KR100981887B1 - 자전거 대여 장치 및 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 자전거 대여 장치 및 시스템에 관한 것으로, 특히 자전거에 자전거 대여 장치를 설치함으로써 무인 대여 및 반납이 가능하고 설치 장소의 유연성 확보, 구축 비용 절감 및 운용효율 극대화가 가능하도록 한 자전거 대여 장치 및 시스템에 관한 것이다.
본 발명의 자전거 대여 장치는 자전거에 설치되고, 게이트웨이장치와 무선으로 데이터를 송/수신하기 위한 근거리통신부; 자전거 잠금장치와의 결합을 위한 로킹부; 자전거 거치대의 거치대 고유 정보를 저장하고 있는 거치대 태그 및 사용자 정보를 저장하고 있는 사용자 카드의 인식을 위한 RFID 리더부; 사용자 정보를 입력받기 위한 키입력부; 및 상기 RFID 리더부에 의해 상기 사용자 정보가 인식되면 또는 상기 키입력부로부터 사용자 정보가 입력되면 상기 사용자 정보를 상기 게이트웨이장치에 무선 송신하도록 상기 근거리통신부를 제어하고, 상기 근거리통신부가 상기 게이트웨이장치로부터 대여 승인 메시지를 수신하게 되면 상기 자전거 잠금장치와의 결합을 해제하도록 상기 로킹부를 제어하는 제어부를 포함하여 이루어진다.
자전거, 대여, 무인, RFID, 전자태그

Description

자전거 대여 장치 및 시스템{bicycle rental apparatus and system }
본 발명은 자전거 대여 장치 및 시스템에 관한 것으로, 특히 자전거에 자전거 대여 장치를 설치함으로써 무인 대여 및 반납이 가능하고 설치 장소의 유연성 확보, 구축 비용 절감 및 운용효율 극대화가 가능하도록 한 자전거 대여 장치 및 시스템에 관한 것이다.
최근, 차량 증가로 인한 교통체증 및 환경오염이 심해지는 등의 이유로 인해 정부나 지자체 차원에서 근거리 이동 수단으로 자전거의 이용이 활성화될 수 있도록 각종 정책을 추진하고 있다. 또한, 자전거가 운동이 부족한 현대인에게 비만, 성인병 등을 예방할 수 있는 수단으로 각광받고 있다.
이에 따라, 전국에 자전거 도로망이 늘어나게 되었고 자전거 차체를 자동으로 잠그고 풀 수 있는 무인 자전거 대여시스템을 개발해 시범 운영하고 있는 실정이다.
그러나, 종래 무인 자전거 대여시스템에 따르면 사용자는 자전거 보관소에 설치된 대여 단말기를 통해 사용자 인증, 결제 등과 같은 번거로운 절차를 거친 후에 자전거를 대여하고 반납하는 불편함이 있었다. 또한, 대여단말기를 설치하기 위 해 전기공사, 통신선로 공사, 단말기와 거치대 간 배선공사를 수행하여야 하므로, 보관소 증설을 위한 비용 증가, 관련된 각종 행정처리 등이 소요되므로 대여소의 설치가 원활하지 못하고, 특정 개소에만 설치가 가능하여 이용이 활성화되지 못하는 문제점이 발생한다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 사용자가 자전거 대여 서비스 제공자로부터 미리 발급받은 사용자카드를 자전거에 설치된 자전거 대여 장치에 인식시키는 것만으로 사용자 인증 및 자전거 잠금의 해제가 자동으로 이루어지도록 함으로써, 자전거의 대여에 있어 불편함이 없도록 한 자전거 대여 장치 및 시스템을 제공함을 목적으로 한다.
나아가, 본 발명은 자전거 대여 장치를 자전거에 부착함으로써 대여소에 단말기 설치가 불필요하고, 거치대에는 무선인식용 태그만 부착하므로 동작을 위한 전기와 통신선로가 불필요하며, 대여소에 자전거에 부착된 대여단말기와 근거리 무선통신을 위한 게이트웨이장치만 설치하며, 이레 인해 대여소의 신설 및 증설이 매우 용이한 자전거 대여시스템을 제공함을 목적으로 한다.
전술한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 자전거 대여 장치는 자전거에 설치되고, 게이트웨이장치와 무선으로 데이터를 송/수신하기 위한 근거리통신부; 자전거 잠금장치와의 결합을 위한 로킹부; 자전거 거치대의 거치대 고유 정보를 저장하고 있는 거치대 태그 및 사용자 정보를 저장하고 있는 사용자 카드의 인식을 위한 RFID 리더부; 및 상기 RFID 리더부에 의해 상기 사용자 정보가 인식되면 상기 인식된 사용자 정보를 상기 게이트웨이장치에 무선 송신하도록 상기 근거리통신부를 제어하고, 상기 근거리통신부가 상기 게이트웨이장치로부터 대여 승인 메시지를 수신 하게 되면 상기 자전거 잠금장치와의 결합을 해제하도록 상기 로킹부를 제어하는 제어부를 포함하여 이루어질 수 있다.
또한, 본 발명의 자전거 대여 장치는 자전거에 설치되고, 키입력부; 게이트웨이장치와 무선으로 데이터를 송/수신하기 위한 근거리통신부; 자전거 잠금장치와의 결합을 위한 로킹부; 자전거 거치대의 거치대 고유 정보를 저장하고 있는 거치대 태그의 인식을 위한 RFID 리더부; 및 상기 키입력부를 통해 사용자 정보가 입력되면 상기 입력된 사용자 정보를 상기 게이트웨이장치에 무선 송신하도록 상기 근거리통신부를 제어하고, 상기 근거리통신부가 상기 게이트웨이장치로부터 대여 승인 메시지를 수신하게 되면 상기 자전거 잠금장치와의 결합을 해제하도록 상기 로킹부를 제어하는 제어부를 포함하여 이루어질 수도 있다.
전술한 구성에서, 상기 제어부는 상기 RFID 리더부에 의해 상기 거치대 고유 정보가 인식되면 상기 인식된 거치대 고유 정보와 상기 자전거의 고유정보를 상기 게이트웨이장치에 무선 송신하도록 상기 근거리통신부를 제어하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 자전거 대여 장치는 충격 감지부를 더 포함하여 이루어지되, 상기 제어부는 상기 충격 감지부에 의해 충격이 감지되면 충격 감지 정보를 상기 게이트웨이장치에 무선 송신하도록 상기 근거리통신부를 제어하는 것이 바람직하다.
상기 거치대 태그는 상기 자전거 잠금장치에 내장되거나 부착되며, 상기 자전거 잠금장치와 상기 로킹부가 결합이 되었을 때 상기 RFID 리더부가 상기 거치대 고유 정보를 판독하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 자전거 대여 장치는 상기 RFID 리더부가 선불카드를 인식한 경우, 자전거 대여에 따른 비용 결제를 처리할 수 있다.
또한, 상기 RFID 리더부의 사용 주파수 대역은 123KHz 또는 13.56MHz를 포함하는 단파 대역일 수 있다.
또한, 상기 근거리 통신부는 지그비(Zigbee), WiPi('Wireless Internet Platform for Interoperability; 위피), UWB(ultraband wideband) 등 통신 방식을 이용하는 것이거나, CDMA 등 휴대무선전화용 단말장치가 될 수 있다.
본 발명의 자전거 대여 시스템은 자전거 대여를 총괄 관리하는 관리서버와 자전거에 설치되는 자전거 대여 장치 간의 통신을 연결하는 게이트웨이장치; 자전거 대여 장치와 자전거 거치대를 체결하기 위한 자전거 잠금 장치; 및 자전거에 설치되고, 상기 게이트웨이장치와 무선으로 데이터를 송/수신하기 위한 근거리통신부와, 상기 자전거 잠금장치와의 결합을 위한 로킹부와, 상기 자전거 거치대의 거치대 고유 정보를 저장하고 있는 거치대 태그 및 사용자 정보를 저장하고 있는 사용자 카드의 인식을 위한 RFID 리더부와, 상기 RFID 리더부에 의해 상기 사용자 정보가 인식되면 상기 인식된 사용자 정보를 상기 게이트웨이장치에 무선 송신하도록 상기 근거리통신부를 제어하고, 상기 근거리통신부가 상기 게이트웨이장치로부터 대여 승인 메시지를 수신하게 되면 상기 자전거 잠금장치와의 결합을 해제하도록 상기 로킹부를 제어하는 제어부를 포함하여 이루어진 자전거 대여 장치; 를 포함하여 이루어질 수 있다.
또한, 본 발명의 자전거 대여 시스템은 자전거 대여를 총괄 관리하는 관리서버와 자전거에 설치되는 자전거 대여 장치 간의 통신을 연결하는 게이트웨이장치; 자전거 대여 장치와 자전거 거치대를 체결하기 위한 자전거 잠금 장치; 및 자전거에 설치되고, 키입력부와, 게이트웨이장치와 무선으로 데이터를 송/수신하기 위한 근거리통신부와, 자전거 잠금장치와의 결합을 위한 로킹부와, 자전거 거치대의 거치대 고유 정보를 저장하고 있는 거치대 태그의 인식을 위한 RFID 리더부와, 상기 키입력부를 통해 사용자 정보가 입력되면 상기 입력된 사용자 정보를 상기 게이트웨이장치에 무선 송신하도록 상기 근거리통신부를 제어하고, 상기 근거리통신부가 상기 게이트웨이장치로부터 대여 승인 메시지를 수신하게 되면 상기 자전거 잠금장치와의 결합을 해제하도록 상기 로킹부를 제어하는 제어부를 포함하여 이루어진 자전거 대여 장치; 를 포함하여 이루어질 수도 있다.
전술한 자전거 대여 장치의 동작에 필요한 전원 공급수단은 자전거용 발전기를 부착하는 방법, 충전이 가능한 2차전지를 장착하는 방법, 태양전지나 풍력발전기를 이용하는 방법 또는 기술된 각 방법을 혼용하는 방법이 될 수 있다. 어떠한 방법을 사용하더라도 대여장치의 소모전력이 적으므로 적용이 가능하며, 충전이 가능한 2차전지를 사용할 경우에는 자전차의 유지보수 정비 주기에 맞추어 전지용량을 선정하며, 유지보수 정비 시 충전된 다른 전지를 교체하거나, 자체 발전기 또는 태양전지나 풍력발전기를 병용하여 충전기능을 부여할 수 있다.
본 발명의 자전거 대여 장치 및 시스템에 따르면, 사용자가 자전거 대여 서비스 제공자로부터 미리 발급받은 사용자카드를 자전거에 설치된 자전거 대여 장치에 인식시키는 것만으로 사용자 인증 및 자전거 잠금의 해제가 자동으로 이루어지도록 함으로써, 자전거의 대여가 간편해지는 효과가 있다.
또한, 사용자가 자전거를 보관소에 반납하게 되면 자전거 대여 장치가 해당 보관소의 위치 정보를 자전거 대여 서비스의 관리서버에게 자동으로 전송하도록 함으로써, 관리자가 자전거의 반납 위치를 쉽게 알 수 있는 효과가 있다.
특히, 자전거 대여 시스템 구축 시 자전거보관소의 설치에 있어서 각 거치대에 전기 공급이 불필요하며, 통신수단을 제공할 필요가 없으므로 설치 장소의 선정이 용이하며, 설치공사가 수월하므로 자전거의 이용율을 높일 수 있도록 자전거보관소를 쉽게 확장할 수 있는 효과가 있다.
이하에는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 자전거 대여 장치 및 시스템에 대해서 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자전거 대여 시스템의 네트워크 구성도이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 자전거 대여 시스템은 자전거 대여 서비스의 통합 관리를 위해 통합 관제 센터에 설치되는 관리서버(400)와, 관리서버(400)와 게이트웨이장치(300) 간의 연결을 위한 이더넷(ethernet; 500)과, 관리서버(400)와 자전거 대여 장치(100) 간의 통신을 연결하는 게이트웨이장치(300) 와, 자전거 거치대(810)에 설치되는 거치대 태그(200)와, 자전거(820)에 설치되는 자전거 대여 장치(100)와, 사용자가 자전거 대여 서비스 제공자로부터 미리 발급받은 사용자카드(600)와, 자전거(800)의 운반차량에 설치되는 게이트웨이장치(700)와, 자전거 대여 장치(100)와 자전거 거치대(810)를 체결하기 위한 자전거 잠금 장치(도 2에 도시)를 포함하여 이루어질 수 있다.
자전거 보관소(800)에는 예컨대, 10 내지 20개 정도의 자전거 거치대(810)가 구비된다. 또한, 게이트웨이장치(300)가 구비될 수 있다.
거치대 태그(200)는 사용 주파수 대역이 13.56MHz인 수동형(passive) RFID(radio frequency identification system) 태그가 될 수 있다. 여기서, 수동형 태그는 주지되어 있는 바와 같이, RFID 시스템에서 RFID 리더로부터 전자 유도나 전파로 전력을 받은 것으로서 그 반대격인 능동형(active) 태그보다 소형, 경량으로 제작될 수 있다. 그 반면, 일반적으로 통달 거리는 짧다.
또한, 거치대 태그(200)는 해당 자전거 거치대(810)의 고유 정보를 저장하고 있는 것으로서 RFID 리더에게 거치대 고유 정보를 전송하는 것이다.
도 2는 자전거 대여 장치와 자전거 잠금 장치 간의 체결 예를 도시한 도면이다.
도 2에 도시한 바와 같이, 자전거 잠금 장치(830)는 와이어 락커(wire lock)로 구현하거나 거치대에 고정될 수 있다. 와이어 락커의 일단은 자전거 거치대(810)에 고정 설치되고 타단은 자전거 대여 장치(100)에 체결되는 것이다. 즉, 자전거(820)는 이들 두 장치에 의해 자전거 거치대(810)에 채워지게 된다. 또한, 자전거(820)는 두 장치 간의 결합이 해제됨으로써 자전거 거치대(810)로부터 풀리게 된다.
게이트웨이장치(300)는 관리서버(400)와 통신을 함에 있어서 일반적으로, TCP/IP(Transmission Control Protocol/ Internet Protocol)라는 통신규약을 따른다. 여기서, TCP/IP 체계에 따라 인터넷에 연결되는 모든 클라이언트와 서버는 세계 유일(globally unique)의 IP주소를 IP주소관리대행자 즉, 인터넷서비스제공사업자(internet service provider; ISP)로부터 할당받게 된다. 여기서, IP주소는 클라이언트나 서버가 위치한 지역에 근간을 두고 있는 것이다. 한편, 무선으로 인터넷에 접근하는 방식에는 WAP(Wireless Application Protocol)이나 WIPI 등의 플랫폼을 기반으로 이동통신망을 통해 접근하거나 공중 무선 LAN과 액세스 포인트(Access Point)를 통해 접근하는 무선인터넷과, ADSL 수준의 품질과 비용으로 정지 또는 저속 이동 중에도 고속 인터넷 접속할 수 있는 무선 인터넷 서비스인 '휴대인터넷'(WiBro 또는 WiMax)이 있을 수 있다.
또한, 게이트웨이장치(300)는 지그비(zigbee) 모듈을 갖춘 것으로서 이러한 지그비 모듈을 이용하여 자전거 대여 장치(100)와 무선 통신을 수행하는 것이다. 여기서, 지그비는 주지되어 있는 바와 같이, 근거리 통신을 지원하는 IEEE 802.15.4 표준 중의 하나로서 가정, 사무실 등의 무선 네트워킹 분야에서 100m 내외의 근거리 통신 유비쿼터스 컴퓨팅을 위한 기술이다.
또한, 게이트웨이장치(300)는 굳이, 자전거보관소(800)에 비치될 필요는 없 으며, 전원 및 통신 기반시설이 갖춰진 장소에 설치될 수 있고 이에 따라, 통신 반경이 허용되는 한 다수의 자전거 보관소를 담당할 수 있다.
사용자카드(600)는 사용 주파수 대역이 13.56MHz인 수동형 태그가 설치된 것으로서 교통카드 혹은 신용카드가 될 수 있다.
도 3 및 도 4는 각각, 본 발명의 일 실시예에 따른 자전거 대여 장치의 외관을 보인 정면도와 측면도이다.
도 3 및 도 4에 도시한 바와 같이, 자전거 대여 장치(100)의 전면에는 사용자 카드(600)를 자전거 대여 장치(100)에 접촉 가능하도록 한 카드 접촉부(101)가 형성되어 있고, 사용자의 명령을 입력받는데 사용되는 버튼부(104)와 자전거 대여 장치(100)의 조작 및 동작 상태를 나타내는 각종 문자나 그래픽 요소 등을 표시하기 위한 표시창(103)이 배치되어 있다.
한편, 자전거 대여 장치(100)의 측면에는 와이어 락커와 결합될 수 있도록 한 자전거 잠금장치 삽입구(102)가 천공되어 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 자전거 대여 장치의 기능 블록을 보인 구성도이다.
도 5에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 자전거 대여 장치(100)는 자전거에 설치되는 것으로서, 게이트웨이장치(300)와 무선으로 데이터를 송/수신하기 위한 근거리통신부(135)와, 자전거 잠금장치(830)와의 결합을 위한 로킹부(115)와, 자전거 거치대(810)의 거치대 고유 정보를 저장하고 있는 거치대 태그(200) 및 사용자 정보를 저장하고 있는 사용자 카드(600)의 인식을 위한 RFID 리더부(120)와, RFID 리더부(120)에 의해 사용자 정보가 인식되면 인식된 사용자 정보를 게이트웨이장치(300)에 무선 송신하도록 근거리통신부(300)를 제어하고, 근거리통신부(300)가 게이트웨이장치(300)로부터 대여 승인 메시지를 수신하게 되면 자전거 잠금장치(830)와의 결합을 해제하도록 로킹부(115)를 제어하는 제어부(110)를 포함하여 이루어진다. 따라서, 사용자는 자전거 대여 서비스 제공자로부터 미리 발급받은 사용자카드를 자전거에 설치된 자전거 대여 장치에 인식시키는 것만으로 쉽고 간편하게, 자전거를 대여받을 수 있게 된다.
전술한 구성에서, RFID 리더부(120)의 사용 주파수 대역은 13.56MHz를 포함하는 단파 대역인 것이 바람직하다.
또한, 근거리 통신부(135)는 지그비 통신 방식을 이용하는 것이 바람직하다.
또한, 제어부(110)는 RFID 리더부(120)에 의해 거치대 고유 정보가 인식되면 인식된 거치대 고유 정보와 자전거의 고유정보를 게이트웨이장치(300)에 무선 송신하도록 근거리통신부(300)를 제어하는 것이 바람직하다. 즉, 사용자가 자전거를 보관소에 반납하게 되면 자전거 대여 장치(100)는 해당 보관소의 위치 정보를 관리서버(400)에게 자동으로 전송한다. 이에 따라, 관리자가 자전거의 반납 위치를 쉽게 알 수 있게 된다.
또한, 자전거 잠금장치(830)가 로킹부(115)와 결합이 되면, 센서(미도시)가 결합이 되었다는 메시지를 제어부(110)에 전달하고, 제어부(110)는 거치대 고유 정 보를 판독하도록 RFID 리더부(120)를 제어하게 된다.
이외에도, 본 발명에 따른 자전거 대여 장치(100)는 자전거 대여 장치(100) 상에 배치되어 있는 각종 버튼의 조작시에 상응하는 키신호를 발생시키는 키입력부(130)를 더 포함하여 이루어질 수 있다. 이러한 추가적인 구성에 따라, 사용자는 사용자 정보를 직접 입력할 수 있게 되고, 제어부(110)는 이렇게 입력된 사용자 정보를 게이트웨이장치(300)에 무선 송신하도록 근거리통신부(135)를 제어할 수 있게 된다.
또한, 본 발명에 따른 자전거 대여 장치(100)는 충격감지부(125)를 더 포함하여 이루어질 수 있는데, 여기서 충격감지부(125)는 가속도센서로 구현될 수 있다. 이에 따라, 제어부(110)는 충격 감지부(125)에 의해 충격이 감지되면 충격 감지 정보를 게이트웨이장치(300)에 무선 송신하도록 근거리통신부(135)를 제어하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에 따른 자전거 대여 장치(100)는 자전거 대여 장치(100)의 작동 상태를 음성으로 안내하기 위한 오디오 처리부(140)와 스피커(145)를 더 포함하여 이루어질 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 자전거 대여 장치(100)는 자전거 대여 장치(100)의 작동 상태를 문자나 그래픽 등으로 안내하기 위한 비디오 처리부(150)와 표시기(예, LCD; 160)를 더 포함하여 이루어질 수 있다.
도 5에서 미설명 부호 175는 해당 자전거의 고유 정보를 저장하기 위한 저장부이고 170은 자전거 대여 장치(100)에 전원을 공급하기 위한 전원부이다. 여기서, 전원부는 충전 가능한 리튬 이온 혹은 리튬 폴리머 전지로 구현될 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 자전거 대여 장치(100)의 기능 블록에서 제어부(110), 저장부(175), RFID 리더부(120), 근거리 통신부(130) 및 오디오 처리부(140)는 시스템온칩(system on a chip; SoC)으로 구현되는 것이 바람직하다. 여기서, SoC는 주지되어 있는 바와 같이, 연산 기억 데이터 전환 소자 등 주요 반도체 소자가 하나의 칩에 구현되는 기술을 의미한다. 컴퓨터중앙처리장치(CPU), 디지털신호처리칩(DSP), 마이크로컨트롤러(MCU) 등을 하나의 반도체 다이에 통합, 칩 자체가 하나의 시스템이 되도록 하는 것이다. 이처럼, 여러가지 기능을 가진 반도체가 하나의 칩으로 통합되면 보드 공간이 크게 줄어들게 된다. 또한, 여러개의 반도체를 별도로 만드는 것에 비해 반도체 제조비용이 훨씬 저렴해지고 전체 시스템 가격도 낮아진다. 따라서, 자전거 대여 장치(100)의 제조 단가를 인하할 수 있다. 또한, 자전거 대여 장치(100)의 소형화됨에 따라 다양한 여러 종류의 자전거에 설치하기가 용이해진다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 자전거 대여 과정을 설명하기 위한 흐름도이다.
먼저, 사용자는 자전거 대여 장치(100)의 대여 버튼을 클릭한다(단계 S11). 이에 따라, 자전거 대여 장치(100)는 대여 승인을 위한 사용자 정보를 입력하라는 메시지를 음성으로 안내하거나 표시하게 된다(단계 S13). 아울러, 자전거 대여 장치(100)는 휴대폰을 이용한 사용자 인증을 수행할 것인지, 사용자카드(600)를 이용 한 사용자 인증을 수행할 것인지를 묻는 메시지를 음성으로 안내하거나 표시하게 된다.
다음으로, 자전거 대여 장치(100)는 사용자가 휴대폰을 이용한 사용자 인증을 선택했는지 여부를 판단하게 된다(단계 S15).
단계 S15에서의 판단 결과, 사용자가 휴대폰 인증을 선택한 경우에는 사용자의 휴대폰번호와 주민번호를 입력하라는 메시지를 출력하게 되고, 이에 따라 사용자는 자전거 대여 장치(100)가 요구하는 정보를 입력하게 된다(단계 S17).
다음으로, 자전거 대여 장치(100)는 사용자가 입력한 휴대폰번호/주민번호를 게이트웨이장치(300)를 통해 관리서버(400)에 전송하게 되고(단계 S19). 이에 관리서버(400)는 해당 휴대폰으로 인증번호를 포함한 단문 메시지를 전송하도록 해당 이동통신사의 서버에 요청하게 되며, 이러한 요청을 받은 이동통신사 서버는 인증번호를 생성하여 한편으로는 관리서버(400)에 전송하고, 다른 한편으로는 해당 휴대폰으로 단문메시지를 전송하게 되며, 사용자는 자신의 휴대폰으로 전송된 문자메시지를 확인하여 휴대폰 인증번호(사용자 정보)를 자전거 대여 장치(100)에 입력하게 된다(단계 S21).
반면, 단계 S15에서의 판단 결과, 사용자가 사용자 카드 인증을 선택한 경우에는 사용자카드(600)를 인식할 수 있도록 RFID리더부(120)를 활성화시키고, 사용자에게는 사용자카드(600)를 카드 접촉부(101)에 접촉시키라는 메시지를 음성으로 안내하거나 표시하게 된다. 이에, 사용자는 자신의 사용자카드(600)를 카드 접촉부(101)에 근접시킨다(단계 S23).
다음으로, 자전거 대여 장치(100)는 인식한(혹은 입력받은) 사용자 정보를 게이트웨이장치(300)를 통해 관리서버(400)에 전송하게 된다(단계 S25).
다음으로, 관리서버(400)는 수신한 사용자정보를 토대로 사용자 인증을 수행하고, 대여 승인 메시지를 게이트웨이장치(300)를 통해 자전거 대여 장치(100)에 회신한다(단계 S27).
그러면, 자전거 대여 장치(100)는 자전거 잠금장치(830)와의 결합을 해제시킴으로써 사용자가 자전거를 대여할 수 있도록 한다(단계 S29).
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 자전거 반납 과정을 설명하기 위한 흐름도이다.
먼저, 사용자는 자전거 잠금 장치(830)의 록킹봉을 자전거 대여 장치(100)에 연결한다(단계 S31).
그러면, 자전거 대여 장치(100)는 로킹부(115)를 구동하여 자전거를 잠그고 동시에, RFID 리더부(120)를 구동하여 거치대 고유 정보를 인식한다(단계 S33).
다음으로, 자전거 대여 장치(100)는 자전거의 사용시간을 계산하게 되고, 만약, 사용시간이 무료 대여 기간(예컨대, 1시간)을 지난 경우에는 요금까지 계산하게 된다(단계 S35). 또한, 자전거 대여 장치(100)는 이렇게 요금을 청구할 필요가 있을 경우에는, 사용자에게 신용카드나 선불카드 등 결제가 가능한 카드를 카드 접촉부(101)에 접촉해 줄 것을 요청하는 메시지를 안내하게 된다.
다음으로, 자전거 대여 장치(100)는 사용자가 접촉한 카드의 정보를 인식하 고, 인식한 카드가 선불카드인지를 판단하게 된다(단계 S37).
단계 S37에서의 판단 결과, 선불카드가 아닌 경우에는 하기의 단계 S41로 바로 진행하고 반면, 선불카드인 경우에는 선불카드의 잔액을 이용 요금만큼 차감시킨다(단계 S39). 여기서, 선불카드는 일정 금액 정보를 저장하고 있는 것으로서 그 잔액범위 내에서 사용할 수 있는 카드이다. 따라서, 자전거 대여 장치(100)는, RFID 리더부(120)가 사용자카드(600)에서 금액 정보를 인식하게 되면, 자전저 대여 금액만큼 차감시키기 위한 메시지를 사용자카드(600)에 전송하도록 RFID 리더부(120)를 제어하게 된다.
다음으로, 자전거 대여 장치(100)는 반납 정보 즉, 사용자 정보, 거치대 고유 정보, 저장되어 있는 자전거의 고유 정보 및 사용시간/요금정보를 게이트웨이장치(300)를 통해 관리서버(400)에 전송하게 된다(단계 S41). 여기서, 자전거 대여 장치(100)는 사용자가 요금 정산을 선불카드로 한 경우 혹은, 사용자가 자전거를 무료 대여 기간 내에 반납한 경우에는 사용자 정보, 사용시간/요금정보를 전송해 줄 필요가 없을 것이다.
다음으로, 관리서버(400)는 요금 정산이 필요한 경우, 게이트웨이장치(300)로부터 수신한 정보를 처리하여 사용시간을 계산하고 요금을 정산하며, 반납 승인 메시지를 자전거 대여 장치(100)에 전송하게 된다. 반면, 요금 정산이 불필요한 경우, 반납 승인 메시지만 전송해 주면 될 것이다.
다음으로, 자전거 대여 장치(100)는 이러한 반납 승인 메시지의 승인에 따라, 음성 안내 및 LCD 표시장치를 통하여 반납이 완료되었음을 사용자에게 통보하 게 된다(단계 S43).
한편, 본 발명이 무료 대여 서비스에 적용된다면, 상기 단계 S35 내지 단계 S39의 과정은 필요없을 것이다.
도 8은 본 발명에 따른 자전거 대여 장치와 거치대의 와이어록 결합을 보인 개념도이고, 도 9는 본 발명에 따른 자전거 대여 장치와 거치대의 직접 결합을 보인 개념도이다.
도 10은 본 발명에 따른 자전거 대여 장치와 자전거 잠금 장치의 결합의 형태를 상세하게 보인 개념도이다.
도 10에서, 도면 부호 181은 자전거 대여 장치(100)의 자전거 잠금장치 삽입구(102)로 삽입된 자전거 잠금 장치(820)의 일단 즉, 록킹봉(831)을 자전거 대여 장치(100)에 결합 혹은 록킹봉(831)을 자전거 대여 장치(100)로부터 분리시킬 수 있도록 하기 위한 수단이고, 도면부호 182는 RFID 리더용 안테나이다.
또한, 거치대 태그(200)는 록킹봉(831)에 있어서, 자전거 잠금장치 삽입구(102)로 삽입되는 머리 부분에 내장되거나 부착될 수 있다.
또한, RFID 리더용 안테나(182)는 자전거 잠금장치 삽입구(102)로 삽입되는 거치대 태그(200)에 인접할 수 있도록 자전거 잠금장치 삽입구(102) 내에 설치될 수 있다. 이에 따라, 거치대 태그(200)의 인식율이 높다 할 것이다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시 예에 한정하여 설명하였으나, 본 발명인 자전거 대여 장치 및 시스템은 전술한 실시 예에 국한되지 않고 다양한 변경 및 균등물을 사용할 수 있다. 그러나, 이런한 응용이나 변형도 하기 특허청구범위에 기재된 기술적 사상을 바탕으로 하는 한 본 발명의 권리범위에 속하게 됨은 당연하다 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자전거 대여 시스템의 네트워크 구성도이다.
도 2는 자전거 대여 장치와 자전거 잠금 장치 간의 체결 예를 도시한 도면이다.
도 3 및 도 4는 각각, 본 발명의 일 실시예에 따른 자전거 대여 장치의 외관을 보인 정면도와 측면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 자전거 대여 장치의 기능 블록을 보인 구성도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 자전거 대여 과정을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 자전거 반납 과정을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 8은 본 발명에 따른 자전거 대여 장치와 거치대의 와이어록 결합을 보인 개념도이다.
도 9는 본 발명에 따른 자전거 대여 장치와 거치대의 직접 결합을 보인 개념도이다.
도 10은 본 발명에 따른 자전거 대여 장치와 자전거 잠금 장치의 결합의 형태를 상세하게 보인 개념도이다.
*** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ***
100: 자전거 대여 장치 101: 카드 접촉부
102: 자전거 잠금장치 삽입구 103: 표시창
104: 버튼부 110: 제어부
115: 로킹부 120: RFID 리더부
125: 충격감지부 130: 키입력부
135: 근거리 통신부 140: 오디오처리부
145: 스피커 150: 비디오처리부
160: 표시기 170: 전원부
175: 저장부 181: 전자기계식 록커
182: RFID 리더용 안테나
200: 거치대 태그 300: 게이트웨이장치
400: 관리서버 500: 이더넷
600: 사용자카드 700: 게이트웨이장치
800: 자전거보관소 810: 자전거 거치대
820: 자전거 821: 자전거 차체
830: 자전거 잠금 장치 831: 록킹봉

Claims (5)

  1. 자전거에 설치되고,
    게이트웨이장치와 무선으로 데이터를 송/수신하기 위한 근거리통신부;
    자전거 잠금장치와의 결합을 위한 로킹부;
    자전거 거치대의 거치대 고유 정보를 저장하고 있는 거치대 태그 및 사용자 정보를 저장하고 있는 사용자 카드의 인식을 위한 RFID 리더부; 및
    상기 RFID 리더부에 의해 상기 사용자 정보가 인식되면 상기 인식된 사용자 정보를 상기 게이트웨이장치에 무선 송신하도록 상기 근거리통신부를 제어하고, 상기 근거리통신부가 상기 게이트웨이장치로부터 대여 승인 메시지를 수신하게 되면 상기 자전거 잠금장치와의 결합을 해제하도록 상기 로킹부를 제어하는 제어부를 포함하여 이루어진 자전거 대여 장치.
  2. 자전거에 설치되고,
    키입력부;
    게이트웨이장치와 무선으로 데이터를 송/수신하기 위한 근거리통신부;
    자전거 잠금장치와의 결합을 위한 로킹부;
    자전거 거치대의 거치대 고유 정보를 저장하고 있는 거치대 태그의 인식을 위한 RFID 리더부; 및
    상기 키입력부를 통해 사용자 정보가 입력되면 상기 입력된 사용자 정보를 상기 게이트웨이장치에 무선 송신하도록 상기 근거리통신부를 제어하고, 상기 근거리통신부가 상기 게이트웨이장치로부터 대여 승인 메시지를 수신하게 되면 상기 자전거 잠금장치와의 결합을 해제하도록 상기 로킹부를 제어하는 제어부를 포함하여 이루어진 자전거 대여 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 거치대 태그는 상기 자전거 잠금장치에 내장되거나 부착되며,
    상기 자전거 잠금장치와 상기 로킹부가 결합이 되었을 때 상기 RFID 리더부가 상기 거치대 고유 정보를 판독하는 것을 특징으로 하는 자전거 대여 장치.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 RFID 리더부에 의해 상기 거치대 고유 정보가 인식되면 상기 인식된 거치대 고유 정보와 상기 자전거의 고유정보를 상기 게이트웨이장치에 무선 송신하도록 상기 근거리통신부를 제어하는 것을 특징으로 하는 자전거 대여 장치.
  5. 자전거 대여를 총괄 관리하는 관리서버와 자전거에 설치되는 자전거 대여 장치 간의 통신을 연결하는 게이트웨이장치;
    자전거 대여 장치와 자전거 거치대를 체결하기 위한 자전거 잠금 장치; 및
    자전거에 설치되고, 상기 게이트웨이장치와 무선으로 데이터를 송/수신하기 위한 근거리통신부와, 상기 자전거 잠금장치와의 결합을 위한 로킹부와, 자전거 거치대의 거치대 고유 정보를 저장하고 있는 거치대 태그 및 사용자 정보를 저장하고 있는 사용자 카드의 인식을 위한 RFID 리더부와, 상기 RFID 리더부에 의해 상기 사용자 정보가 인식되면 상기 인식된 사용자 정보를 상기 게이트웨이장치에 무선 송신하도록 상기 근거리통신부를 제어하고, 상기 근거리통신부가 상기 게이트웨이장치로부터 대여 승인 메시지를 수신하게 되면 상기 자전거 잠금장치와의 결합을 해제하도록 상기 로킹부를 제어하는 제어부를 포함하여 이루어진 자전거 대여 장치; 를 포함하여 이루어진 자전거 대여 시스템.
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