50/00—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H02J50/90—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power involving detection or optimisation of position, e.g. alignment
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/007—Regulation of charging or discharging current or voltage
    • H02J7/0071—Regulation of charging or discharging current or voltage with a programmable schedule
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
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    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/02—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries for charging batteries from ac mains by converters

Definitions

  • the present invention relates to wireless charging technology, and more particularly, to a method for collecting wireless charging state information for a wireless charging receiving device in a cloud environment, and apparatuses and systems therefor.
  • Wireless power transmission or wireless energy transfer is a technology that transmits electrical energy wirelessly from a transmitter to a receiver using the principle of induction of magnetic field, which is already used by electric motors or transformers using the electromagnetic induction principle in the 1800s. Since then, there have been attempts to transmit electrical energy by radiating electromagnetic waves such as radio waves and lasers. Electric toothbrushes and some wireless razors that we commonly use are actually charged with the principle of electromagnetic induction.
  • energy transmission using wireless may be classified into electromagnetic induction, electromagnetic resonance, and RF transmission using short wavelength radio frequency.
  • the electromagnetic induction method uses a phenomenon that magnetic flux generated at this time causes electromotive force to other coils when two coils are adjacent to each other and current flows through one coil, and is rapidly commercialized in small devices such as mobile phones. Is going on. Magnetic induction is capable of transmitting power of up to several hundred kilowatts (kW) and has high efficiency, but the maximum transmission distance is less than 1 centimeter (cm).
  • Electromagnetic resonant method is characterized by using an electric or magnetic field instead of using electromagnetic waves or current. Since the magnetic resonance method is hardly affected by the electromagnetic wave problem, it has the advantage of being safe for other electronic devices or the human body. On the other hand, it can be utilized only in limited distances and spaces, and has a disadvantage in that energy transmission efficiency is rather low.
  • the short wavelength wireless power transmission scheme implies, the RF transmission scheme— takes advantage of the fact that energy can be transmitted and received directly in the form of RadioWave.
  • This technology is a wireless power transmission method of the RF method using a rectenna, a compound word of an antenna and a rectifier (rectifier) refers to a device that converts RF power directly into direct current power.
  • the RF method is a technology that converts AC radio waves to DC and uses them. Recently, research on commercialization has been actively conducted as efficiency is improved.
  • Wireless power transfer technology can be widely used not only for mobile, but also for industries such as IT, railway, automobile, and home appliance industries.
  • the wireless power service provider In order to effectively control and manage a networked wireless charging system, and to provide accurate charging and differentiated wireless charging service for each user device, the wireless power service provider must be able to collect the current state information of the user device quickly and accurately.
  • the present invention has been devised to solve the above-mentioned problems of the prior art, and an object of the present invention is to provide a method for collecting wireless charging state information and an apparatus and system therefor.
  • Another object of the present invention is to provide a method for reporting and collecting current state of charge information in a cloud-based wireless charging network.
  • the present invention can provide a method for collecting wireless state of charge information and apparatus and system therefor.
  • a method of collecting charging state information in a wireless power transmitter includes transmitting a receiver address message including receiver identification information to a wireless power cloud service network when a receiver located in a charging region is identified. Receiving a transmitter control message from a power cloud service network, the transmitter control message including a charge indicator indicating whether to accept charge for the identified receiver and initiating power transfer to the receiver if the charge is accepted. Can be.
  • the method may further include receiving a charging completion message indicating completion of charging from the receiver and transmitting a receiver status message including status information indicating completion of charging to the wireless power cloud service network. It may further include.
  • the receiver identification information may include a receiver identifier for uniquely identifying a receiver in the wireless power cloud service network.
  • the receiver identification information may include a medium access control (MAC) address assigned to the receiver.
  • MAC medium access control
  • the receiver address message may further include a receiver index for identifying a connected receiver in the transmitter.
  • the charging state information collection method may further include recording a time point at which the power transmission is started as a charge start time and a time point at which the charge completion message is received as a charge end time.
  • the charging start time and the charging end time may be further included in the receiver status message.
  • the charging state information collection method may further include calculating a charging time of the receiver by subtracting the charging start time from the charging end time, and the calculated charging time may be further included in the receiver status message. .
  • the charging state information collection method if the connection with the receiver is released before the charge to the identified receiver is completed, the receiver status message including the status information indicating that the connection was released without the completion of the wireless power
  • the method may further include transmitting to a cloud service network.
  • the method may further include retransmitting the receiver address message when the connection with the receiver is reestablished.
  • the wireless power cloud service network may further include receiving a charging completion message indicating completion of charging from a receiver in which the connection is reset, and receiving a receiver status message including status information indicating completion of charging.
  • the transmission may further include.
  • the transmitter control message may include a device index field for identifying a device to be controlled and a command field for identifying a control command for the device index.
  • the device to be controlled means the transmitter. If the device index is greater than 0, the device to be controlled may be a receiver corresponding to the device index.
  • the charge indicator means that the charge is not accepted. If the value of the command field is 1, the charge indicator indicates the charge. This may mean that it has been accepted.
  • the method may further include transmitting, to the wireless power cloud service network, information on a load charge rate at a time before starting the power transmission to the receiver and when charging is completed or disconnected. It may include.
  • a change amount of the load charge rate may be calculated based on the information on the load charge rate in a predetermined server connected to the wireless power cloud service network, and charging may be performed based on the change amount.
  • the charging state information collection method starts the power transmission, calculating the intensity and charging time of the average received power corresponding to the identified receiver and when the charging to the identified receiver is completed or disconnected
  • the method may further include calculating a power transmission amount by multiplying the calculated average received power by a charging time and transmitting the power transmission amount to the wireless power cloud service network.
  • a method for collecting charge state information from a transmitter that transmits power wirelessly in association with a server connected to a wireless power cloud service network may include power to a first receiver authenticated by the wireless power cloud server. And transmitting a receiver address message including the receiver identification information of the second receiver detected during the power transmission to the first receiver, to the wireless power cloud server, and from the wireless power cloud server. Receiving a transmitter control message indicating that the charge was rejected due to the authentication failure for the device, Registering the receiver identification information of the second receiver in the blacklist and Receiver indicating that the charge was rejected according to the wireless power cloud server authentication failure Send a control message to the second receiver. It can include.
  • the advertisement message may be ignored.
  • a method of collecting charge state information in a server interoperating with a wireless power transmitter through a wireless power cloud service network may include receiving a receiver address message including receiver identification information from the wireless power transmitter. And determining whether to accept authentication and charging for the receiver corresponding to the receiver identification information, and transmitting a transmitter control message including a charge indicator indicating whether to accept the charging to the receiver to the wireless power transmitter. If charging for the receiver is accepted, the method may include receiving a receiver status message from the wireless power transmitter.
  • the time point at which the transmitter control message indicating that the charging for the receiver has been transmitted may be recorded as the charging start time.
  • a time point at which the first message is received may be recorded as a charging end time.
  • a time point at which the second message is received may be recorded as a charging suspend time.
  • a time point at which the third message is received may be recorded as a charging resumption time.
  • the charging time to the receiver may be calculated based on at least one of the charging start time, the charging end time, the charging suspend time, and the charging resume time.
  • the method may further include receiving a receiver charge status message from the wireless charging transmitter, wherein the receiver charge status message includes information regarding a load charge ratio for the receiver and a power transmission amount for the receiver. It may include at least one of information on and information on the amount of power received at the receiver.
  • Another embodiment of the present invention may provide a computer readable recording medium having recorded thereon a computer readable program for executing any one of the above methods of collecting charging state information.
  • the present invention has the advantage of providing a wireless charging state information collection method and apparatus and system therefor.
  • the present invention has an advantage of providing a method for reporting and collecting current state of charge information in a cloud-based wireless charging network.
  • the present invention has the advantage of providing a charging method based on the state of charge information and device (s) for it in a cloud-based wireless charging network.
  • the present invention can expect the effect of blocking unnecessary processing load by preventing the receiver that fails to be authenticated to be connected.
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating a wireless charging network configuration according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a flowchart illustrating a procedure of collecting state information of a receiver by a server in a wireless charging network according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a flowchart illustrating a procedure for collecting charge state information of a receiver by a server in a wireless charging network according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a flowchart illustrating a procedure for collecting charge state information of a receiver by a server in a wireless charging network according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a view for explaining the structure of the cloud packet used in the wireless power cloud service network according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 shows the format of a receiver address message according to an embodiment of the invention.
  • FIG. 7 is a view for explaining the structure of a receiver status message according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a diagram for explaining the structure of a transmitter control message according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a flowchart illustrating a method of collecting receiver charging state information according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a flowchart illustrating a method of collecting receiver charging state information according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a flowchart illustrating a receiver access control method in a wireless charging network according to an embodiment of the present invention.
  • a method of collecting charging state information in a wireless power transmitter includes transmitting a receiver address message including receiver identification information to a wireless power cloud service network when a receiver located in a charging region is identified. Receiving a transmitter control message from a power cloud service network, the transmitter control message including a charge indicator indicating whether to accept charge for the identified receiver and initiating power transfer to the receiver if the charge is accepted. Can be.
  • the apparatus for transmitting wireless power on the wireless charging system is a wireless power transmitter, a wireless power transmitter, a wireless power transmitter, a wireless power transmitter, a transmitter, a transmitter, a transmitter, a transmitter, a transmitter, A wireless power transmitter, a wireless power transmitter, and the like will be used interchangeably.
  • a wireless power receiver a wireless power receiver, a wireless power receiver, a wireless power receiver, a wireless power receiver, a receiver terminal, a receiver, a receiver, a receiver Or the like can be used in combination.
  • the wireless power transmitter may be configured in a pad form, a cradle form, an access point (AP) form, a small base station form, a stand form, a ceiling embed form, a wall mount form, a vehicle embed form, a vehicle mount form, and the like.
  • the wireless power transmitter may transmit power to the plurality of wireless power receivers simultaneously or time divisionally.
  • the wireless power transmitter may comprise at least one wireless power transmission means.
  • the wireless power transmitter according to the present invention may be linked with other wireless power transmitter in a network connection.
  • the wireless power transmitters may interwork with each other using short range wireless communication such as Bluetooth.
  • the wireless power transmitters may be interworked using wireless communication technologies such as Wideband Code Division Multiple Access (WCDMA), Long Term Evolution (LTE) / LTE-Advanced, and Wi-Fi.
  • WCDMA Wideband Code Division Multiple Access
  • LTE Long Term Evolution
  • LTE-Advanced Long Term Evolution-Advanced
  • Wi-Fi Wi-Fi
  • the electromagnetic induction wireless power transmission standard may include, but is not limited to, an electromagnetic induction wireless charging technology defined by the Wireless Power Consortium (WPC) or / and the Power Matters Alliance (PMA).
  • WPC Wireless Power Consortium
  • PMA Power Matters Alliance
  • the wireless power transmission method may use an electromagnetic resonance method of transmitting power to a wireless power receiver located at a short distance by tuning a magnetic field generated by a transmission coil of the wireless power transmitter to a specific resonance frequency.
  • the electromagnetic resonance method may include a wireless charging technology of a resonance method defined in A4WP (Alliance for Wireless Power) which is a wireless charging technology standard apparatus.
  • the wireless power transmission method may use an RF wireless power transmission method that transmits power to a wireless power receiver located at a far distance by putting low power energy on an RF signal.
  • the wireless power transmitter according to the present invention may be designed to support at least two or more wireless power transmission methods of the electromagnetic induction method, the electromagnetic resonance method, and the RF wireless power transmission method.
  • the wireless power transmitter may transmit power in a wireless power transmission scheme supported by the connected wireless power receiver.
  • the wireless power transmitter may select an optimal wireless power transmission scheme for the wireless power receiver and transmit power in the selected wireless power transmission scheme.
  • the wireless power transmitter may adaptively determine a wireless power transmission scheme to be used for the wireless power receiver based on the type of the wireless power receiver, the power reception state, the required power, and the like.
  • the wireless power receiver may be provided with at least one wireless power receiving means, and may simultaneously receive wireless power from two or more wireless power transmitters.
  • the wireless power receiver may include at least one of the electromagnetic induction method, the electromagnetic resonance method, and the RF wireless power transmission method.
  • the wireless power receiver may receive the power by selecting the optimal wireless power receiving means based on the reception sensitivity or the power transmission efficiency measured for each wireless power receiving means.
  • the wireless power receiver includes a mobile phone, a smart phone, a laptop computer, a digital broadcasting terminal, a personal digital assistant (PDA), a portable multimedia player (PMP), navigation, and an MP3 player. It may be mounted on a small electronic device such as an electric toothbrush, an electronic tag, a lighting device, a remote control, a fishing bobber, and the like, but the present invention is not limited thereto. It's enough if it's possible.
  • the wireless power receiver according to another embodiment of the present invention may be mounted on a home appliance including a TV, a refrigerator, a washing machine, a vehicle, an unmanned aerial vehicle, an air drone, a robot, or the like.
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating a wireless charging network configuration according to an embodiment of the present invention.
  • the wireless charging network 100 includes a manufacturer server 40 connected to a wireless charging system, a wireless power cloud service network (WPCSN) 30, a wireless power cloud service network 30, It may be configured to include at least one of the wireless power service provider server 50, the advertising server 60 and the charging server 70.
  • WPCSN wireless power cloud service network
  • the wireless charging system can be largely comprised of at least one transmitter for transmitting power wirelessly and at least one receiver for receiving power wirelessly.
  • a transmitter of a wireless charging system is connected to a wireless power cloud service network 30 through a gateway, for example, reference numerals 17, 18 and 23, or through the gateway and the second converter 26. It can be connected to exchange various control signals and status information.
  • a protocol used for communication between the fourth transmitter 21 and the second converter 26 may include a protocol used for communication between the second converter 26 and the third GW 23. It may be different.
  • a receiver according to an embodiment of the present invention for example, the second receiver 14 of FIG. 1 is connected to a wireless power cloud service network 30 through a cloud communication unit, for example, the first cloud communication unit 19. Can be used to communicate.
  • the receiver-for example, the fourth receiver 22 of FIG. 1 is connected to the wireless power cloud service network 30 through the first conversion unit 23 and the second cloud communication unit 24.
  • the first converter 23 may convert the message received from the fourth receiver 22 to the second cloud communication unit 24 by protocol conversion. That is, the first converter 23 transmits the message received from the second receiver 22 to communicate with the wireless power cloud service network 30 and the receiver which cannot directly interface with the cloud communication unit. It is possible to perform a function of converting a protocol to be processed by the
  • the communication between the transmitter and the gateway may be a second layer communication through wired or wireless.
  • communication between the gateway and the wireless power cloud service network 30 may be Ethernet-based TCP / IP communication, but is not limited thereto.
  • the communication between the fourth transmitter 21 and the third gateway 23 is performed through the second converter 26.
  • the communication between the fourth transmitter 21 and the second converter 26 may include Universal Asynchronous Receiver / Transmitter (UART) communication, Inter Integrated Circuit (I2C) communication, and Serial Peripheral Interface (SPI).
  • UART Universal Asynchronous Receiver / Transmitter
  • I2C Inter Integrated Circuit
  • SPI Serial Peripheral Interface
  • Serial communication via wire such as communication, controller area network (CAN) communication, and the like may be used.
  • the wireless power service provider server 50 may remotely control a transmitter or a receiver connected to the wireless power cloud service network 30. For example, the wireless power service provider server 50 determines whether to accept a session setup between a specific transmitter and a specific receiver, and transmits a predetermined control signal based on the determination result through the wireless power cloud service network 30 and the corresponding gateway. It may also transmit to the transmitter.
  • the wireless power service provider server 50 may collect state and characteristic information of a transmitter or a receiver through the wireless power cloud service network 30. At this time, the wireless power service provider server 50 controls the hardware of the transmitter to be reset based on the collected state and characteristic information, or wireless charging from the transmitter to a specific receiver is enabled or disabled (charging disable). Can be controlled.
  • the manufacturer server 40 may maintain information about a device authenticated according to a manufacturer-specific standard as a database. For example, the manufacturer server 40 may maintain the latest software version for devices that meet the standard specification defined by the manufacturer-specific Power Matters Alliance (PMA).
  • the manufacturer server 40 may collect software version information mounted in a transmitter or a receiver through the wireless power cloud service network 30. The manufacturer server 40 may compare the latest software version information corresponding to the transmitter or receiver and the loaded software version information to determine whether a software update is required, and perform a software update procedure according to the determination result. .
  • the status information of the transmitter reported to the server through the wireless power cloud service network 30 includes overheating status information, overvoltage status information, overcurrent status information, information on the number of receivers that can be connected, information on the number of receivers currently connected, the entire transmitter or the transmitter. At least one of information on a charging efficiency calculated for each receiver connected to the receiver, information on a current power transmission state, for example, information on a strength of a current output voltage, etc. It may include.
  • the characteristic information of the transmitter reported to the server through the wireless power cloud service network 30 may include transmitter identification information for uniquely identifying the transmitter on the wireless charging network, software version information mounted on the transmitter, hardware version information, and maximum It may include at least one of power class information for identifying transmittable power, information on a supportable charging mode, and information on a loaded protocol.
  • the state information of the receiver reported to the server through the wireless power cloud server 30 may include the overheat state information, the overvoltage state information, the overcurrent state information, the charging state information, the power reception state information, the reception efficiency information, and the charge information from the corresponding transmitter. It may include at least one of information on time, information on the estimated remaining time until the buffer, information on the charging efficiency, information on the dynamic power control, information on the required power.
  • the characteristic information of the receiver reported to the server through the wireless power cloud service network 30 includes receiver identification information for uniquely identifying the receiver, receiver MAC address information, software version information and hardware version information mounted on the receiver, and the receiver. It may include at least one of category information, information on a supportable charging mode, and information on a loaded protocol.
  • the advertisement server 60 may transmit an advertisement message to the corresponding receiver through the wireless power cloud service network 30.
  • the transmitted advertisement message may be delivered to the corresponding receiver through the wireless power cloud service network 30 and the cloud communication units 19 and 24, but is not limited thereto.
  • the advertisement message generated by the advertisement server 60 may be transmitted through the wireless power cloud service network 30, the second gateway 18, and the third transmitter 13. 3 may be sent to receiver 16.
  • the advertisement message generated by the advertisement server 60 may be transferred to the wireless power cloud service network 30 and the third.
  • the gateway 23, the second converter 26, and the fourth transmitter 21 may be transmitted to the fourth receiver 22.
  • the advertisement server 60 may check whether the transmitted advertisement message has been normally received by the receiver and / or read by the user on the device equipped with the receiver. As a result of the verification, when it is confirmed that the advertisement message is normally received and / or read by the receiver, the advertisement server 60 may request the charging server 70 so that the wireless charging fee for the receiver is not discounted or charged. have.
  • the wireless power service provider server 50 includes information on locations installed for each transmitter, where information about location includes address information, store information, GPS information, logical zones, or cells ( Cell) may include at least one of identification information.
  • the charging server 70 may perform charging for the corresponding receiver based on the information on the location where the transmitter is installed.
  • the charging for each receiver is described as an example, but this is only one embodiment, and it should be noted that the charging server according to another embodiment of the present invention may perform charging in units of transmitters. .
  • the wireless power service provider may connect its transmitter to the wireless power cloud service network 30 to provide a wireless charging service.
  • the wireless power service provider may include a cafe, a public institution, an airport, a subway station, a bookstore, a convenience store, but is not limited thereto.
  • the wireless power service provider server 50 may transmit a wireless charging coupon, which may be free or discounted when a user purchases an item or uses a specific service, to the corresponding receiver through the wireless power cloud server 30.
  • the charging server 70 completes the use registration of the wireless charging coupon previously issued from the corresponding receiver through the wireless power cloud service network 30, the wireless charging fee for the corresponding receiver according to the type of wireless charging coupon registered for use. You can either schedule or discount for free.
  • the receiver according to an embodiment of the present invention may be a single mode receiver supporting any one of an electromagnetic induction method and an electromagnetic resonance method, but is not limited thereto.
  • the receiver according to another embodiment of the present invention may be an electromagnetic It should be noted that it may also be a multi-mode receiver supporting both inductive and electromagnetic resonance.
  • the multi-mode receiver can dynamically switch from an active wireless charging mode to another wireless charging mode. For example, the multi-mode receiver may switch the wireless charging mode based on the charging efficiency. For example, when the multi-mode receiver performs the wireless charging in the electromagnetic resonance method and the charging efficiency of the electromagnetic resonance method drops below a predetermined reference value, the wireless charging mode may be switched to the electromagnetic induction method.
  • a multi-mode receiver may be divided into a first multi-mode receiver and a second multi-mode receiver according to whether it is possible to simultaneously receive wireless power through different wireless charging modes.
  • the first multi-mode receiver may receive power in at least one charging mode to supply power required by the system.
  • the first multi-mode receiver may first activate the wireless charging mode to be switched at the time of charging mode switching, that is, switching the operation mode, and then deactivate the existing wireless charging mode to ensure continuity of the wireless charging service. That is, the first multi-mode receiver may control the charging mode to be switched in a “make before break” manner.
  • the second multi-mode receiver only one wireless charging mode may be activated at a time. If power is simultaneously received in two wireless charging modes, the device equipped with the second multi-mode receiver may be damaged or may be damaged. Accordingly, the second multi-mode receiver may be switched to a wireless charging mode, hereinafter referred to as an alternative mode for convenience, to establish a session with the transmitter. In order to do so, you must end the session in response to the current operating mode. If the switch to the alternative mode fails, the second multi-mode receiver may perform a reconnection procedure using the current operation mode.
  • a wireless charging mode hereinafter referred to as an alternative mode for convenience
  • the multi-mode receiver uses an out-of-band communication such as BLE (Bluetooth Low Energy) communication when a carrier of electromagnetic resonance, which may be a beacon signal defined in the A4WP standard, is detected. Communicate with the transmitter.
  • BLE Bluetooth Low Energy
  • the multi-mode receiver detects only a carrier of electromagnetic induction (for example, it may be a ping signal defined in the PMA standard), the transmitter and the in-band ( In-band) communication can be performed.
  • a carrier of electromagnetic induction for example, it may be a ping signal defined in the PMA standard
  • the transmitter according to an embodiment of the present invention may be a single mode transmitter supporting any one of an electromagnetic induction method and an electromagnetic resonance method, but is not limited thereto.
  • the transmitter according to another embodiment of the present invention may be an electromagnetic Note that it may be a multi-mode transmitter that supports both induction and electromagnetic resonance.
  • the multi-mode transmitter may provide wireless charging service to the single mode receiver as well as the multi mode receiver.
  • the multi-mode transmitter may transmit power to at least one receiver.
  • the wireless charging mode selection and switching procedure between the multi-mode transmitter and the multi-mode receiver may be transparent to the user without any user intervention.
  • the multi-mode transmitter may be classified into a first multi-mode transmitter and a second multi-mode transmitter according to whether the simultaneous power transmission is possible in the electromagnetic resonance method and the electromagnetic induction method.
  • the first multi-mode transmitter may simultaneously transmit power in an electromagnetic resonance method and an electromagnetic induction method.
  • the first multi-mode transmitter may transmit power to one receiver in an electromagnetic induction manner while simultaneously transmitting power to the plurality of receivers in an electromagnetic resonance method.
  • the first multi-mode transmitter performs time division interleaving on a receiver detection procedure defined in an electromagnetic resonance method and an electromagnetic induction method, and establishes a session with a receiver detected in a wireless charging mode that detects the first receiver.
  • the procedure can be initiated.
  • the receiver detection procedure may be immediately terminated.
  • the time and order of transmitting the receiver sensing signal for each wireless charging mode in the time division interleaving of the electromagnetic resonance method and the electromagnetic induction method for the receiver sensing are not limited, but are defined in the standard corresponding to each wireless charging mode. It should be defined to satisfy the time requirements.
  • the first multi-mode transmitter may resume the receiver detection procedure.
  • the first multi-mode transmitter may determine whether switching to the alternative mode is necessary. If it is determined that switching to the alternative mode is required, the first multi-mode transmitter performs a predetermined switching procedure to the alternative mode. On the other hand, when switching to the alternative mode is not necessary, the first multi-mode transmitter may maintain a current operation mode to provide a wireless charging service.
  • the second multi-mode receiver While the first multi-mode transmitter is transmitting wireless power to one of the wireless charging modes, hereinafter referred to as the first wireless charging mode for convenience of description, the second multi-mode receiver enters the second wireless charging mode. If it is confirmed that the attempt to establish a session of the session with the second multi-mode receiver may be blocked.
  • the second multi-mode transmitter may operate in only one wireless charging mode at any one time.
  • the second multi-mode transmitter may perform a receiver sensing procedure according to a predefined rule.
  • the receiver sensing procedure may be defined such that the receiver sensing procedure defined in each of the electromagnetic resonance method and the electromagnetic induction method is time division interleaving.
  • each time division interleaved receiver sensing procedure must be defined to satisfy the time requirement of the receiver sensing procedure corresponding to the corresponding standard.
  • the second multi-mode transmitter may not perform a receiver detection procedure for another wireless charging mode while transmitting wireless power in one wireless charging mode.
  • the second multi-mode transmitter may resume the receiver sensing procedure when wireless charging to the corresponding receiver is completed or wireless power transmission is terminated.
  • the second multi-mode transmitter may provide a predetermined user interface for allowing the user to identify the currently active wireless charging mode.
  • the currently activated wireless charging mode may be displayed using LEDs having different colors, but this is only one embodiment, and another embodiment of the present invention is a liquid crystal mounted on the second multi-mode transmitter.
  • the display may indicate the currently activated wireless charging mode.
  • the first multi-mode transmitter and the second multi-mode transmitter may broadcast a predetermined transmitter multi-mode broadcast message for informing the receiver of the multi-mode capability.
  • the transmitter multi-mode broadcast message may include information for identifying a supportable wireless charging mode, information on a power rating for each supportable wireless charging mode, and the like.
  • the wireless power service provider according to the present invention should be able to check in real time the current state of charge of a user device equipped with a receiver when providing a charging service through a wireless charging system.
  • the information about the current state of charge of the user device may be delivered to the wireless power cloud service network 30 through the transmitter and the gateway, but this is only one embodiment, and as another example, the current state of charge of the user device
  • the information may be transmitted to the wireless power cloud service network 30 through the cloud communication unit.
  • the wireless power service providing server 50 may not only control the operation of the corresponding receiver based on the information on the current state of charge of the user device received through the wireless power cloud service network 30, but also with the charging server 70. Through interlocking, the charging for the corresponding user device may be controlled.
  • the current charge state information of the user device is at least one of information on the current charge amount of the load, information on the current output power strength of the load, information indicating that the charging is completed, information about the charge start time and the type of charge time It may include.
  • the transmitter may receive state information of a specific user device through a plurality of different messages through an in-band communication channel or an out-of-band communication channel set with the corresponding receiver.
  • the transmitter may determine the current charging state of the corresponding user device using the received state information or calculate the current charge amount based on the received state information. Thereafter, the transmitter may transmit a predetermined charge state report message including the determined current charge state information, the calculated current charge amount, and the like to the wireless power cloud service network 30 through the gateway.
  • the charging status report message is at least one of a receiver identifier for identifying which user device is charging status information or a MAC address of the corresponding receiver, a transmitter identifier for identifying a transmitter that has transmitted the charging status report message, or a transmitter MAC address. It may include.
  • the multi-mode transmitter may have different messages for receiving the charging state information of the receiver according to the activated wireless charging mode.
  • the A4WP standard which is an electromagnetic resonance method, defines a PRU (Power Receiving Unit) Alert message for reporting to a transmitter that charging is completed.
  • the PMA standard an electromagnetic induction method, defines an End of Charge (EOC) request message for reporting to the transmitter that charging is completed.
  • the transmitter connected to the wireless charging network may transmit the charging state information of the corresponding receiver to the wireless power cloud service network 30 through one standardized message regardless of the activated wireless charging mode.
  • the transmitter may transmit the charging state information of the corresponding receiver to the wireless power cloud service network 30 through a predetermined receiver charging status report message.
  • the receiver charge status report message may include a receiver identifier, a transmitter identifier, information for identifying a current charge amount of a load corresponding to the receiver identifier, information for identifying whether the load corresponding to the receiver identifier is completed, charging start time It may include at least one of the information and the charging end time information.
  • FIG. 2 is a flowchart illustrating a procedure of collecting state information of a receiver by a server in a wireless charging network according to an embodiment of the present invention.
  • the transmitter 220 when the receiver 210 detects the receiver 210 through a predetermined receiver detection procedure, the transmitter 220 performs identification and configuration procedures to identify identification information and a configuration and state of the receiver.
  • the static state information of the identifiable receiver can be obtained from the sensed receiver 210 through a predetermined message-for example, a PRU Static Parameter Characteristic message defined in the A4WP standard (S251 to S252). ).
  • the transmitter 220 may receive an advertisement message requesting a wireless power service from the receiver 210, and in response to the advertisement message, the receiver 210 receives a predetermined connection request message for establishing a session. Can be sent to.
  • the identification information may be an ID for uniquely identifying the corresponding receiver on the wireless charging network, but is not limited thereto and may be a MAC address assigned to the corresponding receiver.
  • the static state information may include standard version information applied, hardware and software version information mounted on the receiver, receiver category, receiver capability information, for example, information on a preferred power control algorithm, and information on supported short range wireless communication. At least one of information about whether adaptive power distribution is supported, information for identifying whether charging completion is supported in a connected mode, and various power intensity reference values for power control and state transition. have.
  • the transmitter 220 may transmit a receiver address message including the receiver identifier or the receiver MAC address to the gateway.
  • the receiver address message may be delivered to the wireless power service provider server 240 through the wireless power cloud service network 230 (S255).
  • the wireless power service provider server 240 may determine whether to accept authentication and charging for the user device or the receiver corresponding to the receiver identifier or the receiver MAC address (S254).
  • the wireless power service provider server 240 may transmit a transmitter control message with the charging indicator set to 1 to the transmitter 220. (S255).
  • the charging indicator is 1, it means that the charging for the receiver is accepted, and if the charging indicator is 0, it means that the charging for the receiver is rejected.
  • the wireless power service provider server 240 may record the time when the transmitter control message was transmitted as the charging start time (S256).
  • the transmitter 220 may start power transmission to the corresponding receiver and transition to the power transmission state (S257).
  • the transmitter 220 determines whether to accept the power service request, for example, the power service request may be received by the transmitter 220 through an advertisement message, a condition of acceptance, a reason for rejection, and a subject who has decided to accept or reject.
  • the receiver control message including the acceptance information field for the message may be transmitted to the receiver 210.
  • the acceptance information field may have a length of 1 byte and may be defined as shown in Table 1 below, but is not limited thereto. Table 1 is an example, and a part of which is modified or deleted is also within the scope of the present invention.
  • the receiver 210 may transmit a predetermined charging completion message to the transmitter 220 (S258).
  • the charging completion message may be an end of charge (EoC) message defined in the PMA standard, but is not limited thereto.
  • the charging completion message may be a PRU Dynamic Parameter Characteristic message or a PRU Alert Characteristic message defined in the A4WP standard. But it is not limited thereto.
  • the receiver dynamic parameter characteristic message and the receiver alarm characteristic message include a 1 byte long PRU Alert field. Each bit of the PRU Alert field may be used to identify events such as overvoltage, overcurrent, over temperature, charging completion and wired charger detection.
  • the transmitter 220 transmits a predetermined receiver status message to the wireless power service provider server 240 through the wireless power cloud service network 230 indicating that the charging for the corresponding receiver 210 is completed. It may be (S259).
  • the wireless power service provider server 240 may record a time point at which the receiver status message is received as the charging end time (S260).
  • the charging server linked with the wireless power service provider server 240 or the wireless power service provider server 240 calculates the total charging time using the charging start time and the charging type time recorded in the steps 256 and 260.
  • the charging fee for the receiver may be calculated based on the calculated total charging time.
  • FIG. 3 is a flowchart illustrating a procedure for collecting charge state information of a receiver by a server in a wireless charging network according to another embodiment of the present invention.
  • the wireless power service provider server 340 records the charging start time and the charging end time.
  • the transmitter 320 may record the charging start time. have.
  • the transmitter 320 may record a time point at which the charging completion message is received as the charging end time (S356 to S359).
  • the transmitter 320 generates a predetermined receiver status message including the state information indicating that the charging of the corresponding receiver 310 is completed and the recorded charging start time and the charging end time, and then the wireless power cloud service network 330.
  • Can be transmitted (S360).
  • the transmitted receiver status message may be delivered to the wireless power service provider server 340 through the wireless power cloud service network 330, but this is just one embodiment. It may be delivered to the charging server 70 of FIG.
  • FIG. 4 is a flowchart illustrating a procedure for collecting charge state information of a receiver by a server in a wireless charging network according to another embodiment of the present invention.
  • Steps 451 to 457 of FIG. 4 are the same as those of steps 251 to 257 of FIG. 2, and thus are replaced with the description of FIG. 2.
  • the transmitter 420 may recognize that the connection is released in the power transfer state in which power is transmitted to the connected receiver 410 to charge the load (S458). In this case, the transmitter 420 transmits a predetermined receiver status message to the wireless power service provider server 440 connected to the wireless power cloud service network 430 including status information indicating that the connection is released when charging is not completed. Can be transmitted (S459).
  • the wireless power service provider server 440 may record a time point at which the corresponding receiver status message is received as the charging suspend time (S460). .
  • the transmitter 420 receives a receiver address message including a receiver identifier or a MAC address corresponding to the receiver whose connection has been reset.
  • the wireless power service provider server 440 connected to the wireless power cloud service network 430 may be transmitted (S462).
  • the wireless power service provider server 440 may record a time point at which the receiver address message is received as the charge resumption time (S463).
  • the transmitter 420 may transmit a receiver status message indicating that the charging is completed to the wireless power service provider server 440 connected to the wireless power cloud service network 430 (S464 to S). S465).
  • the wireless power service provider server 440 may record a time point at which a receiver status message indicating that charging is completed is received as a charging end time (S466).
  • the wireless power service provider server 440 or the charging server 70 of FIG. 1 may use the total charging corresponding to the corresponding receiver based on the time information recorded in the above steps 456, 460, 463, and 466.
  • the time can be calculated and billing data generated based on the total charge time. For example, when the recorded time information is the charge start time t1, the charge suspend time t2, the charge resume time t3, and the charge end time t4, the total charge time T_total is (t4-t1). It can be calculated as)-(t3-t2).
  • FIG. 5 is a view for explaining the structure of the cloud packet used in the wireless power cloud service network according to an embodiment of the present invention.
  • the cloud packet 500 may be largely classified into a header, a payload, and a tail.
  • the header is a source information 501 field for identifying the sender who transmitted the cloud packet, a destination information 502 field for identifying a destination where the cloud packet is to be received, and a type of message included in the cloud packet. And a message length 504 field for identifying the length of the payload.
  • source information 501 records MAC address information assigned to the transmitter and IP address information assigned to the gateway to which the transmitter is connected.
  • the destination information 502 may record IP address information allocated to the corresponding server.
  • the cloud packet is a packet transmitted from a server connected to a wireless power cloud service network to a transmitter
  • IP address information assigned to the server is recorded in the source information 501
  • the transmitter is included in the destination information 502.
  • MAC address information allocated to the IP address information assigned to the gateway to which the transmitter is connected may be recorded.
  • an error correction code for checking the integrity of data included in the payload which may be a Cyclic Redundancy Check (CRC) code, for example, may be recorded.
  • CRC Cyclic Redundancy Check
  • the payload 505 may record and transmit data generated at the transmitter.
  • the generated data may be determined according to the message type.
  • the message type and data may include data corresponding to the example of FIGS. 6 to 8 to be described later.
  • FIG. 6 shows a format of a receiver address message according to an embodiment of the present invention.
  • a receiver address message includes a receiver index (Rx Index, 601) field having a 2-byte length, and a receiver identifier (RxID) having a 6-byte length for uniquely identifying the corresponding receiver. 602).
  • Rx Index 601
  • RxID receiver identifier
  • a receiver address message includes a receiver index (Rx Index, 603) field having a 2-byte length and a receiver MAC having a 6-byte length in which a MAC address allocated to the corresponding receiver is recorded. It may be configured to include an address 604.
  • FIG. 7 is a view for explaining the structure of a receiver status message according to an embodiment of the present invention.
  • a receiver status message includes a receiver index (Rx Index) field 701 having a length of 2 bytes, and a status having a length of 1 byte indicating a current state of a receiver corresponding to the receiver index 701. And a (Status, 702) field.
  • Rx Index receiver index
  • Status 702
  • the state 702 field may be defined as shown in the state definition table at 7b, but this is only one embodiment, and a new state is further defined or some defined states are deleted or changed. It should be noted that it may be.
  • the type of the state information may include at least one of an idle state, a disconnection state without completion of charging, a disconnection state according to a charge completion state, a charge completion state in a connection mode, a state of charging and a state of charge completion.
  • FIG. 8 is a diagram for explaining the structure of a transmitter control message according to an embodiment of the present invention.
  • the transmitter control message is a control message transmitted to the transmitter through the wireless power cloud service network, and may be generated by servers connected to the wireless power cloud service network.
  • the transmitter control message includes a device index (801) field having a 2-byte length for identifying a device under control, and a Command (802) field having a 1-byte length. It can be configured by.
  • the device index 801 value must be set to 0x0000 in order to control the transmitter.
  • a value other than 0 may be set to the device index 801 to identify a receiver to be controlled in the transmitter.
  • a transmitter control message having a device index 801 value of 0x0000 and a command 802 value of 0x00 may be a control command for resetting the corresponding transmitter.
  • a transmitter control message having a device index 801 value having a specific receiver index value and a command 802 value set to 0x00 may be transmitted to a receiver corresponding to the corresponding receiver index value. It may be a command for controlling the transmitter to be activated.
  • a transmitter control message in which the device index 801 value has a specific receiver index value and the command 802 value is set to 0x01 may be a charging service for a receiver corresponding to the corresponding receiver index value. May be a command for controlling the corresponding transmitter so as to be inactivated.
  • FIG. 9 is a flowchart illustrating a method of collecting receiver charging state information according to an embodiment of the present invention.
  • Steps 951 to 953 shown in FIG. 9 are replaced with the description of steps 251 to 253 of FIG.
  • the transmitter 920 may calculate a charge rate of a load to which the receiver 910 is connected based on receiver state information collected in the identification and configuration procedure, for example, may be receiver static state information. Can be.
  • the load charge ratio may be calculated based on the output voltage and the current strength of the load, but is not limited thereto.
  • the receiver 910 measures the charge ratio of the load, Information about the measured load charge rate may be explicitly transmitted to the transmitter 920 through a predetermined message.
  • the wireless power service provider server may determine the billing amount according to the charge amount of the received load.
  • How the transmitter 920 determines the load charging rate may vary depending on the wireless charging mode selected between the receiver 910 and the transmitter 920. Or it may be adaptively determined according to the identified wireless charging mode.
  • a receiver supporting an electromagnetic induction wireless charging standard such as WPC may transmit a charging status packet having a length of 1 byte to a charging rate of 0 to 255 of a current load to a transmitter.
  • wireless charging standards of electromagnetic resonance such as A4WP do not explicitly convey information about the charge rate of the load from the receiver to the transmitter.
  • the transmitter connected to the receiver in the electromagnetic resonance method defined in the A4WP standard may calculate the charge rate of the load using a dynamic parameter characteristic packet which is periodically received.
  • the dynamic parameter characteristic packet includes intensity values of the output voltage Vout and the output current Iout of the load.
  • the transmitter calculates the output power Pout of the load by the product of the output voltage Vout and the output current Iout, and compares the calculated output power Pout with the intensity of the maximum output power of the load to thereby charge the current charge of the load. Can be calculated.
  • the transmitter 920 may transmit a predetermined receiver charge status message including information on a load charge rate to the wireless power service provider server 940 connected to the wireless power cloud service network 930 (S954).
  • the wireless power service provider server 940 performs a predetermined authentication procedure for the corresponding receiver 910 based on at least one information included in the receiver address message and the receiver charging status message, and performs a charging service for the corresponding receiver 910. It may be determined whether to accept (S954).
  • the wireless power service provider server 940 may transmit a transmitter control message in which the charging indicator is set to 1 to the transmitter 920 (S955).
  • the wireless power service provider server 940 may record a time point at which the transmitter control message is transmitted as a charging start time (S956).
  • charging start time recording is one example and may be omitted.
  • the transmitter 920 may transmit power to the receiver 910 after receiving a receiver control message including predetermined acceptance information indicating that the charging request has been accepted from the server (S957).
  • the receiver control message may be transmitted when the session between the transmitter 920 and the receiver 910 is established by the electromagnetic induction method.
  • the transmitter 920 may initiate power transfer and transition to a power transfer state without transmitting a separate receiver control message.
  • the transmitter 920 may transmit a receiver status message indicating that the charging of the corresponding receiver 910 is completed to the wireless power service provider server 940 (S959).
  • the transmitter 920 may transmit a receiver charge status message including the information on the load charge rate to the wireless power service provider server 940 (S960).
  • step 959 may not be an optional procedure in this embodiment.
  • the transmitter 920 may perform the step 960 without transmitting the receiver state message of step 959. have.
  • the load charge rate may be another type of battery charge amount information, and the charge rate is an example.
  • the measured power amount (W), power / hour (Watt / h), delta power amount (charge power amount difference) can be processed into various information and transmitted.
  • the wireless power service provider server 940 may record a time point at which the corresponding message is received as the charging end time (S961).
  • the wireless power service provider server 940 or the charging server 70 of FIG. 1 may load load based on the information on the load charge rate received in step 954 and the information on the load charge rate received in step 960.
  • the change amount of the ratio may be calculated, and charging of the corresponding receiver 910 may be performed based on the calculated change amount (S962).
  • FIG. 10 is a flowchart illustrating a method of collecting receiver charging state information according to another embodiment of the present invention.
  • the recording of the charging start time is one embodiment and may be omitted.
  • Steps 1051 to 1056 of FIG. 10 are replaced with descriptions of steps 351 to 357 of FIG. 3.
  • the transmitter 1020 may measure the intensity of average transmitted power to the corresponding receiver 1010 in a power transmission state (S1058).
  • the strength information of the received powers of the receivers 1010 may be collected. Based on the received received power intensity information, the average received power intensity for each receiver may be calculated.
  • the transmitter 1020 may record the time when the charging completion message is received as the charging completion time.
  • the receiver status message indicating that the charging of the receiver 1010 is completed may be transmitted to the wireless power service providing server 1040 connected to the wireless power cloud service network 1030 (S1061).
  • the transmitter 1020 may transmit a receiver charge status message including information about the amount of power transmission to the wireless power service provider server 1040.
  • the power transmission amount is the time elapsed from the start of the charge until the charge is completed, which is referred to as the charging time for convenience of description, and the magnitude of the average transmitted power at the transmitter during the charging time and the average received power at the corresponding receiver. It can be calculated as the product of the intensities.
  • the wireless power service provider server 1040 may charge the corresponding receiver 1010 based on the received information about the amount of power transmission (S1063).
  • the transmitter 1020 calculates a power transmission amount by a product of a charging time to the corresponding receiver 1010 and an average received power intensity during the charging time, and provides the same to the wireless power service provider server 1040.
  • the transmitter 1020 transmits a receiver charge status message including charge start time information, charge completion time information, and average received power strength information. May transmit to the wireless power service provider server 1040.
  • the charging for the corresponding receiver may be performed based on the receiver charging status message received from the wireless power service provider server 1040 or a separate charging server.
  • FIG. 11 is a flowchart illustrating a receiver access control method in a wireless charging network according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a diagram for describing a method of effectively blocking access of a second receiver that has failed authentication in a state where a transmitter transmits power to a normally authenticated first receiver.
  • the transmitter 1130 when the transmitter 1130 detects that a new second receiver is located in the charging region while transmitting power to the normally authenticated first receiver 1120, the transmitter 1130 may perform an identification and configuration procedure (S1161). To S1163).
  • the transmitter 1130 may transmit a receiver address message including a receiver identifier or a receiver MAC address corresponding to the second receiver 1110 to the wireless power service provider server 1150 (S1164).
  • the transmitter 1130 may transmit a receiver charge status message including information about a load charge rate corresponding to the second receiver 1110 to the wireless power service provider server 1150 (S1165).
  • the information about the load charge rate may be transmitted after authentication is completed.
  • the wireless power service provider server 1150 may determine whether to accept the authentication and the charging with respect to the second receiver 1110 (S1167).
  • the wireless power service provider server 1150 may transmit a transmitter control message in which the charging indicator is set to 0 to the transmitter 1130 (S1168).
  • the value of the charge indicator of 0 may mean that charging for the second receiver 1110 has not been accepted.
  • the transmitter 1130 may transmit a receiver control message to the second receiver 1110 indicating that the charge service request is rejected by the server connected to the wireless power cloud service network (S1169).
  • the transmitter 1130 may transmit a generic access profile (GAP) end message for releasing a session established with the second receiver 1110 to the second receiver 1110 (S1170).
  • GAP generic access profile
  • the transmitter 1130 may blacklist the information about the second receiver 1110 in which the charge service request is rejected, for example, may be a receiver identifier or a receiver MAC address corresponding to the second receiver 1110. Can be registered and stored in (S1171).
  • the second receiver 1110 may attempt to reconnect by transmitting an advertisement message to the transmitter 1130 in a power transmission state (S1173).
  • the transmitter 1130 may ignore the advertisement message received from the receiver registered in the blacklist (1173).
  • the information about the blacklisted receiver may be deleted after being blacklisted for a predetermined time.
  • the number of receivers that can be registered in the blacklist corresponding to the transmitter may be limited. If the number of receivers registered in the blacklist exceeds a predetermined threshold, the information about the first registered receiver may be deleted from the blacklist.
  • the transmitter according to the present invention has an advantage of minimizing the load of the wireless charging network by blocking unnecessary authentication procedures for the blacklisted receiver.
  • the method according to the embodiment described above may be stored in a computer-readable recording medium that is produced as a program for execution on a computer, and examples of the computer-readable recording medium include ROM, RAM, CD-ROM, magnetic tape , Floppy disks, optical data storage devices, and the like, and also include those implemented in the form of carrier waves (eg, transmission over the Internet).
  • the computer readable recording medium can be distributed over network coupled computer systems so that the computer readable code is stored and executed in a distributed fashion.
  • functional programs, codes, and code segments for implementing the above-described method may be easily inferred by programmers in the art to which the embodiments belong.
  • the present invention can be used in the field of wireless charging, and in particular, can be applied to a wireless power transmission apparatus, a server connected to a cloud-based wireless charging network.

Abstract

본 발명은 무선 충전 상태 정보 수집 방법 및 그를 위한 장치들 및 시스템에 관한 것으로서, 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 송신기에서의 충전 상태 정보 수집 방법은 충전 영역에 위치한 수신기가 식별되면, 수신기 식별 정보가 포함된 수신기 주소 메시지를 무선 전력 클라우드 서비스망으로 전송하는 단계와 상기 무선 전력 클라우드 서비스망으로부터 상기 식별된 수신기에 대한 충전 수락 여부를 지시하는 충전 지시자가 포함된 송신기 제어 메시지를 수신하는 단계와 상기 충전이 수락된 경우, 상기 수신기로의 전력 전송을 개시하는 단계를 포함할 수 있다. 따라서, 본 발명은 무선 전력 수신기의 충전 상태 정보를 효과적으로 수집할 수 이는 장점이 있다.

Description

무선 충전 상태 정보 수집 방법 및 그를 위한 장치 및 시스템
본 발명은 무선 충전 기술에 관한 것으로서, 상세하게, 클라우드 환경에서 무선 충전 수신 장치에 대한 무선 충전 상태 정보를 수집하는 방법 및 그를 위한 장치들 및 시스템에 관한 것이다.
최근 정보 통신 기술이 급속도로 발전함에 따라, 정보 통신 기술을 기반으로 하는 유비쿼터스 사회가 이루어지고 있다.
언제 어디서나 정보통신 기기들이 접속되기 위해서는 사회 모든 시설에 통신 기능을 가진 컴퓨터 칩을 내장시킨 센서들이 설치되어야 한다. 따라서 이들 기기나 센서의 전원 공급 문제는 새로운 과제가 되고 있다. 또한 휴대폰뿐만 아니라 블루투스 핸드셋과 아이팟 같은 뮤직 플레이어 등의 휴대기기 종류가 급격히 늘어나면서 배터리를 충전하는 작업이 사용자에게 시간과 수고를 요구하고 됐다. 이러한 문제를 해결하는 방법으로 무선 전력 전송 기술이 최근 들어 관심을 받고 있다.
무선 전력 전송 기술(wireless power transmission 또는 wireless energy transfer)은 자기장의 유도 원리를 이용하여 무선으로 송신기에서 수신기로 전기 에너지를 전송하는 기술로서, 이미 1800년대에 전자기유도 원리를 이용한 전기 모터나 변압기가 사용되기 시작했고, 그 후로는 라디오파나 레이저와 같은 전자파를 방사해서 전기에너지를 전송하는 방법도 시도되었다. 우리가 흔히 사용하는 전동칫솔이나 일부 무선면도기도 실상은 전자기유도 원리로 충전된다.
현재까지 무선을 이용한 에너지 전달 방식은 크게 전자기 유도 방식, 전자기 공진(Electromagnetic Resonance) 방식 및 단파장 무선 주파수를 이용한 RF 전송 방식 등으로 구분될 수 있다.
전자기 유도 방식은 두 개의 코일을 서로 인접시킨 후 한 개의 코일에 전류를 흘려보내면 이 때 발생한 자속(MagneticFlux)이 다른 코일에 기전력을 일으키는 현상을 사용한 기술로서, 휴대폰과 같은 소형기기를 중심으로 빠르게 상용화가 진행되고 있다. 자기 유도 방식은 최대 수백 키로와트(kW)의 전력을 전송할 수 있고 효율도 높지만 최대 전송 거리가 1센티미터(cm) 이하이므로 일반적으로 충전기나 바닥에 인접시켜야 하는 단점이 있다.
전자기 공진 방식은 전자기파나 전류 등을 활용하는 대신 전기장이나 자기장을 이용하는 특징이 있다. 자기 공진 방식은 전자파 문제의 영향을 거의 받지 않으므로 다른 전자 기기나 인체에 안전하다는 장점이 있다. 반면, 한정된 거리와 공간에서만 활용할 수 있으며 에너지 전달 효율이 다소 낮다는 단점이 있다.
단파장 무선 전력 전송 방식-간단히, RF 전송 방식-은 에너지가 라디오 파(RadioWave)형태로 직접 송수신될 수 있다는 점을 활용한 것이다. 이 기술은 렉테나(rectenna)를 이용하는 RF 방식의 무선 전력 전송 방식으로서, 렉테나는 안테나(antenna)와 정류기(rectifier)의 합성어로서 RF 전력을 직접 직류 전력으로 변환하는 소자를 의미한다. 즉, RF 방식은 AC 라디오파를 DC로 변환하여 사용하는 기술로서, 최근 효율이 향상되면서 상용화에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.
무선 전력 전송 기술은 모바일 뿐만 아니라 IT, 철도, 자동차, 가전 산업 등 산업 전반에 다양하게 활용될 수 있다.
최근에는, 무선 전력 송신기와 무선 전력 수신기로 구성된 무선 충전 시스템을 네트워크로 구성하여 다양한 지능형 무선 충전 서비스를 제공하기 위한 무선 충전 네트워크에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 이에 따라, 무선 충전 네트워크에 연결된 노드 사이의 통신 프로토콜 및 인터페이스 규격에 대한 연구도 함께 진행되고 있다.
네트워크 연결된 무선 충전 시스템을 효과적으로 제어 및 관리하고, 사용자 디바이스 별 정확한 과금 및 차별화된 무선 충전 서비스를 제공하기 위해서는 무선 전력 서비스 제공자가 사용자 디바이스의 현재 상태 정보를 빠르고 정확하게 수집할 수 있어야 한다.
본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 고안된 것으로, 본 발명의 목적은 무선 충전 상태 정보 수집 방법 및 그를 위한 장치 및 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 클라우드 기반의 무선 충전 네트워크에서 현재 충전 상태 정보를 보고 및 수집하는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 클라우드 기반의 무선 충전 네트워크에서 충전 상태 정보에 기반한 과금 방법 및 그를 위한 장치(들)을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 인증 실패한 수신기에 대한 효과적인 접속 제어 방법 및 그를 위한 장치 및 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명은 무선 충전 상태 정보 수집 방법 및 그를 위한 장치들 및 시스템을 제공할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 송신기에서의 충전 상태 정보 수집 방법은 충전 영역에 위치한 수신기가 식별되면, 수신기 식별 정보가 포함된 수신기 주소 메시지를 무선 전력 클라우드 서비스망으로 전송하는 단계와 상기 무선 전력 클라우드 서비스망으로부터 상기 식별된 수신기에 대한 충전 수락 여부를 지시하는 충전 지시자가 포함된 송신기 제어 메시지를 수신하는 단계와 상기 충전이 수락된 경우, 상기 수신기로의 전력 전송을 개시하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 충전 상태 정보 수집 방법은 충전 완료를 지시하는 충전 완료 메시지를 상기 수신기로부터 수신하는 단계와 상기 충전 완료를 지시하는 상태 정보가 포함된 수신기 상태 메시지를 상기 무선 전력 클라우드 서비스망으로 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.
일 예로, 상기 수신기 식별 정보는 상기 무선 전력 클라우드 서비스망 내 수신기를 고유하게 식별하기 위한 수신기 식별자를 포함할 수 있다.
다른 일 예로, 상기 수신기 식별 정보는 상기 수신기에 할당된 MAC(Medium Access Control) 주소를 포함할 수 있다.
또한, 상기 수신기 주소 메시지는 상기 송신기 내 접속된 수신기를 식별하기 위한 수신기 인덱스를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 충전 상태 정보 수집 방법은 상기 전력 전송이 개시된 시점을 충전 개시 시간으로 기록하는 단계와 상기 충전 완료 메시지가 수신된 시점을 충전 종료 시간으로 기록하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 충전 개시 시간 및 상기 충전 종료 시간이 상기 수신기 상태 메시지에 더 포함될 수 있다.
또한, 상기 충전 상태 정보 수집 방법은 상기 충전 종료 시간에서 상기 충전 개시 시간을 차감하여 상기 수신기의 충전 시간을 산출하는 단계를 더 포함하되, 상기 산출된 충전 시간이 상기 수신기 상태 메시지에 더 포함될 수 있다.
또한, 상기 충전 상태 정보 수집 방법은 상기 식별된 수신기로의 충전이 완료되기 이전에 상기 수신기와의 연결이 해제되면 충전 완료 없이 연결이 해제되었음을 지시하는 상태 정보가 포함된 수신기 상태 메시지를 상기 무선 전력 클라우드 서비스망에 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 충전 상태 정보 수집 방법은 상기 수신기와의 연결이 재설정되면, 상기 수신기 주소 메시지를 재전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 충전 상태 정보 수집 방법은 충전 완료를 지시하는 충전 완료 메시지를 상기 연결이 재설정된 수신기로부터 수신하는 단계와 상기 충전 완료를 지시하는 상태 정보가 포함된 수신기 상태 메시지를 상기 무선 전력 클라우드 서비스망으로 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 송신기 제어 메시지는 제어 대상인 디바이스를 식별하기 위한 디바이스 인덱스 필드와 상기 디바이스 인덱스에 대한 제어 명령을 식별하기 위한 명령 필드를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 디바이스 인덱스가 0이면 상기 제어 대상인 디바이스가 상기 송신기를 의미하고, 상기 다바이스 인덱스가 0보다 크면 상기 제어 대상인 디바이스가 상기 디바이스 인덱스에 대응되는 수신기일 수 있다.
또한, 상기 제어 대상인 디바이스가 수신기인 경우, 상기 명령 필드의 값이 0이면, 상기 충전 지시자는 상기 충전이 수락되지 않았음을 의미하고, 상기 명령 필드의 값이 1이면, 상기 충전 지시자가 상기 충전이 수락되었음을 의미할 수 있다.
또한, 충전 상태 정보 수집 방법은 상기 수신기에 대한 상기 전력 전송을 개시하기 이전 시점과 충전이 완료되거나 연결 해제된 시점에서의 부하 충전 비율에 관한 정보를 상기 무선 전력 클라우드 서비스망에 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 무선 전력 클라우드 서비스망에 연결된 소정 서버에서 상기 부하 충전 비율에 관한 정보에 기반하여 부하 충전 비율의 변화량이 산출되고, 상기 변화량에 기반하여 과금이 수행될 수 있다.
또한, 상기 충전 상태 정보 수집 방법은 상기 전력 전송을 개시하면, 상기 식별된 수신기에 대응되는 평균 수신 전력의 세기 및 충전 시간을 산출하는 단계와 상기 식별된 수신기로의 충전이 완료되거나 연결이 해제되면, 상기 산출된 평균 수신 전력의 세기와 충전 시간을 곱하여 전력 전송량을 산출하는 단계와 상기 전력 전송량을 상기 무선 전력 클라우드 서비스망에 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따른 무선 전력 클라우드 서비스망에 연결된 서버와 연동하여 무선으로 전력으로 전송하는 송신기에서 충전 상태 정보를 수집하는 방법은 상기 무선 전력 클라우드 서버에 의해 인증된 제1 수신기로 전력을 전송하는 단계와 상기 제1 수신기로의 전력 전송 중 감지된 제2 수신기의 수신기 식별 정보가 포함된 수신기 주소 메시지를 상기 무선 전력 클라우드 서버에 송신하는 단계와 상기 무선 전력 클라우드 서버로부터 상기 제2 수신기에 대한 인증 실패로 충전이 거절되었음을 지시하는 송신기 제어 메시지를 수신하는 단계와 상기 제2 수신기의 수신기 식별 정보를 블랙리스트에 등록하는 단계와 상기 무선 전력 클라우드 서버 인증 실패에 따라 충전 거절되었음을 지시하는 수신기 제어 메시지를 상기 제2 수신기에 전송하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 블랙리스트에 등록된 수신기 식별 정보가 포함된 광고 메시지가 수신되면, 해당 광고 메시지를 무시할 수 있다.
본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 무선 전력 클라우드 서비스망을 통해 무선 전력 송신기와 연동되는 서버에서의 충전 상태 정보 수집 방법은 수신기 식별 정보가 포함된 수신기 주소 메시지를 상기 무선 전력 송신기로부터 수신하는 단계와 상기 수신기 식별 정보에 상응하는 수신기에 대한 인증 및 충전 수락 여부를 결정하는 단계와 상기 수신기에 대한 충전 수락 여부를 지시하는 충전 지시자가 포함된 송신기 제어 메시지를 상기 무선 전력 송신기에 송신하는 단계와 상기 수신기에 대한 충전이 수락된 경우, 상기 무선 전력 송신기로부터 수신기 상태 메시지를 수신하는 단계를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 수신기에 대한 충전이 수락되었음을 지시하는 상기 송신기 제어 메시지가 송신된 시점이 충전 개시 시간으로 기록될 수 있다.
또한, 상기 수신기 상태 메시지가 상기 수신기에 대한 충전이 완료되었음을 지시하는 제1 메시지인 경우, 상기 제1 메시지가 수신된 시점이 충전 종료 시간으로 기록될 수 있다.
또한, 상기 수신기 상태 메시지가 상기 수신기의 충전이 완료되기 이전에 상기 수신기와 설정된 연결이 해제되었음을 지시하는 제2 메시지인 경우, 상기 제2 메시지가 수신된 시점이 충전 일시 중단 시간으로 기록될 수 있다.
또한, 상기 수신기 상태 메시지가 상기 연결 해제된 수신기와의 연결이 재설정되었음을 지시하는 제3 메시지인 경우, 상기 제3 메시지가 수신된 시점이 충전 재개 시간으로 기록될 수 있다.
또한, 상기 충전 개시 시간, 상기 충전 종료 시간, 상기 충전 일시 중단 시간 및 상기 충전 재개 시간 중 적어도 하나에 기반하여 상기 수신기로의 충전 시간이 산출될 수 있다.
또한, 상기 충전 상태 정보 수집 방법은 수신기 충전 상태 메시지를 상기 무선 충전 송신기로부터 수신하는 단계를 더 포함하되, 상기 수신기 충전 상태 메시지는 상기 수신기에 대한 부하 충전 비율에 관한 정보, 상기 수신기에 대한 전력 전송량에 관한 정보 및 상기 수신기에서의 전력 수신량에 관한 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 일 실시예는 상기한 충전 상태 정보 수집 방법들 중 어느 하나의 방법을 실행시키기 위한 컴퓨터 판독 가능한 프로그램이 기록된 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공할 수 있다.
상기 본 발명의 양태들은 본 발명의 바람직한 실시예들 중 일부에 불과하며, 본원 발명의 기술적 특징들이 반영된 다양한 실시예들이 당해 기술분야의 통상적인 지식을 가진 자에 의해 이하 상술할 본 발명의 상세한 설명을 기반으로 도출되고 이해될 수 있다.
본 발명에 따른 방법 및 장치에 대한 효과에 대해 설명하면 다음과 같다.
본 발명은 무선 충전 상태 정보 수집 방법 및 그를 위한 장치 및 시스템을 제공하는 장점이 있다.
또한, 본 발명은 클라우드 기반의 무선 충전 네트워크에서 현재 충전 상태 정보를 보고 및 수집하는 방법을 제공하는 장점이 있다.
또한, 본 발명은 클라우드 기반의 무선 충전 네트워크에서 충전 상태 정보에 기반한 과금 방법 및 그를 위한 장치(들)을 제공하는 장점이 있다.
또한, 본 발명은 인증에 실패한 수신기가 접속되는 미연에 방지함으로써, 불필요한 프로세싱 부하를 차단하는 효과를 기대할 수 있다.
본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
이하에 첨부되는 도면들은 본 발명에 관한 이해를 돕기 위한 것으로, 상세한 설명과 함께 본 발명에 대한 실시예들을 제공한다. 다만, 본 발명의 기술적 특징이 특정 도면에 한정되는 것은 아니며, 각 도면에서 개시하는 특징들은 서로 조합되어 새로운 실시예로 구성될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 충전 네트워크 구성을 설명하기 위한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 충전 네트워크에서의 수신기의 충전 상태 정보가 서버에 의해 수집하는 절차를 보여준다.
도 3은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 무선 충전 네트워크에서의 수신기의 충전 상태 정보가 서버에 의해 수집하는 절차를 보여준다.
도 4는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 무선 충전 네트워크에서의 수신기의 충전 상태 정보가 서버에 의해 수집하는 절차를 보여준다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 클라우드 서비스망에서 사용되는 클라우드 패킷의 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 발명의 일 실시예에 따른 수신기 주소 메시지의 포맷을 보여준다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 수신기 상태 메시지의 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 송신기 제어 메시지의 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 수신기 충전 상태 정보를 수집하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 10은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 수신기 충전 상태 정보를 수집하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 충전 네트워크에서의 수신기 접속 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 송신기에서의 충전 상태 정보 수집 방법은 충전 영역에 위치한 수신기가 식별되면, 수신기 식별 정보가 포함된 수신기 주소 메시지를 무선 전력 클라우드 서비스망으로 전송하는 단계와 상기 무선 전력 클라우드 서비스망으로부터 상기 식별된 수신기에 대한 충전 수락 여부를 지시하는 충전 지시자가 포함된 송신기 제어 메시지를 수신하는 단계와 상기 충전이 수락된 경우, 상기 수신기로의 전력 전송을 개시하는 단계를 포함할 수 있다.
이하, 본 발명의 실시예들이 적용되는 장치 및 다양한 방법들에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다.
이상에서, 본 발명의 실시예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합되거나 결합되어 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. 또한, 그 모든 구성 요소들이 각각 하나의 독립적인 하드웨어로 구현될 수 있지만, 각 구성 요소들의 그 일부 또는 전부가 선택적으로 조합되어 하나 또는 복수 개의 하드웨어에서 조합된 일부 또는 전부의 기능을 수행하는 프로그램 모듈을 갖는 컴퓨터 프로그램으로서 구현될 수도 있다. 그 컴퓨터 프로그램을 구성하는 코드들 및 코드 세그먼트들은 본 발명의 기술 분야의 당업자에 의해 용이하게 추론될 수 있을 것이다. 이러한 컴퓨터 프로그램은 컴퓨터가 읽을 수 있는 저장매체(Computer Readable Media)에 저장되어 컴퓨터에 의하여 읽혀지고 실행됨으로써, 본 발명의 실시예를 구현할 수 있다. 컴퓨터 프로그램의 저장매체로서는 자기 기록매체, 광 기록매체, 캐리어 웨이브 매체 등이 포함될 수 있다.
실시예의 설명에 있어서, 각 구성 요소의 " 상(위) 또는 하(아래)", "전(앞) 또는 후(뒤)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, "상(위) 또는 하(아래)" 및"전(앞) 또는 후(뒤)"는 두 개의 구성 요소들이 서로 직접 접촉되거나 하나 이상의 또 다른 구성 요소가 두 개의 구성 요소들 사이에 배치되어 형성되는 것을 모두 포함한다.
또한, 이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재될 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥 상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성 요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
실시예의 설명에 있어서, 무선 충전 시스템상에서 무선 전력을 송신하는 장치는 설명의 편의를 위해 무선 파워 송신기, 무선 파워 송신 장치, 무선 전력 송신 장치, 무선 전력 송신기, 송신단, 송신기, 송신 장치, 송신측, 무선 파워 전송 장치, 무선 파워 전송기 등을 혼용하여 사용하기로 한다.
또한, 무선 전력 송신 장치로부터 무선 전력을 수신하는 장치에 대한 표현으로 설명의 편의를 위해 무선 전력 수신 장치, 무선 전력 수신기, 무선 파워 수신 장치, 무선 파워 수신기, 수신 단말기, 수신측, 수신 장치, 수신기 등이 혼용되어 사용될 수 있다.
본 발명에 따른 무선 전력 송신기는 패드 형태, 거치대 형태, AP(Access Point) 형태, 소형 기지국 형태, 스텐드 형태, 천장 매립 형태, 벽걸이 형태, 차량 매립 형태, 차량 거치 형태 등으로 구성될 수 있으며, 하나의 무선 전력 송신기는 복수의 무선 전력 수신기에 동시 또는 시분할하여 전력을 전송할 수 있다.
무선 전력 송신기는 적어도 하나의 무선 전력 전송 수단을 구비할 수도 있다.
또한, 본 발명에 따른 무선 전력 송신기는 다른 무선 전력 송신기와 네트워크 연결되어 연동될 수도 있다. 일 예로, 무선 전력 송신기는 블루투스와 같은 근거리 무선 통신을 이용하여 상호 연동될 수 있다. 다른 일 예로, 무선 전력 송신기는 WCDMA(Wideband Code Division Multiple Access), LTE(Long Term Evolution)/LTE-Advanced, Wi-Fi 등의 무선 통신 기술을 이용하여 상호 연동될 수도 있다. 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 무선 전력 송신기는 유선망을 통해 상호 연동될 수도 있다.
본 발명에 적용되는 무선 전력 전송 방식은 전력 송신단 코일에서 자기장을 발생시켜 그 자기장의 영향으로 수신단 코일에서 전기가 유도되는 전자기 유도 원리를 이용하여 충전하는 전자기 유도 방식에 기반한 다양한 무전 전력 전송 표준이 사용될 수 있다. 여기서, 전자기 유도 방식의 무선 파워 전송 표준은 WPC(Wireless Power Consortium) 또는/및 PMA(Power Matters Alliance)에서 정의된 전자기 유도 방식의 무선 충전 기술을 포함할 수 있으나 이에 한정되지는 않는다.
다른 일 예로, 무선 전력 전송 방식은 무선 파워 송신기의 송신 코일에 의해 발생되는 자기장을 특정 공진 주파수에 동조하여 근거리에 위치한 무선 파워 수신기에 전력을 전송하는 전자기 공진(Electromagnetic Resonance) 방식이 이용될 수도 있다. 일 예로, 전자기 공진 방식은 무선 충전 기술 표준 기구인 A4WP(Alliance for Wireless Power)에서 정의된 공진 방식의 무선 충전 기술을 포함할 수 있다.
또 다른 일 예로, 무선 전력 전송 방식은 RF 신호에 저전력의 에너지를 실어 원거리에 위치한 무선 파워 수신기로 전력을 전송하는 RF 무선 파워 전송 방식이 이용될 수도 있다.
본 발명의 또 다른 일 예로, 본 발명에 따른 무선 전력 송신기는 상기한 전자기 유도 방식, 전자기 공진 방식, RF 무선 파워 전송 방식 중 적어도 2개 이상의 무선 전력 전송 방식을 지원할 수 있도록 설계될 수도 있다.
이 경우, 무선 전력 송신기는 접속된 무선 전력 수신기가 지원 가능한 무선 전력 전송 방식으로 전력을 전송할 수 있다. 일 예로, 무선 전력 수신기가 복수의 무선 전력 전송 방식을 지원하는 경우, 무선 전력 송신기는 해당 무선 전력 수신기를 위한 최적의 무선 전력 전송 방식을 선택하고, 선택된 무선 전력 전송 방식으로 전력을 전송할 수도 있다. 다른 일 예로, 무선 전력 송신기는 무선 전력 수신기의 타입, 전력 수신 상태, 요구되는 전력 등에 기반하여 적응적으로 해당 무선 전력 수신기를 위해 사용할 무선 전력 전송 방식을 결정할 수도 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 수신기는 적어도 하나의 무선 전력 수신 수단이 구비될 수 있으며, 2개 이상의 무선 전력 송신기로부터 동시에 무선 전력을 수신할 수도 있다. 여기서, 무선 전력 수신 수단은 상기 전자기 유도 방식, 전자기 공진 방식, RF 무선 파워 전송 방식 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 무선 전력 수신기는 무선 전력 수신 수단 별 측정된 수신 감도 또는 전력 전송 효율 등에 기반하여 최적의 무선 전력 수신 수단을 선택하여 전력을 수신할 수도 있다.
본 발명에 따른 무선 전력 수신기는 휴대폰(mobile phone), 스마트폰(smart phone), 노트북 컴퓨터(laptop computer), 디지털방송용 단말기, PDA(Personal Digital Assistants), PMP(Portable Multimedia Player), 네비게이션, MP3 player, 전동 칫솔, 전자 태그, 조명 장치, 리모콘, 낚시찌 등의 소형 전자 기기 등에 탑재될 수 있으나, 이에 국한되지는 아니하며 본 발명에 따른 무선 전력 수신 수단이 장착되어 무선으로 전력 수신이 가능하거나 배터리 충전이 가능한 기기라면 족하다. 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 무선 전력 수신기는 TV, 냉장고, 세탁기 등을 포함하는 댁내 가전기기, 차량, 무인 항공기, 에어 드론, 로봇 등에도 탑재될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 충전 네트워크 구성을 설명하기 위한 블록도이다.
도 1을 참조하면, 무선 충전 네트워크(100)는 무선 충전 시스템과 무선 전력 클라우드 서비스망(WPCSN: Wireless Power Cloud Service Network, 30), 무선 전력 클라우드 서비스망(30)과 연결된 제조사 서버(40), 무선 전력 서비스 제공자 서버(50), 광고 서버(60) 및 과금 서버(70) 중 적어도 하나를 포함하여 구성될 수 있다.
무선 충전 시스템은 크게 무선으로 전력을 송출하는 적어도 하나의 송신기 및 무선으로 전력을 수신하는 적어도 하나의 수신기를 포함하여 구성될 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 무선 충전 시스템의 송신기는 게이트웨이-예를 들면, 도면 번호 17, 18 및 23- 또는 상기 게이트웨이 및 제2 변환부(26)를 통해 무선 전력 클라우드 서비스망(30)과 연결되어 각종 제어 신호 및 상태 정보를 교환할 수 있다.
도 1을 참조하면, 제4 송신기(21)와 제2 변환부(26) 사이의 통신에 사용되는 프로토콜은 제2 변환부(26)와 제3 GW(23) 사이의 통신에 사용되는 프로토콜과 상이할 수도 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 수신기-예를 들면, 상기 도 1의 제2 수신기(14)-는 클라우드 통신부-예를 들면, 제1 클라우드 통신부(19)-를 통해 무선 전력 클라우드 서비스망(30)에 연결되어 통신을 수행할 수도 있다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따른 수신기-예를 들면, 상기 도 1의 제4 수신기(22)는 제1 변환부(23) 및 제2 클라우드 통신부(24)를 통해 무선 전력 클라우드 서비스망(30)에 연결되어 통신을 수행할 수도 있다. 여기서, 제1 변환부(23)는 제4 수신기(22)로부터 수신된 메시지를 프로토콜 변환하여 제2 클라우드 통신부(24)에 전달할 수 있다. 즉, 제1 변환부(23)는 클라우드 통신부로의 직접 인터페이스가 불가능한 수신기와 무선 전력 클라우드 서비스망(30)와의 통신 연결을 위해 제2 수신기(22)로부터 전송 받은 메시지가 제2 클라우드 통신부(24)에 의해 처리 가능하도록 프로토콜을 변환하는 기능을 수행할 수 있다.
송신기와 게이트웨이 사이의 통신은 유선 또는 무선을 통해 제2 계층 통신이 이루어질 수 있다. 반면, 게이트웨이와 무선 전력 클라우드 서비스망(30) 사이의 통신은 이더넷(ethernet) 기반의 TCP/IP 통신이 이루어질 수 있으나 이에 한정되지는 않는다.
송신기와 게이트웨이 사이의 직접 통신이 불가능한 경우, 도 1의 도면 번호 20에 도시된 바와 같이, 제4 송신기(21)와 제3 게이트웨이(23) 사이의 통신을 제2 변환부(26)를 경유하여 이루어질 수 있다. 일 예로, 제4 송신기(21)와 제2 변환부(26) 사이의 통신은 범용 비동기화 송수신기(UART: Universal Asynchronous Receiver/Transmitter) 통신, I2C(Inter Integrated Circuit) 통신, SPI(Serial Peripheral Interface) 통신, CAN(Controller Area Network) 통신 등의 유선을 통한 시리얼 통신이 사용될 수 있다.
무선 전력 서비스 제공자 서버(50)는 무선 전력 클라우드 서비스망(30)와 연결된 송신기 또는 수신기를 원격으로 제어할 수도 있다. 일 예로, 무선 전력 서비스 제공자 서버(50)는 특정 송신기와 특정 수신기 사이의 세션 설정을 수락할지 여부를 판단하고, 판단 결과에 따른 소정 제어 신호를 무선 전력 클라우드 서비스망(30) 및 해당 게이트웨이를 통해 해당 송신기에 전송할 수도 있다.
다른 일 예로, 무선 전력 서비스 제공자 서버(50)는 무선 전력 클라우드 서비스망(30)을 통해 송신기 또는(및) 수신기의 상태 및 특성 정보를 수집할 수도 있다. 이때, 무선 전력 서비스 제공자 서버(50)는 수집된 상태 및 특성 정보에 기반하여 해당 송신기의 하드웨어가 리셋되도록 제어하거나, 해당 송신기에서 특정 수신기로의 무선 충전이 활성화(charging enable)되거나 비활성화(charging disable)되도록 제어할 수도 있다.
제조사 서버(40)는 제조사 별 특정 표준에 대응하여 인증된 디바이스에 관한 정보를 데이터베이스로 유지할 수 있다. 일 예로, 제조사 서버(40)에는 제조사 별 PMA(Power Matters Alliance)에서 정의된 표준 규격을 만족하는 디바이스들을 위한 최신 소프트웨어 버전이 유지될 수 있다. 제조사 서버(40)는 무선 전력 클라우드 서비스망(30)을 통해 송신기 또는(및) 수신기에 탑재된 소프트웨어 버전 정보를 수집할 수 있다. 제조사 서버(40)는 해당 송신기 또는(및) 수신기에 대응되는 최신 소프트웨어 버전 정보와 탑재된 소프트웨어 버전 정보를 비교하여 소프트웨어 업데이트가 필요한지 여부를 판단하고, 판단 결과에 따라 소프트웨어 업데이트 절차를 수행할 수 있다.
무선 전력 클라우드 서비스망(30)을 통해 서버에 보고되는 송신기의 상태 정보는 과열 상태 정보, 과전압 상태 정보, 과전류 상태 정보, 접속 가능한 수신기의 개수 정보, 현재 접속된 수신기의 개수 정보, 송신기 전체 또는 송신기에 접속된 수신기 별 산출된 충전 효율에 관한 정보, 현재 전력 전송 상태에 관한 정보-예를 들면, 현재 출력 전압의 세기 정보 등을 포함할 수 있음-, 현재 사용중인 충전 모드에 관한 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또한, 무선 전력 클라우드 서비스망(30)을 통해 서버에 보고되는 송신기의 특성 정보는 무선 충전 네트워크상에서 해당 송신기를 고유하게 식별하기 위한 송신기 식별 정보, 송신기에 탑재된 소프트웨어 버전 정보, 하드웨어 버전 정보, 최대 전송 가능한 전력을 식별하기 위한 파워 등급(Power Class) 정보, 지원 가능한 충전 모드에 관한 정보, 탑재된 프로토콜에 관한 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
무선 전력 클라우드 서버(30)를 통해 서버에 보고되는 수신기의 상태 정보는 과열 상태 정보, 과전압 상태 정보, 과전류 상태 정보, 충전 상태 정보, 전력 수신 상태 정보, 수신 효율에 관한 정보, 해당 송신기로부터 충전된 시간에 관한 정보, 완충까지의 예상 잔여 시간 정보, 충전 효율에 관한 정보, 동적 전력 제어에 관한 정보, 요구 전력에 관한 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
무선 전력 클라우드 서비스망(30)을 통해 서버에 보고되는 수신기의 특성 정보는 해당 수신기를 고유하게 식별하기 위한 수신기 식별 정보, 수신기 MAC 주소 정보, 해당 수신기에 탑재된 소프트웨어 버전 정보 및 하드웨어 버전 정보, 수신기 카테고리 정보, 지원 가능한 충전 모드에 관한 정보, 탑재된 프로토콜에 관한 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
광고 서버(60)는 무선 전력 클라우드 서비스망(30)를 통해 해당 수신기에 광고 메시지를 전송할 수 있다. 이때, 전송된 광고 메시지는 무선 전력 클라우드 서비스망(30) 및 클라우드 통신부(19, 24)를 통해 해당 수신기에 전달될 수 있으나, 이에 한정되지는 않으며, 상기한 도 1의 도면 번호 10에 도시된 바와 같이, 광고 서버(60)에 의해 생성된 광고 메시지는 무선 전력 클라우드 서비스망(30), 제2 게이트웨이(18) 및 제3 송신기(13)를 통해 제2 수신기(15) 또는(및) 제3 수신기(16)에 전송될 수도 있다. 물론, 송신기와 게이트웨이 사이의 직접 통신이 불가능한 경우, 상기한 도 1의 도면 번호 20에 도시된 바와 같이, 광고 서버(60)에 의해 생성된 광고 메시지는 무선 전력 클라우드 서비스망(30), 제3 게이트웨이(23), 제2 변환부(26) 및 제4 송신기(21)를 통해 제4 수신기(22)에 전송될 수도 있다.
광고 서버(60)는 전송된 광고 메시지가 해당 수신기에 정상 수신되었는지 또는(및) 해당 수신기가 장착된 디바이스상에서 사용자에 의해 읽혀졌는지를 확인할 수 있다. 확인 결과, 광고 메시지가 해당 수신기에 정상 수신되었거나 또는(및) 읽혀진 것이 확인된 경우, 광고 서버(60)는 해당 수신기에 대한 무선 충전 요금이 할인되거나 또는 부과되지 않도록 과금 서버(70)에 요청할 수도 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 서비스 제공자 서버(50)에는 송신기 별 설치된 위치에 관한 정보-여기서, 위치에 관한 정보는 주소 정보, 매장 정보, GPS 정보, 논리적인 존(Zone) 또는 셀(Cell) 식별 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있음-가 유지될 수 있다.
과금 서버(70)는 해당 송신기가 설치된 위치에 관한 정보에 기반하여 해당 수신기에 대한 과금을 수행할 수 있다. 이상의 설명에서는 수신기 별 과금이 이루어지는 것을 예를 들어 설명하고 있으나, 이는 하나의 실시예에 불과하며, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 과금 서버는 송신기 단위로 과금을 수행할 수도 있음을 주의해야 한다.
무선 전력 서비스 제공자는 무선 전력 클라우드 서비스망(30)에 자신의 송신기를 연결하여 무선 충전 서비스를 제공할 수 있다. 일 예로, 무선 전력 서비스 제공자는 카페, 공공기관, 공항, 지하철역, 서점, 편의점 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
무선 전력 서비스 제공자 서버(50)는 사용자가 물건을 구매하거나 특정 서비스 이용 시 무료 또는 할인이 가능한 무선 충전 쿠폰을 무선 전력 클라우드 서버(30)를 통해 해당 수신기에 전송할 수도 있다.
과금 서버(70)는 무선 전력 클라우드 서비스망(30)를 통해 해당 수신기로부터 기 발행된 무선 충전 쿠폰의 사용 등록이 완료된 경우, 사용 등록된 무선 충전 쿠폰의 타입에 따라 해당 수신기에 대한 당해 무선 충전 요금을 일정 할인하거나 무료로 계산할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 수신기는 전자기 유도 방식 또는 전자기 공진 방식 중 어느 하나의 방식을 지원하는 단일 모드 수신기일 수 있으나, 이에 한정되지는 않으며, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 수신기는 전자기 유도 방식 및 전자기 공진 방식을 모두 지원하는 멀티 모드 수신기일 수도 있음을 주의해야 한다.
멀티 모드 수신기는 동작중인 무선 충전 모드로부터 다른 무선 충전 모드로 동적 전환할 수 있다. 일 예로, 멀티 모드 수신기는 충전 효율에 기반하여 무선 충전 모드를 전환할 수 있다. 일 예로, 멀티 모드 수신기가 전자기 공진 방식으로 무선 충전 수행 중 전자기 공진 방식의 충전 효율이 소정 기준치 이하로 떨어진 경우, 무선 충전 모드를 전자기 유도 방식으로 전환시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 멀티 모드 수신기는 서로 다른 무선 충전 모드를 통해 동시에 무선 전력을 수신하는 것이 가능한지 여부에 따라 제1 멀티 모드 수신기와 제2 멀티 모드 수신기로 구분될 수 있다.
제1 멀티 모드 수신기는 적어도 하나의 충전 모드가 활성화되어 있을 때, 적어도 하나의 충전 모드로 전력을 수신하여 시스템에 의해 요구되는 전력을 공급할 수 있다. 특히, 제1 멀티 모드 수신기는 무선 충전 서비스의 연속성을 보장하기 위해 충전 모드 전환-즉, 동작 모드 스위칭- 시 전환하려는 무선 충전 모드를 우선 활성화시킨 후 기존 무선 충전 모드를 비활성화시킬 수 있다. 즉, 제1 멀티 모드 수신기는 “make before break” 방식으로 충전 모드가 전환되도록 제어할 수 있다.
제2 멀티 모드 수신기는 한 시점에 하나의 무선 충전 모드만이 활성화될 수 있다. 만약, 2개의 무선 충전 모드로 동시에 전력이 수신되는 경우, 제2 멀티 모드 수신기가 탑재된 디바이스는 파손되거나 파손이 야기될 수 있다. 따라서, 제2 멀티 모드 수신기는 전환할 무선 충전 모드-이하, 설명의 편의를 위해 대안 모드(alternate mode)라 명함-로 송신기와 세션을 설정하기 전에 현재 동작중인 무선 충전 모드-이하, 설명의 편의를 위해 현재 동작 모드(current operating mode)라 명함-에 대응하여 기 설정된 세션을 종료해야 한다. 만약, 상기 대안 모드로의 전환에 실패한 경우, 제2 멀티 모드 수신기는 현재 동작 모드를 이용한 재연결 절차를 수행할 수 있다.
멀티 모드 수신기는 전자기 공진 방식의 캐리어(Carrier)-예를 들면, A4WP 표준에 정의된 비콘(Beacon) 신호일 수 있음-가 감지된 경우, BLE(Bluetooth Low Energy) 통신과 같은 대역외 통신을 이용하여 송신기와 통신을 수행할 수 있다.
반면, 멀티 모드 수신기가 전자기 유도 방식의 캐리어-예를 들면, PMA 표준에 정의된 핑(Ping) 신호일 수 있음-만이 감지된 경우, 해당 전자기 유도 방식에 적용된 동작 주파수를 이용하여 송신기와 인밴드(In-band) 통신을 수행할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 송신기는 전자기 유도 방식 또는 전자기 공진 방식 중 어느 하나의 방식을 지원하는 단일 모드 송신기일 수 있으나, 이에 한정되지는 않으며, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 송신기는 전자기 유도 방식 및 전자기 공진 방식을 모두 지원하는 멀티 모드 송신기일 수도 있음을 주의해야 한다.
멀티 모드 송신기는 멀티 모드 수신기뿐만 아니라 단일 모드 수신기에 무선 충전 서비스를 제공할 수 있다. 이때, 멀티 모드 송신기는 적어도 하나의 수신기에 전력을 전송할 수 있다.
멀티 모드 송신기와 멀티 모드 수신기 사이에서 이루어지는 무선 충전 모드 선택 및 전환 절차는 사용자의 별도 개입 없이 사용자에 투명하게 이루어질 수 있다.
멀티 모드 송신기는 전자기 공진 방식 및 전자기 유도 방식으로의 동시 전력 전송 가능 여부에 따라 제1 멀티 모드 송신기와 제2 멀티 모드 송신기로 구분될 수 있다.
제1 멀티 모드 송신기는 전자기 공진 방식 및 전자기 유도 방식으로 동시에 전력을 전송할 수 있다.
제1 멀티 모드 송신기는 전자기 공진 방식으로 복수의 수신기에 전력을 전송함과 동시에 전자기 유도 방식으로 하나의 수신기에 전력을 전송할 수 있다.
일 실시예에 따른 제1 멀티 모드 송신기는 전자기 공진 방식 및 전자기 유도 방식에 정의된 수신기 감지 절차를 시분할 인터리빙(interleaving)하여 수행하고, 최초 수신기를 감지한 무선 충전 모드로 감지된 수신기와의 세션 설정 절차를 개시할 수 있다. 이때, 세션 설정 절차가 개시되면 수신기 감지 절차는 바로 종료될 수 있다. 수신기 감지를 위한 전자기 공진 방식과 전자기 유도 방식의 시분할 인터리빙에 있어서의 무선 충전 모드 별 수신기 감지 신호를 전송하는 시간 및 순서는 별도의 제약 사항은 없으나, 각각의 무선 충전 모드에 대응되는 표준에 정의된 시간 요구 사항들을 만족시킬 수 있도록 정의되어야 한다.
만약, 제1 멀티 모드 송신기는 세션 설정 절차가 정상적으로 완료되지 않은 경우, 수신기 감지 절차를 재개할 수 있다.
제1 멀티 모드 송신기는 감지된 수신기가 멀티 모드 수신기인 것으로 확인된 경우, 대안 모드로의 전환이 필요한지 여부를 판단할 수 있다. 판단 결과, 대안 모드로의 전환이 필요하면, 제1 멀티 모드 송신기는 대안 모드로의 소정 전환 절차를 수행한다. 반면, 대안 모드로의 전환이 필요하지 않은 경우, 제1 멀티 모드 송신기는 현재 동작 모드를 유지하여 무선 충전 서비스를 제공할 수 있다.
제1 멀티 모드 송신기는 어느 하나의 무선 충전 모드-이하, 설명의 편의를 위해 제1 무선 충전 모드라 명함-로 무선 전력을 전송하고 있는 상태에서, 제2 멀티 모드 수신기가 제2 무선 충전 모드로의 세션 설정을 시도하는 것이 확인된 경우, 해당 제2 멀티 모드 수신기와 세션이 설정되는 것을 차단할 수도 있다.
제2 멀티 모드 송신기는 어느 한 시점에 어느 하나의 무선 충전 모드로만 동작할 수 있다.
제2 멀티 모드 송신기는 전력 전송중인 수신기가 존재하지 않는 경우, 미리 정의된 규칙에 따라 수신기 감지 절차를 수행할 수 있다.
여기서, 수신기 감지 절차는 전자기 공진 방식 및 전자기 유도 방식의 각각에 정의된 수신기 감지 절차가 시분할 인터리빙(interleaving)되도록 정의될 수 있다. 물론, 시분할 인터리빙된 각각의 수신기 감지 절차는 대응되는 표준에 대응되는 수신기 감지 절차의 시간 요구 사항을 만족시킬 수 있도록 정의되어야 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 제2 멀티 모드 송신기는 어느 하나의 무선 충전 모드로 무선 전력을 전송하고 있는 상태에서는 다른 무선 충전 모드에 대한 수신기 감지 절차를 수행하지 않을 수 있다. 제2 멀티 모드 송신기는 해당 수신기로의 무선 충전이 완료되거나 무선 전력 전송이 종료된 경우에 수신기 감지 절차를 재개시킬 수 있다.
제2 멀티 모드 송신기는 현재 활성화된 무선 충전 모드를 사용자가 식별 가능하게 하기 위한 소정 사용자 인터페이스를 제공할 수도 있다. 일 예로, 현재 활성화된 무선 충전 모드는 서로 상이한 색을 가지는 LED를 이용하여 표시될 수 있으나, 이는 하나의 실시예에 불과하며, 본 발명의 다른 일 실시예는 제2 멀티 모드 송신기에 장착된 액정 디스플레이를 통해 현재 활성화된 무선 충전 모드가 표시될 수도 있다.
상기한 제1 멀티 모드 송신기 및 제2 멀티 모드 송신기는 멀티 모드 캐퍼빌러티(Multimode Capability)를 수신기에 알리기 위한 소정 송신기 멀티 모드 방송 메시지를 방송할 수 있다. 여기서, 송신기 멀티 모드 방송 메시지는 지원 가능한 무선 충전 모드를 식별하기 위한 정보, 지원 가능한 무선 충전 모드 별 전력 등급에 관한 정보 등을 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 무선 전력 서비스 제공자는 무선 충전 시스템을 통해 충전 서비스 제공 시 수신기가 탑재된 사용자 디바이스의 현재 충전 상태를 실시간 확인할 수 있어야 한다.
이때, 사용자 디바이스의 현재 충전 상태에 관한 정보는 송신기 및 게이트웨이를 통해 무선 전력 클라우드 서비스망(30)에 전달될 수 있으나, 이는 하나의 실시예에 불과하며, 다른 일 예로 사용자 디바이스의 현재 충전 상태에 관한 정보가 클라우드 통신부를 통해 무선 전력 클라우드 서비스망(30)에 전달될 수도 있다.
무선 전력 서비스 제공 서버(50)는 무선 전력 클라우드 서비스망(30)를 통해 수신된 사용자 디바이스의 현재 충전 상태에 관한 정보에 기반하여 해당 수신기의 동작을 제어할 수 있을 뿐만 아니라 과금 서버(70)와의 연동을 통해 해당 사용자 디바이스에 대한 과금이 이루어지도록 제어할 수 있다.
일 예로, 사용자 디바이스의 현재 충전 상태 정보는 부하의 현재 충전량에 관한 정보, 부하의 현재 출력 전력 세기에 관한 정보, 충전이 완료되었음을 지시하는 정보, 충전 개시 시간 및 충전 종류 시간에 관한 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 송신기는 서로 다른 복수의 메시지를 통해 특정 사용자 디바이스의 상태 정보를 해당 수신기와 설정된 인밴드 통신 채널 또는 대역외 통신 채널을 통해 수신할 수 있다. 이 경우, 송신기는 수신된 상태 정보를 이용하여 해당 사용자 디바이스의 현재 충전 상태를 결정하거나 수신된 상태 정보에 기반하여 현재 충전량을 계산할 수 있다. 이 후, 송신기는 결정된 현재 충전 상태 정보, 계산된 현재 충전량 등이 포함된 소정 충전 상태 보고 메시지를 게이트웨이를 통해 무선 전력 클라우드 서비스망(30)에 전송할 수도 있다. 여기서, 충전 상태 보고 메시지는 어느 사용자 디바이스에 대한 충전 상태 정보인지를 식별하기 위한 수신기 식별자 또는 해당 수신기의 MAC 주소, 충전 상태 보고 메시지를 전송한 송신기를 식별하기 위한 송신기 식별자 또는 송신기 MAC 주소 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
멀티 모드 송신기는 활성화된 무선 충전 모드에 따라 수신기의 충전 상태 정보를 수신하는 메시지가 상이할 수 있다. 일 예로, 전자기 공진 방식인 A4WP 표준에서는 충전이 완료되었음을 송신기에 보고하기 위한 PRU(Power Receiving Unit) Alert 메시지가 정의되어 있다. 반면, 전자기 유도 방식인 PMA 표준에는 충전이 완료되었음을 송신기에 보고하기 위한 EOC(End of Charge) request 메시지가 정의되어 있다.
하지만, 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 충전 네트워크에 연결된 송신기는 활성화된 무선 충전 모드와 관계 없이 표준화된 하나의 메시지를 통해 해당 수신기의 충전 상태 정보를 무선 전력 클라우드 서비스망(30)에 전송할 수 있다. 일 예로, 송신기는 소정 수신기 충전 상태 보고 메시지를 통해 무선 전력 클라우드 서비스망(30)에 해당 수신기에 대한 충전 상태 정보를 전달할 수 있다. 여기서, 수신기 충전 상태 보고 메시지는 수신기 식별자, 송신기 식별자, 해당 수신기 식별자에 대응되는 부하의 현재 충전량을 식별하기 위한 정보, 해당 수신기 식별자에 대응되는 부하의 충전 완료 여부를 식별하기 위한 정보, 충전 개시 시간 정보 및 충전 종료 시간 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
이하에서는 후술할 도 2 내지 3을 참조하여, 본 발명의 제1 실시예에 따른 무선 충전 네트워크상에서 수신기의 충전 상태 정보를 수집하는 방법을 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 충전 네트워크에서의 수신기의 충전 상태 정보가 서버에 의해 수집하는 절차를 보여준다.
도 2를 참조하면, 송신기(220)는 소정 수신기 감지 절차를 통해 수신기(210)가 감지하면, 소정 식별 및 구성 절차를 수행하여 해당 수신기를 고유하게 식별하기 위한 식별 정보 및 수신기의 구성 및 상태를 식별할 수 있는 수신기의 정적 상태 정보를 소정 메시지-예를 들면, A4WP 표준에 정의된 수신기 정적 파라메터 특성(PRU Static Parameter Characteristic) 메시지를 통해 감지된 수신기(210)로부터 획득할 수 있다(S251 내지 S252). 식별 및 구성 절차에서, 송신기(220)는 수신기(210)로부터 무선 전력 서비스를 요청하는 광고 메시지를 수신할 수 있으며, 광고 메시지에 대한 응답으로 세션 설정을 위한 소정 연결 요청 메시지를 해당 수신기(210)에 전송할 수 있다.
여기서, 식별 정보는 해당 무선 충전 네트워크상에서 해당 수신기를 고유하게 식별할 수 있는 아이디일 수 있으나 이에 한정되지는 않으며, 해당 수신기에 할당된 MAC 주소일 수도 있다.
일 예로, 정적 상태 정보는 적용된 표준 버전 정보, 수신기에 탑재된 하드웨어 및 소프트웨어 버전 정보, 수신기 카테고리, 수신기 능력 정보-예를 들면, 선호하는 전력 제어 알고리즘에 관한 정보, 지원되는 근거리 무선 통신에 관한 정보, 적응적 전력 분배 지원 여부에 관한 정보, 세션이 연결된 상태(Connected Mode)에서 충전 완료가 지원 가능한지를 식별하기 위한 정보 및 전력 제어 및 상태 천이를 위한 각종 전력 세기 기준치 값들 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
송신기(220)는 수신기 식별자 또는 수신기 MAC 주소가 포함된 수신기 주소 메시지를 게이트웨이에 전송할 수 있다. 이 경우, 수신기 주소 메시지는 무선 전력 클라우드 서비스망(230)를 통해 무선 전력 서비스 제공자 서버(240)로 전달될 수 있다(S255).
무선 전력 서비스 제공자 서버(240)는 수신기 식별자 또는 수신기 MAC 주소에 대응되는 사용자 디바이스 또는 수신기에 대한 인증 및 충전 수락 여부를 결정할 수 있다(S254).
만약, 해당 사용자 디바이스 또는 수신기에 대한 인증에 성공하고, 충전 서비스를 제공하기로 결정된 경우, 무선 전력 서비스 제공자 서버(240)는 충전 지시자가 1로 설정된 송신기 제어 메시지를 송신기(220)에 전송할 수 있다(S255). 여기서, 충전 지시자가 1이면, 해당 수신기에 대한 충전이 수락되었음을 의미하고, 충전 지시자가 0이면, 해당 수신기에 대한 충전이 거절되었음을 의미할 수 있다. 이때, 무선 전력 서비스 제공자 서버(240)는 송신기 제어 메시지를 전송한 시간을 충전 개시 시간으로 기록할 수 있다(S256).
송신기(220)는 수신된 송신기 제어 메시지에 포함된 충전 지시자가 충전 활성 명령에 해당되면, 해당 수신기로의 전력 전송을 시작하고, 전력 전송 상태로 천이할 수 있다(S257). 이때, 송신기(220)는 전력 서비스 요청-예를 들면, 전력 서비스 요청은 광고 메시지를 통해 송신기(220)에 수신될 수 있음-에 대한 수락 여부, 수락 조건, 거절 이유 및 수락 또는 거절을 결정한 주체 등에 대한 수락 정보 필드가 포함된 수신기 제어 메시지를 수신기(210)에 전송할 수도 있다.
일 예로, 수락 정보 필드는 1바이트의 길이를 가질 수 있으며, 하기 표 1에 도시된 바와 같이 정의될 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다. 하기 표 1의 내용은 일 예이며, 일부분이 수정되거나 삭제된 내용도 본 발명의 범위에 속한다.
Figure PCTKR2017003097-appb-T000001
수신기(210)는 부하의 충전이 완료된 경우, 소정 충전 완료 메시지를 송신기(220)에 전송할 수 있다(S258). 일 예로, 수신기(210)가 전자기 유도 방식으로 충전을 수행한 경우, 충전 완료 메시지는 PMA 표준에 정의된 EoC(End Of Charge) 메시지일 수 있으나 이에 한정되지는 않는다. 다른 일 예로, 수신기(210)가 전자기 유도 방식으로 충전을 수행한 경우, 충전 완료 메시지는 A4WP 표준에 정의된 수신기 동적 파라메터 특성(PRU Dynamic Parameter Characteristic) 메시지 또는 수신기 알람 특성(PRU Alert Characteristic) 메시지일 수 있으나 이에 한정되지는 않는다. 수신기 동적 파라메터 특성 메시지 및 수신기 알람 특성 메시지에는 1바이트 길이의 PRU Alert 필드를 포함한다. PRU Alert 필드의 각 비트는 과전압, 과전류, 과온(Over temperature), 충전 완료 및 유선 충전기 감지 등의 이벤트를 식별하기 위해 사용될 수 있다.
송신기(220)는 충전 완료 메시지가 수신되면, 해당 수신기(210)에 대한 충전이 완료되었음을 지시하는 소정 수신기 상태 메시지를 무선 전력 클라우드 서비스망(230)을 통해 무선 전력 서비스 제공자 서버(240)에 전송할 수 있다(S259).
무선 전력 서비스 제공자 서버(240)는 충전 완료를 알리는 수신기 상태 메시지가 수신되면, 수신기 상태 메시지가 수신된 시점을 충전 종료 시간으로 기록할 수 있다(S260).
이후, 무선 전력 서비스 제공자 서버(240) 또는 무선 전력 서비스 제공자 서버(240)와 연동되는 과금 서버는 상기 256 단계 및 상기 260 단계에서 기록된 충전 개시 시간과 충전 종류 시간을 이용하여 총 충전 시간을 산출하고, 산출된 총 충전 시간에 기반하여 해당 수신기에 대한 충전 요금을 계산할 수 있다.
도 3은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 무선 충전 네트워크에서의 수신기의 충전 상태 정보가 서버에 의해 수집하는 절차를 보여준다.
상기한 도 2의 설명에서는 무선 전력 서비스 제공자 서버(340)가 충전 개시 시간 및 충전 종료 시간을 기록하는 것으로 설명되고 있으나, 이는 하나의 실시예에 불과하며, 본 발명의 다른 일 실시예는 상기 도 3에 도시된 바와 같이, 송신기(320)가 무선 전력 서비스 제공자 서버(340)로부터 충전 지시자가 1로 설정된 송신기 제어 메시지를 수신되어 해당 수신기로의 전력 전송이 개시되면, 충전 개시 시간을 기록할 수 있다. 이후, 무선 충전 중 수신기(310)로부터 충전 완료 메시지가 수신되면 송신기(320)는 충전 완료 메시지가 수신된 시점을 충전 종료 시간으로 기록할 수 있다(S356 내지 S359).
이후, 송신기(320)는 해당 수신기(310)에 대한 충전이 완료되었음을 지시하는 상태 정보와 상기 기록된 충전 개시 시간 및 충전 종료 시간이 포함된 소정 수신기 상태 메시지를 생성하여 무선 전력 클라우드 서비스망(330)에 전송할 수 있다(S360). 일 예로, 전송된 수신기 상태 메시지는 무선 전력 클라우드 서비스망(330)을 통해 무선 전력 서비스 제공자 서버(340)에 전달될 수 있으나, 이는 하나의 실시예에 불과하며, 본 발명의 다른 일 실시예는 상기 도 1의 과금 서버(70)로 전달될 수도 있다.
도 3의 351 단계 내지 354 단계에 대한 설명은 상기한 도 1의 251 단계 내지 254 단계의 설명으로 대체한다.
도 4는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 무선 충전 네트워크에서의 수신기의 충전 상태 정보가 서버에 의해 수집하는 절차를 보여준다.
도 4의 451 단계 내지 457 단계는 상기한 도 2의 251 단계 내지 257 단계와 동일하므로, 상기 도 2의 설명으로 대체한다.
도 4를 참조하면, 송신기(420)는 연결 설정된 수신기(410)로 전력이 전송되어 부하의 충전이 이루어지는 전력 전송 상태(Power Transfer State)에서 연결이 해제되었음을 인지할 수 있다(S458). 이 경우, 송신기(420)는 충전이 완료되지 않은 상태에서 연결이 해제되었음을 지시하는 상태 정보가 포함된 소정 수신기 상태 메시지가 무선 전력 클라우드 서비스망(430)에 연결된 무선 전력 서비스 제공자 서버(440)에 전송할 수 있다(S459).
무선 전력 서비스 제공자 서버(440)는 충전이 완료되지 않은 상태에서 연결이 해제되었음을 알리는 수신기 상태 메시지가 수신된 경우, 해당 수신기 상태 메시지가 수신된 시점을 충전 일시 중단 시간으로 기록할 수 있다(S460).
이후, 소정 연결 재설정 절차를 통해 송신기(420)와 수신기(410) 사이의 연결이 재설정된 경우, 송신기(420)는 연결이 재설정된 수신기에 대응되는 수신기 식별자 또는 MAC 주소가 포함된 수신기 주소 메시지를 무선 전력 클라우드 서비스망(430)에 연결된 무선 전력 서비스 제공자 서버(440)에 전송할 수 있다(S462).
무선 전력 서비스 제공자 서버(440)는 수신기 주소 메시지가 수신된 시점을 충전 재개 시간으로 기록할 수 있다(S463).
송신기(420)는 충전 완료 메시지가 수신기(410)로부터 수신되면, 충전 완료되었음을 알리는 수신기 상태 메시지를 무선 전력 클라우드 서비스망(430)에 연결된 무선 전력 서비스 제공자 서버(440)에 전송할 수 있다(S464 내지 S465).
무선 전력 서비스 제공자 서버(440)는 충전 완료되었음을 알리는 수신기 상태 메시지가 수신된 시점을 충전 종료 시간으로 기록할 수 있다(S466).
이 후, 무선 전력 서비스 제공자 서버(440) 또는 상기 도 1의 과금 서버(70)는 상기한 456 단계, 460 단계, 463 단계 및 466 단계에서 기록된 시간 정보에 기반하여 해당 수신기에 상응하는 총 충전 시간을 계산하고, 총 충전 시간에 기반하여 과금 데이터를 생성할 수 있다. 일 예로, 기록된 시간 정보가 충전 개시 시간(t1), 충전 일시 중단 시간(t2), 충전 재개 시간(t3) 및 충전 종료 시간(t4)인 경우, 총 충전 시간(T_total)은 (t4-t1)-(t3-t2)로 계산될 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 클라우드 서비스망에서 사용되는 클라우드 패킷의 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 5를 참조하면, 클라우드 패킷(500)은 크게 헤더(header), 페이로드(Payload) 및 테일(Tail)로 구분될 수 있다.
헤더는 해당 클라우드 패킷을 전송한 발신자를 식별하기 위한 발신지 정보(501) 필드, 해당 클라우드 패킷이 수신될 목적지를 식별하기 위한 목적지 정보(502) 필드, 해당 클라우드 패킷에 포함된 메시지의 종류를 식별하기 위한 메시지 타입(503) 필드 및 페이로드의 길이를 식별하기 위한 메시지 길이(504) 필드를 포함하여 구성될 수 있다.
일 예로, 클라우드 패킷이 송신기에서 무선 전력 클라우드 서비스망에 연결된 서버로 전송되는 패킷인 경우, 발신지 정보(501)에는 송신기에 할당된 MAC 주소 정보와 해당 송신기가 연결된 게이트웨이에 할당된 IP 주소 정보가 기록되고, 목적지 정보(502)에는 해당 서버에 할당된 IP 주소 정보가 기록될 수 있다.
다른 일 예로, 클라우드 패킷이 무선 전력 클라우드 서비스망에 연결된 서버로부터 송신기로 전송되는 패킷인 경우, 발신지 정보(501)에는 해당 서버에 할당된 IP 주소 정보가 기록되고, 목적지 정보(502)에는 해당 송신기에 할당된 MAC 주소 정보와 해당 송신기가 연결된 게이트웨이에 할당된 IP 주소 정보가 기록될 수 있다.
테일에는 페이로드에 포함된 데이터의 무결성을 체크하기 위한 오류 정정 코드-예를 들면, CRC(Cyclic Redundancy Check) 코드일 수 있음-가 기록될 수 있다.
페이로드(505)는 송신기에서 생성된 데이터가 기록되어 전송될 수 있다. 생성된 데이터는 메시지 타입에 따라 결정될 수 있다. 메시지 타입과 데이터는 후술할 도 6 내지 도 8의 예시에 해당하는 데이터가 포함될 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 수신기 주소 메시지의 포맷을 보여준다.
일 예로, 도 6의 도면 부호 6a를 참조하면, 수신기 주소 메시지는 2바이트 길이를 갖는 수신기 인덱스(Rx Index, 601) 필드 및 해당 수신기를 고유하게 식별하기 위한 6바이트 길이를 가지는 수신기 식별자(RxID, 602)를 포함하여 구성될 수 있다.
다른 일 예로, 도 6의 도면 부호 6b를 참조하면, 수신기 주소 메시지는 2바이트 길이를 갖는 수신기 인덱스(Rx Index, 603) 필드 및 해당 수신기에 할당된 MAC 주소가 기록되는 6바이트 길이를 가지는 수신기 MAC 주소(604)를 포함하여 구성될 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 수신기 상태 메시지의 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 7의 도면 부호 7a를 참조하면, 수신기 상태 메시지는 2바이트 길이를 갖는 수신기 인덱스(Rx Index, 701) 필드 및 수신기 인덱스(701)에 대응되는 수신기의 현재 상태를 지시하는 1바이트 길이를 가지는 상태(Status, 702) 필드를 포함하여 구성될 수 있다.
일 예로, 상태(702) 필드는 도면 부호 7b의 상태 정의 테이블에 도시된 바와 같이 정의될 수 있으나, 이는 하나의 실시예에 불과하며, 새로운 상태가 추가로 정의되거나 일부 정의된 상태가 삭제 또는 변경될 수도 있음을 주의해야 한다. 상태정보의 종류로는 유휴 상태, 충전완료 없이 연결 해제 상태, 충전 완료에 따른 연결 해제 상태, 연결 모드에서 충전 완료 상태, 충전 중 상태 및 충전 완료 상태 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 송신기 제어 메시지의 구조를 설명하기 위한 도면이다.
송신기 제어 메시지는 무선 전력 클라우드 서비스망을 통해 송신기에 전달되는 제어 메시지로서, 무선 전력 클라우드 서비스망에 연결된 서버들에 의해 생성될 수 있다.
도 8의 도면 부호 8a를 참조하면, 송신기 제어 메시지는 제어 대상 디바이스를 식별하기 위한 2바이트 길이를 갖는 디바이스 인덱스(device index, 801) 필드와 1바이트 길이를 갖는 명령(Command, 802) 필드를 포함하여 구성될 수 있다.
일 예로, 도면 부호 8b를 참조하면, 송신기를 제어하기 위해서는 디바이스 인덱스(801) 값이 0x0000으로 설정되어야 함을 주의해야 한다. 해당 송신기내에서의 제어 대상 수신기를 식별하기 위해 0을 제외한 나머지 값이 디바이스 인덱스(801)로 설정될 수 있다.
일 예로, 도면 부호 8c를 참조하면, 디바이스 인덱스(801) 값이 0x0000이고, 명령(802) 값이 0x00으로 설정된 송신기 제어 메시지는 해당 송신기 리셋을 위한 제어 명령일 수 있다.
다른 일 예로, 도면 부호 8c를 참조하면, 디바이스 인덱스(801) 값이 특정 수신기 인덱스 값을 가지고, 명령(802) 값이 0x00으로 설정된 송신기 제어 메시지는 해당 수신기 인덱스 값에 대응되는 수신기로 충전 서비스가 활성화되도록 해당 송신기를 제어하기 위한 명령일 수 있다.
또 다른 일 예로, 도면 부호 8c를 참조하면, 디바이스 인덱스(801) 값이 특정 수신기 인덱스 값을 가지고 명령(802) 값이 0x01로 설정된 송신기 제어 메시지는 해당 수신기 인덱스 값에 대응되는 수신기에 대한 충전 서비스가 비활성화되록록 해당 송신기를 제어하기 위한 명령일 수 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 수신기 충전 상태 정보를 수집하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 9에 도시된 단계 951 단계 내지 953 단계는 상기한 도 2의 251 단계 내지 253 단계의 설명으로 대체한다.
도 9를 참조하면, 송신기(920)는 식별 및 구성 절차에서 수집된 수신기 상태 정보-예를 들면, 수신기 정적 상태 정보일 수 있음-에 기반하여 수신기(910)가 연결된 부하의 충전 비율을 산출할 수 있다.
일 예로, 부하 충전 비율은 부하의 출력 전압 및 전류의 세기에 기반하여 산출될 수 있으나 이에 한정되지는 않으며, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 수신기(910)는 부하의 충전 비율을 측정하고, 측정된 부하 충전 비율에 관한 정보를 소정 메시지를 통해 명시적으로 송신기(920)에 전송할 수도 있다. 무선 전력 서비스 제공자 서버에서는 수신된 부하의 충전량에 따라 과금 액수를 결정할 수 있다.
송신기(920)가 부하 충전 비율을 확정하는 방법은 수신기(910)와 송신기(920) 사이에 선택된 무선 충전 모드에 따라 다를 수 있다. 또는 식별된 무선충전 모드에 따라 적응적으로 결정될 수 있다.
일 예로, WPC와 같은 전자기 유도 방식의 무선 충전 표준을 지원하는 수신기는 1바이트 길이를 갖는 충전 상태 패킷(Charging Status Packet)을 통해 현재 부하의 충전 비율 0~255로 매핑하여 송신기에 전송할 수 있다. 반면, A4WP와 같은 전자기 공진 방식의 무선 충전 표준은 명시적으로 부하의 충전 비율에 관한 정보가 수신기에서 송신기로 전달되지 않는다. 따라서, A4WP 표준에 정의된 전자기 공진 방식으로 수신기와 연결된 송신기는 주기적으로 수신되는 동적 파라메터 특성 패킷(Dynamic Parameter Characteristic Packet)을 이용하여 부하의 충전 비율을 산출할 수 있다. 일 예로, 동적 파라메터 특성 패킷은 부하의 출력 전압(Vout)과 출력 전류(Iout)의 세기 값을 포함한다. 송신기는 출력 전압(Vout)과 출력 전류(Iout)의 곱으로 부하의 출력 전력(Pout)을 산출하고, 산출된 출력 전력(Pout)을 부하의 최대 출력 전력의 세기와 비교하여 부하의 현재 충전 비율을 계산할 수 있다.
송신기(920)는 부하 충전 비율에 관한 정보가 포함된 소정 수신기 충전 상태 메시지를 무선 전력 클라우드 서비스망(930)에 연결된 무선 전력 서비스 제공자 서버(940)에 전송할 수 있다(S954).
무선 전력 서비스 제공자 서버(940)는 수신기 주소 메시지 및 수신기 충전 상태 메시지에 포함된 적어도 하나의 정보에 기반하여 해당 수신기(910)에 대한 소정 인증 절차를 수행하고 해당 수신기(910)에 대한 충전 서비스를 수락할지 여부를 결정할 수 있다(S954).
만약, 인증에 성공하고 충전 수락된 경우, 무선 전력 서비스 제공자 서버(940)는 충전 지시자가 1로 설정된 송신기 제어 메시지를 송신기(920)에 전송할 수 있다(S955). 무선 전력 서비스 제공자 서버(940)는 송신기 제어 메시지를 전송한 시점을 충전 개시 시간으로 기록할 수 있다(S956). 본 실시예에서 충전 개시 시간 기록은 하나의 예시이며 생략될 수 있다.
송신기(920)는 충전 지시자가 충전 수락을 의미하면, 서버로부터 충전 요청이 수락되었음을 지시하는 소정 수락 정보가 포함된 수신기 제어 메시지를 수신기(910)에 전송한 후 전력 전송을 개시할 수 있다(S957). 여기서, 수신기 제어 메시지는 송신기(920)와 수신기(910) 사이의 세션이 전자기 유도 방식에 의해 설정된 경우 전송될 수 있다.
만약, 송신기(920)와 수신기(910) 사이의 세션이 전자기 유도 방식에 의해 설정된 경우, 송신기(920)는 별도의 수신기 제어 메시지 전송 없이, 전력 전송을 개시하여 전력 전송 상태로 천이할 수도 있다.
송신기(920)는 전력 전송 상태에서 충전 완료 메시지가 수신된 경우, 해당 수신기(910)의 충전이 완료되었음을 지시하는 수신기 상태 메시지를 무선 전력 서비스 제공자 서버(940)에 전송할 수 있다(S959).
송신기(920)는 부하 충전 비율에 관한 정보가 포함된 수신기 충전 상태 메시지를 무선 전력 서비스 제공자 서버(940)에 전송할 수 있다(S960).
상기 959 단계는 본 실시예에서는 옵션 사항으로 반드시 포함되어야 하는 절차는 아닐 수도 있음을 주의해야 한다.
만약, 송신기(920)가 전력 전송 상태에서 충전 완료 메시지가 수신되지 않고, 수신기(910)와의 세션 연결이 해지된 경우, 상기 959 단계의 수신기 상태 메시지를 전송하지 않고, 상기 960 단계를 수행할 수도 있다. 960 단계에서 부하 충전 비율은 다른 형태의 베터리 충전량 정보일 수 있으며, 충전 비율은 예시이다.
상기 실시예 외에도 측정된 전력량(W), 전력/시(Watt/h), delta 전력량(충전 전력량 차)등 다양한 정보로 가공되어 전송될 수 있다.
무선 전력 서비스 제공자 서버(940)는 수신기 상태 메시지 및 수신기 충전 상태 메시지 중 어느 하나가 수신된 경우, 해당 메시지가 수신된 시점을 충전 종료 시간으로 기록할 수 있다(S961).
무선 전력 서비스 제공자 서버(940) 또는 도 1의 과금 서버(70)는 상기한 954 단계에서 수신된 부하 충전 비율에 관한 정보와 상기한 960 단계에서 수신된 부하 충전 비율에 관한 정보에 기반하여 부하 충전 비율의 변화량을 산출하고, 산출된 변화량에 기반하여 해당 수신기(910)에 대한 과금을 수행할 수 있다(S962).
도 10은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 수신기 충전 상태 정보를 수집하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다. 본 실시예에서도 충전 개시시간의 기록은 일 실시예이며, 생략될 수 있다.
도 10의 단계 1051 단계 내지 1056 단계는 상기 도 3의 351 단계 내지 357 단계의 설명으로 대체한다.
도 10을 참조하면, 송신기(1020)는 전력 전송 상태에서 해당 수신기(1010)로의 평균 송출 전력의 세기를 측정할 수 있다(S1058). 본 발명의 다른 일 실시예는 송신기(1020)에 특정 무선 충전 모드로 연결된 수신기(1010)의 개수가 복수인 경우, 수신기(1010) 별 수신 전력의 세기 정보를 수집할 수 있다. 수집된 수신 전력 세기 정보에 기반하여 수신기 별 평균 수신 전력의 세기를 계산할 수도 있다.
송신기(1020)는 충전 완료 메시지가 수신기(1010)로부터 수신된 경우, 충전 완료 메시지가 수신된 시점을 충전 완료 시간으로 기록할 수 있다. 해당 수신기(1010)에 대한 충전이 완료되었음을 지시하는 수신기 상태 메시지를 무선 전력 클라우드 서비스망(1030)에 연결된 무선 전력 서비스 제공 서버(1040)에 전송할 수 있다(S1061). 송신기(1020)는 전력 전송량에 관한 정보가 포함된 수신기 충전 상태 메시지를 무선 전력 서비스 제공자 서버(1040)에 전송할 수 있다. 여기서, 전력 전송량은 충전 개시 이후 충전이 완료되기까지 경과된 시간-이하 설명의 편의를 위해 충전 시간이라 명함-과 해당 충전 시간 동안의 송신기에서 평균 송출 전력의 세기 또는 해당 수신기에서의 평균 수신 전력의 세기의 곱으로 산출될 수 있다.
무선 전력 서비스 제공자 서버(1040)는 수신된 전력 전송량에 대한 정보에 기반하여 해당 수신기(1010)에 대한 과금을 수행할 수 있다(S1063).
상기한 도 10의 설명에서는 송신기(1020)가 해당 수신기(1010)로의 충전 시간과 해당 충전 시간 동안의 평균 수신 전력 세기의 곱으로 전력 전송량을 계산하여 무선 전력 서비스 제공자 서버(1040)에 제공하는 것으로 설명되고 있으나, 이는 하나의 실시예에 불과하며, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 송신기(1020)는 충전 개시 시간 정보, 충전 완료 시간 정보 및 평균 수신 전력 세기 정보가 포함된 수신기 충전 상태 메시지를 무선 전력 서비스 제공자 서버(1040)로 전송할 수도 있다. 무선 전력 서비스 제공자 서버(1040) 또는 별도의 과금 서버에서 수신된 수신기 충전 상태 메시지에 기반하여 해당 수신기에 대한 과금을 수행할 수도 있다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 충전 네트워크에서의 수신기 접속 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
상세하게 도 11은 송신기가 정상 인증된 제1 수신기로 전력을 전송하는 상태에서 인증 실패된 제2 수신기의 접속을 효과적으로 차단하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 11을 참조하면, 송신기(1130)는 정상 인증된 제1 수신기(1120)로 전력을 전송 상태에서 새로운 제2 수신기가 충전 영역에 위치된 것을 감지되면 식별 및 구성 절차를 수행할 수 있다(S1161 내지 S1163).
송신기(1130)는 제2 수신기(1110)에 대응되는 수신기 식별자 또는 수신기 MAC 주소가 포함된 수신기 주소 메시지를 무선 전력 서비스 제공자 서버(1150)에 전송할 수 있다(S1164).
송신기(1130)는 제2 수신기(1110)에 대응되는 부하 충전 비율에 관한 정보가 포함된 수신기 충전 상태 메시지를 무선 전력 서비스 제공자 서버(1150)에 전송할 수 있다(S1165). 상기 부하 충전 비율에 관한 정보는 인증 완료 후 전송될 수도 있다.
무선 전력 서비스 제공자 서버(1150)는 제2 수신기(1110)에 대한 인증 및 충전 수락 여부를 결정할 수 있다(S1167).
무선 전력 서비스 제공자 서버(1150)는 제2 수신기(1110)에 대한 인증에 실패한 경우, 충전 지시자가 0으로 설정된 송신기 제어 메시지를 송신기(1130)에 전송할 수 있다(S1168). 여기서, 충전 지시자의 값이 0인 것은 제2 수신기(1110)에 대한 충전이 수락되지 않았음을 의미할 수 있다.
송신기(1130)는 무선 전력 클라우드 서비스망에 연결된 서버에 의해 충전 서비스 요청이 거절되었음을 지시하는 수신기 제어 메시지를 제2 수신기(1110)에 전송할 수 있다(S1169).
이 후, 송신기(1130)는 제2 수신기(1110)와 설정된 세션을 해제하기 위한 일반 접속 프로파일(GAP: Generic Access Profile) 종료 메시지를 제2 수신기(1110)에 전송할 수 있다(S1170).
이때, 송신기(1130)는 충전 서비스 요청이 거절된 제2 수신기(1110)에 대한 정보-예를 들면, 제2 수신기(1110)에 대응되는 수신기 식별자 또는 수신기 MAC 주소일 수 있음-를 소정 블랙리스트에 등록하여 저장할 수 있다(S1171).
제2 수신기(1110)는 전력 전송 상태인 송신기(1130)로 광고 메시지를 송출하여 재접속을 시도할 수 있다(S1173).
하지만, 송신기(1130)는 블랙리스트에 등록된 수신기로부터 수신되는 광고 메시지를 무시할 수 있다(1173). 일 예로, 블랙리스트로 등록된 수신기에 대한 정보는 일정 시간 동안 블랙리스트로 유지된 후 삭제될 수 있다. 본 발명의 다른 일 예로 해당 송신기에 대응되는 블랙리스트에 등록 가능한 수신기의 개수는 제한될 수 있다. 만약, 블랙리스트에 등록된 수신기의 개수가 소정 임계값을 초과하는 경우, 가장 먼저 등록된 수신기에 대한 정보가 블랙리스트에서 삭제될 수도 있다.
상기 도 11에 개시된 실시예를 통해 본원 발명에 따른 송신기는 블랙리스트에 등록된 수신기에 대한 불필요한 인증 절차를 차단함으로써 무선 충전 네트워크의 부하를 최소화시킬 수 있는 장점이 있다.
본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다. 따라서, 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.
상술한 실시예에 따른 방법은 컴퓨터에서 실행되기 위한 프로그램으로 제작되어 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체에 저장될 수 있으며, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다.
컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다. 그리고, 상술한 방법을 구현하기 위한 기능적인(function) 프로그램, 코드 및 코드 세그먼트들은 실시예가 속하는 기술분야의 프로그래머들에 의해 용이하게 추론될 수 있다.
본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다.
따라서, 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.
본 발명은 무선 충전 분야에 이용될 수 있으며, 특히, 클라우드 기반의 무선 충전 네트워크에 연결된 무선 전력 송신 장치, 서버에 적용될 수 있다.

Claims (15)

  1. 무선으로 전력을 전송하는 송신기에서의 충전 상태 정보 수집 방법에 있어서,
    충전 영역에 위치한 수신기가 식별되면, 수신기 식별 정보가 포함된 수신기 주소 메시지를 무선 전력 클라우드 서비스망으로 전송하는 단계;
    상기 무선 전력 클라우드 서비스망으로부터 상기 식별된 수신기에 대한 충전 수락 여부를 지시하는 충전 지시자가 포함된 송신기 제어 메시지를 수신하는 단계; 및
    상기 충전이 수락된 경우, 상기 수신기로의 전력 전송을 개시하는 단계
    를 포함하는, 충전 상태 정보 수집 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    충전 완료를 지시하는 충전 완료 메시지를 상기 수신기로부터 수신하는 단계; 및
    상기 충전 완료를 지시하는 상태 정보가 포함된 수신기 상태 메시지를 상기 무선 전력 클라우드 서비스망으로 전송하는 단계
    를 더 포함하는, 충전 상태 정보 수집 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 수신기 식별 정보는
    상기 무선 전력 클라우드 서비스망 내 수신기를 고유하게 식별하기 위한 수신기 식별자; 및
    상기 수신기에 할당된 MAC(Medium Access Control) 주소
    중 적어도 하나를 포함하는, 충전 상태 정보 수집 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 수신기 주소 메시지는 상기 송신기 내 접속된 수신기를 식별하기 위한 수신기 인덱스를 더 포함하는, 충전 상태 정보 수집 방법.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 전력 전송이 개시된 시점을 충전 개시 시간으로 기록하는 단계; 및
    상기 충전 완료 메시지가 수신된 시점을 충전 종료 시간으로 기록하는 단계
    를 더 포함하고, 상기 충전 개시 시간 및 상기 충전 종료 시간이 상기 수신기 상태 메시지에 더 포함되는, 충전 상태 정보 수집 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 충전 종료 시간에서 상기 충전 개시 시간을 차감하여 상기 수신기로의 충전 시간을 산출하는 단계를 더 포함하되, 상기 산출된 충전 시간이 상기 수신기 상태 메시지에 더 포함되는, 충전 상태 정보 수집 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 식별된 수신기로의 충전이 완료되기 이전에 상기 수신기와의 연결이 해제되면 충전 완료 없이 연결이 해제되었음을 지시하는 상태 정보가 포함된 수신기 상태 메시지를 상기 무선 전력 클라우드 서비스망에 전송하는 단계를 더 포함하고, 상기 수신기와의 연결이 재설정되면, 상기 수신기 주소 메시지를 재전송하는, 충전 상태 정보 수집 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    충전 완료를 지시하는 충전 완료 메시지를 상기 연결이 재설정된 수신기로부터 수신하는 단계; 및
    상기 충전 완료를 지시하는 상태 정보가 포함된 수신기 상태 메시지를 상기 무선 전력 클라우드 서비스망으로 전송하는 단계
    를 더 포함하는, 충전 상태 정보 수집 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 송신기 제어 메시지는
    제어 대상인 디바이스를 식별하기 위한 디바이스 인덱스; 및
    상기 디바이스 인덱스에 대한 제어 명령을 식별하기 위한 명령 필드
    를 포함하는, 충전 상태 정보 수집 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 디바이스 인덱스가 0이면 상기 제어 대상인 디바이스가 상기 송신기를 의미하고, 상기 다바이스 인덱스가 0보다 크면 상기 제어 대상인 디바이스가 상기 디바이스 인덱스에 대응되는 수신기인 것을 특징으로 하는, 충전 상태 정보 수집 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제어 대상인 디바이스가 수신기인 경우,
    상기 명령 필드의 값이 0이면, 상기 충전 지시자는 상기 충전이 수락되지 않았음을 의미하고, 상기 명령 필드의 값이 1이면, 상기 충전 지시자가 상기 충전이 수락되었음을 의미하는, 충전 상태 정보 수집 방법.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 수신기에 대한 상기 전력 전송을 개시하기 이전 시점과 충전이 완료되거나 연결 해제된 시점에서의 부하 충전 비율에 관한 정보를 상기 무선 전력 클라우드 서비스망에 전송하는 단계를 더 포함하고, 상기 무선 전력 클라우드 서비스망에 연결된 소정 서버에서 상기 부하 충전 비율에 관한 정보에 기반하여 부하 충전 비율의 변화량이 산출되고, 상기 변화량에 기반하여 과금이 수행되는, 충전 상태 정보 수집 방법.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 전력 전송을 개시하면, 상기 식별된 수신기에 대응되는 평균 수신 전력의 세기 및 충전 시간을 산출하는 단계;
    상기 식별된 수신기로의 충전이 완료되거나 연결이 해제되면, 상기 산출된 평균 수신 전력의 세기와 충전 시간을 곱하여 전력 전송량을 산출하는 단계; 및
    상기 전력 전송량을 상기 무선 전력 클라우드 서비스망에 전송하는 단계를 더 포함하는, 충전 상태 정보 수집 방법.
  14. 무선 전력 클라우드 서버와 연동되는 송신기에서 수신기 접속 제어 방법에 있어서,
    상기 무선 전력 클라우드 서버에 의해 인증된 제1 수신기로 전력을 전송하는 단계;
    상기 제1 수신기로의 전력 전송 중 감지된 제2 수신기의 수신기 식별 정보가 포함된 수신기 주소 메시지를 상기 무선 전력 클라우드 서버에 송신하는 단계;
    상기 무선 전력 클라우드 서버로부터 상기 제2 수신기에 대한 인증 실패로 충전이 거절되었음을 지시하는 송신기 제어 메시지를 수신하는 단계;
    상기 제2 수신기의 수신기 식별 정보를 블랙리스트에 등록하는 단계; 및
    상기 무선 전력 클라우드 서버 인증 실패에 따라 충전 거절되었음을 지시하는 수신기 제어 메시지를 상기 제2 수신기에 전송하는 단계
    를 포함하는, 수신기 접속 제어 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 블랙리스트에 등록된 수신기 식별 정보가 포함된 광고 메시지가 수신되면, 해당 광고 메시지를 무시하는 것을 특징으로 하는, 수신기 접속 제어 방법.
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