KR101840013B1 - 음파 통신을 이용한 근거리 결제 시스템 - Google Patents

음파 통신을 이용한 근거리 결제 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명의 실시 형태는 결제 모드로 동작시에, 카드정보가 포함된 음파 신호인 카드정보 음파 신호를 송신하는 사용자 단말기; 상기 카드정보 음파 신호를 수신하는 경우, 카드정보 음파 신호에서 카드정보를 추출한 후, 추출한 카드정보에 매칭되는 자기장을 발생시키는 자기장 변환기; 및 상기 자기장 변환기로부터 발생되는 자기장을 이용하여 결제 처리를 수행하는 MST 결제기;를 포함할 수 있다.

Description

음파 통신을 이용한 근거리 결제 시스템{Proximity payment system using inaudible sound wave technology}
본 발명은 근거리 결제 시스템으로서, 음파 통신을 이용하여 자기장 및 RS 통신 결제가 가능하도록 하는 음파 통신을 이용한 근거리 결제 시스템에 관한 것이다.
기존 기술은 특정 스마트폰에 내장된 H/W를 기반으로 구동이 되므로 특정 H/W제조사에서 제공한 특정 단말기에서만 사용이 가능하였다.
스마트폰을 활용한 모바일 페이(Pay) 시장이 확산됨에 따라 각종 모바일 페이 앱(Pay App)들이 서비스되고 있으나 기존 오프라인 인프라를 적절히 활용하지 못하여 서비스에 큰 불편함을 주고 있는 현실이다.
이를 극복하기 위한 기술이 스마트폰과 기존의 MST(Magnetic Secure Transmission) 결제 단말기 간의 비접촉 통신을 통한 데이터 전송방식이 서비스되고 있으나 이는 특정 제조사의 특정 단말기에서만 해당 기능을 사용할 수 있어 이 또한 완벽한 해결책이 되지는 못한다.
이에 특정 제조사의 특정 단말기뿐만 아니라 모든 다양한 단말기에서도 MST 결제 단말기간의 비접촉 통신을 통한 데이터 전송이 이루어지도록 할 필요성이 절실하다.
한국등록특허 10-1568314
본 발명의 기술적 과제는 스마트폰이 음파통신을 이용하여 기존의 자기장(마그네틱) 보안 전송하는 MST(Magnetic Secure Transmission) 단말기와 데이터를 송신 및 수신할 수 있도록 하는데 있다.
본 발명의 실시 형태는 결제 모드로 동작시에, 카드정보가 포함된 음파 신호인 카드정보 음파 신호를 송신 및 수신하는 사용자 단말기; 상기 카드정보 음파 신호를 수신하는 경우, 카드정보 음파 신호에서 카드정보를 추출한 후, 추출한 카드정보에 매칭되는 자기장을 발생시키는 자기장 변환기; 및 상기 자기장 변환기로부터 발생되는 자기장을 이용하여 결제 처리를 수행하는 MST 결제기;를 포함할 수 있다.
상기 자기장 변환기는, 미리 설정된 근접 범위 내에서 물체가 감지되는 경우, 사용자 단말기에 카드정보를 요청하는 음파 신호인 어웨이크 음파 신호를 제1채널을 통하여 송신하며, 상기 사용자 단말기는, 상기 제1채널을 통하여 어웨이크 음파 신호를 감지하면, 결제 모드로 동작하여 상기 카드정보가 포함된 카드정보 음파 신호를 제2채널을 통하여 송신할 수 있다.
상기 자기장 변환기는, 미리 설정된 근접 범위내에 물체가 존재하는지를 감지하는 근접 감지 센서; 상기 근접 범위 내에서 감지되는 사용자 단말기가 있는 경우, 암호화키를 가지는 어웨이크 음파 신호를 제1채널을 통하여 송신하는 어웨이크 음파 신호 송신부; 제2채널 상에서 카드정보 음파 신호를 수신하는 카드정보 음파 신호 수신부; 수신한 카드정보 음파 신호에서 카드정보를 추출하는 카드정보 추출부; 및 추출한 카드정보에 매칭되는 자기장을 발생시키는 자기장 발생부;를 포함할 수 있다.
상기 자기장 변환기는, 추출된 카드정보를 RS 통신을 통하여 상기 MST 결제기로 전송하는 RS 통신부;를 포함할 수 있다.
상기 어웨이크 음파 신호 송신부는, 암호화키를 생성하는 암호화키 생성 모듈; 상기 암호화키와 카드정보 요청코드가 포함된 어웨이크 음파 데이터를 생성하는 어웨이크 음파 데이터 생성 모듈; 음파 신호가 출력되는 변환기 스피커; 및 상기 어웨이크 음파 데이터를 음파 신호로 변환한 어웨이크 음파 신호를 제1채널에 실어 상기 변환기 스피커를 통하여 송신하는 어웨이크 음파 신호 송신 모듈;을 포함할 수 있다.
제2채널 상에서 카드정보 음파 신호가 감지되는 경우, 상기 어웨이크 음파 신호 송신 모듈은, 제2채널 상의 어웨이크 음파 신호의 송신을 중지시킴을 특징으로 할 수 있다.
상기 카드정보 음파 신호 수신부는, 카드정보 음파 신호를 입력받는 변환기 마이크; 상기 변환기 마이크를 통해 제2채널 상에 카드정보 음파 신호가 있는지를 감지하는 음파 신호 감지 모듈; 및 제2채널 상에서 카드정보 음파 신호가 감지되는 경우, 제2채널 상의 카드정보 음파 신호에서 암호화키를 추출하여 암호화키의 유효성 검증하는 유효성 검증 모듈;을 포함하며, 상기 카드정보 추출부는, 유효성 검증 성공된 카드정보 음파 신호에서만 카드정보를 추출하고, 유효성 검증 실패된 카드정보 음파 신호에서는 카드정보를 추출하지 않음을 특징으로 할 수 있다.
상기 근접 범위 내에서 물체가 감지되는 경우, 상기 변환기 마이크와 변환기 스피커를 활성화시키며, 상기 근접 범위 내에서 물체가 감지되지 않는 경우, 상기 변환기 마이크와 변환기 스피커를 비활성화시킴을 특징으로 할 수 있다.
상기 사용자 단말기는, 상기 어웨이크 음파 신호를 수신하는 단말기 마이크; 상기 카드정보 음파 신호를 출력하는 단말기 스피커; 상기 카드정보 요청코드를 가지는 어웨이크 음파 신호가 제1채널 상에서 수신되는 경우, 상기 단말기 마이크를 비활성화시킨 후, 상기 어웨이크 음파 신호로부터 암호화키를 추출하는 암호화키 추출부; 상기 암호화키와 카드정보가 포함된 음파 신호인 카드정보 음파 신호를 생성하는 카드정보 음파 신호 생성부; 및 상기 카드정보 음파 신호를 제2채널에 실어 상기 단말기 스피커를 통해 송신하는 카드정보 음파 신호 송신부;를 포함할 수 있다.
상기 암호화키는, 난수 대칭 암호화키임을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 실시 형태에 따르면 특정 제조사의 특정 단말기에서만 사용할 수 있었던 MST 결제 단말기 간의 비접촉 통신을 통한 데이터 전송방식을 획기적으로 개선하여 스마트폰 종류에 상관없이 기존 매장에서 MST 방식의 신용카드 체크 단말기 및 POS 결제기 등의 기존의 모든 카드결제 인프라를 그대로 활용하여 스마트폰 비접촉 통신을 통한 결제를 가능하게 하여 고객의 스마트폰 결제 사용의 편의성을 높일 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 음파 통신을 이용한 MST 결제 시스템의 구성도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 MST 결제 시스템의 동작 예시를 도시한 그림.
도 3은 본 발명의 실시예에 따라 사용자 단말기가 자기장 변환기에 근접 여부에 따른 자기장 변환기의 동작 예시 그림.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 자기장 변환기의 구성 블록도.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 어웨이크 음파 데이터의 프레임 예시 그림.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 음파 송신시에 사용되는 보정 테이블의 예시 그림.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 사용자 단말기의 구성 블록도.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 암호화키와 카드정보가 포함된 카드정보 음파 데이터의 프레임 예시 구조.
이하, 본 발명의 장점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은, 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것으로, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기술 등이 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있다고 판단되는 경우 그에 관한 자세한 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 음파 통신을 이용한 MST 결제 시스템의 구성도이며, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 MST 결제 시스템의 동작 예시를 도시한 그림이며, 도 3은 본 발명의 실시예에 따라 사용자 단말기가 자기장 변환기에 근접 여부에 따른 자기장 변환기의 동작 예시 그림이다.
본 발명의 음파 통신을 이용한 MST 결제 시스템은, 스마트폰 종류에 상관없이 기존 매장에서 MST 방식의 신용카드 체크 단말기 및 POS 결제기 등의 기존의 모든 카드결제 인프라를 그대로 활용하여 스마트폰 비접촉 통신을 통한 결제를 가능하도록 한다.
이를 위하여 본 발명의 MST 결제 시스템은, MST 결제기(300), 사용자 단말기(100), 및 자기장 변환기(200)를 포함한다.
MST 결제기(300)는, 자기장 변환기(200)로부터 발생되는 자기장을 이용하여 결제 처리를 수행하는 단말기이다. 즉, MST 결제기(300)는, 자기장 변환기(200)로부터 발생되는 자기장을 판독하여 카드정보를 추출하여 결제에 활용하게 된다.
사용자 단말기(100)는, 사용자의 신용카드, 체크카드 등의 금융카드의 정보(카드번호, 유효기간 등)가 기록되어 있는 단말기로서, 도면에서는 스마트폰(smart phone)을 예로 들어 설명하나, 스마트폰만 아니라 태블릿 PC(tablet PC), 슬레이트 PC(slate PC), PMP(Portable Multimedia Player) 등이 해당될 수 있다. 물론, 본 발명이 적용 가능한 단말기는 상술한 종류에 한정되지 않고, 외부 장치와 통신이 가능한 단말기를 모두 포함할 수 있음은 당연하다.
사용자 단말기(100)는, 결제 모드로 동작시에, 카드정보가 포함된 음파 신호(이하, '카드정보 음파 신호'라 함)를 송신한다. 여기서 음파 신호는 음파 주파수 대역, 예컨대, 18,000Hz ~ 19,800Hz 사이의 신호이다. 이러한 주파수 대역은 사람이 들을 수 있는 가청 주파수 대역의 음파가 아니기 때문에 사람들에게는 들리지 않는 주파수 신호이다. 따라서 이러한 불가청 음파의 주파수 대역의 신호를 이용하여 카드정보가 포함된 카드정보 음파 신호를 송신하는 것이다. 이러한 사용자 단말기(100)에 대해서는 자세히 후술하기로 한다.
자기장 변환기(200)는, 사용자 단말기(100)로부터 카드정보 음파 신호를 수신하는 경우, 카드정보 음파 신호에서 카드정보를 추출한다. 그리고 추출한 카드정보에 매칭되는 자기장을 발생시킨다.
일반적으로 마그네틱 보안 전송 기술인 MST(Magnetic Secure Transmission)는, 마그네틱 신용카드 정보를 무선으로 전송시켜 결제하는 방식으로서, 카드정보를 담은 기기가 장착된 스마트폰을 신용카드 결제 단말기에 대면 MST 결제기(300)가 카드정보를 자동으로 읽어들여 결제한다.
이에 본 발명의 자기장 변환기(200)는, 도 2에 도시한 바와 같이 사용자의 카드정보를 음파 형태로서 사용자 단말기(100)로부터 입력받아, 입력되는 음파에서 카드정보를 추출하여 이를 자기장 형태로 변환하여 출력하여, 자기장을 통하여 MST 결제기(300)가 카드정보를 판독하여 카드 결제를 수행하도록 하는 것이다. 따라서 기존에 자기장 발생시킬 수 있는 스마트폰만이 MST 결제기(300)를 이용할 수 있는데 반하여, 본 발명의 자기장 변환기(200)를 구비할 시에 모든 사용자 단말기(100)를 이용하여 MST 결제기(300)를 통한 결제가 가능하게 된다.
나아가, 자기장 변환기(200)와 사용자 단말기(100)는 서로 다른 채널을 통하여 음파 송수신이 이루어지도록 한다. 즉, 상호 간섭을 없애기 위하여 두 개의 다른 채널을 통하여 음파의 송신 및 수신이 이루어지도록 한다.
이를 위하여, 미리 설정된 근접 범위 내에서 물체가 감지되는 경우, 자기장 변환기(200)는 사용자 단말기(100)에 카드정보를 요청하는 음파 신호(이하, '어웨이크 음파 신호'라 함)를 제1채널을 통하여 송신한다. 사용자 단말기(100)는, 제1채널을 통하여 어웨이크 음파 신호(awake sound wave signal)를 감지하면, 결제 모드로 동작하여 카드정보가 포함된 카드정보 음파 신호를 제2채널을 통하여 송신한다.
또한, 도 3(a)에 도시한 바와 같이, 사용자 단말기(100)가 자기장 변환기(200)가 근접 범위내에 인접하여 가까이 있는 경우 자기장 변환기(200)의 각 모듈이 동작하도록 한다. 반면에, 도 3(b)에 도시한 바와 같이, 사용자 단말기(100)를 자기장 변환기(200)로부터 멀리 떼어 놓아 근접 범위를 벗어나면 자기장 변환기(200)의 모든 작동이 멈추고 초기화되도록 한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 자기장 변환기의 구성 블록도이며, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 어웨이크 음파 데이터의 프레임 예시 그림이며, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 음파 송신시에 사용되는 보정 테이블의 예시 그림이다.
자기장 변환기(200)는 도 4에 도시한 바와 같이 근접 감지 센서(210), 어웨이크 음파 신호 송신부(220), 카드정보 음파 신호 수신부(230), 카드정보 추출부(240), 및 자기장 발생부(250)를 포함할 수 있다. 이밖에 RS 통신부(미도시)를 더 포함할 수 있다.
근접 감지 센서(210)는, 미리 설정된 근접 범위내에 물체가 존재하는지를 감지하는 센서이다. 여기서 물체라 함은, 사람, 사물 등의 모든 물체를 포함하는 개념이다. 근접 감지 센서(210)는, 소형 크기로서 수신율이 좋은 센서라면, 인체감지센서, 레이저 센서, 초음파 센서 등의 다양한 감지 센서가 사용될 수 있을 것이다. 근접 감지 센서(210)는 항시 동작하며, 근접 감지 센서(210) 주변에 물체가 없으면 근접 센서는 ON(대기중) 상태로 되고 모든 값이 초기화된다.
어웨이크 음파 신호 송신부(220)는, 근접 범위 내에서 감지되는 사용자 단말기(100)가 있는 경우, 암호화키를 가지는 어웨이크 음파 신호를 제1채널을 통하여 송신한다. 이를 위하여 어웨이크 음파 신호 송신부(220)는, 암호화키 생성 모듈(221), 어웨이크 음파 데이터 생성 모듈(222), 변환기 스피커(223), 및 어웨이크 음파 신호 송신 모듈(224)을 포함할 수 있다.
암호화키 생성 모듈(221)은, 암호화키를 생성하는 모듈이다. 여기서 암호화키는, 난수 대칭으로 암호화된 난수 대칭 암호화로 구현될 수 있다. 여기서 난수 대칭 암호화키는, 예컨대, 랜덤한 20자리 숫자의 난수를 발생시켜, 이러한 난수를 소정의 암호화 알고리즘에 적용하여 생성되는 암호화키이다.
어웨이크 음파 데이터 생성 모듈(222)은, 도 5에 도시한 바와 같이 암호화키와 카드정보 요청코드가 포함된 어웨이크 음파 데이터를 생성하는 모듈이다. 여기서 카드정보 요청코드는, 사용자 단말기(100)에 카드정보를 제공해줄 것을 요청해주는 코드정보로서, 사용자 단말기(100)와 미리 약정된 코드정보이다.
변환기 스피커(223)는, 음파 신호가 출력되는 모듈이다. 근접 범위 내에서 물체가 감지되는 경우 변환기 스피커(223)를 활성화시키며, 반면에, 근접 범위 내에서 물체가 감지되지 않는 경우, 변환기 스피커(223)를 비활성화시킨다. 물체가 감지되지 않는 경우에는 변환기 스피커(223)를 활성화시킬 필요가 없기 때문이다.
어웨이크 음파 신호 송신 모듈(224)은, 어웨이크 음파 데이터를 음파 신호로 변환한 어웨이크 음파 신호를 제1채널에 실어 변환기 스피커(223)를 통하여 송신한다. 알려진 바와 같이, 음파통신은 블루투스 등 RF 통신보다 저전력 통신이 가능하다. 음파통신은 데이터를 음파 신호로서 전송하기 위하여 BFSK(Binary Frequency Shift Keying)변조와 ASK(Amplitude Shift Keying) 등의 CW(Continuous Waveform)변조를 이용한다. BFSK 변조 방식은 2개의 특정 주파수 음파에 각각 0과 1을 할당하는 방식이고, CW 변조 방식은 주파수와 무관하게 특정 세기 이상의 소리를 특정 시간 이상 지속하는 것을 1로 할당하고, 소리가 없는 상태를 특정 시간 이상 지속하는 것을 0으로 할당하는 방식이다. 이러한 변조 방식에 의한 통신은 특정 단위 시간 동안 2개 형태의 음파로 1비트의 데이터만을 전송할 수 있다. 통상적인 이동통신단말기에서 사용하는 음파는 전파에 비해 상당히 저주파이기 때문에 전송할 데이터 열을 구분할 시간인 단위 시간이 전파에 비해 상당히 길다. 따라서 2가지 형태의 음파만을 이용하여 단위 시간 동안 1비트만을 전송할 경우 전송속도가 낮을 수밖에 없기 때문에, 2가지 형태의 음파만이 아닌 다양한 주파수음을 갖는 음파를 사용하여 통신하도록 한다. 즉, 사용되는 주파수음을 음악에서 사용되는 음높이 주파수로 정하여 각각의 음높이 주파수에 데이터 디지털값을 대응시키고 다양한 주파수음을 전송하여 디코드함으로써 통신한다. 이렇게 하여 단위 시간당 다수의 비트를 전송하게 된다.
또한 어웨이크 음파 신호 송신 모듈(224)은, 제2채널 상에서 사용자 단말기(100)에서 보내오는 카드정보 음파 신호가 감지되는 경우, 제1채널 상의 어웨이크 음파 신호의 송신을 중지시킨다. 이는 제1채널과 제2채널의 주파수 에러를 방지하기 위하여 이웃하는 제2채널 상의 카드정보 음파 신호가 감지되는 경우, 제1채널에서의 음파 송신을 중지시키는 것이다.
한편, 자기장 변환기(200)의 카드정보 음파 신호 수신부(230)는, 제2채널 상에서 카드정보 음파 신호를 수신하는 기능을 수행한다. 이를 위해 카드정보 음파 신호 수신부(230)는, 변환기 마이크(231), 음파 신호 감지 모듈(232), 및 유효성 검증 모듈(233)을 포함할 수 있다.
변환기 마이크(231)는, 자기장 변환기(200)에 마련된 마이크로서, 카드정보 음파 신호를 입력받는다. 근접 범위 내에서 물체가 감지되는 경우 변환기 마이크(231)를 활성화시키며, 반면에, 근접 범위 내에서 물체가 감지되지 않는 경우, 변환기 마이크(231)를 비활성화시킨다. 물체가 감지되지 않는 경우에는 변환기 마이크(231)를 활성화시킬 필요가 없기 때문이다.
음파 신호감지 모듈은, 변환기 마이크(231)를 통해 제2채널 상에 카드정보 음파 신호가 있는지를 감지하는 기능을 수행한다.
유효성 검증 모듈(233)은, 제2채널 상에서 카드정보 음파 신호가 감지되는 경우, 제2채널 상의 카드정보 음파 신호에서 암호화키를 추출하여 암호화키의 유효성 검증하는 모듈이다. 암호화키의 유효성은 어웨이크 음파 신호 송신부(220)에서 송신한 어웨이크 음파 신호에 포함된 암호화키와 일치하는지를 검증하는 것이다.
카드정보 추출부(240)는, 수신한 카드정보 음파 신호에서 카드정보를 추출한다. 나아가 유효성 검증 성공된 카드정보 음파 신호에서만 카드정보를 추출하고, 유효성 검증 실패된 카드정보 음파 신호에서는 카드정보를 추출하지 않도록 한다. 유효성 검증에 실패한 카드정보 음파 신호는 카드정보 추출없이 폐기 처분한다.
자기장 발생부(250)는, 추출한 카드정보에 매칭되는 자기장을 발생시킨다. 추출한 카드정보를 마그네틱 보안 전송 기술인 MST(Magnetic Secure Transmission)에 매칭시켜 자기장 형태로서 발생시키는 것이다.
RS 통신부(미도시)는 추출된 카드정보를 RS 통신을 통하여 상기 MST 결제기(300)로 전송한다. RS-232,484 등과 같은 직렬통신(serial communication) 및 병렬 통신(parallel communication)을 이용하여 MST 결제기(300)로 사용자의 카드정보를 직접 전송해주는 것이다. 필요한 경우 자기장 이외에 RS 통신을 통하여 카드정보를 유선으로 제공해주는 것이다.
한편, 근접 감지 센서(210), 어웨이크 음파 신호 송신부(220), 카드정보 음파 신호 수신부(230), 카드정보 추출부(240), 자기장 발생부(250), 및 RS 통신부(미도시)를 구비하는 자기장 변환기(200)는 배터리에 의해 구동전력을 제공받을 수 있지만, 별도의 USB 케이블을 구비하여 MST 결제기(300)로부터 구동전력을 제공받을 수 있다. MST 결제기(300)의 USB 포트에 USB 케이블이 삽입되어, MST 결제기(300)로부터 구동전력을 제공받는 것이다.
한편, 어웨이크 음파 신호를 송신시에, 하드웨어 특성을 고려해야 한다. 2진수 비트 또는 2진수를 초과하는 비트를 이용하여 음파 통신을 하는데 있어서, 스피커를 통하여 음파를 발신할 때 스피커의 하드웨어 특성에 따라서 원래 설정된 기준 주파수가 아닌 약간의 오차를 가지는 다른 주파수에 실려 음파가 발신될 수 있는데, 이를 수신한 마이크에서 원래의 기준 주파수에서 복조하기 때문에 정확한 데이터를 수신하지 못하는 문제가 발생할 수 있기 때문에, 하드웨어 특성을 고려해야 한다. 즉, 변환기 스피커(223)를 통하여 음파를 송신할 때 스피커 및 어웨이크 음파 신호 송신 모듈(224)의 하드웨어 특성에 따라서 원래 설정된 기준 주파수가 아닌 약간의 오차를 가지는 다른 주파수에 실려 음파가 발신될 수 있는데, 이를 수신한 마이크에서 원래의 기준 주파수에서 복조하기 때문에 정확한 데이터를 수신하지 못할 수 있다.
따라서 스피커 및 어웨이크 음파 신호 송신 모듈(224)의 하드웨어 특성을 고려하여 음파 신호의 주파수 대역을 결정하도록 한다. 이를 위하여 도 6에 도시한 별도의 보정 테이블이 사용될 수 있다.
보정 테이블에 대하여 상술하면, 사용자 단말기(100)와 자기장 변환기(200)는, 자기장 변환기(200)의 하드웨어 특성에 따른 오차를 보정하는 보정값별로 보정 주파수가 할당된 보정 주파수 대역을 설정하여, 보정값 '0'에 보정 기준 주파수를 할당한 하드웨어 보정 테이블을 각각 구비한다.
어웨이크 음파 신호를 송신하는 자기장 변환기(200)는, 데이터 자리수에 할당된 데이터 주파수를 설정된 기본 데시벨의 크기로 발생시키며, 음파 신호의 수신 시에 가장 가까운 곳에서 송신된 음파 신호에 실린 데이터를 수신하기 위한 분리 수신 필터 주파수를 기본 데시벨의 크기로 발생시키고, 하드웨어 발신 보정을 위한 보정 기준 주파수를 기본 데시벨의 크기로 발생시킨다.
어웨이크 음파 신호를 수신하는 사용자 단말기(100)는, 어웨이크 음파 신호를 수신하여 데이터 주파수별로 데시벨을 추출하여 배열시킨 후, 하드웨어 보정 테이블을 이용하여 추출한 보정값만큼 배열을 시프트시켜 보정을 하고, 분리 수신 필터 주파수의 대역 중에서 데시벨이 가장 큰 분리 수신 필터 주파수에 할당된 배열 인자의 개수만큼 데이터 주파수의 데시벨이 큰 순서대로 추출하여 데이터를 복원한다.
하드웨어 보정 테이블은, 도 6에 도시한 바와 같이 어웨이크 음파 신호를 송신하는 자기장 변환기(200)의 하드웨어 특성에 따른 오차를 보정하는 보정값별로 보정 주파수가 할당된 보정 주파수 대역을 설정하여, 보정값 '0'에 보정 기준 주파수를 할당한 메모리 테이블이다. 음파 신호를 발신할 때 스피커의 하드웨어 특성에 따라서 원래 설정된 기준 주파수가 아닌 약간의 오차를 가지는 다른 주파수에 실려 음파가 발신될 수 있는데, 이러한 하드웨어 특성에 의한 오차를 보정하기 위하여 동일한 하드웨어 보정 테이블을 자기장 변환기(200) 및 사용자 단말기(100)에 각각 구비한다. 보정값 '0'에할당된 보정 주파수를 보정 기준 주파수라 하기로 한다.
도 6을 참조하면, 보정 주파수 대역은 18,065Hz에서 18,095Hz 대역을 가지며, 보정 주파수가 5Hz 간격으로 할당되어 18,065Hz에서는 3의 보정값을 가지며, 18,070Hz에서는 2의 보정값을 가지며, 18,075Hz에서는 1의 보정값을 가지며, 18,080Hz에서는 0의 보정값을 가지며, 18,085Hz에서는 -1의 보정값을 가지며, 18,090Hz에서는 -2의 보정값을 가지며, 18,095Hz에서는 -3의 보정값을 가질 수 있음을 알 수 있다. 따라서 0의 보정값을 가지는 18,080Hz가 보정 기준 주파수에 해당된다. 따라서 어웨이크 음파 신호를 송신하는 자기장 변환기(200)는 하드웨어 특성 오차 보정 수단으로서, 하드웨어 발신 보정을 위한 보정 주파수를 선택하여 기본 데시벨의 크기로 발신하게 된다. 이러한 보정 테이블을 이용한 음파 송신 및 음파 수신에 대한 좀 더 자세한 설명은, 본 출원인에 의해 출원 등록된 한국등록특허 10-1568314에서 자세히 기재하였다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 사용자 단말기의 구성 블록도이며, 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 암호화키와 카드정보가 포함된 카드정보 음파 데이터의 프레임 예시 구조이다.
사용자 단말기(100)는, 결제 모드로 동작시에, 카드정보가 포함된 음파 신호인 카드정보 음파 신호를 송신한다. 이를 위하여 사용자 단말기(100)는 도 7에 도시한 바와 같이, 단말기 마이크(110), 단말기 스피커(120), 암호화키 추출부(130), 카드정보 음파 신호 생성부(140), 및 카드정보 음파 신호 송신부(150)를 포함할 수 있다.
단말기 마이크(110)는, 사용자 단말기(100)에 마련된 마이크로서, 어웨이크 음파 신호를 수신하는 기능을 수행한다.
단말기 스피커(120)는, 사용자 단말기(100)에 마련된 스피커로서, 카드정보 음파 신호를 출력하는 기능을 수행한다.
암호화키 추출부(130)는, 카드정보 요청코드를 가지는 어웨이크 음파 신호가 제1채널 상에서 수신되는 경우, 단말기 마이크(110)를 비활성화시킨 후, 어웨이크 음파 신호로부터 암호화키를 추출하는 기능을 수행한다.
카드정보 음파 신호 생성부(140)는, 도 8에 도시한 바와 같이 암호화키와 카드정보가 포함된 카드정보 음파 데이터를 생성하여, 이를 음파 신호인 카드정보 음파 신호를 생성한다. 데이터를 음파 신호로서 전송하기 위하여 BFSK(Binary Frequency Shift Keying)변조와 ASK(Amplitude Shift Keying) 등의 CW(Continuous Waveform)변조를 이용할 수 있다.
카드정보 음파 신호 송신부(150)는, 카드정보 음파 신호를 제2채널에 실어 상기 단말기 스피커(120)를 통해 송신한다. 따라서 자기장 변환기(200)의 변환기 마이크(231)에서 카드정보 음파 신호를 수신하여 이를 자기장 형태로 변환함으로써, MST 결제기(300)에서 자기장을 통한 결제가 이루어질 수 있다.
상술한 본 발명의 설명에서의 실시예는 여러가지 실시가능한 예중에서 당업자의 이해를 돕기 위하여 가장 바람직한 예를 선정하여 제시한 것으로, 이 발명의 기술적 사상이 반드시 이 실시예만 의해서 한정되거나 제한되는 것은 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 다양한 변화와 변경 및 균등한 타의 실시예가 가능한 것이다.
100:사용자 단말기
200:자기장 변환기
300:MST 결제기

Claims (8)

  1. 결제 모드로 동작시에, 카드정보가 포함된 음파 신호인 카드정보 음파 신호를 송신 및 수신하는 사용자 단말기;
    상기 카드정보 음파 신호를 수신하는 경우, 카드정보 음파 신호에서 카드정보를 추출한 후, 추출한 카드정보에 매칭되는 자기장을 발생시키는 자기장 변환기; 및
    상기 자기장 변환기로부터 발생되는 자기장을 이용하여 결제 처리를 수행하는 MST 결제기;를 포함하며,
    상기 자기장 변환기는,
    미리 설정된 근접 범위내에 물체가 존재하는지를 감지하는 근접 감지 센서; 상기 근접 범위 내에서 감지되는 사용자 단말기가 있는 경우, 사용자 단말기에 카드정보를 요청하며, 암호화키를 가지는 어웨이크 음파 신호를 제1채널을 통하여 송신하는 어웨이크 음파 신호 송신부; 상기 제1 채널과는 다른 제2채널 상에서 카드정보 음파 신호를 수신하는 카드정보 음파 신호 수신부; 수신한 카드정보 음파 신호에서 카드정보를 추출하는 카드정보 추출부; 및 추출한 카드정보에 매칭되는 자기장을 발생시키는 자기장 발생부;를 포함하며,
    상기 어웨이크 음파 신호 송신부는 암호화키를 생성하는 암호화키 생성 모듈을 포함하며, 상기 카드정보 음파 신호 수신부는 상기 제2채널 상의 카드정보 음파 신호에서 암호화키를 추출하여 암호화키의 유효성 검증하는 유효성 검증 모듈을 포함하며,
    상기 카드정보 추출부는 유효성 검증 성공된 카드정보 음파 신호에서만 카드정보를 추출하고, 유효성 검증 실패된 카드정보 음파 신호에서는 카드정보를 추출하지 않는 것을 특징으로 하는 음파 통신을 이용한 근거리 결제 시스템.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 자기장 변환기는,
    추출된 카드정보를 RS 통신을 통하여 상기 MST 결제기로 전송하는 RS 통신부;를 포함하는 음파 통신을 이용한 근거리 결제 시스템.
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 어웨이크 음파 신호 송신부는,
    상기 암호화키와 카드정보 요청코드가 포함된 어웨이크 음파 데이터를 생성하는 어웨이크 음파 데이터 생성 모듈; 및
    음파 신호가 출력되는 변환기 스피커;를 더 포함하는 음파 통신을 이용한 근거리 결제 시스템.
  6. 청구항 5에 있어서,
    근접 범위 내에서 물체가 감지되는 경우, 카드정보 음파 신호를 입력받는 변환기 마이크와 변환기 스피커를 활성화시키며,
    상기 근접 범위 내에서 물체가 감지되지 않는 경우, 상기 변환기 마이크와 변환기 스피커를 비활성화시킴을 특징으로 하는 음파 통신을 이용한 근거리 결제 시스템.
  7. 청구항 5에 있어서, 상기 사용자 단말기는,
    상기 어웨이크 음파 신호를 수신하는 단말기 마이크;
    상기 카드정보 음파 신호를 출력하는 단말기 스피커;
    상기 카드정보 요청코드를 가지는 어웨이크 음파 신호가 제1채널 상에서 수신되는 경우, 상기 단말기 마이크를 비활성화시킨 후, 상기 어웨이크 음파 신호로부터 암호화키를 추출하는 암호화키 추출부;
    상기 암호화키와 카드정보가 포함된 음파 신호인 카드정보 음파 신호를 생성하는 카드정보 음파 신호 생성부; 및
    상기 카드정보 음파 신호를 제2채널에 실어 상기 단말기 스피커를 통해 송신하는 카드정보 음파 신호 송신부;
    를 포함하는 음파 통신을 이용한 근거리 결제 시스템.
  8. 청구항 5에 있어서, 상기 암호화키는,
    난수 대칭 암호화키임을 특징으로 하는 음파 통신을 이용한 근거리 결제 시스템.
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