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KR102697320B1 - Electronic label system that supplies power through radio waves - Google Patents

Electronic label system that supplies power through radio waves Download PDF

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KR102697320B1
KR102697320B1 KR1020220008939A KR20220008939A KR102697320B1 KR 102697320 B1 KR102697320 B1 KR 102697320B1 KR 1020220008939 A KR1020220008939 A KR 1020220008939A KR 20220008939 A KR20220008939 A KR 20220008939A KR 102697320 B1 KR102697320 B1 KR 102697320B1
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electronic
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energy harvesting
power supply
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전병조
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주식회사 비즐
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Abstract

본 발명은 특정된 공간에서 전파를 매개로 전력을 전송하는 전력 공급 장치; 라벨 데이터를 생성하는 서버; 및 상기 전력 공급 장치로부터 전력을 공급받아 구동되고, 상기 라벨 데이터에 기초한 정보를 전자 종이 디스플레이부에 표시하는 복수의 전자 라벨;를 포함하는 전자 라벨 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to an electronic label system including a power supply device that transmits power via radio waves in a specific space; a server that generates label data; and a plurality of electronic labels that are driven by receiving power from the power supply device and display information based on the label data on an electronic paper display unit.

Description

전파를 매개로 전력을 공급하는 전자 라벨 시스템{Electronic label system that supplies power through radio waves}Electronic label system that supplies power through radio waves

본 발명은 전파를 매개로 전력을 공급하는 전자 라벨 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to an electronic label system that supplies power via radio waves.

전자 정보 라벨(Electronic Information Label : EIL, 이하, '전자 라벨')은 매장 내의 진열대에 상품의 정보(예를 들면, 상품명, 가격, 원산지 등)를 표시하는 장치이다. 이러한 전자 라벨은 디스플레이를 포함하는데, 디스플레이로 전력 소비가 적은 전자 종이 디스플레이(Electronic Paper Display, EPD)를 사용한다. Electronic Information Label (EIL, hereinafter referred to as 'electronic label') is a device that displays product information (e.g. product name, price, country of origin, etc.) on display shelves in stores. These electronic labels include a display, and use an electronic paper display (EPD) that consumes less power.

종래의 전자 라벨은, 구동을 위한 전력이 필요하고, 코인 배터리를 통해 전력을 공급한다. 그러나, 코인 배터리를 통해 전력을 공급하기 위해서는, 일정 주기로 배터리 교체가 필요하고, 일부 국가에서는 환경 보호를 위해 코인 배터리 사용을 금지하기도 한다. 또한, 배터리 자체의 부피 및 무게로 인해, 일렉트로닉 쉘프 라벨의 부피가 커지고 무게가 증가하는 단점도 있다.Conventional electronic labels require power for operation and are supplied with power through coin batteries. However, in order to supply power through coin batteries, battery replacement is required at regular intervals, and some countries prohibit the use of coin batteries for environmental protection. In addition, due to the size and weight of the battery itself, there is also the disadvantage of increasing the size and weight of electronic shelf labels.

공개특허 10-2016-0078206호Publication patent no. 10-2016-0078206

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여, 전파를 매개로 전력을 공급하는 전자 라벨 시스템을 제공하는데 목적이 있다.The purpose of the present invention is to provide an electronic label system that supplies power via radio waves in order to solve the above-mentioned problems.

본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The tasks of the present invention are not limited to the tasks mentioned above, and other tasks not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description below.

상기 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 전파를 매개로 전력을 공급하는 전자 라벨 시스템은, 특정된 공간에서 전파를 매개로 전력을 전송하는 전력 공급 장치; 라벨 데이터를 생성하는 서버; 및 상기 전력 공급 장치로부터 전력을 공급받아 구동되고, 상기 라벨 데이터에 기초한 정보를 전자 종이 디스플레이부에 표시하는 복수의 전자 라벨;를 포함한다.In order to achieve the above object, an electronic label system for supplying power via radio waves according to an embodiment of the present invention includes: a power supply device for transmitting power via radio waves in a specific space; a server for generating label data; and a plurality of electronic labels for being driven by receiving power from the power supply device and displaying information based on the label data on an electronic paper display unit.

상기 전자 라벨은, 상기 전력 공급 장치로부터 전력을 수신하고, 상기 서버로부터 라벨 데이터를 수신하는 안테나;를 포함한다.The above electronic label includes an antenna that receives power from the power supply device and receives label data from the server.

상기 전자 라벨은, 차지 펌프 회로가 포함된 정류기;를 포함한다.The above electronic label comprises a rectifier including a charge pump circuit.

상기 전자 라벨은, 상기 정류기로부터 전달되는 에너지를 축적하는 슈퍼커패시터나 리튬이온 커패시터;를 더 포함한다.The above electronic label further includes a supercapacitor or lithium-ion capacitor that stores energy transmitted from the rectifier.

상기 전자 라벨은, 최대 소비 전력값에 기초하여, 요구 전력 수신 시간을 계산하는 프로세서;를 더 포함한다.The above electronic label further includes a processor that calculates a required power reception time based on a maximum power consumption value.

기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.Specific details of other embodiments are included in the detailed description and drawings.

본 발명에 따르면 다음과 같은 효과가 하나 혹은 그 이상 있다.According to the present invention, one or more of the following effects are achieved.

첫째, 코인 배터리 등 별도의 배터리를 장착할 필요가 없어 전자 라벨을 슬림하게 구현하는 효과가 있다.First, it has the effect of making the electronic label slimmer by eliminating the need to install a separate battery, such as a coin battery.

둘째, 상용 전원에 기초하여 생성되는 전파를 매개로 전력을 공급하므로 전자 라벨에 안정적이고 지속적인 에너지 공급이 가능한 효과가 있다.Second, since it supplies power via radio waves generated based on commercial power sources, it has the effect of providing a stable and continuous energy supply to electronic labels.

셋째, 전자 라벨에 에너지 하베스팅부가 포함됨으로써 전력 사용의 효율이 증대되는 효과가 있다.Third, the inclusion of an energy harvesting component in the electronic label increases the efficiency of power use.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The effects of the present invention are not limited to the effects mentioned above, and other effects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description of the claims.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전자 라벨 시스템을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 전자 라벨 시스템의 블럭도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 안테나를 설명하는데 참조되는 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 전자 라벨을 설명하는데 참조되는 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따라 전파를 매개로 전력을 전송하는 동작을 설명하는데 참조되는 도면이다.FIG. 1 is a drawing illustrating an electronic label system according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram of an electronic label system according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a drawing for reference in explaining an antenna according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a drawing for reference in explaining an electronic label according to an embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a drawing for reference in explaining an operation of transmitting power via radio waves according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 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. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Hereinafter, embodiments disclosed in this specification will be described in detail with reference to the attached drawings. Regardless of the drawing symbols, identical or similar components will be given the same reference numerals and redundant descriptions thereof will be omitted. The suffixes "module" and "part" used for components in the following description are given or used interchangeably only for the convenience of writing the specification, and do not have distinct meanings or roles in themselves. In addition, when describing embodiments disclosed in this specification, if it is determined that a specific description of a related known technology may obscure the gist of the embodiments disclosed in this specification, the detailed description thereof will be omitted. In addition, the attached drawings are only intended to facilitate easy understanding of the embodiments disclosed in this specification, and the technical ideas disclosed in this specification are not limited by the attached drawings, and should be understood to include all modifications, equivalents, and substitutes included in the spirit and technical scope of the present invention.

제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.Terms that include ordinal numbers, such as first, second, etc., may be used to describe various components, but the components are not limited by the terms. The terms are used only to distinguish one component from another.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.When it is said that a component is "connected" or "connected" to another component, it should be understood that it may be directly connected or connected to that other component, but that there may be other components in between. On the other hand, when it is said that a component is "directly connected" or "directly connected" to another component, it should be understood that there are no other components in between.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise.

본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.In this application, it should be understood that terms such as “comprises” or “has” are intended to specify the presence of a feature, number, step, operation, component, part or combination thereof described in the specification, but do not exclude in advance the possibility of the presence or addition of one or more other features, numbers, steps, operations, components, parts or combinations thereof.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전자 라벨 시스템을 도시한 도면이다.FIG. 1 is a drawing illustrating an electronic label system according to an embodiment of the present invention.

도면을 참조하면, 전자 라벨 시스템(1)은, 특정된 공간(SP)에서 이용될 수 있다. 여기서, 특정된 공간(SP)은, 전자 라벨(100)이 이용되는 장소(예를 들면, 상점)일 수 있다.Referring to the drawing, the electronic label system (1) can be used in a specific space (SP). Here, the specific space (SP) can be a place (e.g., a store) where the electronic label (100) is used.

전자 라벨 시스템(1)은, 전파를 매개로 공급받은 에너지를 이용하여 전자 라벨을 구동할 수 있다.The electronic label system (1) can drive an electronic label using energy supplied via radio waves.

전자 라벨 시스템(1)은, 전력 공급 장치(10), 서버(20) 및 복수의 전자 라벨(100)을 포함할 수 있다.An electronic label system (1) may include a power supply device (10), a server (20), and a plurality of electronic labels (100).

전력 공급 장치(10)는, 특정된 공간(SP)에서 전파를 매개로 전력을 전송할 수 있다. The power supply device (10) can transmit power via radio waves in a specific space (SP).

전력 공급 장치(10)는, 공간(SP)에 배치될 수 있다. 전력 공급 장치(10)는, 공간(SP)에서 복수의 전자 라벨(100) 모두에 전력을 일정하게 공급할 수 있는 지점에 배치될 수 있다. 예를 들면, 전력 공급 장치(10)는, 복수의 전자 라벨(100)이 선반에 배치된 경우, 선반의 상하 및 좌우의 중간 지점에 배치될 수 있다.The power supply device (10) can be placed in the space (SP). The power supply device (10) can be placed at a point where power can be supplied evenly to all of the plurality of electronic labels (100) in the space (SP). For example, when the plurality of electronic labels (100) are placed on a shelf, the power supply device (10) can be placed at a middle point between the upper and lower and left and right sides of the shelf.

서버(20)는, 라벨 데이터를 생성할 수 있다. 서버(20)는, 게이트웨이(30)를 통해 라벨 데이터를 전자 라벨(100)에 전송할 수 있다. The server (20) can generate label data. The server (20) can transmit the label data to an electronic label (100) through a gateway (30).

라벨 데이터는, 전자 라벨(100)을 통해 표시하는 정보에 관한 것으로 이해될 수 있다. 예를 들면, 전자 라벨(100)이 상점에서 이용되는 경우, 라벨 데이터는 특정 상품에 대한 데이터일 수 있다.Label data may be understood as information displayed through an electronic label (100). For example, if an electronic label (100) is used in a store, the label data may be data about a specific product.

전자 라벨(100)은, 전력 공급 장치(10)로부터 전력을 공급받아 구동될 수 있다. 전자 라벨(100)은, 전파를 매개로 전력을 공급받을 수 있다.The electronic label (100) can be driven by receiving power from a power supply device (10). The electronic label (100) can receive power via radio waves.

전자 라벨(100)은, 서버(20)로부터 수신된 라벨 데이터에 기초한 정보를 전자 종이 디스플레이부에 표시할 수 있다.The electronic label (100) can display information based on label data received from the server (20) on the electronic paper display unit.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 전자 라벨 시스템의 블럭도이다.FIG. 2 is a block diagram of an electronic label system according to an embodiment of the present invention.

도면을 참조하면, 전력 공급 장치(10)는, 발진부(11), 안테나(12) 및 프로세서(13)를 포함할 수 있다.Referring to the drawing, the power supply device (10) may include an oscillator (11), an antenna (12), and a processor (13).

발진부(11)는, 유입되는 전기 에너지를 전자파로 변환할 수 있다. 이를 위해, 발진부(11)는, 반도체(GaN) 증폭 회로 또는 전자관(Electron Tube)이 포함된 발진회로를 포함할 수 있다.The oscillation unit (11) can convert incoming electric energy into electromagnetic waves. To this end, the oscillation unit (11) can include an oscillation circuit including a semiconductor (GaN) amplifier circuit or an electron tube.

안테나(12)는, 발진부(11)에서 변환된 전자파를 송신할 수 있다. 안테나(12)는, 송신 안테나로 명명될 수 있다. 안테나(12)는, 30-34dBm의 무선 전력을 방사할 수 있다.The antenna (12) can transmit electromagnetic waves converted from the oscillator (11). The antenna (12) can be called a transmitting antenna. The antenna (12) can radiate wireless power of 30-34 dBm.

전력 공급 장치(10)가 선반에 설치되는 경우, 안테나(12)는, 4방향(예를 들면,상, 하, 좌, 우)으로 전파를 방사할 수 있도록 설계될 수 있다.When the power supply device (10) is installed on a shelf, the antenna (12) can be designed to radiate radio waves in four directions (e.g., up, down, left, and right).

안테나(12)는, PIFA(Planar Inverted F Antenna)로 구현될 수 있다.The antenna (12) can be implemented as a PIFA (Planar Inverted F Antenna).

프로세서(13)는, ASICs (application specific integrated circuits), DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices), PLDs(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays), 프로세서(processors), 제어기(controllers), 마이크로 컨트롤러(micro-controllers), 마이크로 프로세서(microprocessors), 기타 기능 수행을 위한 전기적 유닛 중 적어도 하나를 이용하여 구현될 수 있다.The processor (13) may be implemented using at least one of application specific integrated circuits (ASICs), digital signal processors (DSPs), digital signal processing devices (DSPDs), programmable logic devices (PLDs), field programmable gate arrays (FPGAs), processors, controllers, micro-controllers, microprocessors, and other electrical units for performing functions.

프로세서(13)는, 전력 공급 장치(10) 각 유닛의 전반적인 동작을 제어할 수 있다. 예를 들면, 프로세서(13)는, 제공되는 정보에 기초하여, 발진부(11) 및 안테나(12) 중 적어도 어느 하나를 제어할 수 있다.The processor (13) can control the overall operation of each unit of the power supply device (10). For example, the processor (13) can control at least one of the oscillator (11) and the antenna (12) based on the provided information.

전자 라벨(100)은, 안테나(101), 정류기(110), 에너지 하베스팅부(120), 전자 종이 디스플레이부(140) 및 프로세서(150)를 포함할 수 있다. 전자 라벨(100)은, 별도의 배터리를 포함하지 않는다. 실시예에 따라, 전자 라벨(100)은, 레귤레이터부(미도시)를 더 포함할 수 있다.The electronic label (100) may include an antenna (101), a rectifier (110), an energy harvesting unit (120), an electronic paper display unit (140), and a processor (150). The electronic label (100) does not include a separate battery. According to an embodiment, the electronic label (100) may further include a regulator unit (not shown).

안테나(101)는, 전파를 매개로, 전력 공급 장치(10)로부터 무선으로 전력을 수신할 수 있다.The antenna (101) can wirelessly receive power from a power supply device (10) via radio waves.

안테나(101)는, 전력 공급 장치(10)와 같은 공간(SP)에 위치한 상태에서, 전력 공급 장치(10)로부터 전력을 공급받을 수 있다. The antenna (101) can receive power from the power supply device (10) while being located in the same space (SP) as the power supply device (10).

안테나(101)는, 적어도 하나의 무선 통신 방식(예를 들면, 블루투스, 지그비 등)을 이용해, 게이트웨이(30)를 통해 서버(20)로부터 무선으로 데이터를 수신 받을 수 있다.The antenna (101) can wirelessly receive data from the server (20) via the gateway (30) using at least one wireless communication method (e.g., Bluetooth, Zigbee, etc.).

안테나(101)는, 게이트웨이(30)와 같은 공간(SP)에 위치한 상태에서, 서버(20)로부터 라벨 데이터를 수신할 수 있다. The antenna (101) can receive label data from the server (20) while located in the same space (SP) as the gateway (30).

서버(20)는, 데이터 전송 속도를 높이기 위해 데이터를 압축하여 전송할 수 있다. 이를 위해, 서버(20)는, 데이터 압축 알고리즘을 적용한다. 안테나(101)는, 압축된 상태의 데이터를 수신할 수 있다. The server (20) can compress and transmit data to increase the data transmission speed. To this end, the server (20) applies a data compression algorithm. The antenna (101) can receive data in a compressed state.

안테나(101)는, 수신된 데이터를, 프로세서(150)에 제공할 수 있다.The antenna (101) can provide received data to the processor (150).

안테나(101)는, PIFA(Planar Inverted F Antenna)로 구현될 수 있다.The antenna (101) can be implemented as a PIFA (Planar Inverted F Antenna).

정류기(110)는, 안테나(101)를 통해 공급받는 전력을 정류(rectify)할 수 있다. 정류기(110)는, 적어도 하나의 다이오드를 포함할 수 있다.The rectifier (110) can rectify power supplied through the antenna (101). The rectifier (110) can include at least one diode.

정류기(110)는, 차지 펌프 회로를 포함할 수 있다. 차지 펌프 회로는, 입력 전압을 승압하여 에너지 하베스팅부(120)에 제공할 수 있다. 차지 펌프 회로는, 적어도 하나의 커패시터를 포함할 수 있다.The rectifier (110) may include a charge pump circuit. The charge pump circuit may boost an input voltage and provide it to the energy harvesting unit (120). The charge pump circuit may include at least one capacitor.

에너지 하베스팅부(120)는, 안테나(101)를 통해 공급받는 전력을 저장할 수 있다. The energy harvesting unit (120) can store power supplied through the antenna (101).

에너지 하베스팅부(120)에 저장된 전력은 전자 라벨(100)의 구동에 이용될 수 있다. 에너지 하베스팅부(120)는, 전자 종이 디스플레이부(140) 및 프로세서(150)의 구동에 필요한 전력을 공급할 수 있다.The power stored in the energy harvesting unit (120) can be used to drive the electronic label (100). The energy harvesting unit (120) can supply the power required to drive the electronic paper display unit (140) and the processor (150).

실시예에 따라, 에너지 하베스팅부(120)는, 저장부 및 셀 밸런싱 회로를 포함할 수 있다.According to an embodiment, the energy harvesting unit (120) may include a storage unit and a cell balancing circuit.

저장부는, 직렬 연결된 복수의 수퍼 커패시터를 포함할 수 있다. 고용량의 수퍼 커패시터를 이용하게 되면, 에너지를 하베스팅하는데 걸리는 시간이 늘어나게 되므로 전력 전송 시간을 단축의 효과가 반감되게 된다. 저장부가 직렬 연결된 복수의 수퍼 커패시터를 활용함으로써 전력 전송 시간을 더 단축할 수 있게 된다. 여기서, 직렬 연결된 복수의 수퍼 커패시터는, 기준 용량 이하의 값을 가지게 된다.The storage unit may include a plurality of supercapacitors connected in series. If a high-capacity supercapacitor is used, the time required to harvest energy increases, so the effect of shortening the power transmission time is halved. By utilizing a plurality of supercapacitors connected in series, the power transmission time can be shortened further. Here, the plurality of supercapacitors connected in series have a value less than or equal to a reference capacity.

실시예에 따라, 저장부는, 리튬이온 커패시터(Lithum Ion Capacitor)를 포함할 수 있다. 리튬이온 커패시터는 정류기(110)로부터 전달되는 에너지를 축적할 수 있다.According to an embodiment, the storage unit may include a lithium ion capacitor. The lithium ion capacitor may store energy delivered from the rectifier (110).

셀 밸런싱 회로는, 복수의 수퍼 커패시터간의 밸런싱을 수행할 수 있다. 셀 밸런싱 회로는, 적어도 하나의 다이오드를 포함할 수 있다.A cell balancing circuit can perform balancing between a plurality of supercapacitors. The cell balancing circuit can include at least one diode.

에너지 하베스팅부(120)는, 전기적으로 안테나(101)와 부스터업(Boost-up) 컨버터나 레귤레이터부(미도시) 사이에 배치될 수 있다. 에너지 하베스팅부(120)가 레귤레이터부(미도시)보다 앞단에 배치됨으로써, 보다 많은 전력을 저장할 수 있게 된다.The energy harvesting unit (120) can be electrically placed between the antenna (101) and a boost-up converter or regulator unit (not shown). Since the energy harvesting unit (120) is placed in front of the regulator unit (not shown), more power can be stored.

레귤레이터부(미도시)는, 에너지 하베스팅부(120)에서 제공되는 전력의 전압을 전자 종이 디스플레이부(140) 및 프로세서(150)의 요구 전압으로 조정할 수 있다.The regulator unit (not shown) can adjust the voltage of the power provided from the energy harvesting unit (120) to the voltage required by the electronic paper display unit (140) and the processor (150).

전자 종이 디스플레이부(140)는, 데이터에 기초하여 정보를 표시할 수 있다. 전자 종이 디스플레이부(140)는, 전자 종이 디스플레이와 드라이버를 포함할 수 있다. The electronic paper display unit (140) can display information based on data. The electronic paper display unit (140) can include an electronic paper display and a driver.

전자 종이 디스플레이부(140)는, 에너지 하베스팅부(120)에서 전력을 제공받을 수 있다. 전자 종이 디스플레이부(140)는, 에너지 하베스팅부(120)에서 출력된 전력을 레귤레이터부(미도시)에서 조정된 전압으로 제공받아 구동될 수 있다.The electronic paper display unit (140) can receive power from the energy harvesting unit (120). The electronic paper display unit (140) can be driven by receiving power output from the energy harvesting unit (120) at a voltage adjusted by a regulator unit (not shown).

전자 종이 디스플레이부(140)는, 에너지 하베스팅부(120)에서 제공되는 전력에 기초하여 구동될 수 있다. The electronic paper display unit (140) can be driven based on power provided from the energy harvesting unit (120).

전자 종이 디스플레이부(140)는 리프레쉬 될 수 있다. 전자 종이 디스플레이부(140)는, 에너지 하베스팅부(120)에서 제공되는 기초하여 리프레쉬 될 수 있다. 전자 라벨(100)은, 상품의 정보(예를 들면, 상품명, 가격, 원산지 등)를 표시할 수 있다. 상품의 정보를 반복적으로 쓰고 지우는 과정에서 전자 종이 디스플레이에 대한 리프레쉬는 필수적이다.The electronic paper display unit (140) can be refreshed. The electronic paper display unit (140) can be refreshed based on the energy harvesting unit (120). The electronic label (100) can display product information (e.g., product name, price, country of origin, etc.). Refreshing the electronic paper display is essential in the process of repeatedly writing and erasing product information.

전자 종이 디스플레이부(140)는, 에너지 하베스팅부(120)에서 제공받은 전력에 기초하여 리프레쉬될 수 있다. 전자 라벨(100)이 전자 종이 디스플레이부(140)의 리프레쉬를 하기 위해 기준값 이상의 전력이 요구된다. 본 발명의 실시예에 따른 전자 라벨(100)은, 에너지 하베스팅부(120)를 포함함으로써, 전자 종이 디스플레이부(140)의 리프레쉬를 위한 전력을 확보할 수 있게 된다.The electronic paper display unit (140) can be refreshed based on the power provided from the energy harvesting unit (120). In order for the electronic label (100) to refresh the electronic paper display unit (140), power greater than a reference value is required. The electronic label (100) according to the embodiment of the present invention can secure power for refreshing the electronic paper display unit (140) by including the energy harvesting unit (120).

리프레쉬된 이후에, 전자 종이 디스플레이부(140)는, 안테나(101)를 통해 서버(10)로부터 수신된 라벨 데이터에 기초한 정보를 표시할 수 있다. After being refreshed, the electronic paper display unit (140) can display information based on label data received from the server (10) via the antenna (101).

전자 종이 디스플레이부(140)는, 에너지 하베스팅부(120)에서 제공되는 전력에 기초하여 정보를 표시할 수 있다. The electronic paper display unit (140) can display information based on the power provided from the energy harvesting unit (120).

전자 종이 디스플레이부(140)는, 프로세서(150)로부터 수신된 신호에 기초하여, 동작될 수 있다. The electronic paper display unit (140) can be operated based on a signal received from the processor (150).

프로세서(150)는, ASICs (application specific integrated circuits), DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices), PLDs(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays), 프로세서(processors), 제어기(controllers), 마이크로 컨트롤러(micro-controllers), 마이크로 프로세서(microprocessors), 기타 기능 수행을 위한 전기적 유닛 중 적어도 하나를 이용하여 구현될 수 있다.The processor (150) may be implemented using at least one of application specific integrated circuits (ASICs), digital signal processors (DSPs), digital signal processing devices (DSPDs), programmable logic devices (PLDs), field programmable gate arrays (FPGAs), processors, controllers, micro-controllers, microprocessors, and other electrical units for performing functions.

프로세서(150)는, 에너지 하베스팅부(120)에서 전력을 제공받을 수 있다. 프로세서(150)는, 에너지 하베스팅부(120)에서 출력된 전력을 레귤레이터부(미도시)에서 조정된 전압으로 제공받아 구동될 수 있다.The processor (150) can receive power from the energy harvesting unit (120). The processor (150) can be driven by receiving power output from the energy harvesting unit (120) at a voltage adjusted by a regulator unit (not shown).

프로세서(150)는, 에너지 하베스팅부(120)에서 제공받은 전력에 기초하여 구동될 수 있다.The processor (150) can be driven based on power provided from the energy harvesting unit (120).

프로세서(150)는, 전자 종이 디스플레이부(140)를 제어할 수 있다. The processor (150) can control the electronic paper display unit (140).

프로세서(150)는, 안테나(101)를 통해, 서버(20)로부터 라벨 데이터를 수신할 수 있다. The processor (150) can receive label data from the server (20) through the antenna (101).

실시예에 따라, 프로세서(150)는, 안테나(101)를 통해, 서버(20)로부터 압축된 상태의 데이터를 수신할 수 있다. 프로세서(150)는, 압축을 해제하여 압축전 데이터를 확보할 수 있다.According to an embodiment, the processor (150) may receive compressed data from the server (20) via the antenna (101). The processor (150) may decompress the data to secure the pre-compressed data.

프로세서(150)는, 라벨 데이터에 기초한 정보를 전자 종이 디스플레이부(140)에 표시하도록 제어할 수 있다. The processor (150) can control information based on label data to be displayed on the electronic paper display unit (140).

프로세서(150)는, 에너지 하베스팅 정보를 생성할 수 있다. 프로세서(150)는, 전력 수신 시간에 기초하여 에너지 하베스팅 정보를 생성할 수 있다.The processor (150) can generate energy harvesting information. The processor (150) can generate energy harvesting information based on the power reception time.

프로세서(150)는, 전자 라벨(100)의 최대 소비 전력값에 기초하여, 요구 전력 수신 시간을 계산할 수 있다.The processor (150) can calculate the required power reception time based on the maximum power consumption value of the electronic label (100).

프로세서(150)는, 최대 소비 전력을 감안하여 충전 시간을 계산할 수 있다. 프로세서(150)는, 안테나(101)를 통해, 계산값을 게이트웨이(20)를 거쳐 서버(10)에 전송할 수 있다. The processor (150) can calculate the charging time by taking into account the maximum power consumption. The processor (150) can transmit the calculated value to the server (10) via the gateway (20) through the antenna (101).

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 안테나를 설명하는데 참조되는 도면이다.FIG. 3 is a drawing for reference in explaining an antenna according to an embodiment of the present invention.

도면을 참조하면, 전자 라벨(100)은 전력 수신과 데이터 수신을 병행할 수 있다.Referring to the drawing, the electronic label (100) can receive power and data in parallel.

지시부호 310에 도시된 바와 같이, 전자 라벨(100)은, 분리된 복수의 안테나를 포함함으로써, 전력 수신과 데이터 수신을 병행할 수 있다.As illustrated in reference numeral 310, the electronic label (100) can receive power and data in parallel by including a plurality of separate antennas.

지시부호 320에 도시된 바와 같이, 전자 라벨(100)은, 파워 스플리팅(Power Splitting)을 통해 전력 수신과 데이터 수신을 병행할 수 있다.As shown in the instruction symbol 320, the electronic label (100) can receive power and data in parallel through power splitting.

지시부호 330에 도시된 바와 같이, 전자 라벨(100)은, 타임 스위칭(Time Switching)을 통해 전력 수신과 데이터 수신을 병행할 수 있다.As shown in the instruction symbol 330, the electronic label (100) can receive power and data in parallel through time switching.

지시부호 340에 도시된 바와 같이, 전자 라벨(100)은, 분리된 복수의 안테나간 상호 스위칭(Antenna Switching)을 통해 전력 수신과 데이터 수신을 병행할 수 있다.As illustrated in reference numeral 340, the electronic label (100) can simultaneously receive power and receive data through mutual switching between multiple separated antennas.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 전자 라벨을 설명하는데 참조되는 도면이다.FIG. 4 is a drawing for reference in explaining an electronic label according to an embodiment of the present invention.

도면을 참조하면, 전자 라벨(100)은, 안테나(101), 와이어리스 에너지 하베스터(Wireless Energy Harvester)(400), 전자 종이 디스플레이부(140) 및 프로세서(150)를 포함할 수 있다.Referring to the drawing, the electronic label (100) may include an antenna (101), a wireless energy harvester (400), an electronic paper display unit (140), and a processor (150).

와이어리스 에너지 하베스터(400)는 상술한 정류기(110) 및 에너지 하베스팅부(120)를 포함하는 개념으로 설명될 수 있다. 실시예에 따라 안테나(101) 및 에너지 하베스팅부(120)를 통합하여 렉테나(Rectenna) 모듈로 명명할 수 있다.The wireless energy harvester (400) can be described as a concept including the above-described rectifier (110) and energy harvesting unit (120). According to an embodiment, the antenna (101) and the energy harvesting unit (120) can be integrated and named a rectenna module.

와이어리스 에너지 하베스터(400)는 임피던스 매칭 회로(410), 전압 증폭 회로(420), 커패시터(430)를 포함할 수 있다.A wireless energy harvester (400) may include an impedance matching circuit (410), a voltage amplifying circuit (420), and a capacitor (430).

전압 증폭 회로(420)는, 상술한 차지 펌프 회로를 포함하는 개념일 수 있다.The voltage amplification circuit (420) may be a concept including the charge pump circuit described above.

커패시터(430)는, 슈퍼 커패시터 및 리튬 이온 커패시터 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.The capacitor (430) may include at least one of a super capacitor and a lithium ion capacitor.

전자 종이 디스플레이부(140)는, 전자 종이 디스플레이와 드라이버 IC를 포함할 수 있다.The electronic paper display unit (140) may include an electronic paper display and a driver IC.

프로세서(150)는, 지그비 또는 블루투스 IC와 일체형으로 구현될 수 있다.The processor (150) can be implemented as an integrated unit with a Zigbee or Bluetooth IC.

와이어리스 에너지 하베스터(400)는, 안테나(101)를 통해 전력을 수신할 수 있다. 전자 라벨(100)에 배터리가 생략된 상태에서, 와이어리스 에너지 하베스터(400)는, 직류 전원을 전자 종이 디스플레이부(140) 및 프로세서(150)에 공급할 수 있다.The wireless energy harvester (400) can receive power through the antenna (101). In a state where the battery is omitted in the electronic label (100), the wireless energy harvester (400) can supply direct current power to the electronic paper display unit (140) and the processor (150).

한편, 안테나(101), 와이어리스 에너지 하베스터(400), 전자 종이 디스플레이부(140) 및 프로세서(150)가 하나의 보드에 실장되어 전자 라벨(100)의 제조 편의성을 증대시킬 수 있다.Meanwhile, the antenna (101), wireless energy harvester (400), electronic paper display unit (140), and processor (150) can be mounted on one board to increase the convenience of manufacturing the electronic label (100).

도 5는 본 발명의 실시예에 따라 전파를 매개로 전력을 전송하는 동작을 설명하는데 참조되는 도면이다.FIG. 5 is a drawing for reference in explaining an operation of transmitting power via radio waves according to an embodiment of the present invention.

도면을 참조하면, 전력 공급 장치(10)는, 복수의 안테나(12a, 12b, 12c, 12d)를 포함할 수 있다.Referring to the drawing, the power supply device (10) may include a plurality of antennas (12a, 12b, 12c, 12d).

복수의 안테나(12a, 12b, 12c, 12d) 각각은, 서로 다른 방향을 지향하도록 배치될 수 있다. 예를 들면, 전력 공급 장치(10)가 선반에 배치된 상태에서 제1 안테나(12a)는, 전력 공급 장치(10)의 위쪽을 지향하도록 제2 안테나(12b)는 전력 공급 장치(10)의 왼쪽을 지향하도록 제3 안테나(12c)는 전력 공급 장치(10)의 아래쪽을 지향하도록 제4 안테나(12d)는 전력 공급 장치(10)의 오른쪽을 지향하도록 배치될 수 있다.Each of the plurality of antennas (12a, 12b, 12c, 12d) may be arranged to face different directions. For example, when the power supply device (10) is placed on a shelf, the first antenna (12a) may be arranged to face the upper side of the power supply device (10), the second antenna (12b) may be arranged to face the left side of the power supply device (10), the third antenna (12c) may be arranged to face the lower side of the power supply device (10), and the fourth antenna (12d) may be arranged to face the right side of the power supply device (10).

프로세서(13)는 복수의 안테나(12a, 12b, 12c, 12d)를 개별적으로 제어할 수 있다. 프로세서(13)는, 복수의 안테나(12a, 12b, 12c, 12d)를 통해 방사되는 전파의 세기를 제어할 수 있다.The processor (13) can individually control multiple antennas (12a, 12b, 12c, 12d). The processor (13) can control the intensity of radio waves radiated through the multiple antennas (12a, 12b, 12c, 12d).

프로세서(13)는, 서버(10) 또는 복수의 전자 라벨(100)로부터 복수의 전자 라벨(100) 각각에 대한 에너지 하베스팅 상태 정보를 수신할 수 있다. 프로세서(13)는, 에너지 하베스팅 상태 정보에 기초하여, 복수의 안테나(12a, 12b, 12c, 12d)를 통해 방사되는 전파의 세기를 제어할 수 있다.The processor (13) can receive energy harvesting status information for each of the plurality of electronic labels (100) from the server (10) or the plurality of electronic labels (100). The processor (13) can control the intensity of radio waves radiated through the plurality of antennas (12a, 12b, 12c, 12d) based on the energy harvesting status information.

프로세서(13)는, 복수의 안테나(12a, 12b, 12c, 12d) 각각을 통해 방사되는 전파의 세기를 서로 다르게 제어할 수 있다. 전자 라벨(100)은, 소비자가 전자 종이 디스플레이부(140)를 확인하기 용이하게 배치될 수 있다. 전력 공급 장치(10)와 상대적인 관계에서 전자 라벨(100) 각각의 위치 및 자세는 서로 다르다. 이경우, 전자 라벨(100)에 배치되는 안테나(101)가 지향하는 방향이 다르게 되어, 전력 공급 장치(10)에서 복수의 안테나(12a, 12b, 12c, 12d)를 통해 동일한 파워로 전력을 방사하여도 전자 라벨(100)의 위치 및 자세에 따라 수신되는 전력량이 다르게 된다. 전자 라벨(100)의 위치 및 자세에 따라 복수의 안테나(12a, 12b, 12c, 12d) 각각에서 방사되는 전파의 세기를 다르게 함으로써 복수의 전자 라벨(100)에 공급되는 전력을 균일하게 관리할 수 있다.The processor (13) can control the intensity of radio waves radiated through each of the plurality of antennas (12a, 12b, 12c, 12d) differently. The electronic label (100) can be arranged so that the consumer can easily check the electronic paper display unit (140). The position and posture of each of the electronic labels (100) relative to the power supply device (10) are different. In this case, the direction in which the antennas (101) arranged on the electronic label (100) are directed are different, so that even if the power supply device (10) radiates power at the same power through the plurality of antennas (12a, 12b, 12c, 12d), the amount of power received is different depending on the position and posture of the electronic label (100). By making the intensity of radio waves radiated from each of the plurality of antennas (12a, 12b, 12c, 12d) different depending on the position and orientation of the electronic label (100), the power supplied to the plurality of electronic labels (100) can be managed evenly.

복수의 전자 라벨(100)에 포함된 안테나(101)는, 전력 공급 장치(10)와 마주보게 배치될 수 있다. 예를 들면, 전력 공급 장치(10)의 위쪽에 배치되는 전자 라벨(100)의 경우, 안테나(101)는 아래쪽을 바라보게 배치될 수 있다. 예를 들면, 전력 공급 장치(10)의 왼쪽에 배치되는 전자 라벨(100)의 경우, 안테나(101)는 오른쪽을 바라보게 배치될 수 있다. 예를 들면, 전력 공급 장치(10)의 오른쪽에 배치되는 전자 라벨(100)의 경우, 안테나(101)는 왼쪽을 바라보게 배치될 수 있다. 예를 들면, 전력 공급 장치(10)의 아래쪽에 배치되는 전자 라벨(100)의 경우, 안테나(101)는 위쪽을 바라보게 배치될 수 있다.The antennas (101) included in the plurality of electronic labels (100) may be arranged to face the power supply device (10). For example, in the case of the electronic label (100) arranged above the power supply device (10), the antenna (101) may be arranged to face downward. For example, in the case of the electronic label (100) arranged on the left side of the power supply device (10), the antenna (101) may be arranged to face right. For example, in the case of the electronic label (100) arranged on the right side of the power supply device (10), the antenna (101) may be arranged to face left. For example, in the case of the electronic label (100) arranged below the power supply device (10), the antenna (101) may be arranged to face upward.

전술한 본 발명은, 프로그램이 기록된 매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체는, 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체의 예로는, HDD(Hard Disk Drive), SSD(Solid State Disk), SDD(Silicon Disk Drive), ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광 데이터 저장 장치 등이 있다. 또한, 상기 컴퓨터는 프로세서 또는 제어부를 포함할 수도 있다. 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.The above-described present invention can be implemented as a computer-readable code on a medium in which a program is recorded. The computer-readable medium includes all kinds of recording devices that store data that can be read by a computer system. Examples of the computer-readable medium include a hard disk drive (HDD), a solid state disk (SSD), a silicon disk drive (SDD), a ROM, a RAM, a CD-ROM, a magnetic tape, a floppy disk, an optical data storage device, etc. In addition, the computer may include a processor or a control unit. Accordingly, the above detailed description should not be construed as limiting in all aspects but should be considered as illustrative. The scope of the present invention should be determined by a reasonable interpretation of the appended claims, and all changes within the equivalent scope of the present invention are included in the scope of the present invention.

1 : 전자 라벨 시스템
10 : 전력 공급 장치
20 : 서버
30 : 게이트웨이
100 : 전자 라벨1: Electronic Label System
10: Power supply unit
20 : Server
30 : Gateway
100 : Electronic Label

Claims (5)

특정된 공간에서 전파를 매개로 전력을 전송하는 전력 공급 장치;
라벨 데이터를 생성하는 서버; 및
상기 전력 공급 장치로부터 전력을 공급받아 구동되고, 상기 라벨 데이터에 기초한 정보를 전자 종이 디스플레이부에 표시하는 복수의 전자 라벨;를 포함하고,
상기 전력 공급 장치는,
각각이 PIFA(Planar Inverted F Antenna)로 구현되되, 서로 다른 방향을 지향하도록 배치되는 복수의 안테나; 및
상기 복수의 안테나 각각을 통해 방사되는 전파의 세기를 서로 다르게 제어하는 프로세서;를 포함하고,
상기 복수의 전자 라벨은,
파워 스플리팅 또는 타임 스위칭을 통해, 상기 전력 공급 장치로부터의 전력 수신과 상기 서버로부터의 라벨 데이터 수신을 병행하는 안테나;
상기 안테나를 통해 공급받는 전력을 저장하기 위해 직렬 연결된 복수의 수퍼 커패시터 및 상기 복수의 수퍼 커패시터간의 밸런싱을 수행하는 셀 밸런싱 회로를 포함하는 에너지 하베스팅부;
상기 에너지 하베스팅부에서 제공되는 전력에 기초하여 구동되는 전자 종이 디스플레이;
입력 전압을 승압하여 상기 에너지 하베스팅부에 제공하고, 적어도 하나의 커패시터를 포함하는 차지 펌프 회로가 포함된 정류기; 및
상기 에너지 하베스팅부에서 전력을 제공받은 전력에 기초하여 구동되는 프로세서;를 포함하고,
상기 복수의 전자 라벨에 포함되는 프로세서는,
상기 전자 라벨의 최대 소비 전력값에 기초하여 요구 전력 수신 시간을 계산하고, 상기 최대 소비 전력에 기초하여 충전 시간을 계산하고, 전력 수신 시간에 기초하여 에너지 하베스팅 정보를 생성하는 전자 라벨 시스템.A power supply device that transmits power via radio waves in a specific space;
A server that generates label data; and
A plurality of electronic labels, which are driven by receiving power from the power supply device and display information based on the label data on an electronic paper display unit;
The above power supply device,
A plurality of antennas, each implemented as a PIFA (Planar Inverted F Antenna), arranged to point in different directions; and
A processor for controlling the intensity of radio waves radiated through each of the plurality of antennas differently;
The above multiple electronic labels are,
An antenna that receives power from the power supply and label data from the server in parallel, through power splitting or time switching;
An energy harvesting unit including a plurality of supercapacitors connected in series to store power supplied through the antenna and a cell balancing circuit performing balancing between the plurality of supercapacitors;
An electronic paper display driven based on power provided from the energy harvesting unit;
A rectifier including a charge pump circuit including at least one capacitor, the charge pump circuit stepping up an input voltage and providing it to the energy harvesting unit; and
A processor driven based on power provided from the energy harvesting unit;
The processor included in the above multiple electronic labels,
An electronic label system that calculates a required power reception time based on a maximum power consumption value of the electronic label, calculates a charging time based on the maximum power consumption, and generates energy harvesting information based on the power reception time. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete
KR1020220008939A 2022-01-21 2022-01-21 Electronic label system that supplies power through radio waves KR102697320B1 (en)

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