KR20210129997A - Self-Powered Tracker System and Method - Google Patents

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KR20210129997A
KR20210129997A KR1020200048218A KR20200048218A KR20210129997A KR 20210129997 A KR20210129997 A KR 20210129997A KR 1020200048218 A KR1020200048218 A KR 1020200048218A KR 20200048218 A KR20200048218 A KR 20200048218A KR 20210129997 A KR20210129997 A KR 20210129997A
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변영재
최은호
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울산과학기술원
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Abstract

The present invention relates to a self-charged location tracking system which comprises: an energy conversion unit which harvests solar energy to convert the solar energy into electrical energy; a maximum power point calculation unit which calculates a maximum power point for the converted electrical energy; a voltage boosting unit which boosts the voltage to a voltage greater than the voltage of the energy conversion unit with respect to the calculated maximum power point; and a main voltage supply unit which compares the boosted voltage and a consumption voltage of a location tracker, to determine whether to charge voltage additionally, and then supplies voltage to the location tracker according to a determined result. By self-charging in consideration of a driving voltage level of the location tracker, the lifespan of a battery of the location tracker can be increased.

Description

자가 충전형 위치추적 시스템 및 방법{Self-Powered Tracker System and Method}Self-Powered Tracker System and Method

본 발명은 자가 충전형 위치추적 기술에 관한 것으로, 위치추적기의 구동 전압 크기를 고려하여 자가 충전함으로써 위치추적기의 배터리 수명을 증가시킬 수 있는 자가 충전형 위치추적 시스템 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a self-rechargeable location tracking technology, and to a self-charged location tracking system and method capable of increasing the battery life of the location tracker by self-charging in consideration of the driving voltage level of the location tracker.

모든 전자기기들은 설계조건과 공정조건에 따라 정해진 수명이 있으며, 이러한 수명은 전자기기를 사용할수록 점점 줄어든다. 특히, 이러한 수명 감소는 전자기기의 선능 또한 감소시키게 되는 원인으로 작용하기도 한다.All electronic devices have a fixed lifespan according to design conditions and process conditions, and this lifespan gradually decreases as the electronic devices are used. In particular, such a reduction in lifespan also acts as a cause to decrease the performance of electronic devices.

이와 관련하여 위치추적기는 실내외로 다양한 분야에서 활용이 가능하며, 개인의 생명, 재산, 안전을 보장받을 수 있도록 한다는 점에서 주목으 받고 있는 전자기기 중 하나이다. 현재 세계 위치 추적 시스템 시장은 연평균 성장률 30.29%로서 최대 41.3억 달러까지 성장이 예상되고 있다. 특히, 추적기 기술을 이용한 분야인 LBS(Location Based Service)와 RTLS(Real Time Location System) 사업 규모가 점점 커짐에 따라 위치추적기의 필요성이 증대되고 있다.In this regard, the location tracker can be used in various fields both indoors and outdoors, and is one of the electronic devices that are attracting attention in that they can guarantee personal life, property, and safety. Currently, the global positioning system market is expected to grow up to $4.13 billion at a CAGR of 30.29%. In particular, as the size of the LBS (Location Based Service) and RTLS (Real Time Location System) businesses that use the tracker technology increases, the need for a location tracker is increasing.

그 중 모바일 위치추적기 기술은 Passive 위치 추적 시스템(RFID)과, Active 위치추적 시스템(GPS)이 있다. Passive 위치 추적 시스템(RFID)의 경우, NFC 등과 같은 기술인데 이는 배터리 없이 구현이 가능하지만, 리더기가 1cm 이내에서만 활성화가 된다는 한계점을 안고 있다. Active 위치추적 시스템(GPS)의 경우, GPS 정보 기반 위치 추적 확인이 가능한 기술인데 이는 배터리가 반드시 필요하며 이 마저도 빠른 배터리가 소모된다는 한계점을 안고 있다.Among them, mobile location tracking technology includes a passive location tracking system (RFID) and an active location tracking system (GPS). In the case of a passive location tracking system (RFID), it is a technology such as NFC, which can be implemented without a battery, but has a limitation that the reader is activated only within 1 cm. In the case of the Active Positioning System (GPS), it is a technology that can confirm the position tracking based on GPS information, which requires a battery, and even this has a limitation in that the battery is consumed quickly.

이에 배터리 없이, 언제 어디서나 위치 추적이 가능한 위치 추적 시스템을 개발할 필요성이 있다.Accordingly, there is a need to develop a location tracking system that can track a location anytime, anywhere without a battery.

한국공개특허공보 제10-2020-0013352호Korean Patent Publication No. 10-2020-0013352

이에 본 발명은 상기와 같은 제반 사항을 고려하여 제안된 것으로, 위치추적기의 구동 전압 크기를 고려하여 자가 충전함으로써 위치추적기의 배터리 수명을 증가시키는 것을 목적으로 한다.Accordingly, the present invention has been proposed in consideration of the above matters, and an object of the present invention is to increase the battery life of the location tracker by self-charging in consideration of the driving voltage level of the location tracker.

또한, 본 발명은 2차 전지 등을 통한 추가 전압 공급을 통해 배터리의 과충전 또는 과방전을 방지하여 위치추적기의 배터리 수명을 증가시키는 것을 목적으로 한다.In addition, an object of the present invention is to increase the battery life of the location tracker by preventing overcharging or overdischarging of the battery by supplying additional voltage through a secondary battery or the like.

또한, 본 발명은 소형 또는 초소형의 형태로, 전국단위에서 사용이 가능한 위치추적기로 구현함으로써, 드론, 치안, 치매노인, 어린이, 휴대폰, 스마트 팩토리 등 다양한 분야에 적용이 가능하도록 하는 것을 목적으로 한다.In addition, the present invention is implemented as a location tracker that can be used in a national unit in a small or ultra-small form, so that it can be applied to various fields such as drones, public security, the elderly with dementia, children, mobile phones, and smart factories. .

본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해할 수 있을 것이다.Objects of the present invention are not limited to the objects mentioned above, and other objects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 기술적 사상에 의한 자가 충전형 위치추적 시스템은 태양 에너지를 하베스팅(Harvesting)하여 전기 에너지로 변환하는 에너지 변환부, 상기 변환된 전기 에너지에 대한 최대전력점을 산출하는 최대전력점 산출부, 상기 상출된 최대전력점을 기준으로 상기 에너지 변환부의 전압보다 큰 전압으로 승압시키는 전압 승압부, 상기 승합시킨 전압 크기와 위치추적기의 소비 전압 크기를 비교하여 전압의 추가 충전 여부를 판단한 다음, 상기 판단된 결과에 따라 상기 위치추적기에 전압을 공급하는 메인 전압 공급부를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.In order to achieve the above object, the self-rechargeable location tracking system according to the technical idea of the present invention is an energy conversion unit that harvests solar energy and converts it into electric energy, the maximum power point for the converted electric energy A maximum power point calculation unit for calculating a, a voltage boosting unit boosting the voltage to a voltage greater than the voltage of the energy conversion unit based on the raised maximum power point, comparing the multiplied voltage level with the size of the consumption voltage of the position tracker. After determining whether to charge additionally, it may include a main voltage supply unit for supplying a voltage to the location tracker according to the determined result.

한편, 본 발명의 기술적 사상에 의한 자가 충전형 위치추적 시스템은 상기 승압시킨 전압 크기가 위치추적기의 소비 전압 크기보다 작으면 상기 위치추적기에 전압을 추가적으로 공급하는 추가 전압 공급부를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.On the other hand, the self-charging type location tracking system according to the technical idea of the present invention further comprises an additional voltage supply for additionally supplying a voltage to the location tracker when the boosted voltage level is smaller than the consumption voltage level of the location tracker. can do.

상기 메인 전압 공급부는 상기 승압시킨 전압 크기가 위치추적기의 소비 전압 크기보다 작으면, 상기 승압시킨 전압과 상기 추가 전압 공급부에 의한 추가 전압을 상기 위치추적기에 전압을 공급하는 제 1전압 공급부, 상기 승압시킨 전압 크기가 위치추적기의 소비 전압 크기와 같으면, 상기 승압시킨 전압만 상기 위치추적기에 공급하는 제 2 전압 공급부, 상기 승압시킨 전압 크기가 위치추적기의 소비 전압 크기보다 크면, 상기 승압시킨 전압 중 위치추적기의 소비 전압 크기만 상기 위치추적기에 공급하는 제 3 전압 공급부를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.When the level of the boosted voltage is smaller than the consumption voltage of the position tracker, the main voltage supply unit supplies the boosted voltage and the additional voltage by the additional voltage supply unit to the position tracker, a first voltage supply unit, the boost A second voltage supply unit that supplies only the boosted voltage to the position tracker when the level of the voltage is the same as the size of the consumption voltage of the position tracker. It may be characterized by including a third voltage supply unit for supplying only the amount of voltage consumption of the tracker to the tracker.

상기 제 3 전압 공급부는 상기 승압시킨 전압 중 위치추적기의 소비 전압 크기만 상기 위치추적기에 공급하고, 나머지 전압은 상기 추가 전압 공급부에 공급하여 충전하는 것을 특징으로 할 수 있다.The third voltage supply unit may supply only the level of the consumed voltage of the position tracker among the boosted voltages to the position tracker, and the remaining voltage may be supplied to the additional voltage supply unit for charging.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 기술적 사상에 의한 자가 충전형 위치추적 방법은 에너지 변환부에서 태양 에너지를 하베스팅(Harvesting)하여 전기 에너지로 변환하는 에너지 변환단계, 최대전력점 산출부에서 상기 변환된 전기 에너지에 대한 최대전력점을 산출하는 최대전력점 산출단계, 전압 승압부에서 상기 산출된 최대전력점을 기준으로 상기 에너지 변환부의 전압보다 큰 전압으로 승압시키는 전압 승압단계, 메인 전압 공급부에서 상기 승압시킨 전압 크기와 위치추적기의 소비 전압 크기를 비교하여 전압의 추가 충전 여부를 판단한 다음, 상기 판단된 결과에 따라 상기 위치추적기에 전압을 공급하는 메인 전압 공급단계를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.In order to achieve the above object, the self-charging type location tracking method according to the technical idea of the present invention is an energy conversion step of converting solar energy into electrical energy by harvesting solar energy in the energy conversion unit, and in the maximum power point calculation unit A maximum power point calculation step of calculating a maximum power point for the converted electrical energy, a voltage boosting step of boosting the voltage to a voltage greater than the voltage of the energy conversion unit based on the calculated maximum power point in the voltage boosting unit, a main voltage supply unit Comprising a main voltage supply step of comparing the level of the boosted voltage and the consumption voltage of the position tracker to determine whether to charge the voltage additionally, and then supplying a voltage to the position tracker according to the determined result can

한편, 본 발명의 기술적 사상에 의한 자가 충전형 위치추적 방법은 추가 전압 공급부에서 상기 승압시킨 전압 크기가 위치추적기의 소비 전압 크기보다 작으면 상기 위치추적기에 전압을 추가적으로 공급하는 추가 전압 공급단계를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.On the other hand, the self-charging type location tracking method according to the technical idea of the present invention is an additional voltage supply step of additionally supplying a voltage to the location tracker when the level of the boosted voltage by the additional voltage supply unit is smaller than the consumption voltage level of the location tracker. It may be characterized by including.

상기 메인 전압 공급단계는 제 1 전압 공급부에서 상기 승압시킨 전압 크기가 위치추적기의 소비 전압 크기보다 작으면, 상기 승압시킨 전압과 상기 추가 전압 공급부에 의한 추가 전압을 상기 위치추적기에 전압을 공급하는 제 1 전압 공급단계, 제 2 전압 공급부에서 상기 승압시킨 전압 크기가 위치추적기의 소비 전압 크기와 같으면, 상기 승압시킨 전압만 상기 위치추적기에 공급하는 제 2 전압 공급단계, 제 3 전압 공급부에서 상기 승압시킨 전압 크기가 위치추적기의 소비 전압 크기보다 크면, 상기 승압시킨 전압 중 위치추적기의 소비 전압 크기만 상기 위치추적기에 공급하는 제 3 전압 공급단계를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.In the main voltage supply step, when the level of the boosted voltage by the first voltage supply unit is smaller than the consumption voltage level of the position tracker, the step of supplying the boosted voltage and the additional voltage by the additional voltage supply unit to the position tracker In the first voltage supply step, the second voltage supply step of supplying only the boosted voltage to the location tracker when the level of the voltage boosted by the second voltage supply unit is the same as the consumption voltage level of the position tracker, the third voltage supply unit boosts the voltage If the voltage level is greater than the consumption voltage level of the location tracker, it may include a third voltage supply step of supplying only the level of the consumption voltage of the location tracker among the boosted voltages to the location tracker.

상기 제 3 전압 공급단계는 상기 승압시킨 전압 중 위치추적기의 소비 전압 크기만 상기 위치추적기에 공급하고, 나머지 전압은 상기 추가 전압 공급부에 공급하여 충전하는 것을 특징으로 할 수 있다.The third voltage supply step may be characterized in that only the level of the consumption voltage of the position tracker among the boosted voltages is supplied to the position tracker, and the remaining voltage is supplied to the additional voltage supply unit for charging.

이상에서 설명한 바와 같은 자가 충전형 위치추적 시스템 및 방법에 따르면, According to the self-charging type location tracking system and method as described above,

첫째, 본 발명은 위치추적기의 구동 전압 크기를 고려하여 자가 충전함으로써 위치추적기의 배터리 수명을 증가시킬 수 있는 효과를 가진다.First, the present invention has the effect of increasing the battery life of the location tracker by self-charging in consideration of the driving voltage level of the location tracker.

둘째, 본 발명은 2차 전지 등을 통한 추가 전압 공급을 통해 배터리의 과충전 또는 과방전을 방지하여 위치추적기의 배터리 수명을 증가시킬 수 있는 효과를 가진다.Second, the present invention has the effect of increasing the battery life of the location tracker by preventing overcharging or overdischarging of the battery by supplying additional voltage through a secondary battery or the like.

셋째, 본 발명은 소형 또는 초소형의 형태로, 전국단위에서 사용이 가능한 위치추적기로 구현함으로써, 드론, 치안, 치매노인, 어린이, 휴대폰, 스마트 팩토리 등 다양한 분야에 적용이 가능한 효과를 가진다.Third, the present invention has an effect that can be applied to various fields such as drones, public security, the elderly with dementia, children, mobile phones, smart factories, etc.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 자가 충전형 위치추적 시스템을 나타낸 구성도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 자가 충전형 위치추적 방법을 나타낸 순서도.
도 3은 본 발명의 실시예로서, 자가 충전형 위치추적 시스템의 각 구성요서를 부품요소로 나타낸 구성도.
도 4는 본 발명의 실시예로서, 자가 충전형 위치추적 방법의 각 단계를 구체화하여 나타낸 순서도.1 is a block diagram showing a self-charging type location tracking system according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a flow chart showing a self-charging type location tracking method according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 is an embodiment of the present invention, a configuration diagram showing each component of the self-charging type location tracking system as a component element.
Figure 4 is an embodiment of the present invention, a flow chart showing each step of the self-charging type location tracking method concretely.

본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다. 본 발명의 특징 및 이점들은 첨부 도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 발명자가 그 자신의 발명의 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 할 것이다. 또한 본 발명의 관련된 공지 기능 및 그 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그 구체적인 설명을 생략하였음에 유의해야할 것이다.In order to fully understand the present invention, the operational advantages of the present invention, and the objects achieved by the practice of the present invention, reference should be made to the accompanying drawings illustrating preferred embodiments of the present invention and the contents described in the accompanying drawings. The features and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description taken in conjunction with the accompanying drawings. Prior to this, the terms or words used in the present specification and claims are based on the technical idea of the present invention based on the principle that the inventor can appropriately define the concept of the term in order to describe his invention in the best way. It should be interpreted with the corresponding meaning and concept. In addition, it should be noted that, if it is determined that the detailed description of the related known functions and configurations of the present invention may unnecessarily obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof is omitted.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 자가 충전형 위치추적 시스템을 나타낸 구성도이다.1 is a configuration diagram showing a self-charging type location tracking system according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 자가 충전형 위치추적 시스템은 에너지 변환부(100), 최대전력점 산출부(200), 전압 승압부(300) 및 메인 전압 공급부(400)를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.Referring to FIG. 1 , the self-charging type position tracking system according to an embodiment of the present invention includes an energy conversion unit 100 , a maximum power point calculation unit 200 , a voltage boosting unit 300 , and a main voltage supply unit 400 . It may be characterized by including.

에너지 변환부(100)는 태양 에너지를 하베스팅(Harvesting)하여 전기 에너지로 변환할 수 있다.The energy converter 100 may convert solar energy into electrical energy by harvesting the solar energy.

최대전력점 산출부(200)는 상기 에너지 변환부(100)로부터 변환된 전기 에너지에 대한 최대전력점을 산출할 수 있다.The maximum power point calculation unit 200 may calculate a maximum power point for the electric energy converted from the energy conversion unit 100 .

전압 승압부(300)는 상기 최대전력점 산출부(200)로부터 산출된 최대전력점을 기준으로 상기 에너지 변환부(100)의 전압보다 큰 전압으로 승압시킬 수 있다.The voltage booster 300 may boost the voltage to a voltage greater than the voltage of the energy converter 100 based on the maximum power point calculated by the maximum power point calculator 200 .

메인 전압 공급부(400)는 상기 전압 승압부(300)로부터 승압시킨 전압 크기와 위치추적기의 소비 전압 크기를 비교하여 전압의 추가 충전 여부를 판단한 다음, 상기 판단된 결과에 따라 상기 위치추적기에 전압을 공급할 수 있다.The main voltage supply unit 400 compares the voltage level boosted by the voltage booster 300 with the consumption voltage level of the position tracker to determine whether to charge the voltage additionally, and then applies the voltage to the position tracker according to the determined result. can supply

또한, 본 발명의 실시예에 따른 자가 충전형 위치추적 시스템은 추가 전압 공급부(500)를 더 포함할 수 있다.In addition, the self-charging type location tracking system according to an embodiment of the present invention may further include an additional voltage supply unit 500 .

추가 전압 공급부(500)는 상기 전압 승압부(300)로부터 승압시킨 전압 크기가 위치추적기의 소비 전압 크기보다 작으면 상기 위치추적기에 전압을 추가적으로 공급할 수 있다.The additional voltage supply unit 500 may additionally supply a voltage to the position tracker when the voltage boosted by the voltage booster 300 is smaller than the consumption voltage of the position tracker.

한편, 메인 전압 공급부(400)는 제 1 전압 공급부(410), 제 2 전압 공급부(430), 제 3 전압 공급부(450)를 포함할 수 있다.Meanwhile, the main voltage supply unit 400 may include a first voltage supply unit 410 , a second voltage supply unit 430 , and a third voltage supply unit 450 .

제 1 전압 공급부(410)는 상기 전압 승압부(300)로부터 승압시킨 전압 크기가 위치추적기의 소비 전압 크기보다 작으면, 상기 승압시킨 전압과 상기 추가 전압 공급부(500)에 의한 추가 전압을 상기 위치추적기에 전압을 공급할 수 있다.When the level of the voltage boosted by the voltage booster 300 is smaller than the consumption voltage level of the position tracker, the first voltage supply unit 410 sets the boosted voltage and the additional voltage by the additional voltage supply unit 500 to the position. You can supply voltage to the tracker.

제 2 전압 공급부(430)는 상기 전압 승압부(300)로부터 승압시킨 전압 크기가 위치추적기의 소비 전압 크기와 같으면, 상기 승압시킨 전압만 상기 위치추적기에 공급할 수 있다.The second voltage supply unit 430 may supply only the boosted voltage to the position tracker when the level of the voltage boosted by the voltage booster 300 is the same as the consumption voltage level of the position tracker.

제 3 전압 공급부(450)는 상기 전압 승압부(300)로부터 승압시킨 전압 크기가 위치추적기의 소비 전압 크기보다 크면, 상기 승압시킨 전압 중 위치추적기의 소비 전압 크기만 상기 위치추적기에 공급할 수 있다.If the level of the voltage boosted by the voltage booster 300 is greater than the level of the consumption voltage of the position tracker, the third voltage supply unit 450 may supply only the level of the consumption voltage of the position tracker among the boosted voltages to the position tracker.

이때, 상기 제 3 전압 공급부(450)는 상기 승압시킨 전압 중 위치추적기의 소비 전압 크기만 상기 위치추적기에 공급하고, 나머지 전압은 상기 추가 전압 공급부에 공급하여 충전할 수 있다.In this case, the third voltage supply unit 450 may supply only the consumed voltage of the position tracker among the boosted voltages to the position tracker, and the remaining voltage may be supplied to the additional voltage supply unit for charging.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 자가 충전형 위치추적 방법을 나타낸 순서도이다.2 is a flowchart illustrating a self-charging type location tracking method according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 자가 충전형 위치추적 방법은 에너지 변환단계(S100), 최대전력점 산출단계(S200), 전압 승압단계(S300) 및 메인 전압 공급단계(S400)를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.Referring to FIG. 2 , the self-charging type location tracking method according to an embodiment of the present invention includes an energy conversion step (S100), a maximum power point calculation step (S200), a voltage boosting step (S300), and a main voltage supply step (S400). It may be characterized in that it comprises a.

에너지 변환단계는 에너지 변환부(100)에서 태양 에너지를 하베스팅(Harvesting)하여 전기 에너지로 변환할 수 있다(S100).In the energy conversion step, the energy conversion unit 100 may harvest solar energy and convert it into electrical energy (S100).

최대전력점 산출단계는 최대전력점 산출부(200)에서 상기 에너지 변환단계(S100)로부터 변환된 전기에너지에 대한 최대전력점을 산출할 수 있다(S200).In the step of calculating the maximum power point, the maximum power point calculating unit 200 may calculate the maximum power point for the electric energy converted from the energy conversion step ( S100 ) ( S200 ).

전압 승압단계는 전압 승압부(300)에서 상기 최대전력점 산출단계(S200)로부터 산출된 최대전력점을 기준으로 상기 에너지 변환단계(S100)의 전압보다 큰 전압으로 승압시킬 수 있다(S300).In the voltage boosting step, the voltage boosting unit 300 may boost the voltage to a higher voltage than the voltage of the energy conversion step S100 based on the maximum power point calculated in the maximum power point calculating step S200 (S300).

메인 전압 공급단계는 메인 전압 공급부(400)에서 상기 전압 승압단계(S300)로부터 승압시킨 전압 크기와 위치추적기의 소비 전압 크기를 비교하여 전압의 추가 충전 여부를 판단한 다음, 상기 판단된 결과에 따라 상기 위치추적기에 전압을 공급할 수 있다(S400).In the main voltage supply step, the main voltage supply unit 400 compares the voltage level boosted from the voltage step-up step (S300) with the consumption voltage level of the position tracker to determine whether to charge the voltage additionally, and then, according to the determined result, the A voltage may be supplied to the location tracker (S400).

또한, 본 발명의 실시예에 따른 자가 충전형 위치추적 방법은 추가 전압 공급단계(S500)를 더 포함할 수 있다. In addition, the self-charging type location tracking method according to an embodiment of the present invention may further include an additional voltage supply step (S500).

추가 전압 공급단계는 추가 전압 공급부(500)에서 상기 전압 승압단계(S300)로부터 승압시킨 전압 크기가 위치추적기의 소비 전압 크기보다 작으면 상기 위치 추적기에 전압을 추가적으로 공급할 수 있다(S500).In the additional voltage supply step, if the voltage boosted from the voltage boosting step (S300) by the additional voltage supply unit 500 is smaller than the consumption voltage of the location tracker, a voltage may be additionally supplied to the location tracker (S500).

한편, 메인 전압 공급단계(S400)는 제 1 전압 공급단계, 제 2 전압 공급단계, 제 3 전압 공급단계를 포함할 수 있다.Meanwhile, the main voltage supply step S400 may include a first voltage supply step, a second voltage supply step, and a third voltage supply step.

제 1 전압 공급단계는 제 1 전압 공급부(410)에서 상기 전압 승압단계(S300)로부터 승압시킨 전압 크기가 위치추적기의 소비 전압 크기보다 작으면, 상기 승압시킨 전압과 상기 추가 전압 공급단계(S500)에 의한 추가 전압을 상기 위치추적기에 전압을 공급할 수 있다.In the first voltage supply step, when the voltage boosted from the voltage boosting step (S300) by the first voltage supply unit 410 is smaller than the consumption voltage of the position tracker, the boosted voltage and the additional voltage supply step (S500) It is possible to supply a voltage to the position tracker with an additional voltage by.

제 2 전압 공급단계는 제 2 전압 공급부(430)에서 상기 전압 승압단계(S300)로부터 승압시킨 전압 크기가 위치추적기의 소비 전압 크기와 같으면, 상기 승압시킨 전압만 상기 위치추적기에 공급할 수 있다.In the second voltage supply step, when the voltage boosted from the voltage boosting step S300 by the second voltage supply unit 430 is the same as the consumption voltage of the location tracker, only the boosted voltage can be supplied to the location tracker.

제 3 전압 공급단계는 제 3 전압 공급부(450)에서 상기 전압 승압단계(S300)로부터 승압시킨 전압 크기가 위치추적기의 소비 전압 크기보다 크면, 상기 승압시킨 전압 중 위치추적기의 소비 전압 크기만 상기 위치추적기에 공급할 수 있다.In the third voltage supply step, if the voltage level boosted from the voltage boosting step (S300) by the third voltage supply unit 450 is greater than the consumption voltage level of the position tracker, only the level of the consumption voltage of the position tracker among the boosted voltages is the position It can be supplied to the tracker.

이때, 상기 제 3 전압 공급단계는 상기 승압시킨 전압 중 위치추적기의 소비 전압 크기만 상기 위치추적기에 공급하고, 나머지 전압은 상기 추가 전압 공급부에 공급하여 충전할 수 있다.In this case, in the third voltage supply step, only a consumption voltage of the position tracker among the boosted voltages is supplied to the position tracker, and the remaining voltage is supplied to the additional voltage supply unit to be charged.

도 3은 본 발명의 실시예로서, 자가 충전형 위치추적 시스템의 각 구성요소를 부품요소로 나타낸 구성도이며, 도 4는 본 발명의 실시예로서, 자가 충전형 위치추적 방법의 각 단계를 구체화하여 나타낸 순서도이다.Figure 3 is an embodiment of the present invention, a configuration diagram showing each component of the self-charged location tracking system as a component element, Figure 4 is an embodiment of the present invention, each step of the self-charged location tracking method is specified This is the flowchart shown.

도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예로서 자가 충전형 위치추적 시스템의 각 구성요소는 도 3과 같은 부품요소로 나타낼 수 있으며, 이를 기초로 한 자가 충전형 위치추적 방법의 각 구체적인 단계는 도 4를 참조할 수 있다. 특히 도 4에서는 PV panel(10)에서 주는 전압과 위치추적기의 소비 전압의 비교를 통해 위치추적기에 공급하고자 하는 전압의 크기는 참조할 수 있다.3 and 4, as an embodiment of the present invention, each component of the self-charged location tracking system may be represented as a component element as shown in FIG. 3, and based on this, the self-charged location tracking method of Each specific step may refer to FIG. 4 . In particular, in FIG. 4 , the magnitude of the voltage to be supplied to the location tracker can be referred to by comparing the voltage supplied from the PV panel 10 and the consumption voltage of the location tracker.

PV panel(10)은 본 발명의 에너지 변환부(100)에 해당한다고 할 수 있으며, MCU(20)는 본 발명의 최대전력점 산출부(200)에 해당한다고 할 수 있다. PV panel(10)이 태양 빛 에너지를 하베스팅한 후 전기 에너지로 변환시켜주면, MCU(20)에서는 효율적인 에너지 사용을 위해 전력 최대점을 찾아주는 MPPT(Maximum Power Point Tracking) 프로그래밍 작업(샘플링)을 거칠 수 있다.The PV panel 10 can be said to correspond to the energy converter 100 of the present invention, and the MCU 20 can be said to correspond to the maximum power point calculator 200 of the present invention. When PV panel(10) harvests solar energy and converts it into electrical energy, MCU(20) performs MPPT (Maximum Power Point Tracking) programming task (sampling) to find the maximum power point for efficient energy use. can be rough

여기서, PV panel(10)이 태양 빛 에너지를 하베스팅한 후 전기 에너지로 변환시켜주는 특징은 자가발전으로 위치추적기의 연속 사용이 가능하도록 하기 위한 특징이라 할 수 있다. 이때 PV panel(10)은 소형 또는 초소형의 형태로 구현 가능한데, 이는 다양한 환경에 적용이 가능하도록 한 특징이라 할 수 있다.Here, the characteristic that the PV panel 10 harvests solar light energy and then converts it into electric energy is a characteristic that enables the continuous use of the location tracker by self-generation. At this time, the PV panel 10 can be implemented in a small or ultra-small form, which is a feature that allows it to be applied to various environments.

그리고, MPPT 방식에는 FOCV(Fractional Open-Circuit Voltage), P&O(Perturb&Observe)가 있는데, 이 또한 위치추적기의 적용 환경에 따라 용이하게 변경하여 구현할 수 있다. MPPT 작업을 수행하는 이유는 PV panel(10)은 비선형적인 특징을 가지고 있어, 주기적으로 최대전력점을 찾아주는 작업이 필요하기 때문이다. 주기적으로 찾은 최대전력점은 다음 블록 단에 해당하는 DC-DC 컨버터(boost converter)(30)로 전달될 수 있다. 여기서 DC-DC 컨버터(boost converter)(30)는 본 발명의 전압 승압부(300)에 해당한다고 할 수 있다.And, there are FOCV (Fractal Open-Circuit Voltage) and P&O (Perturb&Observe) in the MPPT method, which can also be easily changed and implemented according to the application environment of the location tracker. The reason for performing the MPPT work is that the PV panel 10 has a non-linear characteristic, so it is necessary to periodically find the maximum power point. The periodically found maximum power point may be transmitted to the DC-DC converter 30 corresponding to the next block stage. Here, it can be said that the DC-DC converter 30 corresponds to the voltage booster 300 of the present invention.

일반적으로 위치추적기를 동작하는 데에 최소한으로 필요한 파워와 전압은 소형 PV panel(10)이 줄 수 있는 파워와 전압보다 크다. 이에 본 발명에서는 소형 PV panel(10)이 줄 수 있는 파워와 전압 크기의 한계점을 보완하고자, DC-DC 컨버터(30)를 추가하여 파워와 전압을 승압시킬 수 있다.In general, the minimum power and voltage required to operate the position tracker are larger than the power and voltage that the small PV panel 10 can give. Accordingly, in the present invention, in order to supplement the limitations of the power and voltage that the small PV panel 10 can provide, a DC-DC converter 30 can be added to boost the power and voltage.

DC-DC 컨버터(30) 회로를 거쳐 파워와 전압이 승압되면, 저장부(40)는 충전될 수 있다. 여기서 저장부(40)는 커패시터, 배터리 등으로서, 본 발명의 메인 전압 공급부(400)에 해당한다고 할 수 있다. 충전된 저장부(40)에서는 위치추적기의 동작을 위해 방전을 하며 위치추적기에 파워 및 전압을 공급할 수 있다.When the power and voltage are boosted through the DC-DC converter 30 circuit, the storage unit 40 may be charged. Here, the storage unit 40 is a capacitor, a battery, and the like, and may be said to correspond to the main voltage supply unit 400 of the present invention. The charged storage unit 40 discharges for the operation of the location tracker and may supply power and voltage to the location tracker.

한편, 위치추적기의 보다 향상된 장치 구동시간과 수명의 증가를 위해서 충전 가능한 2차 전지(50)를 추가하여 PV panel(10)에서 부족한 파워 및 전압 공급을 도와줄 수 있다. 여기서 2차 전지(50)는 본 발명의 추가 전압 공급부(500)에 해당한다고 할 수 있다.On the other hand, it is possible to help supply insufficient power and voltage in the PV panel 10 by adding a rechargeable secondary battery 50 to increase the device driving time and lifespan of the position tracker. Here, the secondary battery 50 can be said to correspond to the additional voltage supply unit 500 of the present invention.

2차 전지(50)의 Life cycle chart와 DOD(Depth of Discharge)를 고려하여, 배터리 매니지먼트에서 과충전, 과방전을 해주면 배터리의 수명을 연장할 수 있다. 그리고 이러한 배터리의 수명은 위치추적기 장치의 수명 증가와 직결되어 위치추적기의 수명 또한 향상시킬 수 있다. 또한, 본 발명에서는 경제적이고 친환경적인 2차 전지(50)의 사용으로 기존 전자기기 배터리보다 증가된 수명을 향상시킬 수 있다. 이때 2차 전지(50)의 Life cycle와 DOD(Depth of Discharge)에 따라 배터리 과충전, 과방전이 되지 않도록, MCU에서는 저항 값 설정으로 원하는 Over Voltage, Under Voltage 설정 등을 통해 배터리의 보호가 가능하다.In consideration of the life cycle chart and depth of discharge (DOD) of the secondary battery 50 , overcharge and overdischarge in battery management can extend the life of the battery. In addition, the lifespan of the battery is directly related to the increase in the lifespan of the locator device, and thus the lifespan of the locator can also be improved. In addition, in the present invention, the use of the economical and eco-friendly secondary battery 50 can improve the increased lifespan compared to the conventional electronic device battery. At this time, to prevent overcharging and overdischarging of the battery according to the life cycle and depth of discharge (DOD) of the secondary battery 50, the MCU can protect the battery by setting the desired Over Voltage, Under Voltage, etc. by setting the resistance value.

이러한 도 3의 각 부품요소를 기초로, Pv panel(10)에서 주는 전압과 위치추적기의 소비 전압의 비교를 통해 위치추적기에 공급하고자 하는 전압의 크기는 도 4를 참조할 수 있다.Based on the respective component elements of FIG. 3 , the magnitude of the voltage to be supplied to the location tracker by comparing the voltage supplied from the Pv panel 10 and the consumption voltage of the location tracker may refer to FIG. 4 .

도 4에 도시된 바와 같이, Case1의 경우는 본 발명의 제 1 전압공급부(410)에 해당하며, Case2의 경우는 본 발명의 제 2 전압공급부(430)에 해당하고, Case3의 경우는 본 발명의 제 3 전압공급부(450)에 해당한다고 할 수 있다. 여기서 Pin은 PV panel(10)에서 주는 전압(승압시킨 전압)의 크기에 해당하고, Pload는 위치추적기의 소비 전압 크기에 해당한다고 할 수 있다.4, Case 1 corresponds to the first voltage supply unit 410 of the present invention, Case 2 corresponds to the second voltage supply unit 430 of the present invention, and Case 3 corresponds to the present invention. It can be said that it corresponds to the third voltage supply unit 450 of Here, it can be said that Pin corresponds to the magnitude of the voltage (the boosted voltage) provided by the PV panel 10, and Pload corresponds to the consumption voltage of the position tracker.

그리고 이러한 전압 크기 비교에 따른 각 Case 별로 위치추적기에 공급하고자 하는 전압의 크기는 각각 상이하다고 할 수 있다. 이를 통해 본 발명은 경제적이고 효율적인 에너지 사용을 통해 위치추적기의 배터리 수명을 연장시킬 수 있으며, 이는 곧 사용자의 편의를 증대시킬 수 있는 효과를 가진다. 또한, 본 발명은 발열을 줄이는 냉각기술 혹은 설계/배치 기술로서 MTBF(Mean Time Between Failure)를 줄일 수 있는 효과를 가진다.And it can be said that the magnitude of the voltage to be supplied to the location tracker is different for each case according to this voltage magnitude comparison. Through this, the present invention can extend the battery life of the location tracker through economical and efficient energy use, which has the effect of increasing user convenience. In addition, the present invention has an effect of reducing MTBF (Mean Time Between Failure) as a cooling technology or design/arrangement technology to reduce heat generation.

이상에서 본 발명의 기술적 사상을 예시하기 위한 바람직한 실시 예와 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 수정들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.Although described and illustrated in connection with a preferred embodiment for illustrating the technical idea of the present invention above, the present invention is not limited to the configuration and operation as shown and described as such, and deviates from the scope of the technical idea. It will be apparent to those skilled in the art that many changes and modifications can be made to the invention without reference to the invention. Accordingly, all such suitable changes and modifications are to be considered as falling within the scope of the present invention.

100 : 에너지 변환부 200 : 최대전력점 산출부
300 : 전압 승압부 400 : 메인 전압 공급부
410 : 제 1 전압 공급부 430 : 제 2 전압 공급부
450 : 제 3 전압 공급부 500 : 추가 전압 공급부100: energy conversion unit 200: maximum power point calculation unit
300: voltage boosting unit 400: main voltage supply unit
410: first voltage supply 430: second voltage supply
450: third voltage supply 500: additional voltage supply

Claims (8)

태양 에너지를 하베스팅(Harvesting)하여 전기 에너지로 변환하는 에너지 변환부;
상기 변환된 전기 에너지에 대한 최대전력점을 산출하는 최대전력점 산출부;
상기 산출된 최대전력점을 기준으로 상기 에너지 변환부의 전압보다 큰 전압으로 승압시키는 전압 승압부; 및
상기 승압시킨 전압 크기와 위치추적기의 소비 전압 크기를 비교하여 전압의 추가 충전 여부를 판단한 다음, 상기 판단된 결과에 따라 상기 위치추적기에 전압을 공급하는 메인 전압 공급부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 자가 충전형 위치추적 시스템.an energy conversion unit converting solar energy into electrical energy by harvesting;
a maximum power point calculation unit for calculating a maximum power point for the converted electrical energy;
a voltage boosting unit boosting the voltage to a voltage greater than the voltage of the energy converter based on the calculated maximum power point; and
Comparing the level of the boosted voltage with the level of the consumption voltage of the location tracker, determining whether to charge the voltage additionally, and then a main voltage supply unit for supplying a voltage to the location tracker according to the determined result; A person comprising a Rechargeable positioning system. 제 1항에 있어서,
상기 승압시킨 전압 크기가 위치추적기의 소비 전압 크기보다 작으면 상기 위치추적기에 전압을 추가적으로 공급하는 추가 전압 공급부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자가 충전형 위치추적 시스템.The method of claim 1,
When the boosted voltage level is smaller than the consumption voltage level of the location tracker, an additional voltage supply unit for additionally supplying a voltage to the location tracker. 제 2항에 있어서, 상기 메인 전압 공급부는,
상기 승압시킨 전압 크기가 위치추적기의 소비 전압 크기보다 작으면, 상기 승압시킨 전압과 상기 추가 전압 공급부에 의한 추가 전압을 상기 위치추적기에 전압을 공급하는 제 1 전압 공급부;
상기 승압시킨 전압 크기가 위치추적기의 소비 전압 크기와 같으면, 상기 승압시킨 전압만 상기 위치추적기에 공급하는 제 2 전압 공급부; 및
상기 승압시킨 전압 크기가 위치추적기의 소비 전압 크기보다 크면, 상기 승압시킨 전압 중 위치추적기의 소비 전압 크기만 상기 위치추적기에 공급하는 제 3 전압 공급부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 자가 충전형 위치추적 시스템.The method of claim 2, wherein the main voltage supply unit,
a first voltage supply unit for supplying the boosted voltage and the additional voltage by the additional voltage supply unit to the position tracker when the boosted voltage is smaller than the consumption voltage of the position tracker;
a second voltage supply unit for supplying only the boosted voltage to the position tracker when the boosted voltage is the same as the consumption voltage of the position tracker; and
When the level of the boosted voltage is greater than the level of consumption voltage of the position tracker, a third voltage supply unit that supplies only the level of consumption voltage of the position tracker among the boosted voltages to the position tracker; self-charging type position tracking comprising a system. 제 3항에 있어서, 상기 제 3 전압 공급부는,
상기 승압시킨 전압 중 위치추적기의 소비 전압 크기만 상기 위치추적기에 공급하고, 나머지 전압은 상기 추가 전압 공급부에 공급하여 충전하는 것을 특징으로 하는 자가 충전형 위치추적 시스템.According to claim 3, wherein the third voltage supply unit,
Among the boosted voltages, only the consumed voltage of the position tracker is supplied to the position tracker, and the remaining voltage is supplied to the additional voltage supply unit to charge the position tracker. 에너지 변환부에서 태양 에너지를 하베스팅(Harvesting)하여 전기 에너지로 변환하는 에너지 변환단계;
최대전력점 산출부에서 상기 변환된 전기 에너지에 대한 최대전력점을 산출하는 최대전력점 산출단계;
전압 승압부에서 상기 산출된 최대전력점을 기준으로 상기 에너지 변환부의 전압보다 큰 전압으로 승압시키는 전압 승압단계;
메인 전압 공급부에서 상기 승압시킨 전압 크기와 위치추적기의 소비 전압 크기를 비교하여 전압의 추가 충전 여부를 판단한 다음, 상기 판단된 결과에 따라 상기 위치추적기에 전압을 공급하는 메인 전압 공급단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 자가 충전형 위치추적 방법.An energy conversion step of converting solar energy into electric energy by harvesting solar energy in the energy conversion unit;
a maximum power point calculation step of calculating a maximum power point for the converted electrical energy in a maximum power point calculation unit;
a voltage boosting step of boosting the voltage booster to a voltage greater than the voltage of the energy converter based on the calculated maximum power point;
Comprising a main voltage supply step of comparing the voltage level boosted by the main voltage supply unit with the consumption voltage level of the location tracker to determine whether to charge the voltage additionally, and then supplying a voltage to the location tracker according to the determined result Self-rechargeable location tracking method, characterized in that. 제 5항에 있어서,
추가 전압 공급부에서 상기 승압시킨 전압 크기가 위치추적기의 소비 전압 크기보다 작으면 상기 위치추적기에 전압을 추가적으로 공급하는 추가 전압 공급단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자가 충전형 위치추적 방법.6. The method of claim 5,
The self-charging type location tracking method further comprising a; additional voltage supply step of additionally supplying a voltage to the location tracker when the voltage level boosted by the additional voltage supply unit is smaller than the consumption voltage level of the location tracker. 제 6항에 있어서, 상기 메인 전압 공급단계는,
제 1 전압 공급부에서 상기 승압시킨 전압 크기가 위치추적기의 소비 전압 크기보다 작으면, 상기 승압시킨 전압과 상기 추가 전압 공급부에 의한 추가 전압을 상기 위치추적기에 전압을 공급하는 제 1 전압 공급단계;
제 2 전압 공급부에서 상기 승압시킨 전압 크기가 위치추적기의 소비 전압 크기와 같으면, 상기 승압시킨 전압만 상기 위치추적기에 공급하는 제 2 전압 공급 단계; 및
제 3 전압 공급부에서 상기 승압시킨 전압 크기가 위치추적기의 소비 전압 크기보다 크면, 상기 승압시킨 전압 중 위치추적기의 소비 전압 크기만 상기 위치추적기에 공급하는 제 3 전압 공급단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 자가 충전형 위치추적 방법.7. The method of claim 6, wherein the supplying of the main voltage comprises:
a first voltage supply step of supplying the boosted voltage and the additional voltage by the additional voltage supply unit to the position tracker when the level of the voltage boosted by the first voltage supply unit is smaller than the consumption voltage level of the position tracker;
a second voltage supply step of supplying only the boosted voltage to the location tracker when the level of the boosted voltage by the second voltage supply unit is equal to the level of consumption voltage of the location tracker; and
When the level of the voltage boosted by the third voltage supply unit is greater than the level of the consumption voltage of the position tracker, a third voltage supply step of supplying only the level of the consumption voltage of the position tracker among the boosted voltages to the position tracker; characterized by comprising: Self-rechargeable location tracking method. 제 7항에 있어서, 상기 제 3 전압 공급단계는,
상기 승압시킨 전압 중 위치추적기의 소비 전압 크기만 상기 위치추적기에 공급하고, 나머지 전압은 상기 추가 전압 공급부에 공급하여 충전하는 것을 특징으로 하는 자가 충전형 위치추적 방법.
The method of claim 7, wherein the third voltage supply step comprises:
Among the boosted voltages, only the consumption voltage of the position tracker is supplied to the position tracker, and the remaining voltage is supplied to the additional voltage supply unit to charge the position tracker.
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