KR100980052B1 - Ｎｆｃ를 이용하는 휴대장치의 전력공급 및 통신분기 인터페이스 시스템 - Google Patents

Ｎｆｃ를 이용하는 휴대장치의 전력공급 및 통신분기 인터페이스 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 NFC를 이용하는 휴대장치의 전력공급 및 통신분기 인터페이스 시스템에 관한 것으로서, 휴대장치의 주 전원장치인 내장 배터리로서, 전원을 공급하는 내부 전원부; 안테나를 통해 외부의 비접촉식 단말장치로부터 방사된 전자기장을 인가받고, 인가된 전자기장에 의해 유도된 전자기 에너지를 DC 전력으로 변환하는 전력 변환부; 상기 전력 변환부를 통해 변환된 DC 전력을 저장하는 전력 저장부; 상기 내부 전원부 또는 전력 저장부로부터 전원을 공급받아 외부의 비접촉식 단말기와 스마트카드의 각종 통신을 제어하는 NFC 제어부; 상기 내부 전원부의 전력량을 확인함으로써, NFC 제어부 구동불가 신호 또는 구동가능 신호를 생성하는 전력량 판단부; 및 상기 전력량 판단부로부터 입력되는 구동불가 신호 또는 구동가능 신호에 따라 NFC 제어부의 전원 연결단을 전환하는 전력공급 전환부; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

ＮＦＣ를 이용하는 휴대장치의 전력공급 및 통신분기 인터페이스 시스템{POWER SUPPLY AND COMMUNICATION BRANCHING INTERFACE SYSTEM OF MOBILE DEVICE USING NEAR FIELD COMMUNICATION}
본 발명은 근거리 통신인 NFC(Near Field Communication)를 기반으로 하는 각종 모바일 휴대장치의 인터페이스 시스템에 관한 것으로서, 휴대장치의 전력량이 최소 수준이하로 떨어지는 경우에도, 비접촉식 스마트카드와 NFC를 이용한 다양한 기능을 비접촉식 단말장치와 안정적으로 수행할 수 있도록 하는 기술에 관한 것이다.
일반적으로, 휴대장치(Mobile Device)의 주 전원공급원인 배터리의 용량이 일정 수준 이하로 떨어지게 되는 경우, 휴대장치에 제공되는 전력의 공급이 차단되어 모든 통신 및 제어 기능이 정지하게 된다. 이러한 경우, 휴대장치 내에 장착되어 있는 사용자 인증 및 지불결제 등의 수단으로 사용되는 비접촉식 스마트카드(RF/IC, USIM, UICC 등)를 이용할 수 없는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로, 휴대장치의 전력량이 최소 수준이하로 떨어지는 경우에도, 비접촉식 스마트카드와 NFC를 이용한 다양한 기능을 비접촉식 단말장치와 안정적으로 수행할 수 있도록 하는 NFC를 이용하는 휴대장치의 전력공급 및 통신분기 인터페이스 시스템을 제공함에 그 목적이 있다.
이러한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명은, NFC를 이용하는 휴대장치의 전력공급 및 통신분기 인터페이스 시스템에 관한 것으로서, 내장 배터리로서, 전원을 공급하는 내부 전원부; 안테나를 통해 외부의 비접촉식 단말장치로부터 방사된 전자기장을 인가받고, 인가된 전자기장에 의해 유도된 전자기 에너지를 DC 전력으로 변환하는 전력 변환부; 상기 전력 변환부를 통해 변환된 DC 전력을 저장하는 전력 저장부; 상기 내부 전원부 또는 전력 저장부로부터 전원을 공급받아 외부의 비접촉식 단말기와 스마트카드의 각종 통신을 제어하는 NFC 제어부; 상기 내부 전원부의 전력량을 확인함으로써, NFC 제어부 구동불가 신호 또는 구동가능 신호를 생성하는 전력량 판단부; 및 상기 전력량 판단부로부터 입력되는 구동불가 신호 또는 구동가능 신호에 따라 NFC 제어부의 전원 연결단을 전환하는 전력공급 전환부; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 NFC 제어부는, 스마트카드의 ID 인증을 통한 사용자 확인, 사용자 확인을 통한 지불결제를 포함하는 데이터 처리에 관한 통신을 제어하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 전력량 판단부는, 상기 내부 전원부의 전력량이 NFC 제어부를 구동시킬 수 있는 전력량 이하인지 여부를 판단하여, 판단결과, NFC 제어부를 구동시킬 수 있는 전력량 이하인 경우, NFC 제어부 구동불가 신호를 생성하고, NFC 제어부를 구동시킬 수 있는 전력량 이상인 경우, NFC 제어부 구동가능 신호를 생성하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 전력공급 전환부는, 상기 전력량 판단부로부터 구동불가 신호가 입력된 경우, 상기 NFC 제어부의 전원 연결단을 전력 저장부로 전환하고, 상기 전력량 판단부로부터 구동가능 신호가 입력된 경우, 상기 NFC 제어부의 전원 연결단을 내부 전원부로 유지 또는 전환하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 전력량 판단부로부터 입력되는 NFC 제어부 구동가능 신호 또는 구동불가 신호에 따라, 상기 안테나를 NFC 제어부 또는 스마트카드로 연결하는 통신 분기부; 를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 통신 분기부는, 상기 전력량 판단부로부터 NFC 제어부 구동가능 신호가 입력된 경우, 상기 안테나의 연결단을 NFC 제어부로 연결시키며, 상기 전력량 판단부로부터 NFC 제어부 구동불가 신호가 입력된 경우, 상기 안테나의 연결단을 스마트카드로 직접 연결시키는 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명은 NFC를 이용하는 휴대장치의 전력공급 및 통신분기 인터페이스 시스템을 이용한 전력공급 전환 방법에 관한 것으로서, (a) 내부 전원부가 전원을 공급하여 휴대장치가 작동하는 단계; (b) 전력량 판단부가 상기 내부 전원부의 전력량을 확인하여, 상기 전력량이 NFC 제어부를 구동시킬 수 있는 전력량 이하인지 여부를 판단하는 단계; (c) 상기 (b) 단계의 판단결과, NFC 제어부를 구동시킬 수 있는 전력량 이하인 경우, 상기 전력량 판단부가 NFC 제어부 구동불가 신호를 생성하는 단계; 및 (d) 전력공급 전환부가 상기 전력량 판단부로부터 구동불가 신호를 입력받을 경우, NFC 제어부의 전원 연결단을 전력 저장부로 전환하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고 (e) 상기 (b) 단계의 판단결과, NFC 제어부를 구동시킬 수 있는 전력량 이상인 경우, 상기 전력량 판단부가 NFC 제어부 구동가능 신호를 생성하는 단계; 및 (f) 상기 전력공급 전환부가 상기 전력량 판단부로부터 구동가능 신호를 입력받을 경우, NFC 제어부의 전원 연결단을 내부 전원부로 유지하는 단계; 를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명은 NFC를 이용하는 휴대장치의 전력공급 및 통신분기 인터페이스 시스템을 이용한 통신분기 방법에 관한 것으로서, (a) 통신 분기부가 전력량 판단부로부터 구동불가 신호 또는 구동가능 신호를 입력받는 단계; (b) 상기 통신 분기부가 입력된 신호가 구동불가 신호인지 여부를 판단하는 단계; (c) 상기 (b) 단계의 판단결과, 상기 전력량 판단부로부터 NFC 제어부 구동불가 신호가 입력된 경우, 상기 통신 분기부가 상기 안테나의 연결단을 스마트카드로 직접 연결시키는 단계; 및 (d) 상기 스마트카드가 비접촉식 단말장치로부터 방사된 전자기장을 이용하여 비접촉식 단말장치와 직접 통신하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고 (e) 상기 (b) 단계의 판단결과, 상기 전력량 판단부로부터 NFC 제어부 구동가능 신호가 입력된 경우, 상기 통신 분기부가 상기 안테나의 연결단을 NFC 제어부로 연결시키는 단계; 및 (f) 상기 NFC 제어부가 상기 내부 전원부의 전력을 이용하여 스마트카드가 비접촉식 단말장치와 통신하도록 제어하는 단계; 를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 본 발명에 따르면, NFC 제어부, 비접촉식 스마트카드(예: USIM, UICC 등)를 사용하는 모든 휴대장치(Mobile Devices)는 자체 배터리의 전원의 소진에 따른 기능 사용에 대한 제한을 극복할 수 있는 효과가 있다. 즉, 외부의 비접촉식 단말장치로부터 유도되는 전자기 에너지를 DC 전력으로 변환하여 저장해둠으로써, 내부 전원부의 전력량이 휴대장치를 구동가능하게 하는 최소 수준으로 떨어지는 경우에도, 비접촉식 스마트카드와 NFC를 이용한 다양한 기능을 안정적이고 지속적으로 진행할 수 있는 효과가 있다.
그리고, 내부 전원부의 전력량에 따라, 안테나 연결단을 NFC 제어부 또는 스마트카드로 분기함으로써, 스마트카드의 직접적인 기동 및 NFC를 통한 외부와의 다양한 데이터 처리 기능을 가능한 효과도 있다.
도 1 은 본 발명에 따른 NFC를 이용하는 휴대장치의 전력공급 및 통신분기 인터페이스 시스템을 개념적으로 도시한 전체 구성도.
도 2 는 본 발명에 따른 NFC를 이용하는 휴대장치의 전력공급 및 통신분기 인터페이스 시스템을 이용한 전력공급 전환 방법에 관한 흐름도.
도 3 은 본 발명에 따른 NFC를 이용하는 휴대장치의 전력공급 및 통신분기 인터페이스 시스템을 이용한 통신분기 방법에 관한 흐름도.
본 발명의 구체적 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다. 이에 앞서 본 발명에 관련된 공지 기능 및 그 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는, 그 구체적인 설명을 생략하였음에 유의해야 할 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세하게 설명한다.
본 발명에 따른 NFC를 이용하는 휴대장치의 전력공급 및 통신분기 인터페이스 시스템에 관하여 도 1 을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 1 은 본 발명에 따른 NFC를 이용하는 휴대장치의 전력공급 및 통신분기 인터페이스 시스템(S)을 개념적으로 도시한 전체 구성도로서, 도시된 바와 같이 내부 전원부(100), 전력 변환부(200), 전력 저장부(300), NFC 제어부(400), 전력량 판단부(500), 전력공급 전환부(600) 및 통신 분기부(700)를 포함하여 이루어진다.
구체적으로, 내부 전원부(100)는 휴대장치의 주 전원장치인 내장 배터리로서, 전원을 공급하는 기능을 수행한다.
또한, 전력 변환부(200)는 안테나(10)를 통해 외부의 비접촉식 단말장치(20)로부터 방사된 전자기장을 인가받고, 인가된 전자기장에 의해 유도된 전자기 에너지를 DC 전력으로 변환하는 기능을 수행한다.
또한, 전력 저장부(300)는 상기 전력 변환부(200)를 통해 변환된 DC 전력을 저장하는 기능을 수행한다.
또한, NFC 제어부(400)는 RF 근거리 통신 방식을 운용하는 칩으로서, 상기 내부 전원부(100) 또는 전력 저장부(300)로부터 전원을 공급받아 외부의 비접촉식 단말기(20)와 스마트카드(30)의 각종 통신을 제어하는 기능을 수행한다.
이러한 통신 제어는, 스마트카드(30)에서 제공하는 각종 서비스를 수행하기 위하여 상기 스마트카드(30)와 외부 비접촉식 단말기(20)를 연결하는 통신 제어로서, NFC 제어부(400)는 스마트카드(30)의 ID 인증을 통한 사용자 확인, 사용자 확인을 통한 지불결제 등의 데이터 처리에 관한 통신을 제어한다.
또한, 전력량 판단부(500)는 내부 전원부(100)의 전력량을 확인함으로써, NFC 제어부(400) 구동불가 신호 또는 구동가능 신호를 생성하는 기능을 수행한다.
구체적으로, 전력량 판단부(500)는 상기 전력량이 NFC 제어부(400)를 구동시킬 수 있는 전력량 이하인지 여부를 판단한다.
판단결과, NFC 제어부(400)를 구동시킬 수 있는 전력량 이하인 경우, 전력량 판단부(500)는 NFC 제어부(400) 구동불가 신호를 생성하고, NFC 제어부(400)를 구동시킬 수 있는 전력량 이상인 경우, NFC 제어부(400) 구동가능 신호를 생성한다.
또한, 전력공급 전환부(600)는 상기 전력량 판단부(500)로부터 구동불가 신호가 입력된 경우, 상기 NFC 제어부(400)의 전원 연결단(410)을 전력 저장부(300)로 전환하고, 구동가능 신호가 입력된 경우, NFC 제어부(400)의 전원 연결단(410)을 내부 전원부(100)로 유지 또는 전환하는 기능을 수행한다.
그리고, 통신 분기부(700)는 상기 전력량 판단부(500)로부터 NFC 제어부(400) 구동가능 신호 또는 구동불가 신호를 입력받아, 상기 안테나(10)를 NFC 제어부(400) 또는 스마트카드(30)로 연결하는 기능을 수행한다.
구체적으로, 통신 분기부(700)는 상기 전력량 판단부(500)로부터 NFC 제어부(400) 구동가능 신호가 입력된 경우, 상기 안테나(10)의 연결단(11)을 NFC 제어부(400)로 연결시킨다.
이에 따라, 상기 NFC 제어부(400)는 내부 전원부(100)의 전력을 이용하여 스마트카드(30)가 비접촉식 단말장치(20)와 통신하도록 제어할 수 있다.
한편, 통신 분기부(700)는 상기 전력량 판단부(500)로부터 NFC 제어부(400) 구동불가 신호가 입력된 경우, NFC 제어부(400)를 경유하지 않고, 상기 안테나(10)의 연결단(11)을 스마트카드(30)로 직접 연결시킨다.
이에 따라, 상기 스마트카드(30)는 비접촉식 단말장치(20)로부터 방사된 전자기장을 이용하여 비접촉식 단말장치(20)와 직접 통신한다.
참고로, 스마트카드(30)(RF/IC, USIM, UICC 등)는, 휴대장치의 사용자 인증 및 지불결제 등의 다양한 목적에 따라 사용되는 IC 칩이다. 최근 1개의 IC 칩에 I/O를 접촉식과 비접촉식으로 2가지를 운영하는 Combi 형태를 취하고 있다.
본 발명에 사용되는 스마트카드(30)는, 접촉식과 비접촉식 2가지의 모든 I/O를 사용하는 Combi(Dual Interface) 방식의 스마트카드이며, NFC를 통하여는 접촉식 방식의 I/O를 이용하여 휴대단말기의 기능을 포함한 외부와의 데이터 처리(예: 지불결제, 사용자 인증 등)을 진행하며, 비접촉식 방식의 I/O를 통하여는 휴대단말기의 기능을 사용하지 않고 직접적으로 RF 안테나와의 연결을 통하여 외부단말기와의 데이터 처리(예: 교통카드 등)에 사용될 수 있다.
이하에서는, 상술한 바와 같은 NFC를 이용하는 휴대장치의 전력공급 및 통신분기 인터페이스 시스템(S)을 이용한 인터페이스 방법에 관하여 도 2 내지 도 3 을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 2 는 본 발명에 따른 NFC를 이용하는 휴대장치의 전력공급 및 통신분기 인터페이스 시스템을 이용한 전력공급 전환 방법에 관한 흐름도로서, 도시된 바와 같이 내부 전원부(100)가 전원을 공급하여 휴대장치가 작동하는 상태에서(S2), 전력량 판단부(500)는 내부 전원부(100)의 전력량을 확인하여, 상기 전력량이 NFC 제어부(400)를 구동시킬 수 있는 전력량 이하인지 여부를 판단한다(S4).
상기 제S4 단계의 판단결과, NFC 제어부(400)를 구동시킬 수 있는 전력량 이하인 경우, 전력량 판단부(500)는 NFC 제어부(400) 구동불가 신호를 생성하고(S6), 전력공급 전환부(600)는 상기 전력량 판단부(500)로부터 구동불가 신호를 입력받을 경우, NFC 제어부(400)의 전원 연결단(410)을 전력 저장부(300)로 전환한다(S8).
한편, 상기 제S4 단계의 판단결과, NFC 제어부(400)를 구동시킬 수 있는 전력량 이상인 경우, 전력량 판단부(500)는 NFC 제어부(400) 구동가능 신호를 생성하고(S10), 전력공급 전환부(600)는 상기 전력량 판단부(500)로부터 구동가능 신호를 입력받을 경우, NFC 제어부(400)의 전원 연결단(410)을 내부 전원부(100)로 유지한다(S12).
도 3 은 본 발명에 따른 NFC를 이용하는 휴대장치의 전력공급 및 통신분기 인터페이스 시스템을 이용한 통신분기 방법에 관한 흐름도로서, 도시된 바와 같이 통신 분기부(700)는 전력량 판단부(500)로부터 구동불가 신호 또는 구동가능 신호를 입력받고(S14), 입력된 신호가 구동불가 신호인지 여부를 판단한다(S16).
상기 제S16 단계의 판단결과, 상기 전력량 판단부(500)로부터 NFC 제어부(400) 구동불가 신호가 입력된 경우, 통신 분기부(700)는 NFC 제어부(400)를 경유하지 않고, 상기 안테나(10)의 연결단(11)을 스마트카드(30)로 직접 연결시킨다(S18).
이후, 상기 스마트카드(30)는 비접촉식 단말장치(20)로부터 방사된 전자기장을 이용하여 비접촉식 단말장치(20)와 직접 통신한다(S20).
한편, 상기 제S16 단계의 판단결과, 상기 전력량 판단부(500)로부터 NFC 제어부(400) 구동가능 신호가 입력된 경우, 통신 분기부(700)는 상기 안테나(10)의 연결단(11)을 NFC 제어부(400)로 연결시킨다(S22).
이후, 상기 NFC 제어부(400)는 상기 내부 전원부(100)의 전력을 이용하여 스마트카드(30)가 비접촉식 단말장치(20)와 통신하도록 제어한다(S24).
이상으로 본 발명의 기술적 사상을 예시하기 위한 바람직한 실시예와 관련하여 설명하고 도시하였지만, 본 발명은 이와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용에만 국한되는 것이 아니며, 기술적 사상의 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대해 다수의 변경 및 수정이 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 그러한 모든 적절한 변경 및 수정과 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.
100: 내부 전원부 200: 전력 변환부
300: 전력 저장부 400: NFC 제어부
500: 전력량 판단부 600: 전력공급 전환부
700: 통신 분기부 10: 안테나
20: 비접촉식 단말장치 30: 스마트카드

Claims (10)

  1. 내장 배터리로서, 전원을 공급하는 내부 전원부(100);
    안테나(10)를 통해 외부의 비접촉식 단말장치(20)로부터 방사된 전자기장을 인가받고, 인가된 전자기장에 의해 유도된 전자기 에너지를 DC 전력으로 변환하는 전력 변환부(200);
    상기 전력 변환부(200)를 통해 변환된 DC 전력을 저장하는 전력 저장부(300);
    상기 내부 전원부(100) 또는 전력 저장부(300)로부터 전원을 공급받아 외부의 비접촉식 단말기(20)와 스마트카드(30)의 각종 통신을 제어하는 NFC 제어부(400);
    상기 내부 전원부(100)의 전력량을 확인함으로써, NFC 제어부(400) 구동불가 신호 또는 구동가능 신호를 생성하는 전력량 판단부(500); 및
    상기 전력량 판단부(500)로부터 입력되는 구동불가 신호 또는 구동가능 신호에 따라 NFC 제어부(400)의 전원 연결단(410)을 전환하는 전력공급 전환부(600); 를 포함하는 것을 특징으로 하는 NFC를 이용하는 휴대장치의 전력공급 및 통신분기 인터페이스 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 NFC 제어부(400)는,
    스마트카드(30)의 ID 인증을 통한 사용자 확인, 사용자 확인을 통한 지불결제를 포함하는 데이터 처리에 관한 통신을 제어하는 것을 특징으로 하는 NFC를 이용하는 휴대장치의 전력공급 및 통신분기 인터페이스 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 전력량 판단부(500)는,
    상기 내부 전원부(100)의 전력량이 NFC 제어부(400)를 구동시킬 수 있는 전력량 이하인지 여부를 판단하여, 판단결과, NFC 제어부(400)를 구동시킬 수 있는 전력량 이하인 경우, NFC 제어부(400) 구동불가 신호를 생성하고, NFC 제어부(400)를 구동시킬 수 있는 전력량 이상인 경우, NFC 제어부(400) 구동가능 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 NFC를 이용하는 휴대장치의 전력공급 및 통신분기 인터페이스 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 전력공급 전환부(600)는,
    상기 전력량 판단부(500)로부터 구동불가 신호가 입력된 경우, NFC 제어부(400)의 전원 연결단(410)을 전력 저장부(300)로 전환하고,
    상기 전력량 판단부(500)로부터 구동가능 신호가 입력된 경우, 상기 NFC 제어부(400)의 전원 연결단(410)을 내부 전원부(100)로 유지 또는 전환하는 것을 특징으로 하는 NFC를 이용하는 휴대장치의 전력공급 및 통신분기 인터페이스 시스템.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 전력량 판단부(500)로부터 입력되는 NFC 제어부(400) 구동가능 신호 또는 구동불가 신호에 따라, 상기 안테나(10)를 NFC 제어부(400) 또는 스마트카드(30)로 연결하는 통신 분기부(700); 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 NFC를 이용하는 휴대장치의 전력공급 및 통신분기 인터페이스 시스템.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 통신 분기부(700)는,
    상기 전력량 판단부(500)로부터 NFC 제어부(400) 구동가능 신호가 입력된 경우, 안테나(10)의 연결단(11)을 NFC 제어부(400)로 연결시키며,
    상기 전력량 판단부(500)로부터 NFC 제어부(400) 구동불가 신호가 입력된 경우, 상기 안테나(10)의 연결단(11)을 스마트카드(30)로 직접 연결시키는 것을 특징으로 하는 NFC를 이용하는 휴대장치의 전력공급 및 통신분기 인터페이스 시스템.
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