KR102231896B1 - 배터리 대여 장치 및 이를 포함하는 배터리 대여 시스템 - Google Patents

배터리 대여 장치 및 이를 포함하는 배터리 대여 시스템 Download PDF

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Abstract

배터리 대여 장치 및 이를 포함하는 배터리 대여 시스템이 개시된다. 배터리 대여 시스템은, 스마트폰, 서비스 제공 서버 및 배터리 대여 장치가 서로 연동하여 보조 배터리를 대여하고 반납하되, 상기 스마트폰을 수용하여 급속 충전시키고, 미리 수용된 상기 보조 배터리를 제공하는 상기 배터리 대여 장치; 및 상기 스마트폰과 연동하여 결제를 수행하고 상기 배터리 대여 장치에 대여 요청 메시지를 전송하는 서비스 제공 서버를 포함한다. 상기 배터리 대여 장치는, 상기 보조 배터리를 수용하고, 수용된 상기 보조 배터리를 충전시키는 복수의 배터리 수용부들; 상기 배터리 수용부들 각각에 수용된 상기 보조 배터리를 식별하는 IR 리더기(infrared ray reader); 및 상기 스마트폰을 수용하여 기준 전력량만큼 상기 스마트폰을 급속충전시키는 스마트폰 충전 하우징을 포함한다.

Description

배터리 대여 장치 및 이를 포함하는 배터리 대여 시스템{BATTERY RENTAL DEVICE AND BATTERY RENTAL SYSTEM INCLUDING SAME}
본 발명은 배터리 대여 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 배터리 대여 장치 및 이를 포함하는 배터리 대여 시스템에 관한 것이다.
정보 통신 기술(ICT)가 지속적으로 발전함에 따라 각 개인마다 사용하는 스마트폰, 태블릿, 노트북 등의 IT 장비들이 널리 사용되고 있다. 이러한 개인화된 IT 장비들은 사용 빈도가 갈수록 증가하는 반면 내장된 배터리는 그러한 사용 빈도를 충족할 만큼 커지지 못하고 있다.
이러한 문제를 보완하기 위하여 스마트폰 등에 연결하는 보조 배터리의 사용이 증가하고 있지만 보조 배터리의 용량에 비례하여 무게가 증가하는 경향성으로 인해 고용량의 보조 배터리를 휴대하는 것은 사용자에게 많은 부담을 준다.
최근에는 경우에 따라 보조 배터리를 상점 등에서 대여해주는 서비스를 선보이고 있지만 보조 배터리를 일일이 수작업으로 충전하고 대여해주는 것에는 많은 노동력이 소비된다.
특히, 최근에는 스마트폰을 이용한 결제 서비스가 널리 확산되고 있는데, 스마트폰이 방전되는 경우 이러한 스마트폰을 이용하여 보조 배터리에 대한 대여비용을 지불하는 데 어려움이 발생한다.
따라서, 이러한 문제를 해결하기 위한 수단으로 무인화된 보조 배터리 대여 장치를 통해 노동력을 절감시키고, 충전할 스마트폰이 방전되었더라도 해당 스마트폰을 이용하여 보조 배터리의 대여 서비스에 대한 결제를 진행할 수 있는 방안이 필요한 실정이다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 방전된 스마트폰을 유선으로 고속 충전시키고 고속 충전된 스마트폰을 이용하여 보조 배터리를 대여할 수 있는 배터리 대여 장치를 제공하는 데 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 다른 목적은, 상기 배터리 대여 장치를 포함하는 배터리 대여 시스템을 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면은, 스마트폰, 서비스 제공 서버 및 배터리 대여 장치가 서로 연동하여 보조 배터리를 대여하고 반납하는 배터리 대여 시스템을 제공한다.
상기 배터리 대여 시스템은, 상기 스마트폰을 수용하여 급속 충전시키고, 미리 수용된 상기 보조 배터리를 제공하는 상기 배터리 대여 장치; 및 상기 스마트폰과 연동하여 결제를 수행하고 상기 배터리 대여 장치에 대여 요청 메시지를 전송하는 서비스 제공 서버를 포함할 수 있다.
상기 배터리 대여 장치는, 상기 보조 배터리를 수용하고, 수용된 상기 보조 배터리를 충전시키는 복수의 배터리 수용부들; 상기 배터리 수용부들 각각에 수용된 상기 보조 배터리를 식별하는 IR 리더기(infrared ray reader); 및 상기 스마트폰을 수용하여 기준 전력량만큼 상기 스마트폰을 급속충전시키는 스마트폰 충전 하우징을 포함할 수 있다.
상기 배터리 수용부들 각각은, 상기 보조 배터리에 전원을 공급하는 충전 단자; 홀더(holder)에 의해 고정되어 상기 배터리 수용부들 각각의 일면과 일체화되고, 상기 홀더에 의해 릴리즈(release)됨으로써 상기 보조 배터리를 상기 충전 단자에 밀착시켜 고정시키는 배터리 고정부; 및 상기 배터리 고정부를 고정시켜 상기 보조 배터리가 상기 배터리 수용부들 각각에 삽입될 수 있도록 가이드하는 상기 홀더를 포함할 수 있다.
상기 스마트폰 충전 하우징은, 상기 배터리 대여 장치의 상부면과 일체화되도록 형성된 개폐도어; 및 상기 스마트폰에 전원을 공급하는 케이블형 충전 단자를 포함할 수 있다.
상기 배터리 대여 장치는, 상기 충전 단자 및 상기 케이블형 충전 단자에 전원을 공급하는 충전 회로(charging circuit); 상기 케이블형 충전 단자를 이용하여 상기 스마트폰과 유선으로 통신을 수행하는 케이블 통신부; 상기 서비스 제공 서버와 무선 네트워크를 이용하여 통신을 수행하는 무선 통신부; 및 상기 충전 회로를 제어하여 상기 스마트폰을 상기 기준 전력량만큼 급속 충전시키고, 상기 케이블 통신부와 상기 무선 통신부를 제어하여 상기 스마트폰 및 상기 서비스 제공 서버와 통신함으로써 상기 보조 배터리의 대여와 반납을 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.
상기 충전 회로는, 상기 케이블형 충전 단자를 통해 공급되는 전력량을 측정하는 전력량계; 및 상기 충전 단자를 통해 공급되는 전류를 감지하는 전류계를 포함할 수 있다.
상기와 같은 본 발명에 따른 배터리 대여 장치 및 이를 포함하는 배터리 대여 시스템을 이용할 경우에는 방전된 스마트폰을 유선으로 고속 충전시키고 고속 충전된 스마트폰을 이용하여 보조 배터리를 대여할 수 있어 스마트폰이 방전되었더라도 방전된 스마트폰을 이용하여 보조 배터리에 대한 대여 서비스 결제가 가능한 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 대여 장치를 나타낸 개요도이다.
도 2는 도 1에 따른 배터리 대여 장치에서 스마트폰을 고속 충전하는 스마트폰 충전 하우징을 설명하기 위한 예시도이다.
도 3은 도 1에 따른 배터리 대여 장치에서 보조 배터리를 수용하여 충전시키는 배터리 수용부를 설명하기 위한 예시도이다.
도 4는 도 1에 따른 배터리 대여 장치의 구성요소들을 나타낸 블록도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 대여 시스템의 대여 절차를 설명하기 위한 예시 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 대여 시스템의 반납 절차를 설명하기 위한 예시 흐름도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.
제1, 제2, A, B 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 대여 장치를 나타낸 개요도이다. 도 2는 도 1에 따른 배터리 대여 장치에서 스마트폰을 고속 충전하는 스마트폰 충전 하우징을 설명하기 위한 예시도이다. 도 3은 도 1에 따른 배터리 대여 장치에서 보조 배터리를 수용하여 충전시키는 배터리 수용부를 설명하기 위한 예시도이다.
이하에서 설명하는 스마트폰은, 통신 가능한 데스크탑 컴퓨터(desktop computer), 랩탑 컴퓨터(laptop computer), 노트북(notebook), 태블릿 PC(tablet PC), 모바일폰(mobile phone), 스마트 워치(smart watch), 스마트 글래스(smart glass), e-book 리더기, PMP(portable multimedia player), 휴대용 게임기, 네비게이션(navigation) 장치, 디지털 카메라(digital camera), DMB(digital multimedia broadcasting) 재생기, 디지털 음성 녹음기(digital audio recorder), 디지털 음성 재생기(digital audio player), 디지털 동영상 녹화기(digital video recorder), 디지털 동영상 재생기(digital video player), PDA(Personal Digital Assistant) 등으로 대체될 수 있으며, 스마트폰은 이를 대표하는 용어로 예시적으로 사용된다.
도 1을 참조하면, 배터리 대여 장치(100)는, 보조 배터리(400)를 수용하여 충전시키는 복수의 배터리 수용부(10)들, 상기 배터리 수용부(10)들 각각에 수용된 보조 배터리(400)를 식별하는 IR 리더기(20), 및 스마트폰(300)을 수용하여 기준 전력량만큼 급속 충전시키는 스마트폰 충전 하우징(30)을 포함할 수 있다.
배터리 수용부(10)는, 배터리 대여 장치(100)의 일 측면에 배치되어 보조 배터리(400)를 수용할 수 있다.
구체적으로 도 2를 참조하면, 배터리 수용부(10)는, 배터리 대여 장치(100)의 충전 회로(40)와 연결되어 전력을 보조 배터리에 공급하는 충전 단자(11), 홀더(13)에 의해 고정되어 배터리 수용부(10)의 일면과 일체화되고, 홀더(13)에 의해 릴리즈(release)됨으로써 보조 배터리(400)를 충전 단자(11)에 밀착시켜 고정하는 배터리 고정부(12), 배터리 고정부(12)를 고정시켜 보조 배터리(400)가 배터리 수용부(10)에 삽입될 수 있도록 가이드하고, 충전 단자(11)를 통해 공급되는 전류에 기초하여 배터리 고정부(12)를 릴리즈(release)시키는 홀더(13)를 포함할 수 있다.
한편, 홀더(13)가 배터리 고정부(12)를 기계적으로 고정하는 클립(clip)이나 걸쇠 형식으로 구성될 경우 보조 배터리(400)를 삽입 또는 꺼내는 과정에서 내구성이 저하되는 문제가 있다. 예를 들어, 기계적인 고정은 사람의 외력을 요구하기 때문에 사용자가 보조 배터리(400)를 삽입 또는 꺼낼 때 적절한 힘을 가해야 할 필요가 있어 배터리 대여 장치(100)에 친숙하지 않은 사용자가 사용하다가 파손되는 경우가 발생할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 홀더(13)는, 배터리 고정부(12)를 기계적으로 고정하거나 릴리즈시키는 대신에 전기적으로 배터리 고정부(12)를 고정하거나 릴리즈시킬 수 있다.
구체적으로, 배터리 고정부(12)는, 미리 자화되어 자성을 갖는 금속일 수 있다. 홀더(13)는, 공급되는 전류에 기초하여 자력이 발생하는 전자석(electromagnet)일 수 있다. 따라서, 보조 배터리(400)가 충전 단자(11)에 접속되면서 전류가 공급되기 시작하면, 공급된 전류를 충전 회로(40)에 포함된 전류 센서가 감지하고, 감지된 전류의 크기에 비례하는 전류가 홀더(13)에 공급됨으로써 홀더(130)에 제1 자력이 발생하고, 발생된 제1 자력(예를 들어 척력)에 의해 배터리 고정부(12)가 릴리즈될 수 있다.
한편, 충전 회로(40)에 포함된 전류 센서가 전류를 감지하지 않는 경우, 홀더(130)는, 접지와 연결되어 방전되면서 제2 자력(예를 들어 인력, 제1 자력과 반대로 작용하는 자력)이 발생하고, 발생된 제2 자력에 의해 배터리 고정부(12)가 고정될 수 있다. 이때, 배터리 고정부(12)는 홀더(130)에 의해 배터리 수용부(10)의 일면과 일체화되어 지면과 평행하게 고정됨으로써, 홀더(130)의 방전이 끝나 자력이 소멸되더라도 별도의 외력 없이 릴리즈(release)되지 않도록 설계될 수 있다.
한편, 보조 배터리(400)는 USB 또는 USB type-C(Universal Serial Bus Type C) 등을 통해 접속됨으로써 전력을 공급받는 배터리 전원 단자를 포함할 수 있다. 충전 단자(11)는 배터리 수용부(10)의 일 측면에서 돌출하도록 형성됨으로써 보조 배터리(400)의 일면에 맞닿을 수 있다. 따라서, 배터리 전원 단자에 배터리 대여 장치(100)의 충전 단자(11)가 접속됨으로써 보조 배터리(400)가 충전된다. 그러나, 보조 배터리(400)가 전력을 공급받는 배터리 전원 단자가 충전 단자(11)를 수용할 수 있도록 내부로 오목하게 형성되는 경우 배터리 전원 단자의 정확한 위치에 충전 단자(11)가 접속되어야 하므로 기계적인 연결에 어려움이 발생할 수 있다. 특히, 일반적인 보조 배터리(400)의 배터리 전원 단자는 USB, 또는 USB type C 등의 케이블이 수용되는 형태로 형성되어 있어 케이블을 정확하게 배터리 전원 단자에 기계적으로 연결하기 어렵다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에서 배터리 수용부(10)에 수용되는 보조 배터리(400)의 일 측면은 충전 단자(11)와 맞닿는 위치에서 외부에 드러나도록 형성된 배터리 전원 단자를 포함할 수 있다. 즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 보조 배터리(400)는 일 측면에 배터리 전원 단자가 외부로 드러나도록 형성되어 있어 보조 배터리(400)를 배터리 수용부(10)에 삽입시키는 것만으로도 배터리 수용부(10)의 충전 단자(11)에 직접 접속(directly connected)되어 빠른 속도로 보조 배터리(400)가 충전될 수 있다.
IR 리더기(20, infrared ray reader)는, 배터리 수용부(10)들에 각각 수용된 보조 배터리(400)에 부착된 QR 코드를 인식하고, 인식된 QR 코드로부터 보조 배터리(400) 각각에 부여된 배터리 고유 식별 기호를 획득할 수 있다. 예를 들어, IR 리더기(20)는 적외선을 이용하여 QR 코드를 인식하는 적외선 센서를 포함할 수 있다.
IR 리더기(20)는 배터리 수용부(10)들 중에서 중앙에 위치한 배터리 수용부(10)의 하부에 배치될 수 있으며, 동력용 모터(미도시)에 의해 회전하는 회전축(21)과 연결되어 미리 설정된 각도 범위 내에서 회전할 수 있다. 따라서, IR 리더기(20)는 배터리 수용부(10)들 중 선택된 배터리 수용부(10)를 향해 적외선을 조사할 수 있다. 즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 IR 리더기(20)는, 회전축(21)과 연결되어 적외선을 조사하는 방향각을 달리함으로써 하나만 설치되더라도 다수의 배터리 수용부(10)들에 수용된 보조 배터리(400)들의 QR 코드들을 각각 인식할 수 있다.
배터리 수용부(10)는, 적외선을 통해 보조 배터리(400)에 부착된 QR 코드를 인식할 수 있도록 투명한 하우징을 가질 수 있다. 예를 들어, 배터리 수용부(10)는, 투명한 아크릴로 형성된 하우징을 가질 수 있다.
스마트폰(300) 충전 하우징(30)은, 배터리 대여 장치(100)의 상부면에 개폐 가능하도록 배치될 수 있다.
구체적으로 도 3을 참조하면, 스마트폰(300) 충전 하우징(30)은, 배터리 대여 장치(100)의 상부면과 일체화되도록 형성된 개폐도어(31), 충전 회로(40)와 연결되어 스마트폰(300)에 전력을 공급하는 케이블형 충전 단자(32)를 포함할 수 있다.
케이블형 충전 단자(32)는 외력에 의해 스마트폰(300) 충전 하우징(30)의 밖으로 인출될 수 있도록 일정한 길이의 케이블과 전원 단자로 구성될 수 있으며, 케이블형 충전 단자(32)는 USB-typeC 또는 microUSB를 지원할 수 있다. 따라서, 사용자가 케이블형 충전 단자(32)를 스마트폰(300) 충전 하우징(30)의 밖으로 인출시켜 스마트폰(300)에 연결하기 용이할 수 있고, 케이블형 충전 단자(32)와 연결된 스마트폰(300)을 수용할 수 있도록 스마트폰(300) 충전 하우징(30)은 충분한 공간을 가질 수 있다.
도 4는 도 1에 따른 배터리 대여 장치의 구성요소들을 나타낸 블록도이다.
도 4를 참조하면, 배터리 대여 장치(100)는, 충전 회로(40), 케이블 통신부(50), 무선 통신부(60), 및/또는 제어부(70)를 포함할 수 있다.
충전 회로(40)는, 배터리 수용부(10)의 충전 단자(11) 및 스마트폰(300) 충전 하우징(30)의 케이블형 충전 단자(32)에 전원(power source)을 공급할 수 있다. 충전 회로(40)는 외부의 전력 그리드(power grid)와 유선으로 연결되고, 전력 그리드를 통해 전달받은 전력을 이용해 케이블형 충전 단자(32)에 전원을 공급함으로써 스마트폰(300)을 충전하고, 배터리 수용부(10)의 충전 단자(11)에 전원을 공급함으로써 보조 배터리(400)를 충전할 수 있다.
케이블 통신부(50)는, 케이블형 충전 단자(32)와 연결된 스마트폰(300)과 유선으로 통신을 수행할 수 있다. 케이블 통신부(50)는, 케이블형 충전 단자(32)와 연결된 스마트폰(300)과 통신을 수행하여 스마트폰(300)에 미리 설치된 애플리케이션을 구동시킬 수 있다. 애플리케이션이 구동되면, 배터리 대여 장치(100)는, 케이블 통신부(50)를 통해 배터리 대여 장치(100)의 고유 식별 기호를 스마트폰(300)에 전송할 수 있다. 예를 들어, 구동된 애플리케이션에 의해 스마트폰(300)이 배터리 대여 장치(100)에 고유 식별 기호를 요청하고, 배터리 대여 장치(100)가 고유 식별 기호를 스마트폰(300)에 전송할 수 있다.
무선 통신부(60)는, 외부의 서비스 제공 서버(200)와 무선 네트워크를 이용하여 통신을 수행할 수 있다. 예를 들어, 무선 통신부(60)는, IR 리더기(20)를 통해 식별된 배터리 고유 식별 기호를 서비스 제공 서버(200)에 전송할 수 있다.
제어부(70)는, 충전 회로(40)를 제어하여 스마트폰(300)을 기준 전력량만큼 급속 충전시키고, 스마트폰(300) 및 서비스 제공 서버(200)와 통신하여 보조 배터리(400)의 대여와 반납을 제어할 수 있다. 제어부(70)는, 중앙 처리 장치(central processing unit, CPU), 그래픽 처리 장치(graphics processing unit, GPU), 또는 본 발명의 실시예들에 따른 방법들이 수행되는 전용의 프로세서를 의미할 수 있다.
또한, 충전 회로(40)는, 케이블형 충전 단자(32)를 통해 공급되는 전력량을 측정하는 전력량계 및 충전 단자(11)를 통해 공급되는 전류를 감지하는 전류계를 포함할 수 있다. 따라서, 제어부(70)는, 전력량계에 의해 측정되는 전력량이 기준 전력량에 도달하는 경우, 충전 회로(40)를 제어하여 케이블형 충전 단자(32)에 공급되는 전원을 차단할 수 있다.
또한, 충전 회로(40)는, 전류계와 홀더(13) 사이를 전기적으로 연결하는 연결 회로를 포함할 수 있다. 따라서, 제어부(70)는, 연결 회로를 제어하여 전류계에 의해 측정되는 전류에 비례하는 전류를 배터리 수용부(10)의 홀더(13)에 공급함으로써 보조 배터리(400)가 삽입된 배터리 수용부(10)의 배터리 고정부(12)를 릴리즈시킬 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 대여 시스템의 대여 절차를 설명하기 위한 예시 흐름도이다.
본 발명의 일 실시예에서 배터리 대여 시스템은 배터리 대여 장치(100), 및 서비스 제공 서버(200)를 포함할 수 있다.
먼저 대여를 위해 스마트폰(300) 사용자가 스마트폰(300) 충전 하우징(30)의 개폐도어(31)을 열고 케이블형 충전 단자(32)에 스마트폰(300)을 연결할 수 있다.
배터리 대여 장치(100)는, 케이블형 충전 단자(32)에 연결된 스마트폰(300)을 감지하고, 케이블형 충전 단자(32)에 전원을 공급함으로써 스마트폰(300)을 급속 충전시킬 수 있다(S100).
배터리 대여 장치(100)는, 충전 회로(40)의 전력량계를 이용하여 케이블형 충전 단자(32)에 공급되는 전력량을 모니터링하고, 케이블형 충전 단자(32)에 공급된 전력량이 기준 전력량에 도달하면 전원 공급을 중단할 수 있다(S110). 이때, 배터리 대여 장치(100)는 외부의 디스플레이를 통해 스마트폰(300)의 전원을 '온'하도록 요청하는 메시지를 표시할 수 있다.
이때, 기준 전력량은 스마트폰(300)의 충전 용량에 따라 실시간으로 결정될 수 있다. 구체적으로, 배터리 대여 장치(100)는, 케이블형 충전 단자(32)에 연결된 스마트폰(300)의 배터리 상태를 측정하고, 측정된 배터리 상태를 기초로 스마트폰(300)의 최대 충전 용량을 예측할 수 있다. 예를 들어, 배터리 대여 장치(100)는, 케이블형 충전 단자(32)에 연결된 스마트폰(300)에 충전과 방전을 일시적으로 수회(미리 설정된 횟수) 반복하여 스마트폰(300)의 내부 임피던스를 결정하고, 결정된 내부 임피던스를 기초로 스마트폰(300)의 최대 충전 용량을 예측할 수 있다. 배터리 대여 장치(100)는, 예측된 최대 충전 용량의 3% 내지 5% 사이의 전력량으로 기준 전력량을 결정할 수 있다.
사용자가 배터리 대여 장치(100)로부터 공급받은 전력을 이용하여 스마트폰(300)의 전원을 '온'하는 경우, 배터리 대여 장치(100)는 케이블형 충전 단자(32)와 연결된 스마트폰(300)을 감지하고, 케이블 통신부(50)를 통해 배터리 대여 장치(100)의 고유 식별 기호를 스마트폰(300)에 전송할 수 있다(S120). 예를 들어, 스마트폰(300)은 케이블형 충전 단자(32)를 통해 배터리 대여 장치(100)를 감지하면, 내부에 미리 설치된 애플리케이션을 구동시키고, 구동된 애플리케이션을 통해 고유 식별 기호를 수신할 수 있다.
스마트폰(300)이 고유 식별 기호를 수신하면, 서비스 제공 서버(200)가 스마트폰(300)과 연동하여 결제를 수행하고, 배터리 대여 장치(100)에 대여 요청 메시지를 전송할 수 있다(S130). 예를 들어, 스마트폰(300)은 외부의 금융기관에서 운용하는 결제서버와 연동하여 결제를 완료(예를 들어 보증금의 결제)하고, 배터리 대여 장치(100)의 고유 식별 기호와 스마트폰(300)의 고유 식별 기호를 포함하는 결제 완료 메시지를 서비스 제공 서버(200)에 전송할 수 있다. 서비스 제공 서버(200)는, 결제 완료 메시지를 수신하고, 결제 완료 메시지에 포함된 고유 식별 기호와 대응하는 배터리 대여 장치(100)로 대여 요청 메시지를 전송할 수 있다.
배터리 대여 장치(100)는, 대여 요청 메시지를 수신한 것에 대한 응답으로, 배터리 수용부(10)들 중 하나를 개방할 수 있다. 예를 들어, 배터리 대여 장치(100)는, 미리 배터리 수용부(10)들에 수용된 보조 배터리(400)들의 상태를 측정하고, 측정된 상태를 기초로 보조 배터리(400)들의 상태 정보를 생성하며, 내부의 저장소에 저장하거나 외부의 서비스 제공 서버(200)에 전송하여 저장할 수 있고, 상태 정보를 기초로 배터리 수용부(10)들 중 하나를 개방할 수 있다. 상태 정보는, 보조 배터리(400)의 현재 충전 잔량, 최대 충전 용량, 충전 사이클, 충전한 시간 등을 포함할 수 있다.
구체적으로, 배터리 대여 장치(100)는, 상태 정보를 기초로 배터리 수용부(10)들에 수용된 보조 배터리(400)들 중 완충된 보조 배터리(또는 가장 충전 잔량이 높은 보조 배터리)를 선정하고, 선정된 보조 배터리가 수용된 배터리 수용부(10)를 개방할 수 있다. 이때, 완충된 보조 배터리가 복수개인 경우, 배터리 대여 장치(100)는, 완충된 보조 배터리 중에서 충전 사이클이 가장 적은 보조 배터리가 수용된 배터리 수용부(10)를 개방할 수 있다.
사용자가 개방된 배터리 수용부(10)에 수용된 보조 배터리(400)를 꺼내면, 배터리 대여 장치(100)는, 개방된 배터리 수용부(10)에 수용되었던 보조 배터리(400)의 배터리 식별 기호를 서비스 제공 서버(200)에 전송하고, 서비스 제공 서버(200)는, 현재 시각을 기초로 대여 시각을 결정하고, 결정된 대여 시각과 수신된 배터리 식별 기호를 앞서 통신한 스마트폰(300)의 고유 식별 기호와 매칭하여 대여 정보를 생성하고, 생성된 대여 정보를 저장할 수 있다.
또한, 배터리 대여 장치(100)도, 개방된 배터리 수용부(10)에 수용되었던 보조 배터리(400)의 배터리 식별 기호와 대여 시각을 스마트폰(300)의 고유 식별 기호와 매칭하여 대여 정보를 생성하고, 생성된 대여 정보를 저장할 수도 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 대여 시스템의 반납 절차를 설명하기 위한 예시 흐름도이다.
사용자는 사용한 보조 배터리(400)를 개방된 배터리 수요부들 하나에 삽입함으로써 보조 배터리(400)를 반납하면, 배터리 대여 장치(100)는, 배터리 수용부(10)들 중 하나에 수용된 보조 배터리(400)를 감지할 수 있다(S200). 예를 들어, 배터리 대여 장치(100)는 충전 회로(40)의 전류 센서를 이용하여 전원이 보조 배터리(400)에 공급되기 시작하는지 판단할 수 있고, 이를 기초로 보조 배터리(400)가 수용된 것을 감지할 수 있다. 이때, 단계 S200에서 배터리 대여 장치(100)는 감지된 보조 배터리(400)의 충전 잔량을 함께 감지할 수 있다.
배터리 대여 장치(100)는, IR 리더기(20)를 이용하여 감지된 보조 배터리(400)의 QR 코드를 인식하고, 인식된 QR 코드를 통해 배터리 식별 기호를 획득할 수 있다(S210). 이때, 배터리 대여 장치(100)는, 감지된 보조 배터리(400)가 수용된 배터리 수용부(10)의 위치와 대응하도록 IR 리더기(20)에 연결된 회전축(21)을 회전시킴으로써, IR 리더기(20)가 해당 배터리 수용부(10)를 향해 적외선을 조사할 수 있다.
배터리 대여 장치(100)는, 획득된 배터리 식별 기호와 감지된 보조 배터리(400)의 충전 잔량을 서비스 제공 서버(200)로 전송할 수 있다(S220).
서비스 제공 서버(200)는, 배터리 대여 장치(100)로부터 배터리 식별 기호와 충전 잔량을 수신한 것에 대한 응답으로, 현재 시각을 기초로 반납 시각을 결정하고, 미리 생성된 대여 정보를 참조하여 배터리 식별 기호와 매칭된 스마트폰(300)의 고유 식별 기호와 대여시각을 획득할 수 있다(S230).
서비스 제공 서버(200)는, 대여 시각과 반납 시각 사이의 차분 시각과 충전 잔량에 기초하여 과금액을 결정하고, 스마트폰(300)의 고유 식별 기호를 이용하여 과금액에 대한 추가 결제를 수행할 수 있다(S240). 예를 들어, 서비스 제공 서버(200)는, 스마트폰(300)의 고유 식별 기호와 대응하는 기 결제 정보를 이용하여 추가 결제를 진행할 수 있다. 구체적으로, 서비스 제공 서버(200)는, 스마트폰(300)의 고유 식별 기호와 대응하는 보증금 결제액에서 과금액을 차감하고 나머지 금액을 스마트폰(300)의 고유 식별 기호와 대응하는 사용자 ID에 입력할 수 있다.
본 발명에 따른 방법들은 다양한 컴퓨터 수단을 통해 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위해 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다.
컴퓨터 판독 가능 매체의 예에는 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리(flash memory) 등과 같이 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함될 수 있다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러(compiler)에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터(interpreter) 등을 사용해서 컴퓨터에 의해 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함할 수 있다. 상술한 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 적어도 하나의 소프트웨어 모듈로 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
또한, 상술한 방법 또는 장치는 그 구성이나 기능의 전부 또는 일부가 결합되어 구현되거나, 분리되어 구현될 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
10: 배터리 수용부 11: 충전 단자
12: 배터리 고정부 13: 홀더
20: IR 리더기 21: 회전축
30: 스마트폰 충전 하우징 31: 개폐도어
32: 케이블형 충전 단자 40: 충전 회로
50: 케이블 통신부 60: 무선 통신부
70: 제어부 100: 배터리 대여 장치
200: 서비스 제공 서버 300: 스마트폰
400: 보조 배터리

Claims (5)

  1. 스마트폰, 서비스 제공 서버 및 배터리 대여 장치가 서로 연동하여 보조 배터리를 대여하고 반납하는 배터리 대여 시스템으로서,
    상기 스마트폰을 수용하여 급속 충전시키고, 미리 수용된 상기 보조 배터리를 제공하는 상기 배터리 대여 장치; 및
    상기 스마트폰과 연동하여 결제를 수행하고 상기 배터리 대여 장치에 대여 요청 메시지를 전송하는 서비스 제공 서버를 포함하고,
    상기 배터리 대여 장치는,
    상기 보조 배터리를 수용하고, 수용된 상기 보조 배터리를 충전시키는 복수의 배터리 수용부들;
    상기 배터리 수용부들 각각에 수용된 상기 보조 배터리를 식별하는 IR 리더기(infrared ray reader);
    상기 스마트폰을 수용하고, 상기 스마트폰에 전원을 공급하는 케이블형 충전 단자를 이용하여 기준 전력량만큼 상기 스마트폰을 급속충전시키는 스마트폰 충전 하우징;
    상기 충전 단자 및 상기 케이블형 충전 단자에 전원을 공급하고, 상기 케이블형 충전 단자를 통해 공급되는 전력량을 측정하는 전력량계를 포함하는 충전 회로(charging circuit);
    상기 케이블형 충전 단자를 이용하여 상기 스마트폰과 유선으로 통신을 수행하는 케이블 통신부;
    상기 서비스 제공 서버와 무선 네트워크를 이용하여 통신을 수행하는 무선 통신부; 및
    상기 충전 회로를 제어하여 상기 스마트폰을 상기 기준 전력량만큼 급속 충전시키고, 상기 케이블 통신부와 상기 무선 통신부를 제어하여 상기 스마트폰 및 상기 서비스 제공 서버와 통신함으로써 상기 보조 배터리의 대여와 반납을 제어하는 제어부를 포함하되,
    상기 배터리 대여 장치는,
    상기 전력량계를 이용하여 상기 케이블형 충전 단자에 공급되는 전력량을 모니터링하고, 상기 케이블형 충전 단자에 공급된 전력량이 상기 스마트폰의 최대 충전 용량의 3% 내지 5% 사이의 전력량에 해당하는 상기 기준 전력량에 도달하면 상기 케이블형 충전 단자에 대한 전원 공급을 중단한 후, 상기 케이블 통신부를 통해 상기 스마트폰에 상기 배터리 대여 장치의 고유 식별 기호를 전송하는, 배터리 대여 시스템.
  2. 청구항 1에서,
    상기 배터리 수용부들 각각은,
    상기 보조 배터리에 전원을 공급하는 충전 단자;
    홀더(holder)에 의해 고정되어 상기 배터리 수용부들 각각의 일면과 일체화되고, 상기 홀더에 의해 릴리즈(release)됨으로써 상기 보조 배터리를 상기 충전 단자에 밀착시켜 고정시키는 배터리 고정부; 및
    상기 배터리 고정부를 고정시켜 상기 보조 배터리가 상기 배터리 수용부들 각각에 삽입될 수 있도록 가이드하는 상기 홀더를 포함하는, 배터리 대여 시스템.
  3. 청구항 2에서,
    상기 스마트폰 충전 하우징은,
    상기 배터리 대여 장치의 상부면과 일체화되도록 형성된 개폐도어를 포함하는, 배터리 대여 시스템.
  4. 삭제
  5. 청구항 1에서,
    상기 충전 회로는,
    상기 충전 단자를 통해 공급되는 전류를 감지하는 전류계를 더 포함하는, 배터리 대여 시스템.
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