Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea SC (전자공학회논문지SC)

The Institute of Electronics and Information Engineers (대한전자공학회)
권호 표지

Research and Implementation of Using RF wireless Power Transmission System for Wireless Sensor Nodes Battery-Charging Power Harvesting Module

RF 무선전력전송을 이용한 센서노드 배터리 충전용 전력획득모듈 연구 및 구현

  • Received : 2011.06.10
  • Published : 2011.11.25
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Abstract

With the progress of USN technology, fields to which wireless sensor node is applicable are increased under a condition that it holds a lot of problems to solve for betterment. One of the problems which acts as an obstacle to USN industry diffusion is the wireless sensor node battery exchange to their individual life cycle. Exchanging the battery of so many sensor nodes one by one requires a great deal of times and costs. Such problem is against the convenience supply -aim by applying USN technology. In this paper, using RF wireless power transmission system that power transmission / harvesting module from a distance of 5 m and the power of 10 dBm with a current of 1 mA or more for Sensor Nodes in lithium-polymer battery charging system tested and verified.

USN환경에서 다양한 정보 수집을 위해 배치된 수많은 센서노드들의 배터리를 일일이 교체해 주는 것은 많은 시간과 비용이 소요된다. 이를 해결하기 위한 방안으로 본 논문에서는 센서노드 배터리 충전용 전력획득모듈을 제안한다. 센서모듈이 환경 정보를 센싱하고 정보를 전송하는데 소모하는 전력과 자연 방전되는 배터리 전력을 보충하기 위해, 전력전송모듈에서 전송한 RF 전력을 획득모듈에서 효과적인 획득 및 효율적인 전력관리를 통해 배터리에 충전한다. 획득된 전력은 배터리 전력을 일정한 레벨로 유지시켜 센서노드의 배터리 교체 주기를 반영구적으로 늘림으로써 USN 산업의 신뢰성과 적용가능성을 높이고 USN 산업 활성화에 기여할 수 있다. 본 논문에서는 RF 무선전력전송 시스템을 이용하여 전력전송/획득모듈간 5 m의 거리에서 입사된 10 dBm의 전력을 4.2 V의 1 mA 이상의 전류로 센서노드용 리튬폴리머 배터리에 충전하는 실험을 거쳐 시스템을 검증하였고 센서노드의 배터리 소모전류와 센싱정보 송신주기를 무선으로 충전할 수 있는 전류량과 비교하였다.

Keywords

References

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