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BLE 비콘을 위한 에너지 하베스팅 시스템 설계 방안 연구
Study on Design Method of Energy Harvesting System for BLE Beacon 원문보기

한국통신학회논문지 = The Journal of Korean Institute of Communications and Information Sciences, v.42 no.1, 2017년, pp.149 - 152  

장호덕 (Dongyang Mirae University Department of Information & Communication Engineering)

초록
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본 논문에서는 에너지 하베스팅 (Energy Harvesting) 기술을 적용한 BLE (Bluetooth Low Energy) 비콘에서 전력 관리를 위한 PMIC (Power Management IC)의 출력 전압을 일정하게 유지하기 위한 방안을 연구하였다. 에너지 하베스팅 장치에서 제공되는 에너지를 확보하고 저장하기 위한 축전 장치로 캐패시터를 사용하였고, 주어진 Advertising Interval에서 BLE 모듈에 일정한 전압을 제공하기 위한 최적의 캐패시턴스를 분석하였다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

This paper investigated the method for the output of power management IC (PMIC) for BLE beacon with energy harvesting device to be maintained constantly. The capacitor was used to store the energy supplied from energy harvesting device such as solar module and the capacitance was estimated to the op...

주제어

#Beacon   #BLE   #Energy Harvesting   #PMIC   #Solar Cell  

AI 본문요약
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문제 정의

  • 8s인 BLE 비콘이 동작할 수 있다는 연구 결과가 있다[5]. 본 논문에서는 BLE 모듈에 공급되는 전압이 BLE 비콘의 주기적인 Advertising 동작에 상관없이 일정한 레벨을 유지할 수 있는 전원부 설계 방안을 연구하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
에너지 하베스팅 기술이 전기에너지를 얻는 에너지원은? 또한, 배터리 수명이 다하면 교체해야 하는 유지보수 이슈와 그에 따른 비용 발생 문제를 수반하게 된다. 이를 해결하기 위해 빛, 진동, 열, RF 신호와 같은 에너지원으로부터 동작에 필요한 전기에너지를 얻는 에너지 하베스팅 (Energy Harvesting) 기술이 적용되고 있다[1-5]. 에너지원으로 태양광을 이용하는 에너지 하베스팅 BLE 비콘의 경우, 300cm2의 패널 표면적을 가지는 태양 전지를 적용하여 출력 전력이 0dBm, Advertising Interval이 0.
배터리로 동작하는 스마트 디바이스 및 센서가 저전력으로 동작하기 때문에 갖는 문제점은? 최근 사물인터넷 (IoT: Internet of Thing) 기술 기반의 서비스를 제공하기 위한 스마트 디바이스 및 센서가 상용화됨에 따라서 장치 사용의 편리성과 안정성 확보를 위한 방안 연구가 진행되고 있다. 그 중에서 유한한 에너지를 제공하는 배터리로 동작하는 스마트 디바이스 및 센서는 저전력 기반으로 동작해야 하기 때문에 데이터 전송량과 송신 주기에 대한 제약이 있다. 또한, 배터리 수명이 다하면 교체해야 하는 유지보수 이슈와 그에 따른 비용 발생 문제를 수반하게 된다.
에너지 하베스터 설계가 요구되는 BLE 비콘의 응용 분야에는 어떠한 것들이 있는가? BLE 비콘은 지정된 매장 내 단말을 설치한 후, 스마트 디바이스를 소지한 사용자가 서비스 범위 내에 진입할 경우 해당 디바이스를 감지해 프로모션 정보나 할인 쿠폰를 제공하는 O2O (Online to Offline) 서비스[7], 백화점이나 대형 쇼핑몰에서 매장의 위치를 확인할 수 있는 실내 측위 기반의 내비게이터, 물건에 부착하거나 노약자가 소지한 BLE 비콘과 Central 장치가 통신하여 실시간 존재 확인을 할 수 있는 도난/미아 방지 서비스에서 디지털 콘텐츠, 모바일 게임, 스마트카 등으로 활용 범위가 확대되고 있다. 이렇듯 다양한 BLE 비콘의 응용 분야에 적합한 에너지 하베스터 설계가 요구된다.
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참고문헌 (7)

  1. A. A. Aziz, D. Tribudi, L. Ginting, P. A. Rosyady, D. Setiawan, and K. W. Choi, "RF energy transfer testbed based on off-the-shelf components for IoT application," J. KICS, vol. 40, no. 10, pp. 1912-1921, Oct. 2015. 

    원문보기 상세보기 crossref

  2. S.-J. Lee, D.-D. Choe, and N.-Y. Kim, "A feasibility study on the energy harvesting technology for batteryless beacon system," in Proc. KICS Winter Conf., pp. 1150-1151, High1 Resort, Korea, Jan. 2016. 

  3. Texas Instruments, TI Designs, Indoor Light Energy Harvesting Reference Design for $Bluetooth^{(R)}$ Low Energy (BLE) Beacon Subsystem, Retrieved Sept., 20, 2016, from http://www.ti.com/lit/ug/tidu235a/tidu235a.pdf. 

  4. L. Buccolini, P. Pierleoni, and M. Conti, "Design and energetic analysis of a self-powered bluetooth low energy speed sensor," 2016 IEEE 16th Int. Conf. EEEIC, pp. 1-6, Florence, Italy, Jun. 2016. 

  5. K. E. Jeon, T. Tommy, and S. James "Preliminary design for sustainable BLE beacons powered by solar panels," INFOCOM Wkshps, pp. 103-109, San Francisco, CA, USA, Apr. 2016. 

  6. Wikipedia, Solar cell efficiency(2016), Retrieved Sept., 20, 2016, from https://en.wikipedia.org/wiki/Solar_cell_efficiency. 

  7. H.-I. Kim, J.-H. Shin, M.-J. Han, D.-G. Ha, S.-I. Choi, S.-J. Koh, "Development of BLE beacon-based O2O marketing support system," in Proc. KICS Winter Conf., pp. 117-118, High1 Resort, Korea, Jan. 2016. 

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