KR101450049B1 - 사용자 기반 자전거 관리 시스템 - Google Patents

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    • B62H2003/005—Supports or holders associated with means for bike rental

Abstract

본 발명은 사용자의 휴대 단말을 이용하여 자전거 스테이션에 주차된 자전거를 대여 또는 반납할 수 있다. 본 발명은 자전거 주차 공간에 거치대를 고정 설치하고 자전거의 대여 또는 반납을 관리하기 위한 로컬 자전거 스테이션과, 거치대의 잠금줄을 결속하여 자전거를 잠금하는 잠금장치를 포함하고, 자전거 대여를 원하는 사용자의 대여 명령에 응답하여 암호 세트에서 어느 하나의 요청 암호를 제공한 후 사용자로부터 입력된 대여 암호가 상기 제공된 요청 암호에 대응한 복수의 대여 암호 중 어느 하나의 대여 암호와 일치하면 인증 성공으로 인식하여 자전거를 잠금해제시키고, 자전거 반납을 원하는 사용자의 반납 명령에 응답하여 자전거를 잠금시킨 상태에서 자전거 대여 시 제공된 요청암호에 대응한 복수의 반납 암호 중 어느 하나의 반납 암호를 사용자에게 제공하는 자전거 단말을 포함한다.

Description

사용자 기반 자전거 관리 시스템{USER-BASED BICYCLE MANAGING SYSTEM}
사용자 기반의 이용 환경을 구축하여 사용자의 휴대 단말을 이용하여 자전거 스테이션에 주차된 자전거를 대여 또는 반납할 수 있도록 하는 것이다.
일반적으로 자전거 스테이션에 자전거를 주차하는 자전거 관리 시스템은 시스템 제어기에 의해 거치대에 자전거를 잠금시켜 주차하거나 거치대에 구속된 자전거를 잠금 해제시켜 이용한다.
자전거 관리 시스템은 자전거 스테이션에 마련된 키오스크를 통해 사용자 인증을 거쳐 이용하고, 또는 키오스크에 장착되거나 키오스크를 매개로 관리 서버에 설비된 시스템 제어기와 유선 또는 무선 통신할 수 있는 거치대에서 인증 과정을 거치도록 하고 있다.
자전거 관리 시스템의 이용 편의성을 높이려면 보급 확대가 무엇보다 중요하다.
이러한 자전거 관리 시스템은 도심에 위치한 공원, 관공서, 병원, 학교, 환승 센터 등에 마련하고 있어 주차 장소로서 공간 확보가 어렵고, 키오스크와 거치대 뿐만 아니라 시스템 제어기에 의한 인증 처리를 위해 전기 설비를 갖추어야 하므로 설비 작업과 설비 비용에 많은 부담이 따른다.
기존 자전거 관리 시스템에서 자전거를 대여하여 이용하고 반납하는 일련의 과정을 간편하게 처리하기 위한 많은 연구와 개발 노력이 지속되고 있다.
종래 기술의 일예로서, 제목이 "무선 통신망을 이용한 자전거대여소 네트워크의 무인 관리시스템"인 한국공개특허 제10-2007-0038064호(2007. 04. 09 공개)와 제목이 "휴대폰 인증을 이용한 알에프 아이디 자전거 무인대여시스템 및 그 방법"인 한국 등록특허 제0859172호가 개시된 바 있다.
전자의 선행기술은 관리지역 내에 무인자전거 대여점 네트워크에 소속된 자전거의 대여, 반납, 대여기간 중의 책임 소재를 확인하고 무선정보 이용료 및 대여시간에 따른 과금을 가능하게 하는 자전거 대여 관리 무선포탈에 의해 제어되는 기술이 개시되어 있다. 후자의 선행기술은 휴대폰 번호와 주민등록번호를 이용하여 사용자 인증을 수행하고 승인번호를 생성하고, 이 승인번호를 이용하여 자전거의 대여를 승인하는 기술이 개시되어 있다.
그러나 선행기술들은 사용자가 키오스크에 직접 가지 않고 휴대폰을 이용하는 편리성을 제공할 수 있으나, 시스템 제어기에 의해 자전거 스테이션에 설비된 거치대에 구속된 자전거를 잠금하거나 잠금 해제하는 방식을 적용하고 있기 때문에 기존의 문제점을 근본적으로 해결하는데 미흡한 실정이다.
종래의 기술과 연결하여 이들 및 기타 문제점을 개선하여 자전거 스테이션의 설비를 간소화시키고, 휴대 단말로 인증 처리하여 자전거에 설치된 자전거 단말이 잠금과 잠금 해제를 통제하는 방식을 적용하는 사용자 기반의 이용 환경을 구축함으로써 사용자가 언제 어디서나 쉽고 간편하게 자전거를 이용하는 기술에 대한 필요성이 존재한다.
한국공개특허 제10-2007-0038064호(2017년 4월 9일 공개) 한국 등록특허 제0859172호(2008년 9월 11일 등록)
없음
본 발명의 일 측면은 휴대 단말로 자전거 스테이션에 주차된 자전거를 대여 또는 반납할 수 있고, 자전거 단말에서 인증 처리를 주도적으로 수행함으로서 사용자 기반의 이용 환경을 구축하는 것이다.
이를 위해 본 발명의 실시예에 따른 사용자 기반 자전거 관리 시스템은, 자전거 주차 공간에 거치대를 고정 설치하고 자전거의 대여 또는 반납을 관리하기 위한 로컬 자전거 스테이션; 상기 거치대의 잠금줄을 결속하여 자전거를 잠금하는 잠금장치를 포함하고, 자전거 대여를 원하는 사용자의 대여 명령에 응답하여 암호 세트에서 어느 하나의 요청 암호를 제공한 후 사용자로부터 입력된 대여 암호가 상기 제공된 요청 암호에 대응한 복수의 대여 암호 중 어느 하나의 대여 암호와 일치하면 인증 성공으로 인식하여 자전거를 잠금해제시키고, 자전거 반납을 원하는 사용자의 반납 명령에 응답하여 자전거를 잠금시킨 상태에서 자전거 대여 시 제공된 요청암호에 대응한 복수의 반납 암호 중 어느 하나의 반납 암호를 사용자에게 제공하는 자전거 단말;을 포함한다.
상기 자전거 단말에서 획득한 요청 암호를 이용하여 자전거 대여 시 사용하기 위한 대여 암호를 전송받는 휴대 단말과, 상기 적어도 하나의 자전거 단말과 약속된 암호 세트를 가지고 있으며 상기 휴대 단말에 상기 요청 암호에 대응한 대여 암호를 전송하는 관리 서버를 더 포함하고, 상기 휴대 단말이 자전거 대여 시 획득한 요청 암호에 대응한 반납 암호를 전송하는 경우 상기 관리 서버가 상기 휴대 단말로부터 전송받은 반납 암호가 암호 세트에 있으면 인증 성공으로 인식하여 반납 처리를 승인한다.
상기 요청 암호는 자전거 아이디와 시변코드를 포함하여 구성하고, 상기 시변 코드는 문자와 숫자 중 어느 하나만으로 단독 구성하거나 문자와 숫자를 조합하여 구성한다.
상기 자전거 단말이 상기 시변코드에 따라 구별할 수 있는 복수의 요청 암호 중 어느 하나의 요청 암호를 선택하여 제공하되, 상기 대여 명령의 발생 시기에 따라 새로 제공된 요청 암호는 정상적인 대여 과정을 통해 직전에 제공된 요청 암호와 다르게 한다.
상기 자전거 단말은 단말 제어부와 카운터와 구동 전원을 제공하는 전원부를 포함하고, 상기 단말 제어부는 대여 명령의 입력 시점부터 설정 시간이내에 상기 대여 암호를 제공받지 못한 경우 자전거 단말에서 생성한 대여 암호를 무효화시킨다.
상기 자전거 단말은 단말 제어부와 카운터와 구동 전원을 제공하는 전원부를 포함하고, 상기 단말 제어부는 대여 명령의 입력 시점부터 설정 시간이내에 상기 대여 암호를 제공받지 못한 경우 상기 전원부의 전력 소모를 줄이기 위해 대기 모드로 전환시킨다.
상기 자전거 단말은 상기 요청암호와 상기 반납 암호를 표시하는 표시부를 포함하고, 상기 표시부가 암호 인증 실패 시 암호의 오류 입력을 표시한다.
상기 자전거 단말은 상기 요청암호와 상기 반납 암호를 상기 휴대 단말로 무선 전송하는 근거리 통신부를 포함하고, 상기 근거리 통신부가 암호 인증 실패 시 암호의 오류 입력 정보를 전송한다.
상기 관리 서버는 상기 휴대 단말과 통신하는 과정에서 이동통신 기지국으로부터 제공받은 GPS 정보를 이용하여 상기 로컬 자전거 스테이션의 소재를 파악하여 대여 자전거 현황을 업데이트한다.
상기 관리 서버가 상기 휴대 단말로부터 요청암호 대신 자전거 아이디를 전송받은 경우, 자전거 아이디를 이용하여 생성한 암호 세트에서 어느 하나의 대여 암호를 선정하여 상기 휴대 단말로 전송한다.
상기 관리 서버는 상기 휴대 단말에 새로 제공한 대여 암호는 정상적인 대여 과정을 통해 직전에 제공된 대여 암호와 다르게 한다.
상기 휴대 단말로부터 정기 대여를 요청받은 경우, 상기 관리 서버가 일정 기간 동안 사용할 수 있도록 상기 자전거 단말과 약속된 정기 대여 암호를 상기 휴대 단말로 제공한다.
상기 자전거 단말은 단말 제어부와 카운터와 구동 전원을 제공하는 전원부를 포함하고, 상기 단말 제어부는 대여 명령의 입력 시점부터 설정 시간이내에 상기 정기 대여 암호를 제공받지 못한 경우 자전거 단말에서 생성한 정기 대여 암호를 무효화시킨다.
상기 자전거 단말은 단말 제어부와 카운터와 구동 전원을 제공하는 전원부를 포함하고, 상기 단말 제어부는 대여 명령의 입력 시점부터 설정 시간이내에 상기 정기 대여 암호를 제공받지 못한 경우 상기 전원부의 전력 소모를 줄이기 위해 대기 모드로 전환시킨다.
상기 단말 제어부는 반납 명령에 응답하여 상기 거치대의 잠금줄을 잠금하고, 잠금 상태에서 설정 시간이 경과하면 상기 전원부의 전력 소모를 줄이기 위해 대기 모드로 전환한다.
상기 단말 제어부는 반납 명령에 따라 자전거 아이디를 포함한 반납 암호를 사용자에게 제공하고, 상기 휴대 단말을 이용하여 제공받은 반납 암호를 상기 관리 서버에 전송하며, 상기 관리 서버는 반납 암호의 인증 성공 시 상기 휴대 단말과 통신하는 과정에서 이동통신 기지국으로부터 제공받은 GPS 정보를 이용하여 상기 로컬 자전거 스테이션의 소재를 파악하여 반납 자전거 현황을 업데이트한다.
상기 단말 제어부는 반납 명령에 따라 거치대 아이디와 자전거 아이디를 포함한 반납 암호를 사용자에게 제공하고, 상기 휴대 단말을 이용하여 제공받은 반납 암호를 상기 관리 서버에 전송하며, 상기 관리 서버는 반납 암호의 인증 성공 시 거치대 아이디와 자전거 아이디를 이용하여 반납 자전거 현황을 업데이트한다.
상기 자전거 단말이 거치대 아이디를 사용자로부터 직접 입력받고 거치대 아이디를 포함시켜 반납 암호를 생성한다.
상기 거치대에 RF 칩을 마련하고 상기 자전거 단말에 RF 리더기를 마련한 경우, 상기 자전거 단말이 RF 리더기를 통해 판독된 거치대 아이디를 반납암호에 포함시켜 생성한다.
상기 거치대의 잠금줄에 제1자전거의 자전거 단말을 잠금하고, 상기 제1자전거의 자전거 단말의 잠금줄에 제2자전거의 자전거 단말을 잠금하는 경우, 상기 제2자전거 단말로부터 획득한 요청 암호를 상기 휴대 단말로 전송하여 상기 관리 서버로 부터 제공받은 대여 암호로 상기 제2자전거를 대여한다.
상기 자전거 단말은 시간 정보를 제공하는 시계부와 암호 생성부 및 단말 제어부를 포함하고, 상기 암호 생성부는 암호 생성 알고리즘을 이용하여 상기 시계부의 시간 정보와 자전거 아이디를 조합하여 암호 세트를 생성하며, 상기 단말 제어부는 사용자로부터 제공받은 대여 암호가 상기 암호 생성부에 의해 생성한 암호 세트의 대여 암호를 비교하여 대여 암호를 인증 처리한다.
상기 단말 제어부는 상기 대여 암호의 생성 시점을 고려하여 사용자에 의해 대여 암호의 제공 시점 보다 앞선 설정 시간 이내에 생성되었으면 인증 성공으로 처리한다.
상기 단말 제어부는 반납 명령에 응답하여 상기 거치대의 잠금줄을 잠금하고, 잠금 상태에서 상기 암호 생성부에 의해 생성되고 거치대 아이디와 자전거 아이디를 포함한 반납 암호를 사용자에게 제공하고, 상기 휴대 단말로 제공받은 반납 암호를 상기 관리 서버에 전송하며, 상기 관리 서버는 상기 자전거 단말에서와 동일한 암호 생성 알고리즘을 이용하여 자전거 아이디와 시간 정보를 조합하여 암호 세트를 생성하며, 상기 휴대 단말로부터 전송받은 반납 암호가 자체 생성한 암호 세트에 해당하면 반납 암호의 인증 성공을 인정하고, 반납 암호의 인증 성공 시 거치대 아이디와 자전거 아이디를 이용하여 반납 자전거 현황을 업데이트한다.
이상과 같은 본 발명의 실시예에 따른 사용자 기반 자전거 관리 시스템은 자전거 대여 또는 반납을 허가받기 위한 인증 처리에 있어 자전거 스테이션의 개입을 배제시키고 휴대 단말을 매개로 자전거 단말에서 수행되는 방식을 적용함으로서 자전거 스테이션의 구축에 소요되는 전기 설비가 크게 줄어 들어 설비 비용을 절감할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 사용자 기반 자전거 관리 시스템은 자전거 단말이 주도하여 암호 인증을 하고, 동일 암호의 반복 사용을 제한함으로서 인증 암호의 불법 사용에 의한 부정 사용을 방지할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 사용자 기반 자전거 관리 시스템은 거치대의 잠금줄을 결속하는 동작이 간편하고 자전거 스테이션에 대여 자전거를 반납 절차가 매우 쉽기 때문에 사용 편의성이 뛰어나다.
본 발명의 실시예에 따른 사용자 기반 자전거 관리 시스템은 복수 자전거의 자전거 단말에 대해 개별적으로 인증 처리가 가능하므로 소규모 자전거 스테이션을 구축하기에 적합하고, 사용자 집중에 따른 혼잡도를 완화할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 사용자 기반 자전거 관리 시스템은 정기 사용자에 대해 일정 기간 동안 인증 없이 반복 이용이 가능한 사용 편의성을 제공한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 사용자 기반 자전거 관리 시스템의 사용예를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 사용자 기반 자전거 관리 시스템의 개략적인 블록도이다.
도 3은 도 2의 자전거 단말의 상세 블록도이다.
도 4는 도 2의 관리 서버의 상세 블록도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 사용자 기반 자전거 관리 시스템에서 자전거 대여 시 자전거 단말과 휴대 단말 및 관리 서버의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 사용자 기반 자전거 관리 시스템이 자전거를 정기 대여하여 이용 시 자전거 단말과 휴대 단말 및 관리 서버의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 7 및 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 사용자 기반 자전거 관리 시스템의 대여 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 사용자 기반 자전거 관리 시스템이 자전거를 반납하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 사용자 기반 자전거 관리 시스템의 반납 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 사용자 기반 자전거 관리 시스템에서 단일 거치대에 잠금된 자전거를 매개로 다른 반납 자전거를 체인 연결하여 잠금하는 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 사용자 기반 자전거 관리 시스템에서 체인 연결로 잠금된 자전거를 대여하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 사용자 기반 자전거 관리 시스템에 적용하는 자전거 단말의 상세 블록도이다.
도 14는 본 발명의 다른 실시예에 따른 사용자 기반 자전거 관리 시스템에 적용하는 관리 서버의 상세 블록도이다.
도 15는 본 발명의 다른 실시예에 따른 사용자 기반 자전거 관리 시스템이 자전거를 대여하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 16은 본 발명의 다른 실시예에 따른 사용자 기반 자전거 관리 시스템의 대여 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 17은 본 발명의 다른 실시예에 따른 사용자 기반 자전거 관리 시스템이 자전거를 반납하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 18은 본 발명의 다른 실시예에 따른 사용자 기반 자전거 관리 시스템의 반납 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
본 발명의 실시예에 따른 사용자 기반 자전거 관리 시스템은 휴대 단말로 전송받은 암호 정보를 이용하여 자전거 단말에서 잠금 해제하는 방식을 도입함으로서 자전거 스테이션에 마련해야 했던 시스템 제어기와 거치대 간 통신용 전기 설비를 배제시킬 수 있어 기존의 자전거 스테이션에 비하여 설비 비용을 절감할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 사용자 기반 자전거 관리 시스템은 소형 구조물인 거치대에 구속된 자전거를 매개로 다른 자전거를 체인 연결 방식으로 보관이 가능하므로 자전거 스테이션의 공간 확보에 대한 부담을 줄일 수 있다.
이하 본 발명의 실시예에 따른 사용자 기반 자전거 관리 시스템을 첨부 도면을 참조하여 설명한다.
도 1 및 도 2에서 볼 수 있는 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 사용자 기반 자전거 관리 시스템(1)(이하, 관리 시스템이라 한다)은 복수 거치대(11_1)(12_1)를 포함하는 로컬 자전거 스테이션(10)을 포함한다.
로컬 자전거 스테이션(10)은 복수 거치대(11_1)(12_1)에 대응하여 자전거 바퀴를 얹혀 놓고 지지하기 위한 바퀴 받침대(11_3)을 포함할 수 있다. 실시예에서는 일정 장소에 복수 거치대(11_1)(12_1)를 단독으로 세워 설치하였으나 거치대 형상과 크기 및 개수는 설치 환경을 고려하여 변경할 수 있음은 물론이다. 또한 거치대와 바퀴 받침대를 지지 프레임에 마련하여 일체로 구현할 수 있고, 거치대 주변에 울타리를 마련하고 도난 방지를 위한 감시 카메라와 경보 장치를 가설하는 등 자전거 스테이션을 운용하기 위한 일반적인 구성을 선택적으로 구비할 수 있다.
복수 거치대(11_1)(12_1)는 일정 높이의 기둥 구조로 만들어져 기둥 하부를 지면에 고정 설치하며, 자전거를 구속시키기 위한 잠금줄(11_2)이 기둥 일측에 마련된다.
자전거(20)는 자전거 프레임에 일체로 고정 설치된 자전거 단말(21_1)과 자전거를 자체적으로 구속할 때 사용하기 위한 셀프 잠금줄(21_3)을 포함한다.
도 1에 예시한 바와 같이, 거치대(11_1)의 잠금줄(11_2) 일단이 자전거 단말(21_1) 외측에 형성된 잠금홀에 끼워져 결속되고, 바퀴 받침대(11_3)에 자전거 바퀴를 위치시킴으로서 자전거(20)를 주차할 수 있다.
자전거 단말(21_1)은 사용자와 인터페이스하기 위한 입력부(21_5)와 표시부(21_2) 및 잠금장치(21_4)를 포함한다. 입력부(21_5)에 사용자 명령을 직접 입력할 수 있고, 표시부(21_2)를 통해 대여 또는 반납 시 사용하는 인증 정보(대여 암호, 반납 암호, 자전거 아이디 등) 또는 동작 상태를 표시하여 사용자에게 알려 줄 수 있다. 또한 자전거 단말(21_1)은 대여 또는 반납 시 사용하는 인증 정보(대여 암호, 반납 암호, 자전거 아이디 등)을 무선으로 휴대 단말(50)로 제공하기 위한 근거리 통신부(26)를 포함한다.
입력부(21_5)와 표시부(21_2)는 터치 패널로 구현하여 일체로 구성할 수 있다. 잠금장치(21_4)는 솔레노이드 코일에 전류를 인가 또는 차단하여 잠금줄의 일단을 선택적으로 잠금할 수 있고, 이에 대한 구체적인 구성은 본 출원인에 의해 특허등록받은 한국등록특허 제10-0948573호(2010년 3월 12일 등록)에 개시된 잠금박스에 적용된 잠금장치 구조를 채택할 수 있다. 잠금장치(21_4)의 구성은 단말 제어부(22)의 제어에 따라 거치대(11_1)의 잠금줄(11_2)을 결속하거나 결속 해제할 수 있는 다양한 잠금 구조와 작동 방식을 적용하는 것이 가능하다.
자전거 대여 시 사용자는 자전거 단말(21_1)로부터 획득한 요청 암호를 휴대 단말(50)로 관리 서버(100)에 전송하고, 관리 서버(100)로부터 전송받은 자전거 대여 암호를 사용자가 직접 자전거 단말(21_1)에 입력하거나 근거리 통신, 예를 들어 블루투스 통신 프로토콜을 이용하여 자전거 단말(21_1)에 제공할 수 있다.
이를 위해 휴대 단말(50)은 관리 서버(100)와 이동 통신망을 매개로 통신하기 위한 일련 과정을 처리하는 제어 프로그램을 탑재하고 있다. 예를 들어 스마트폰으로 구현한 경우, 휴대 단말(50)에 자전거 관리용 어플리케이션을 다운로드하여 탑재하고, 대여 또는 반납 시 어플리케이션을 활성화시켜 이용할 수 있다. 자전거 관리용 어플리케이션은 휴대 단말(50)을 이용하여 웹상에 구축된 관리 서버(100)에 직접 접속하여 내려받기 하거나, 또는 운영 관리자에 의해 구축된 웹상의 어플리케이션 플레이스에 휴대 단말(50)로 접속하여 무상 또는 유상으로 구입할 수 있다.
자전거 단말(21_1)은 사용자로부터 제공된 대여 암호를 인증 처리하여 인증 성공 시 잠금줄(11_2)을 빼낼 수 있게 잠금 해제시킨다. 이를 위해 자전거 단말(21_1)은, 암호 세트를 생성하여 암호 저장부(22_1)에 저장한다. 예를 들어 암호세트는 [표 1]과 같다. 단말 제어부(22)는 대여 명령이 입력 시 자전거 아이디를 포함한 복수 요청암호, 각 요청 암호에 대응하는 복수 대여암호 및 반납암호를 생성하고, 또한 적어도 하나의 정기 요청암호와 정기 요청암호에 대응하는 복수 대여암호와 정기 반납신호를 생성한다. 이렇게 생성한 암호 세트는 암호 저장부(22_1)에 저장한다. 대여 명령이 입력 후 설정 시간 동안 대여 암호의 입력이 없으면 부정 사용을 방지하기 위해 생성한 대여 암호를 무효화시키며, 정기 대여명령이 입력시 설정 시간 동안 정기 대여 암호의 입력이 없는 경우에도 정기 대여 암호를 무효화시킨다.
암호 저장부(22_1)는 자전거 아이디(ID)와, 자전거 아이디(ID)에 대응하는 복수 요청 암호, 각 요청암호에 대해 복수의 대여 암호 및 반납암호를 대응시킨 암호 세트를 저장한다.
자전거 아이디 요청 암호 대여 암호 반납 암호






12
12 27E3		 57E9 12 37D7
1543 12 3771
5493 12 47D7

12 51C4		 44D3 12 37DA
5421 12 37A4
8487 12 47A7

12 63F3		 91W7 12 3BD2
1547 12 399B
8488 12 47B7

12 72Q9		 99S1 12 C7D3
4156 12 3F77
1235 12 48F3

12 2E3WD34
(정기 대여용)
 AA4529
 12 AA4529
FE4317
 12 FE4317
요청 암호는 자전거 아이디와 시변코드를 포함하여 구성한다. 자전거 아이디와 시변코드는 문자 또는 숫자 단독으로 구성하거나 숫자와 문자의 조합으로 구성할 수 있다.
복수개 요청 암호는 자전거 아이디는 동일하나 시변코드는 다르다. 예를 들어 요청암호(12 27E3)는 자전거 아이디 12와 시변코드 27E3으로 구성한 것이며, 다른 요청암호(12 51C4)는 자전거 아이디 12와 시변코드 51C4로 구성한 것이다.
단말 제어부(22)는 대여 암호의 인증 요청 시 암호 저장부(22_1)에 저장된 복수개 대여 암호를 검색하여 일치하는 대여 암호가 있으면 잠금장치 구동부(23)를 제어하여 잠금장치(21_4)를 구동시킴으로서 잠금 해제할 수 있다.
저장부(24)는 자전거 아이디와 근거리 통신을 위한 통신 프로그램 및 단말 제어프로그램을 저장한다.
자전거 단말(21_1)은 각 구성부에 구동 전원을 제공하기 위한 전원부(25)를 포함하며, 전원부(25)는 충전 배터리를 포함할 수 있다. 실시예에서는 전원부(25)가 도시하지 않은 충전단자를 통해 전기 충전하는 충전 배터리로 구현된 것을 예시적으로 설명하였을 뿐 이에 한정하는 것은 아니며 태양전지를 이용하여 전기 충전하는 방식으로 구현할 수 있음은 물론이다.
전원부(25)의 충전 전원을 절약하기 위해 로컬 자전거 스테이션(10)에 자전거(20)를 주차한 상태에서는 불필요한 전력 소모를 줄일 필요가 있다. 이를 위해 평상 시 최소 전원을 사용하는 대기 모드로 있다가 사용자 명령을 입력 받으면 동작 모드로 전환하여 잠금장치(21_4)를 잠금 해제 또는 잠금 동작을 수행한다.
입력부(21_5)를 통한 사용자 명령의 직접 입력이 있거나 근거리통신부(26)를 이용하여 휴대 단말(50)과 근거리 통신하여 사용자 명령의 입력이 있는 경우, 단말 제어부(22)에 의해 동작 모드로 전환된다. 이때 단말 제어부(22)가 카운터(22_2)에 트리거 신호를 주어 동작 모드의 지속 시간을 카운트한다. 단말 제어부(22)는 동작 모드에서 일정 시간 동안 암호 정보의 입력이 없으면 자동적으로 대기 모드로 전환시켜 전력 소모를 줄인다.
도 4를 참고하여, 관리 서버(100)는 인증부(101), 암호 저장부(102), 통신부(103), 서버 제어부(104), 메시지 처리부(105), 이용자 DB(106), 대여 자전거 DB(107), 반납 자전거 DB(108)를 포함한다.
통신부(103)는 이동통신망을 통해 사용자 휴대 단말(50)과 통신하기 위한 통신 인터페이스로서, 서버 제어부(104)의 제어에 따라 암호 정보, 안내 메시지의 전송을 처리한다.
이용자 DB(106)는 회원 등록 시 부여한 사용자 아이디(ID)와 패스워드를 저장하고, 암호 저장부(102)는 자전거 아이디(ID)에 대응하는 자전거별 복수 대여 암호 또는 복수 반납 암호를 저장한다. 대여 암호와 반납 암호는 자전거 단말(21_1)에 저장된 암호 정보와 동일하게 사전 약정되어 있으며, 이에 따라 자전거 단말(21_1)과 관리 서버(100) 사이에 실시간으로 통신하지 않고 해당 자전거 이용을 허가받기 위한 인증 정보로 사용할 수 있다. 즉, 암호 저장부(102)는 적어도 하나의 자전거 단말(21_1)과 동일한 암호 체계를 가지고 있는데, 복수의 자전거에 대해 암호 정보만 다를 뿐 실질적으로 [표 1]과 동일한 암호 세트를 저장한다.
메시지 처리부(105)는 대여 과정과 반납 과정의 처리 결과를 단문 메시지로 서버 제어부(104)의 제어에 따라 사용자 휴대 단말(50)로 전송한다.
서버 제어부(104)는 통신부(103)를 매개로 휴대 단말(50)과 통신하는데, 이때 이동통신 기지국(60)으로부터 휴대 단말(50)에 대한 GPS 정보를 이용하여 대여 자전거 또는 반납 자전거에 대한 이용 현황과 주차 현황을 파악하고, 이러한 자전거 현황에 따라 대여 자전거 DB(107)와 반납 자전거 DB(108)를 업데이트할 수 있다.
도 5를 참고하여, 자전거 대여 시 자전거 단말(21_1)과 휴대 단말(50) 및 관리 서버(100)의 동작을 설명한다.
자전거 스테이션(10)에 주차된 자전거(20)를 대여하는 경우, 사용자가 자전거(20)에 설치된 자전거 단말(21_1)의 입력부(21_5)를 통해 대여 명령을 입력한다. 예를 들어 입력부(21_5)의 대여 버튼을 선택하여 대여 명령을 입력할 수 있다.
대여 명령에 응답하여, 단말 제어부(22)가 [표 1]암호세트에서 어느 하나의 요청 암호를 선택하고 그 요청 암호를 표시부(21_2)에 표시한다. 또한 선택적으로 근거리 통신부(26)를 통해 휴대 단말(50)로 요청 암호를 무선 전송할 수 있다.
사용자가 휴대 단말(50)의 자전거 관리용 어플리케이션을 활성화시키고 사용자 아이디(ID)와 패스워드를 포함한 사용자 인증 정보와 자전거 단말(21_1)로부터 획득한 요청 암호를 이동통신망의 중계기(61)를 통해 관리 서버(100)에 전송한다.
관리 서버(100)의 인증부(101)가 이용자 DB(106)를 검색하여 사용자 인증을 처리하고, 인증 성공 시 서버 제어부(104)가 전송받은 요청 암호에 대응하는 대여 암호를 암호 저장부(102)에서 선별하고, 선별된 대여 암호를 중계기(62)를 통해 휴대 단말(50)로 전송한다. 이때 암호 저장부(102)는 해당 자전거에 대해 복수 대여 암호로 구성한 암호세트를 마련하고 있으며, 해당 자전거의 대여 요청이 있을 때마다 순차적으로 어느 하나의 대여 암호를 선별할 수 있다. 즉 사용자 인증 후 정상적인 대여 과정을 거쳐 발행한 직전의 대여 암호와 중복되지 않은 대여 암호를 선별한다. 여기서 [표 2]암호세트는 자전거 단말(21_1)에 저장된 [표 1]암호세트와 실질적으로 동일하다.
사용 이력
(사용자 아이디)		 자전거
아이디		 요청 암호 대여 암호 반납 암호
KWS12





12
12 27E3		 57E9 12 37D7
JED23 1543 12 3771
LDG88 5493 12 47D7

12 51C4		 44D3 12 37DA
5421 12 37A4
8487 12 47A7

12 63F3		 91W7 12 3BD2
1547 12 399B
8488 12 47B7

12 72Q9		 99S1 12 C7D3
4156 12 3F77
1235 12 48F3
12 2E3WD34
(정기 대여용)		 AA4529 12 AA4529
FE4317 12 FE4317
휴대 단말(50)이 대여 암호를 전송받은 경우, 사용자가 직접 입력부(21_5)를 통해 대여 암호를 입력할 수 있다. 이와 다르게 휴대 단말(50)이 자전거 단말(21_1)의 근거리 통신부(26)와 근거리 통신하여 무선으로 자전거 단말(21_1)에 제공할 수도 있다.
단말 제어부(22)는 사용자로부터 제공받은 대여 암호가 기 제공된 요청 암호에 속하는 복수의 대여 암호 중 어느 하나에 해당하면 인증 처리한다. 즉, 암호 저장부(22_1)에 저장된 대여 암호와 일치하면 잠금장치 구동부(23)를 통해 잠금장치(21_4)를 구동시켜 잠금 해제시킨다. 그러면 사용자가 자전거 단말(21_1)의 잠금홀에 결속된 잠금줄(11_2)을 빼내서 자전거(20)를 이용할 수 있다. 만약 대여 암호가 불일치하면 잠금 상태를 유지한 상태로 표시부(21_2)를 통해 입력 오류를 표시하여 사용자가 대여 과정을 처음부터 반복하도록 안내한다.
관리 서버(100)는 휴대 단말(50)과 통신하는 과정에서 이동통신 기지국(60)으로부터 휴대 단말(50)의 GPS 정보를 제공받고, 이로부터 사용자 위치의 자전거 스테이션(10)의 소재를 파악하여 대여 자전거 DB(107)의 자전거 대여 현황을 업데이트한다. 그런 다음 관리 서버(100)의 메시지 처리부(105)가 대여 완료 메시지를 중계기(63)를 통해 사용자의 휴대 단말(50)로 전송한다.
도 5에서 설명의 편의상 중계기(61)(62)(63)를 구별하여 도시하였지만, 이동통신 기지국(60)의 접속 부하와 통신 환경에 따라 중계기를 선택적으로 사용할 수 있고 실질적으로 동일한 중계기를 사용하여 무선 통신해도 상관없다.
자전거 단말(21_1)이 대여 명령을 입력받은 경우, 단말 제어부(22)의 제어에 따라 카운터(22_2)를 이용하여 동작 시간을 카운트하며, 설정된 시간 동안 대여 암호의 입력이 없으면 사용자의 부주의에 의한 잘못된 대여 명령 입력으로 인식하고 불필요한 전력 소모를 방지하기 위하여 대기 모드로 전환한다. 대기 모드로 전환한 이후 대여 암호를 입력하려면 처음 부터 대여 명령을 입력해야 한다.
도 5의 실시예에서는 휴대 단말(50)의 GPS 정보를 제공받아 관리 서버(100)가 대여 자전거 DB를 업데이트하는 방법을 기술하고 있다. 그러나 이에 한정하는 것은 아니며, 사용자가 휴대 단말(50)을 이용하여 요청암호를 관리서버(100)에 전송하므로 요청암호에 거치대 아이디를 포함시키고, 이 요청암호의 거치대 아이디에 따라 자전거 주차 현황을 인식하여 대여 자전거 DB를 업데이트할 수도 있다.
이러한 경우 자전거 단말(21_1)이 거치대 아이디를 사용자로부터 직접 입력받아 요청암호를 생성하여 이용할 수 있다. 또 다른 예로서 거치대(11_1)에 거치대 아이디가 저장된 RF 칩을 마련하고, 자전거 단말(21_1)에 RF 리더기를 추가 구성하여, RF 리더기를 통해 판독된 거치대 아이디를 요청암호에 포함시켜 생성하고, 이를 사용자에게 제공하는 방법을 이용할 수 있다. 아래의 [표 3]암호세트는 대여 거치대 아이디와 반납 거치대 아이디를 포함한 경우이다.
거치대 아이디 자전거 아이디 요청 암호 대여 암호 반납 암호


대여 거치대
AD


반납 거치대
GN





9A
AD9A 26E3		 8939 GN9A 23D7
59R3 GN9A 17E1
32E3 GN9A 4747

AD9A 51C4		 51D3 GN9A 373A
9923 GN9A 37B4
12E4 GN9A 5747

AD9A 63F3		 43Q7 GN9A 3B32
51T4 GN9A 699B
1188 GN9A 47B7

AD9A 72Q9		 49S71 GN9A R125
3153 GN9A 3F77
2145 GN9A 48F3
AD9A 2E3WD34
(정기 대여용)		 AA4529 GN9A AC1223
FE4317 GN9A DS5934
한편 일정 기간 동안 대여하여 이용하는 정기 사용자에게 있어 자전거 대여할 때 마다 새로운 대여 암호를 제공받는 불편을 끼칠 수 있으므로, 이러한 이용 불편을 고려하여 정기 사용자에 대하여 동일한 정기 대여 암호를 가지고 일정 기간 제한 없이 자전거를 대여하는 동작에 대해서 도 6을 참고하여 설명한다.
정기 대여 암호를 최초 제공받는 과정은 앞서 설명한 일반적인 대여 명령을 제공받는 과정과 유사하다. 즉, 자전거 단말(21_1)에 정기 대여 명령을 입력하면, 단말 제어부(22)는 [표1]암호세트에서 정기 대여용 요청암호 12 2E3WD34를 사용자에게 제공하고, 사용자는 정기 대여용 요청암호를 관리 서버(100)에 전송하여 정기 대여 암호를 받는 과정을 거친다.
정기 대여 암호는 문자와 숫자를 복잡하게 조합한 코드배열을 가지고 일반 대여 암호에 비하여 많은 코드 수로 설정하여 도용 방지를 고려함이 바람직하다.
정기 대여 암호를 관리 서버(100)로부터 전송받은 경우, 사용자가 직접 입력하거나 휴대 단말(50)을 이용하여 자전거 단말(21_1)에 제공한다. 자전거 단말(21_1)이 정기 대여 암호의 입력에 대해 인증 성공 시 사용자는 잠금 해제된 대여 자전거를 이용할 수 있다. 이후 정기 사용자가 자전거를 대여할 경우 이전에 사용한 정기 대여 암호를 반복 이용하여 자전거를 대여할 수 있다. 정기 사용자가 자전거 대여를 종료하거나 또는 대여 중단 및 대여 기간 연장을 하고자 하면 자전거 관리센터를 방문하여 관리자의 허락을 받도록 한다. 이때 관리자가 자전거 단말(21_1)의 암호 저장부(22_1)의 암호 정보를 변경하여 불법적인 사용을 방지할 수 있다.
도 7 및 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 사용자 기반 자전거 관리 시스템의 대여 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
자전거 대여의 사전 절차로서 휴대 단말(50)을 이용하여 관리 서버(100)에 접속하여 자전거 관리용 어플리케이션을 내려받아 저장한다(200). 여기서 애플 스토어 또는 안드로이드 마켓과 같이 관리자에 운영하는 어플리케이션 플레이스에서 무상 또는 유상으로 자전거 관리용 어플리케이션을 구입하여 휴대 단말(50)에 저장할 수도 있다.
사용자에 의한 직접 입력 또는 휴대 단말(50)의 근거리 통신 기능을 이용하여 사용자 명령을 입력한다(202). 자전거 스테이션(10)에 주차된 자전거를 대여하기 위한 대여 명령인 경우(204의 예), 동작 모드로 전환하고 카운터(22_2)를 이용하여 동작 시간을 카운트하며, 표시부(21_2)에 요청암호를 표시한다(206). 여기서 선택적으로 근거리 통신부(26)를 통해 요청암호를 무선으로 휴대 단말(50)로 전송할 수 있다.
사용자가 휴대 단말(50)을 이용하여 사용자 인증 정보와 요청 암호를 관리 서버(100)에 전송하여 대여 신청을 하고(208), 사용자 인증이 성공하여(210의 예) 관리 서버(100)가 요청암호에 대응하는 복수 대여암호 중 어느 하나의 대여 암호를 휴대 단말(50)에 전송한다(212).
카운터(22_2)로 카운트한 시간이 설정 시간(S1)을 경과하면(214의 예) 대여 명령에 응답하여 생성한 암호세트의 대여암호를 무효화시키고, 대기 모드로 전환하여 불필요한 전력 소모를 줄인다(215).
카운터(22_2)로 카운트한 시간이 설정 시간(S1)을 경과하지 않은 경우(214의 아니오) 사용자가 전송받은 대여 암호를 직접 입력하거나 휴대 단말(50)을 이용하여 대여 암호를 자전거 단말(21_1)에 제공한다(216).
단말 제어부(22)는 사용자로부터 제공받은 대여 암호와 암호 저장부(22_1)의 암호세트에 있는 대여 암호를 비교하여 인증 처리한다. 이때 제공받은 대여 암호가 요청암호에 대응하는 복수의 대여 암호에 해당하면 인증 성공으로 처리한다(218).
대여 암호 인증이 실패하면(218의 아니오) 잠금 상태를 유지하고 표시부(21_2)에 입력 오류를 표시하여 사용자가 올바른 암호를 입력할 수 있도록 안내한다(219). 여기서 또한 선택적으로 근거리 통신부(26)를 통해 암호 인증 실패에 따른 암호의 오류 입력 정보를 휴대 단말(50)로 전송할 수 있다.
대여 암호에 대한 인증이 성공하면(218의 예), 단말 제어부(22)가 잠금장치 구동부(23)를 제어하여 잠금장치(21_4)를 구동시켜 잠금 해제한다(220). 그러면 사용자가 자전거 단말(21_1)의 잠금홀에 결속되어 있던 거치대(11_1)의 잠금줄(11_2)를 빼내서 자전거를 이용할 수 있다.
한편, 사용자 명령이 정기 대여 명령이면(205의 예), 동작 모드로 전환하고 카운터(22_2)를 이용하여 동작 시간을 카운트한다(232).
정기 대여 암호가 없는 경우(234의 아니오), 사용자가 자전거 단말(21_1)에 정기 대여 명령을 입력하여 정기 대여용 요청암호를 제공받고, 휴대 단말(50)을 이용하여 사용자 인증 정보와 함께 정기 대여용 요청암호를 관리 서버(100)에 전송한다(236). 사용자 인증이 성공하면(238의 예) 관리 서버(100)가 휴대 단말(50)로 정기 대여 암호를 전송한다(240).
카운터(22_2)로 카운트한 시간이 설정 시간을 경과하면(242의 예) 정기 대여 명령에 응답하여 생성한 암호세트의 정기 대여암호를 무효화시키고, 대기 모드로 전환하여 불필요한 전력 소모를 줄인다(243).
카운터(22_2)로 카운트한 시간이 설정 시간을 경과하지 않은 경우(242의 아니오) 사용자는 관리 서버(100)로부터 제공받은 정기 대여 암호를 직접 입력 또는 휴대 단말(50)의 근거리 통신을 이용하여 자전거 단말(21_1)에 제공한다(244).
단말 제어부(22)는 정기 대여 암호에 대해 인증 처리한다. 정기 대여 암호에 대한 인증이 성공하면(246의 예), 단말 제어부(22)가 잠금장치 구동부(23)를 제어하여 잠금장치(21_4)를 구동시켜 잠금 해제한다(248). 그러면 사용자가 자전거 단말(21_1)의 잠금홀에 결속되어 있던 거치대(11_1)의 잠금줄(11_2)를 빼내서 자전거를 이용할 수 있다.
정기 대여 암호에 대한 인증이 실패하면(246의 아니오) 잠금 상태를 유지하고 표시부(21_2)에 입력 오류를 표시하여 사용자가 올바른 암호를 입력하도록 안내한다(247). 여기서 또한 선택적으로 근거리 통신부(26)를 통해 암호 인증 실패에 따른 암호의 오류 입력 정보를 휴대 단말(50)로 전송할 수 있다.
도 9 및 도 10을 참고하여, 대여 자전거를 자전거 스테이션(10)에 반납하는 동작을 설명한다. 도 1에 도시한 바와 같이, 거치대(11_1)의 잠금줄(11_2)에 자전거(20)를 잠금시켜 반납 완료하는 것을 예시하여 설명한다. 여기서 처음 대여 받은 자전거 스테이션(10)은 물론 다른 장소에 마련한 어떠한 자전거 스테이션에 설비된 거치대(11_1)에 대여 자전거(20)를 잠금시켜 반납할 수 있다.
자전거 단말(21_1)의 잠금홀에 거치대(11_1)의 잠금줄(11_2)을 끼운 상태에서 사용자가 자전거 단말(21_1)의 입력부(21_5)를 통해 반납 명령을 입력한다. 예를 들어 입력부(21_5)의 반납 버튼을 선택하여 반납 명령을 입력할 수 있다(260).
반납 명령이 입력되면(262의 예), 단말 제어부(22)가 잠금장치 구동부(23)를 제어하여 잠금장치(21_4)를 구동시켜 거치대(11_1)의 잠금줄(11_2)를 결속한다. 잠금 상태에서 단말 제어부(22)가 표시부(21_2)에 반납 암호를 표시한다(264). 이때 반납 암호는 대여 시 기 제공된 요청 암호에 대응하는 복수의 반납 암호 중에서 어느 하나의 반납 암호를 선택한다. 여기서 또한 선택적으로 근거리 통신부(26)를 통해 반납 암호를 휴대 단말(50)로 무선 전송할 수 있다.
사용자가 휴대 단말(50)의 자전거 관리용 어플리케이션을 활성화시키고 사용자 ID와 패스워드를 포함한 사용자 인증 정보와 자전거 단말(21_1)로부터 획득한 반납 암호를 이동통신망의 중계기(61)를 통해 관리 서버(100)에 전송하여 자전거 반납 처리를 요청한다(266).
관리 서버(100)의 인증부(101)가 이용자 DB(106)를 검색하여 사용자 인증 처리한다. 사용자 인증 실패하면 메시지 처리부(105)를 통해 오류 메시지를 휴대 단말(50)로 전송한다.
사용자 인증 성공 시 관리 서버(100)는 반납 암호가 대여 시 제공받은 요청암호에 대응하는 복수의 반납 암호 중 어느 하나에 해당하면 인증 성공으로 처리한다. 그런 다음 휴대 단말(50)과 통신하는 과정에서 이동통신 기지국(60)으로부터 휴대 단말(50)의 GPS 정보를 제공받고, 이로부터 사용자가 위치한 자전거 스테이션(10)의 소재를 파악하여 반납 자전거 DB(108)의 자전거 반납 현황을 업데이트한다. 그런 다음 관리 서버(100)의 메시지 처리부(105)가 반납 완료 메시지를 중계기(63)를 통해 사용자의 휴대 단말(50)로 전송한다.
실시예와 다르게 [표3]암호세트와 같이 반납암호에 거치대 아이디가 포함된 경우 거치대 아이디에 따라 반납 자전거의 위치를 파악하여 반납 자전거 DB(108)를 업데이트할 수도 있다.
자전거 반납 시 자전거 단말(21_1)은 반납 명령을 입력받는다. 이때 단말 제어부(22)의 제어에 따라 카운터(22_2)를 이용하여 동작 시간을 카운트하며, 설정된 시간(S2)을 경과하면(268) 잠금줄(11_2)에 결속되어 반납 완료된 것으로 인식하고 불필요한 전력 소모를 방지하기 위하여 대기 모드로 전환한다(270).
앞서 설명한 도 9 및 도 10에서 자전거 반납 과정은 자전거 단말(21_1)에서 잠금한 후 반납암호를 표시하고, 이 반납암호를 휴대 단말(50)을 이용하여 관리 서버(100)에 전송하여 반납 자전거를 업데이트하는 방식으로, 사용자가 정상적으로 자전거를 잠금시킨 상태에서 반납 처리가 이루어질 수 있다.
도 11 및 도 12에 예시한 바와 같이, 단일 거치대(11_1)에 제1자전거(20)를 잠금하고, 제1자전거(20)를 매개로 제2자전거(30)를 잠금할 수 있다. 이때 제1자전거(20)의 자전거 단말(21_1)에 일측이 연결된 셀프 잠금줄(21_3)은 거치대(11_1)에 일측이 연결된 잠금줄(11_2)과 실질적으로 동일한 구조와 기능을 수행할 수 있도록 공동 규격으로 잠금줄을 제작한다.
제1자전거 단말(21_1)의 잠금홀에 거치대(11_1)의 잠금줄(11_2)을 결속시켜 잠금하고, 동시에 제1자전거(20)의 셀프 잠금줄(21_3)을 제2자전거 단말(31_1)의 잠금홀에 결속시켜 잠금하며, 제2자전거(30)의 셀프 잠금줄(31_3)을 제3자전거 단말(41_1)의 잠금홀에 결속시켜 잠금할 수 있다. 이와 같이 단일 거치대(11_1)에 복수개 자전거(20)(30)를 체인 연결하면 많은 자전거를 자전거 스테이션(10)의 적은 공간에 주차할 수 있다. 또한 거치대(11_1)에 직접 연결되어 잠금된 제1자전거(20)와 제1자전거(20)를 매개로 잠금된 제2자전거(30)를 대여 또는 반납하는 과정에 있어서 사용자 휴대 단말(50)을 이용하여 관리 서버(100)와 통신하는 방식은 앞서 설명한 동작과 실질적으로 기능상 동일하다.
이하에서 설명하는 실시예에서는 자전거 단말과 관리 서버에서 대여 또는 반납 처리를 위해 사용하는 암호 정보를 실시간으로 생성하는 방식을 적용하고, 이렇게 생성한 암호 정보를 이용하여 암호 인증을 처리하는 기술을 제시한다.
도 13에서, 자전거 단말(21_12)은 단말 제어부(22), 표시부(21_2), 입력부(21_5), 잠금장치 구동부(23), 저장부(24), 전원부(25), 근거리 통신부(26)를 포함하고, 이들 구성 요소는 앞서 설명한 도 3의 구성과 기능상 동일하다.
자전거 단말(21_12)은 일자와 시간 정보를 제공하는 시계부(28)와, 시계부(28)의 시간 정보와 자전거 아이디(ID)를 조합하여 약정된 암호 생성 알고리즘에 따라 암호를 생성하여 [표4]암호생성 태이블을 만드는 암호 생성부(27)를 포함한다.
구분 자전거 ID 시간 정보(시, 분) 대여 암호 / 반납 암호

대여
12
오전 10시 11분
 12 50A7 12 75S8
12 06C0 12 14B1
12 31E4 12 39D5

반납
오후 2시 35분		 12 17N9 12 98W2
12 55H3 12 85Q3
12 95F9 12 15T5
도 14에서, 관리 서버(100_1)는 인증부(101), 통신부(103), 서버 제어부(104), 메시지 처리부(105), 이용자 DB(106), 대여 자전거 DB(107), 반납 자전거 DB(108)를 포함하고, 이들 구성 요소는 앞서 설명한 도 4의 구성과 기능상 동일하다.
관리 서버(100_1)는 시간 정보와 휴대 단말(50)로부터 전송받은 자전거 아이디(ID)를 조합하여 약정된 암호 생성 알고리즘에 따라 암호를 생성하여 [암호 생성 테이블]을 만드는 암호 생성부(102_1)를 포함한다.
자전거 단말(21_12)의 암호 생성부(27)와 관리 서버(100_1)의 암호 생성부(102_1)가 만드는 [암호 생성 테이블]은 동일한 알고리즘을 적용하기 때문에 주어지는 시간 정보(구체적으로 시간 범위)와 자전거 아이디(ID)가 동일하면 동일한 암호들로 구성된 암호 세트를 생성할 수 있다. 여기서 시간 정보는 암호 생성 알고리즘에 의해 동일한 암호를 생성할 수 있는 일정한 시간 범위(예를 들어 10분)를 의미한다.
대여 과정 또는 반납 과정에서 관리 서버(100_1)의 암호 생성과 자전거 단말(21_12)에서의 암호 생성에 있어 시기 차이가 있다. 이에 따라 어느 일측에서 암호 인증하는 경우, 암호 인증하려는 암호 정보의 대상 범위를 고려할 필요가 있다.
예를 들어 자전거 단말(21_12)에서 오전 10시 11분에 대여 암호를 생성하고, 이로부터 5분이 경과한 오전 10시 16분에 관리 서버(100_1)에 인증 요청을 한 경우, 관리 서버(100_1)는 요청 시점(오전 10시 16분)부터 이전 시간 예를 들어 설정 시간(10분)만큼 과거로 돌아간 시점(오전 10시 6분) 까지 시간 범위를 설정한 후, 이 시간 범위에서 자전거 아이디를 조합하여 생성할 수 있는 모든 암호 정보와 휴대 단말(50)로부터 제공받은 대여 암호를 비교하여 인증 처리한다.
도 15 및 도 16을 참고하여, 자전거 대여 처리 동작을 설명한다.
자전거(20)에 자전거 단말(21_12)을 설치 시 초기화를 수행하고, 시계부(28)에 현재 시간을 설정하여 시계 기능을 활성화한다.
자전거 대여의 사전 절차로서 휴대 단말(50)을 이용하여 관리 서버(100_1)에 접속하여 자전거 관리용 어플리케이션을 내려받아 저장한다(300). 여기서 애플 스토어 또는 안드로이드 마켓과 같이 관리자에 운영하는 어플리케이션 플레이스에서 무상 또는 유상으로 자전거 관리용 어플리케이션을 구입하여 휴대 단말(50)에 저장할 수도 있다.
사용자가 자전거 단말(21_12)에 대여 암호를 제공하기 이전 절차로 사용자에 의한 직접 입력 또는 휴대 단말(50)의 근거리 통신 기능을 이용하여 자전거 단말(21_12)에 대여 명령을 입력한다(312)(314).
자전거 스테이션(10)에 주차된 자전거 아이디(ID)를 획득한다(302). 여기서 자전거(20)에 부착된 자전거 아이디로부터 사용자가 직접 획득하거나 자전거 단말(21_12)로부터 제공받아 획득할 수 있다. 여기서 사용자는 자전거 단말(21_12)의 표시부(21_2)에 표시되거나 근거리 통신부(26)를 통해 무선 전송된 자전거 아이디를 휴대 단말(50)로 제공받아 획득할 수 있다.
사용자가 휴대 단말(50)를 이용하여 사용자 인증 정보와 자전거 아이디(ID)를 관리 서버(100)에 전송하여 대여 신청을 하고(304), 사용자 인증이 성공하여(306의 예) 관리 서버(100)가 시계 정보와 자전거 아이디(ID)를 조합하여 [암호 생성 테이블]을 생성하고(308), 생성한 [암호 생성 테이블]의 암호 세트에서 어느 하나의 대여 암호를 선택한 후 선택한 대여 암호를 휴대 단말(50)에 전송한다(310). 사용자가 대여 암호를 직접 입력하거나 휴대 단말(50)의 근거리 통신을 이용하여 대여 암호를 자전거 단말(21_12)에 제공한다(316).
자전거 단말(21_12)의 단말 제어부(22)는 대여 암호의 제공 시점에서의 시간 정보와 자전거 아이디(ID)를 조합하여 [암호 생성 테이블]을 생성하는데, 관리 서버(100_1)에서의 암호 생성 시점과 차이가 있는 점을 고려하여, 대여 암호의 제공 시점부터 일정한 시간(T1) 까지 대상 범위를 정하여 대여 암호를 모두 생성한다.
그런 다음 단말 제어부(22)가 사용자에 의해 제공된 대여 암호가 있는지 생성한 암호 세트의 대여 암호를 검색하고(318), 일치하는 대여 암호가 없어 대여 암호 인증이 실패하면(320의 아니오) 잠금 상태를 유지하고 표시부(21_2)에 입력 오류를 표시하여 사용자가 올바른 암호를 제공할 수 있도록 안내한다(321). 여기서 또한 선택적으로 근거리 통신부(26)를 통해 암호 인증 실패에 따른 암호의 오류 입력 정보를 휴대 단말(50)로 전송할 수 있다.
일치하는 대여 암호가 있으면 단말 제어부(22)가 잠금장치 구동부(23)를 제어하여 잠금장치(21_4)를 구동시켜 잠금 해제한다(322). 그러면 사용자가 자전거 단말(21_12)의 잠금홀에 결속되어 있던 거치대(11_1)의 잠금줄(11_2)를 빼내서 자전거를 이용할 수 있다.
관리 서버(100_1)는 휴대 단말(50)과 통신하는 과정에서 이동통신 기지국(60)으로부터 휴대 단말(50)의 GPS 정보를 제공받고, 이로부터 사용자 위치의 자전거 스테이션(10)의 소재를 파악하여 대여 자전거 DB(107)의 자전거 대여 현황을 업데이트한다. 그런 다음 관리 서버(100_1)의 메시지 처리부(105)가 대여 완료 메시지를 중계기(63)를 이용하여 사용자의 휴대 단말(50)로 전송한다.
도 17 및 도 18을 참고하여, 자전거 반납 처리 동작을 설명한다.
자전거(20)에 자전거 단말(21_12)을 설치 시 초기화를 수행하고, 시계부(28)에 현재 시간을 설정하여 시계 기능을 활성화한다.
자전거 단말(21_12)의 잠금홀에 거치대(11_1)의 잠금줄(11_2)을 끼운 상태에서 사용자가 자전거(20)에 설치된 자전거 단말(21_12)의 입력부(21_5)를 통해 반납 명령을 입력한다(330).
반납 명령이 입력되면(332의 예), 단말 제어부(22)가 잠금장치 구동부(23)를 제어하여 잠금장치(21_4)를 구동시켜 거치대(11_1)의 잠금줄(11_2)을 결속하므로서 자전거를 잠금한다(334).
잠금 상태에서 암호 생성부(27)가 반납 명령의 입력 시점에 대응하는 시간 정보와 자전거 ID를 조합하여 [암호 생성 테이블]을 생성하고, 단말 제어부(22)가 생성한 [암호 생성 테이블]의 암호 세트에서 어느 하나의 반납 암호를 선별하여 표시부(21_2)에 표시한다(336). 여기서 또한 선택적으로 근거리 통신부(26)를 통해 무선 전송된 반납 암호를 휴대 단말(50)을 통해 제공받을 수 있다.
사용자가 휴대 단말(50)의 자전거 관리용 어플리케이션을 활성화시키고 사용자 ID와 패스워드를 포함한 사용자 인증 정보와 자전거 단말(21_12)로부터 획득하고 자전거 아이디(ID)가 포함된 반납 암호를 이동통신망의 중계기(61)를 통해 관리 서버(100_1)에 전송하여 자전거 반납을 요청한다(338).
관리 서버(100_1)의 인증부(101)가 이용자 DB(106)를 검색하여 사용자 인증 정보에 대해 인증 처리하고, 반납 암호에 포함된 자전거 아이디(ID)와 현재 시간 정보를 이용하여 암호 생성부(102_1)에 의해 생성된 [암호 생성 테이블]을 검색하여 반납 암호에 대해 인증 처리한다.
사용자 인증과 반납 암호 중 어느 하나가 인증 실패하면(340의 아니오) 메시지 처리부(105)를 통해 오류 메시지를 휴대 단말(50)로 전송한다(342). 사용자 인증과 반납 암호 모두 인증 성공하면(340의 예) 관리 서버(100_1)는 휴대 단말(50)과 통신하는 과정에서 이동통신 기지국(60)으로부터 휴대 단말(50)의 GPS 정보를 제공받고, 이로부터 사용자가 위치한 자전거 스테이션(10)의 소재를 파악하여 반납 자전거 DB(108)의 자전거 반납 현황을 업데이트한다. 그런 다음 관리 서버(100_1)의 메시지 처리부(105)가 반납 완료 메시지를 중계기(63)를 이용하여 사용자의 휴대 단말(50)로 전송한다.
관리 서버(100_1)는 휴대 단말(50)과 통신하는 과정에서 이동통신 기지국(60)으로부터 휴대 단말(50)의 GPS 정보를 제공받고, 이로부터 사용자 위치의 자전거 스테이션(10)의 소재를 파악하여 반납 자전거 DB(107)의 자전거 반납 현황을 업데이트한다. 그런 다음 관리 서버(100_1)의 메시지 처리부(105)가 반납 완료 메시지를 중계기(63)를 통해 사용자의 휴대 단말(50)로 전송한다.
도 17의 실시예에서는 휴대 단말(50)의 GPS 정보를 제공받아 관리 서버(100_1)가 반납 자전거 DB를 업데이트하는 방법을 기술하고 있다. 그러나 이에 한정하는 것은 아니며, 사용자가 휴대 단말(50)을 이용하여 반납암호를 관리서버(100_1)에 전송하므로 반납암호에 거치대 아이디와 자전거 아이디를 포함시키고, 이 거치대 아이디와 자전거 아이디에 따라 자전거 주차 현황을 인식하여 반납 자전거 DB를 업데이트할 수도 있다.
이러한 경우 자전거 단말(21_12)이 거치대 아이디를 사용자로부터 직접 입력받아 반납암호를 생성할 수 있다. 또 다른 예로서 거치대(11_1)에 거치대 아이디가 저장된 RF 칩을 마련하고, 자전거 단말(21_12)에 RF 리더기를 추가 구성하여, RF 리더기를 통해 판독된 거치대 아이디를 반납암호에 포함시켜 생성하고, 이를 사용자에게 제공하는 방법을 이용할 수 있다.
1 : 사용자 기반 자전거 관리 시스템
10 : 로컬 자전거 스테이션
11_1, 12_1 : 거치대 11_2, 12_2 : 잠금줄
20, 30, 40 : 자전거 21_1, 21_12, 31_1, 41_1 : 자전거 단말
21_2, 31_2, 41_2 : 표시부 21_3, 31_3, 41_3 : 셀프 잠금줄
21_4, 31_4, 41_4 : 잠금장치 21_5, 31_5, 41_5 : 입력부
22 : 단말 제어부 22_1 : 암호 저장부
22_2 : 카운터 23 : 잠금장치 구동부
24 : 저장부 25 : 전원부
26 : 근거리 통신부 27 : 암호 생성부
28 : 시계부 50 : 휴대 단말
60 : 이동통신 기지국 61, 62, 63 : 중계기
100, 100_1 : 관리 서버 101 : 인증부
102 : 암호 저장부 102_1 : 암호생성부
103 : 통신부 104 : 서버 제어부
105 : 메시지 처리부 106 : 이용자 DB
107 : 대여자전거 DB 108 : 반납자전거 DB

Claims (23)

  1. 자전거 주차 공간에 거치대를 고정 설치하고 자전거의 대여 또는 반납을 관리하기 위한 로컬 자전거 스테이션;
    상기 거치대의 잠금줄을 결속하여 자전거를 잠금하는 잠금장치를 포함하고, 대여 또는 반납 시 상기 잠금장치를 구동하여 자전거를 잠금하거나 잠금해제하는 자전거 단말;
    상기 자전거 대여 또는 반납에 대한 인증 여부를 판단하는 자전거 단말이나 관리 서버에 인증 정보를 제공하기 위한 휴대 단말;
    상기 자전거 단말과 약속된 암호세트를 가지며, 상기 휴대 단말로부터 제공받은 대여 요청암호에 대응한 대여암호를 암호세트에서 선별하여 상기 휴대 단말로 전달하거나 상기 휴대 단말로부터 제공받은 반납 암호를 암호세트에서 검색하여 반납을 인증 처리하는 관리 서버;를 포함하되,
    상기 자전거 단말은 자전거 대여를 원하는 사용자의 대여 명령에 응답하여 암호세트에서 어느 하나의 요청 암호를 표시부에 표시하거나 근거리 통신으로 사용자의 휴대 단말에 전송하여 사용자에게 알려주고, 사용자로부터 직접 입력되거나 사용자 휴대 단말로부터 제공받은 대여 암호가 상기 제공된 요청 암호에 대응한 복수의 대여 암호 중 어느 하나의 대여 암호와 일치하면 인증 성공으로 인식하여 상기 잠금장치를 구동하여 대여를 원하는 자전거를 잠금해제시키고, 자전거 반납을 원하는 사용자의 반납 명령에 응답하여 상기 잠금장치를 구동하여 반납을 원하는 자전거를 잠금시킨 상태에서 자전거 대여 시 제공된 요청암호에 대응한 복수의 반납 암호 중 어느 하나의 반납 암호를 선별하여 사용자에게 제공하는 사용자 기반 자전거 관리 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 자전거 단말로부터 획득한 반납 암호를 상기 휴대 단말을 통해 상기 관리 서버로 전송하는 경우,
    상기 관리 서버가 상기 휴대 단말로부터 전송받은 반납 암호가 암호세트에 있으면 인증 성공으로 인식하여 반납 처리를 승인하는 사용자 기반 자전거 관리 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 요청 암호는 자전거 아이디와 시변코드를 포함하여 구성하고,
    상기 시변 코드는 문자와 숫자 중 어느 하나만으로 단독 구성하거나 문자와 숫자를 조합하여 구성하는 사용자 기반 자전거 관리 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 자전거 단말이 상기 시변코드에 따라 구별할 수 있는 복수의 요청 암호 중 어느 하나의 요청 암호를 선택하여 제공하되,
    상기 대여 명령의 발생 시기에 따라 새로 제공된 요청 암호는 정상적인 대여 과정을 통해 직전에 제공된 요청 암호와 다르게 한 사용자 기반 자전거 관리 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 자전거 단말은 단말 제어부와 카운터와 구동 전원을 제공하는 전원부를 포함하고,
    상기 단말 제어부는 대여 명령의 입력 시점부터 설정 시간이내에 상기 대여 암호를 제공받지 못한 경우 자전거 단말에서 생성한 대여 암호를 무효화시키는 사용자 기반 자전거 관리 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 자전거 단말은 단말 제어부와 카운터와 구동 전원을 제공하는 전원부를 포함하고,
    상기 단말 제어부는 대여 명령의 입력 시점부터 설정 시간이내에 상기 대여 암호를 제공받지 못한 경우 상기 전원부의 전력 소모를 줄이기 위해 대기 모드로 전환시키는 사용자 기반 자전거 관리 시스템.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 자전거 단말은 상기 요청암호와 상기 반납 암호를 표시하는 표시부를 포함하고,
    상기 표시부가 암호 인증 실패 시 암호의 오류 입력을 표시하는 사용자 기반의 자전거 관리 시스템.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 자전거 단말은 상기 요청암호와 상기 반납 암호를 상기 휴대 단말로 무선 전송하는 근거리 통신부를 포함하고,
    상기 근거리 통신부가 암호 인증 실패 시 암호의 오류 입력 정보를 전송하는 사용자 기반의 자전거 관리 시스템.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 관리 서버는 상기 휴대 단말과 통신하는 과정에서 이동통신 기지국으로부터 제공받은 GPS 정보를 이용하여 상기 로컬 자전거 스테이션의 소재를 파악하여 대여 자전거 현황을 업데이트하는 사용자 기반의 자전거 관리 시스템.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 관리 서버가 상기 휴대 단말로부터 요청암호 대신 자전거 아이디를 전송받은 경우, 자전거 아이디를 이용하여 생성한 암호 세트에서 어느 하나의 대여 암호를 선정하여 상기 휴대 단말로 전송하는 사용자 기반 자전거 관리 시스템.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 관리 서버는 상기 휴대 단말에 새로 제공한 대여 암호는 정상적인 대여 과정을 통해 직전에 제공된 대여 암호와 다르게 한 사용자 기반 자전거 관리 시스템.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 휴대 단말로부터 정기 대여를 요청받은 경우, 상기 관리 서버가 일정 기간 동안 사용할 수 있도록 상기 자전거 단말과 약속된 정기 대여 암호를 상기 휴대 단말로 제공하는 사용자 기반 자전거 관리 시스템.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 자전거 단말은 단말 제어부와 카운터와 구동 전원을 제공하는 전원부를 포함하고,
    상기 단말 제어부는 대여 명령의 입력 시점부터 설정 시간이내에 상기 정기 대여 암호를 제공받지 못한 경우 자전거 단말에서 생성한 정기 대여 암호를 무효화시키는 사용자 기반 자전거 관리 시스템.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 자전거 단말은 단말 제어부와 카운터와 구동 전원을 제공하는 전원부를 포함하고,
    상기 단말 제어부는 대여 명령의 입력 시점부터 설정 시간이내에 상기 정기 대여 암호를 제공받지 못한 경우 상기 전원부의 전력 소모를 줄이기 위해 대기 모드로 전환시키는 사용자 기반 자전거 관리 시스템.
  15. 제5항에 있어서,
    상기 단말 제어부는 반납 명령에 응답하여 상기 거치대의 잠금줄을 잠금하고, 잠금 상태에서 설정 시간이 경과하면 상기 전원부의 전력 소모를 줄이기 위해 대기 모드로 전환하는 사용자 기반 자전거 관리 시스템.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 단말 제어부는 반납 명령에 따라 선별된 반납 암호와 자전거 아이디를 표시부에 표시하거나 근거리 통신을 통해 사용자에게 알려주고,
    상기 휴대 단말을 이용하여 제공받은 반납 암호를 상기 관리 서버에 전송하며,
    상기 관리 서버는 반납 암호의 인증 성공 시 상기 휴대 단말과 통신하는 과정에서 이동통신 기지국으로부터 제공받은 GPS 정보를 이용하여 상기 로컬 자전거 스테이션의 소재를 파악하여 반납 자전거 현황을 업데이트하는 사용자 기반 자전거 관리 시스템.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 단말 제어부는 반납 명령에 따라 거치대 아이디와 자전거 아이디를 포함한 반납 암호를 사용자에게 제공하고,
    상기 휴대 단말을 이용하여 제공받은 반납 암호를 상기 관리 서버에 전송하며,
    상기 관리 서버는 반납 암호의 인증 성공 시 거치대 아이디와 자전거 아이디를 이용하여 반납 자전거 현황을 업데이트하는 사용자 기반 자전거 관리 시스템.
  18. 제15항에 있어서,
    상기 자전거 단말이 거치대 아이디를 사용자로부터 직접 입력받고 거치대 아이디를 포함시켜 반납 암호를 생성하는 사용자 기반 자전거 관리 시스템.
  19. 제15항에 있어서,
    상기 거치대에 RF 칩을 마련하고 상기 자전거 단말에 RF 리더기를 마련한 경우, 상기 자전거 단말이 RF 리더기를 통해 판독된 거치대 아이디를 반납암호에 포함시켜 생성하는 사용자 기반 자전거 관리 시스템.
  20. 제1항에 있어서,
    상기 거치대의 잠금줄에 제1자전거의 자전거 단말을 잠금하고, 상기 제1자전거의 자전거 단말의 잠금줄에 제2자전거의 자전거 단말을 잠금하여 상기 제1 및 제2자전거를 체인 연결하는 경우,
    상기 제2자전거의 자전거 단말로부터 획득한 요청 암호를 상기 휴대 단말로 전송하여 상기 관리 서버로부터 제공받은 대여 암호로 상기 제1자전거에 체인 연결된 제2자전거를 대여하는 사용자 기반 자전거 관리 시스템.
  21. 제1항에 있어서,
    상기 자전거 단말은 시간 정보를 제공하는 시계부와 암호 생성부 및 단말 제어부를 포함하고,
    상기 암호 생성부는 암호 생성 알고리즘을 이용하여 상기 시계부의 시간 정보와 자전거 아이디를 조합하여 암호 세트를 생성하며,
    상기 단말 제어부는 사용자로부터 제공받은 대여 암호가 상기 암호 생성부에 의해 생성한 암호 세트의 대여 암호를 비교하여 대여 암호를 인증 처리하는 사용자 기반 자전거 관리 시스템.
  22. 제21항에 있어서,
    상기 단말 제어부는 상기 관리 서버의 암호 생성과 상기 자전거 단말의 암호 생성에 있어 생성 시점에 차이가 발생할 수 있으므로 사용자에 의해 대여 암호의 제공 시점보다 앞선 설정 시간 이내에 생성된 대여 암호이면 인증 성공으로 처리하는 사용자 기반 자전거 관리 시스템.
  23. 제21항에 있어서,
    상기 단말 제어부는 반납 명령에 응답하여 상기 거치대의 잠금줄을 잠금하고, 잠금 상태에서 상기 암호 생성부에 의해 생성되고 거치대 아이디와 자전거 아이디를 포함한 반납 암호를 사용자에게 제공하고,
    상기 휴대 단말로 제공받은 반납 암호를 상기 관리 서버에 전송하며,
    상기 관리 서버는 상기 자전거 단말에서와 동일한 암호 생성 알고리즘을 이용하여 자전거 아이디와 시간 정보를 조합하여 암호 세트를 생성하며, 상기 휴대 단말로부터 전송받은 반납 암호가 자체 생성한 암호 세트에 해당하면 반납 암호의 인증 성공을 인정하고, 반납 암호의 인증 성공 시 거치대 아이디와 자전거 아이디를 이용하여 반납 자전거 현황을 업데이트하는 사용자 기반 자전거 관리 시스템.
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