KR102486199B1

KR102486199B1 - 자전거용 스마트 제어장치

Info

Publication number: KR102486199B1
Application number: KR1020220050338A
Authority: KR
Inventors: 강정현
Original assignee: 강정현
Priority date: 2022-04-22
Filing date: 2022-04-22
Publication date: 2023-01-09

Abstract

자전거용 스마트 제어장치가 개시된다. 본 발명의 스마트제어장치는 어플리케이션을 탑재한 휴대용 단말기와, 일측은 자전거의 프레임에 고정되고, 근거리통신부와 제어부, GPS수신부, 그리고 인터넷망을 통하여 통신하는 무선통신부를 포함하고 고유 식별번호로 구별되는 잠금본체로 구성하여, 휴대용 단말기가 잠금본체에 접근하면 열림신호를 수신하여 잠금장치를 열림상태로 제어하고, 휴대용단말기가 잠금본체에서 멀어지면 잠금장치를 잠금 상태로 제어하며, 도난과 위치정보요청시 경보음과 위치정보를 전송할 수 있도록 구성하여 별도의 온오프 장치없이 자전거의 잠금과 열림을 제어할 수 있고, 자전거의 위치를 확인할 수 있기 때문에 도난을 방지하고 자전거의 위치를 쉽게 파악할 수 있는 효과가 있다.

Description

자전거용 스마트 제어장치{SMART CONTROL APPARATUS FOR BICYCLE}

본 발명은 자전거 제어장치에 관한 것으로, 스마트폰 전용 앱을 통해 잠금장치를 On/Off 제어하고, GPS 위치추적 및 도난 방지 경보음, 태양전지판을 통한 자동 충전 등이 가능하도록 구성한 자전거용 스마트 제어장치에 관한 것이다.

자전거는 가볍고 조작이 쉬워 어린아이부터 성인들까지 남녀노소를 가리지 않고 널리 사용되는 이동수단이다.

대기오염의 문제가 심각해지면서 미세먼지 저감조치로 자동차보다는 자전거와 같은 무공해 이동수단의 이용이 권장되고 있다. 최근에는 이동수단으로는 물론 여가활동을 즐기기 위한 레저용으로도 널리 이용되고 있는 상황이다.

또한, 최근 들어 자전거 가격이 점차 고가로 올라서면서 자전거를 지키는 방법도 나날이 발전하고 있다.

다양한 잠금장치가 개발/출시되고 있지만, 아직까지도 라이더들은 도난에 대한 우려가 높은 상태이다.

검찰청의 2014년 통계에 따르면 지난 2013년 집계된 자전거 도난범죄는 1만5774건에 달하고, 2008년 4915건 대비 3배 이상 증가한 수치다. 자전거 이용자의 54.6%가 도난을 경험했다는 통계도 있다.

자전거는 상대적으로 크기가 작고 운송이 편한 데다 자체 보안 시스템이 없어서 도난 위험성이 크다.

이러한 이유로 자전거 도난을 방지하기 위해 여러 종류의 자전거용 잠금장치가 사용되고 있다.

가장 흔하게 사용되는 잠금장치로서, 케이블 형태의 케이블 락이나 가벼워 쓰기 편한 코일락, U자 모양의 U락, 절단기로 자르기 어려운 사관절락 등 다양한 형태의 제품이 많지만 이들도 도난에 취약하거나 사용상 불편하기 때문에 사용을 꺼리고 있다.

또한, 자동차와 오토바이에는 스마트키가 도입되어 쉽게 이용할 수 있을 뿐 아니라 도난 예방도 가능하지만, 자전거에는 스마트키에 걸맞는 도구가 국내에는 아직 없어 불편하다.

KR 등록특허공보 제10-1461224호(2014.11.06)

이러한 과제를 해결하기 위한 본 발명은 어플리케이션을 다운받고 블루투스 또는 NFC활성화를 통하여 스마트폰과 동기화되면 언제든 자전거의 잠금장치를 온오프제어할 수 있는 스마트 제어장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명의 잠금본체를 체인스테이 또는 시트스테이에 마운트로 설치하고 특수 볼트를 사용하여 쉽게 탈부착할 수 없는 스마트 제어장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 GPS추적장치를 앱과 연동하여 언제든 자전거의 위치를 확인할 수 있는 스마트 제어장치를 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 배터리를 교체할 필요없이 태양전지판을 통한 자동충전으로 도난에 항상 준비되어 있으며, 어플을 통해 배터리용량을 체크할 수 있는 스마트 제어장치를 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 도난 시 100~110db의 경보음을 자동으로 울리며, 동시에 등록된 휴대폰으로 도난 알림이 자동으로 전송되는 스마트 제어장치를 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 정차된 위치에서 이탈되면 GPS를 통해 등록된 휴대폰으로 위치 전송이 되며, 최종 이동된 위치를 확인하여 분실된 자전거를 찾을 수 있도록 하는 스마트 제어장치를 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.

그리고 본 발명은 등록된 휴대폰을 분실할 경우를 대비하여, 본인 이외 가족이나 지인 번호를 등록하여 위치 알림을 받을 수 있다. 또는 자사 어플 다운로드 시 아이디 등록을 통해 타인의 휴대폰이나 웹페이지를 통해 로그인하여 실시간 위치 정보를 파악하는 등 이중 도난 방지 시스템을 구축할 수 있는 스마트 제어장치를 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.

이러한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 스마트 제어장치는 내장된 근거리통신부를 통하여 미리 입력된 잠금장치 열림신호를 무선출력하는 어플리케이션을 탑재한 휴대용 단말기와, 일측은 자전거의 프레임에 고정되는 장착부와 결합되고, 타측은 자전거의 움직임을 방해하는 잠금장치로 구성된 몸체와 상기 몸체에 구비되며 상기 휴대용 단말기와 근거리 통신이 가능한 근거리통신부와 상기 잠금장치를 제어하는 제어부와 잠금장치 기능을 수행하는 어플리케이션과 통신할 휴대용 단말기의 전화번호를 저장하는 저장부, 위치정보를 수신하는 GPS수신부, 그리고 인터넷망을 통하여 통신하는 무선통신부를 포함하고 고유 식별번호로 구별되는 잠금본체를 포함하게 구성하고, 사용자가 휴대용 단말기를 소지한 상태로 상기 잠금본체에 접근하면 상기 휴대용 단말기의 어플리케이션에 의해 단말기의 ID와 함께 무선출력된 열림신호가 상기 잠금본체의 근거리통신부를 통해 제어부에 수신되면, 제어부는 저장부에 저장된 ID와 비교하여 일치하면 상기 잠금장치의 잠금을 해제하도록 제어하고, 잠금이 해제된 상태에서 상기 휴대용 단말기의 어플리케이션을 통해 ID와 함께 잠금신호가 상기 잠금본체의 근거리통신부를 통해 제어부에 수신되면, 제어부는 ID가 일치하면 상기 잠금장치를 잠금 상태로 제어하며, 잠금과 해제시 상기 GPS수신부를 통하여 수신한 위치정보와 함께 잠금과 해제 시간을 DB화하여 저장부에 저장하고, 상기 무선통신부를 통하여 서버로 전송하여 이력관리가 가능하도록 동작하게 구성함으로써 달성될 수 있다.

이러한 장착부는 자전거의 시트스테이 또는 체인스테이에 장착되고, 상기 잠금장치는 잠금봉을 자전거 바퀴의 스포크 사이에 이동시켜 걸치게 하여 잠금동작을 수행하고, 잠금봉을 스포크사이에서 빼내는 해제동작을 수행하게 한다.

또한, 경고음을 발하는 경보부를 상기 잠금본체에 구비하고, 상기 제어부는 잠금시간과 잠금 위치정보를 저장한 경우, 상기 GPS수신부로부터 수신되는 위치정보를 판독하여 저장된 위치정보와 비교하고, 일정 위치 이상 이격이 발생한 경우 상기 경보부를 통하여 경고음을 발생시키는 동시에 무선통신부를 통하여 상기 서버에 움직임이 발생한 위치정보와 시간을 전송하면, 상기 서버는 사용자의 휴대용 단말기 또는 등록된 단말기에 위치정보와 시간 그리고 움직임이 발생하였음을 전송하여 경고하게 할 수 있다.

또한, 휴대용 단말기는 저장부에 저장된 어플리케이션을 구동하여 잠금본체의 위치정보를 요청하면, 통신모듈을 통하여 서버와 통신하고, 서버로부터 해당 잠금본체의 위치정보를 수신하여 지도정보와 함께 잠금본체의 위치정보를 단말기표시부에 표시하여 자전거의 위치를 확인하게 할 수 있다.

그리고 잠금본체의 일측에 배터리착탈구를 구비하고, 상기 배터리착탈구에 배터리가 삽입되면 스마트 제어장치의 각 구성요소에 전원이 공급되도록 전기적으로 연결되게 구성하여 태양광을 이용한 충전이 미비하거나 전원이 미약한 경우 부가 배터리를 이용하여 시스템을 동작시킬 수가 있다.

따라서, 본 발명의 자전거용 스마트 제어장치에 의하면, 어플을 이용하여 잠금장치를 온오프제어할 수 있기 때문에 별도의 온오프 장치없이 자전거를 잠금해제할 수 있기 때문에 사용이 매우 편리한 장점이 있다.

또한, 본 발명의 자전거용 스마트 제어장치에 의하면, 잠금본체를 자전거의 체인스테이 또는 시트스테이에 마운트로 설치하고 특수 볼트를 사용하여 고정하기 때문에 쉽게 탈부착할 수 없어 도난을 방지할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 자전거용 스마트 제어장치에 의하면, GPS추적장치와 앱을 이용하여 자전거의 위치를 확인할 수 있기 때문에 자전거의 위치를 파악하지 못해 발생하는 불편함을 해소할 수 있다.

또한, 본 발명의 자전거용 스마트 제어장치에 의하면, 태양전지판으로 자동충전을 진행하기 때문에 별도의 충전장치가 없어도 사용할 수 있으며, 배터리용량도 어플도 확인할 수 있기 ?문에 방전에 따른 리스크도 관리할 수 있다.

또한, 본 발명의 자전거용 스마트 제어장치에 의하면, 도난으로 판단될 경우 100~110db의 경보음을 자동으로 울려 경계심을 유발시키고, 동시에 등록된 휴대폰으로 도난 알림이 자동으로 발송되기 때문에 신속한 대처로 도난 자전거를 예방할 수 있게 하는 효과가 있다.

그리고 본 발명의 자전거용 스마트 제어장치에 의하면, 본인 휴대폰뿐만 아니라, 가족이나 지인 번호를 등록하여 위치 알림을 받을 수 있고, 아이디로 로그인하여 실시간 위치 정보를 파악할 수 있어, 본인 단말기에 이상이 생기더라도 타단말기를 이용할 수 있기 때문에 편리하게 사용할 수 있는 효과가 있다.

상술한 바와 같이 본 발명의 자전거용 스마트 제어장치에 의하면, 스마트폰 전용 앱을 통해 잠금장치를 On/Off 하고, GPS추적 및 도난 방지 경보음, 태양전지판을 통한 자동 충전 등이 이루어지는 기능까지 탑재한 스마트 잠금장치를 사용하기 때문에 손쉬운 잠금해제방법, 도난 방지, 위치를 파악할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 자전거용 스마트 제어장치의 주요 구성도,
도 2는 본 발명의 잠금본체의 외관 사시도,
도 3은 잠금장치가 잠금상태로 동작한 상태의 예시도면,
도 4는 잠금장치가 열림상태로 동작한 상태의 예시도면,
도 5는 본 발명의 스마트 제어장치의 잠금과 열림기능을 설명하기 위한 흐름도,
그리고
도 6은 본 발명의 도난 또는 위치정보 전송동작을 설명하기 위한 흐름도이다.

본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정 해석되지 아니하며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "…부", "…기", "모듈", "장치" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 및/또는 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.

명세서 전체에서 "및/또는"의 용어는 하나 이상의 관련 항목으로부터 제시 가능한 모든 조합을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어, "제1 항목, 제2 항목 및/또는 제3 항목"의 의미는 제1, 제2 또는 제3 항목뿐만 아니라 제1, 제2 또는 제3 항목들 중 2개 이상으로부터 제시될 수 있는 모든 항목의 조합을 의미한다.

명세서 전체에서 각 단계들에 있어 식별부호(예를 들어, a, b, c, ...)는 설명의 편의를 위하여 사용되는 것으로 식별부호는 각 단계들의 순서를 한정하는 것이 아니며, 각 단계들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않은 이상 명기된 순서와 다르게 일어날 수 있다. 즉, 각 단계들은 명기된 순서와 동일하게 일어날 수도 있고 실질적으로 동시에 수행될 수도 있으며 반대의 순서대로 수행될 수도 있다.

이하, 도면을 참고하여 본 발명의 일실시예에 대하여 설명한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 자전거용 스마트 제어장치의 주요 구성도로서, 도시된 바와 같이 본 발명의 스마트 제어장치는 근거리통신부, 태양열 충전 배터리와 경보장치를 탑재한 잠금본체를 자전거의 프레임에 결합한 다음, 휴대용 단말기와 통신을 통하여 잠금본체의 잠금과 열림기능을 수행하게 하는 것을 하나의 특징으로 한다.

이를 위하여 본 발명의 자전거용 스마트 잠금 장치는 열림과 잠금 정보를 전송하는 휴대용 단말기(300)와 휴대용 단말기(300)로부터 열림과 잠금신호를 받아 잠금장치의 열림과 잠금을 제어하는 잠금본체(100)로 구성한다.

잠금본체(10)는 잠금 기능을 수행하는 잠금장치(186)로 구성된 몸체(100)와 몸체(100)를 자전거의 스테이에 결합시키는 장착부(200)로 구성된다.

몸체(100)는 하우징으로 구성되고, 하우징의 일측이 장착부(200)와 결합되어 자전거에 고정된다.

하우징은 외부의 충격으로부터 부품들을 보호하기 위하여 강화 플라스틱 또는 금속재질로 구성할 수 있으며, 하우징의 내부에는 통신을 통하여 잠금장치의 열림과 잠금을 제어하는 각 구성요소들이 전기적으로 연결되게 구성한 PCB(20)가 상부에 구성되고, 제어부의 제어에 의하여 잠금과 열림동작을 수행하는 잠금장치(180)가 중부에 배치되고 하부에는 시스템에 전원을 공급하는 배터리착탈구(150)가 위치하도록 구성한다.

도 2의 본 발명의 잠금본체의 외관 사시도를 참고하면, 상부에 PCB(20)가 중부에 잠금장치(180)가 그리고 하부에 배터리착탈구(150)가 구성되어 있음을 알 수 있다.

보다 구체적으로 PCB에는 휴대용 단말기(300) 및/또는 서버(400)와 근거리 무선통신 및 인터넷 통신을 행하는 통신부(170), 잠금장치(180)를 제어하는 제어부(110)와 잠금장치 기능을 수행하는 어플리케이션과 통신할 휴대용 단말기의 ID를 저장하는 저장부(130), 위치정보를 수신하는 GPS수신부(120)를 포함하여 구성한다.

통신부(170)는 근거리 무선통신망을 통하여 휴대용 단말기(300)와 통신하는 근거리 통신부(172)와 인터넷망을 통하여 서버(400)와 통신하는 무선통신부(174)를 포함하여 구성한다.

즉, 본 발명에서는 개폐신호의 송수신은 근거리 무선통신망을 이용하고, 위치추적 및 도난 기능은 인터넷망과 같은 무선통신망을 이용하여 통신이 이루어지게 하는 이원화된 통신시스템을 사용하고, 모두 어플리케이션을 이용하여 통신이 이루어지게 하는 것을 또 하나의 특징으로 한다.

근거리통신부(172)는 휴대용 단말기(300)와 본 발명의 기능을 수행하기 위한 어플리케이션을 통하여 잠금과 열림 기능을 수행할 수 있는 개폐정보를 근거리 무선통신을 이용하여 송수신하도록 동작한다.

근거리 무선통신은 단말기 사용자가 자전거에 근접하면 자동으로 활성화(페어링)되어 개폐정보를 수신하도록 동작한다.

이러한 근거리 무선통신은 RFID(Radio Frequency Identification), 블루투스(Bluetooth), NFC(Near Field Communication), 비콘(Beacon) 또는 지그비 등과 같은 통신을 이용할 수 있다.

특히 비콘을 사용하면 소량의 패킷 전송으로 동작이 가능하고 두 기기를 연결시키는 페어링(pairing)이 불필요하며 저전력으로 통신하기 때문에, 다른 근거리 무선통신 기술에 비해 저비용으로 위치를 인식할 수 있다.

비콘은 비접촉식으로 최대 50m의 원거리 통신을 지원한다.

또한, 오차범위 5cm 이내로 기기의 위치를 파악할 수 있으며, 일대다 및 다대다 서비스 모두 가능하기 때문에 다양한 능동형 서비스를 제공할 수 있다.

비콘 그 자체는 위치를 알려주는 기준점 역할을 수행하고 실제 정보 전달은 블루투스, 적외선 등의 근거리 통신 기술을 기반으로 이루어지는데, 블루투스를 결합한 블루투스 비콘을 사용하는 것이 바람직하다.

이러한 개폐정보에는 타단말기와 식별할 수 있도록 전화번호와 같은 고유 식별번호(ID;Identification)를 포함하고, 열림과 잠금정보를 포함하여 송수신되어야 한다.

특히, 열림과 잠금 정보는 보다 정밀한 정보의 송수신을 위하여 별도의 정보로 잠금신호와 열림신호를 구별하여 구성할 수도 있으나, 근거리 무선통신은 페어링이 가능하므로, 페어링된 경우 수신한 ID가 일치하면, 열림정보로 페어링이 OFF되면 잠금정보로 판단할 수 있음은 물론이다.

무선통신부(184)는 서버(400)와 인터넷망과 같은 네트워크를 이용하는 무선 통신망으로, 필요한 경우 위치 정보와 도난신호를 전송할 수 있도록 동작한다.

저장부(130)는 본 발명의 기능을 수행하기 위한 어플리케이션과 타 잠금본체와 구별되는 고유 식별번호와 위치정보 그리고 열림과 잠금 정보를 저장할 수 있다.

특히, 저장부(130)에 저장된 어플리케이션은 앱스토어 등을 통하여 관련 앱을 다운받아 저장하거나 또는 이동통신망을 통해 서버(400)에 접속하여 어플리케이션을 다운받아 설치되도록 구성된다.

바람직하게는 앱(App)의 설치과정에서 회원가입을 통하여 서버의 인증과정을 거쳐 어플리케이션을 설치하도록 할 수 있다.

물론 E-mail 또는 비밀번호와 같이 회원 고유 식별번호와 함께 간단하게 회원가입을 할 수도 있다.

이러한 앱은 웹사이트로 동작되는 서버에 접속해서 앱을 다운받아 설치할 수도 있으나, IOS 계열이건 안드로이드 계열이건 관계없이 각 OS에 맞는 앱을 앱 스토어에 올려서 배포하는 방식을 사용할 수도 있다.

이러한 앱(App)의 다운 및 설치과정 그리고 인증단계 등은 일반적인 것이므로 그 상세한 설명은 생략한다.

GPS수신부(120)는 잠금본체의 현재 위치를 수신하여 저장하거나 통신부(170)를 통하여 외부로 위치를 전송하도록 동작한다.

즉 수신된 GPS정보는 현재 잠금본체의 실시간 위치로 판단하여 이동 중임을 판단하거나 현재의 위치를 파악하는 정보로 사용될 수 있다.

경보부(160)는 제어부(110)의 제어에 의하여 경보음을 발하도록 동작된다.

바람직하게는 도난으로 판단된 경우 100~110db의 경보음을 울려 도난이 되고 있음을 주위에 알릴 수 있게 한다.

또한, 잠금본체(10)의 일측에는 본 발명의 자전거용 스마트 제어장치에 전원을 공급하는 배터리착탈구(150)를 구비하고, 배터리착탈구(150)에 배터리모듈(140)이 삽입되면 PCB와 전기적으로 연결되어 스마트 제어장치의 각 구성요소에 공급되도록 동작한다.

배터리모듈(140)은 배터리착탈구(150)에 탈착이 되도록 구성하고, 필요한 경우 배터리모듈(140)을 교환하여 사용할 수 있도록 한다.

또한, 배터리모듈(140)은 태양광으로 충전할 수 있도록 태양광충전부(142)를 구비하여 상시 배터리(144)를 충전할 수 있도록 구성한다.

자전거가 운행하는 도중이나 보관 시에도 태양광을 이용하여 상시 충전될 수 있도록 구성하여 시스템에 전원이 자동으로 공급되게 한다.

혹 발생할 수 있는 미충전을 대비하여 잠금본체(10)에 배터리착탈구(150)를 구비하여 배터리모듈(140)을 교환하여 사용할 수 있게 한다.

아울러 배터리모듈의 충전은 태양광뿐만 아니라, USB 또는 어댑터를 통하여 직접 충전되게 할 수 있음은 물론이다.

장착부(200)는 몸체(100)를 자전거의 프레임에 견고하게 결합하도록 구성한다.

장착부(200)는 잠금본체(10)를 자전거에 고정시켜 잠금과 열림기능을 수행할 수 있도록 하기 위하여 뒷바퀴와 페달을 연결하는 프레임인 체인스테이나 또는 페달과 시트를 연결하는 프레임인 시트스테이에 설치되어 견고하게 결합되게 하고, 도난을 방지하기 위하여 마운트로 구성한다.

이러한 체인스테이나 시트스테이는 브레이크나 변속기의 방해를 받지 않은 위치이면서 하중을 지탱하는 프레임이므로 본 발명의 잠금본체를 설치하기가 가장 안전하면서도 견고하게 설치할 수 있다.

도 2의 본 발명의 일실시예에 의한 장착부를 예시한 도면을 참고하면, 마운트는 두 쌍으로 구성하고, 프레임의 굵기에 상관없이 설치 가능하도록 하기 위하여 수갑형태의 조임쇠(210)로 프레임에 조임장치(220)를 이용하여 조여서 고정시키도록 구성한다.

또한, 조임장치(220)는 특수 볼트를 통해 일반 공구로는 탈부착이 불가하도록 반드시 전용 특수 공구를 사용하여 탈부착이 가능하도록 하여 도난을 방지할 수 있도록 한다.

잠금장치(180)는 하우징의 내부에 탑재되어 제어부(110)의 구동으로 잠금과 열림기능을 수행하도록 구성된다.

이를 위하여 잠금장치(180)는 제어부(110)의 제어에 의하여 정역방향으로 회전하는 서보모터(182)와 서보모터(182)의 구동으로 잠금바(186)를 외부로 슬라이딩시켜 잠금상태로 동작하거나 또는 하우징의 내부로 슬라이딩시켜 열림상태로 동작시키는 구동부(184)로 구성된다.

도 3의 잠금장치가 잠금상태로 동작한 상태의 예시 도면을 참고하면, 구동부(184)는 서보모터(182)의 구동으로 시계방향 또는 반시계방향으로 회전하는 구동피니언(184a)과 구동피니언(184a)의 구동으로 시계방향 또는 반시계방향으로 회전하는 링기어(184b)로 구성된 베벨기어로 구성할 수 있다.

도 3을 참고하면, 제어부(110)가 잠금신호를 수신하면, 서보모터(182)가 구동피니언(184a)이 시계방향으로 회전하도록 구동하고, 따라서 링기어(184b)는 반시계방향으로 구동하면서, 잠금바(186)를 하우징의 외부로 슬라이딩시키고 결국 자전거 바퀴의 스포크 사이에 잠금바(186)가 위치하게 되어 잠금동작이 수행되는 것이다.

도면을 참고하면, 잠금바(186)는 장방형의 슬라이딩홈(186a,186b)을 상하로 설치하고, 슬라이딩홈(186a, 186b) 내부에 슬라이딩축(186c, 186d)을 각각 설치하여 상하 축을 중심으로 상하 슬라이딩홈내에서 좌우로 잠금바(186)가 움직이도록 구성한다.

즉, 링기어(184b)가 회전하면서 잠금바(186)가 스포크방향으로 이동시키면 슬라이딩축(186c, 186d)을 기준으로 슬라이딩홈(186a,186b)이 외부로 밀리면서 잠금바(186)가 하우징의 외부로 돌출되어 잠금동작을 수행하는 것이다.

한편, 잠금동작 후에 충격이나 외부의 힘에 의하여 잠금바(186)가 풀리는 것을 방지하기 위하여 고정봉(184c)을 링기어(184b)의 일측에 고정하여 링기어가 회전하면서 잠금바(186)를 밀어내면 고정봉(184c)도 같이 회전하면서 밀려난 잠금바(184)의 후면을 받치도록 구성하여 잠금바(186)가 하우징의 내부로 밀려드는 것을 방지하는 것이다.

도 4의 잠금장치가 열림상태로 동작한 상태의 예시 도면을 참고하면, 제어부(110)는 열림신호를 수신하면, 서보모터(182)가 구동피니언(184a)이 반시계방향으로 회전하도록 구동하고, 따라서 링기어(184b))는 시계방향으로 구동하면서, 잠금바(186)를 하우징의 내부로 슬라이딩시키고 결국 자전거 바퀴의 스포크 사이에 있던 잠금바(186)가 하우징 내부로 이동하면서 열림동작을 수행하는 것이다.

즉, 링기어(184b)가 회전하면서 잠금바(186)의 이동을 강제하는 고정봉(184c)을 해제하면서, 잠금바(186)가 하우징의 내부 방향으로 이동시키면 슬라이딩축(186c, 186d)을 기준으로 슬라이딩홈(186a,186b)이 내부로 밀리면서 잠금바(186)가 하우징의 내부로 이동되어 열림동작을 수행하는 것이다.

또한, 본 발명은 외부에서 충격을 가하여 차량을 훼손하고자 할 경우나 충격을 받은 경우, 감지한 충격의 정도를 측정하여 출력하는 충격감지부(190)를 더 구비할 수 있다.

따라서, 제어부(10)는 충격감지부(190)에서 감지되는 충격에 따라 경보를 발하거나 충격의 정도와 위치정보를 서버(400)로 전송하게 설정된 경우, 경보를 발하여 주의를 환기시키거나 해당 정보를 서버(400)로 전송하여 등록된 단말기에 정보를 전송하여 사후 처리를 할 수 있다.

휴대용 단말기(300)는 통신을 이원화하여 잠금본체(10)와는 근거리무선통신을 통하여 잠금과 해제기능을 수행하도록 동작하고, 서버(400)와의 통신은 무선통신을 통하여 위치파악이나 도난 정보를 수신하게끔 구성한다.

이를 위하여 휴대용 단말기(300)는 스마트폰(smart phone)을 비롯하여 PDA(Personal Digital Assistants) 데스크탑 PC(desktop PC), 태블릿 PC(tablet PC), 슬레이트 PC(slate PC), 노트북 컴퓨터(notebook computer) 등이 해당될 수 있다. 물론, 본 발명이 적용 가능한 단말기는 상술한 종류에 한정되지 않고, 외부 장치와 근거리와 무선통신이 가능한 단말기를 모두 포함할 수 있음은 당연하다.

구체적으로 휴대용 단말기(300)는 본 발명의 자전거용 스마트 제어장치의 기능을 수행하여 잠금과 열림기능을 수행하고 위치정보를 수신하여 표시하도록 동작되는 어플리케이션을 실행하는 사용자앱(App)부(350)와, 키입력부(340)와, 단말기표시부(330)와, 어플리케이션을 구동하여 잠금과 열림 기능, 그리고 위치 정보를 이용하여 각종 데이터를 단말기 표시부(330)에 표시하게 하는 단말기제어부(320)를 포함하여 구성한다.

사용자앱(App)부(350)는 앱스토어 등을 통하여 관련 앱을 다운받아 저장하거나 또는 이동통신망을 통해 웹서버로 동작하는 서버(400)에 접속하여 어플리케이션을 다운받아 설치되도록 구성할 수 있다.

바람직하게는 앱(App)의 설치과정에서 인증과정을 거쳐 어플리케이션을 설치하도록 할 수 있다.

즉, 본 발명은 웹사이트로 동작하는 특정 서버(400)에 접속해서 앱을 다운받아 설치할 수도 있으나, IOS 계열이건 안드로이드 계열이건 관계없이 각 OS에 맞는 앱을 앱 스토어에 올려서 배포하는 방식을 사용할 수도 있다.

키입력부(340)는 터치 스크린이나 키패드로 해당 키에 대한 데이터를 입력할 수 있도록 구성하되, 통상의 스마트폰 기능 제어에 필요한 키와 본 발명의 잠금과 열림기능을 설정하고, 위치정보를 확인용 버튼 등 스마트 제어장치의 기능제어에 필요한 서비스를 실행하고 표시하기 위한 특정버튼 등을 포함하여 구성된다.

또한, 키입력부(340)는 잠금과 열림 기능을 요청할 수 있는 버튼을 구비하게 할 수도 있다.

통신모듈(310)은 다양한 통신 방식(와이파이와 같은 무선통신)을 통하여 서버(400)와 통신하여 데이터 수신이 가능하도록 구성한다.

근거리무선통신부(370)는 NFC, 블루투스(Bluetooth), WiFi, Zigbee 등과 같은 근거리 무선통신이 가능한 수단으로, 잠금본체(10)의 근거리통신부(172)와 통신이 가능하도록 구성한다.

저장부(360)에는 열림과 잠금 정보를 전송한 시간과 위치정보를 수신한 경우 위치정보 등을 이력관리할 수 있도록 DB화하여 저장함과 동시에 단말기의 ID정보를 보관하도록 한다.

또한, 필요한 경우 수신한 위치정보를 지도상에 표시할 수 있도록 지도정보를 저장할 수도 있다.

서버(400)는 웹(web)서버의 기능과 클라우드(cloud)서버의 기능을 수행하면서, 잠금본체(10)의 고유 식별번호와 이와 통신하는 휴대용 단말기의 ID를 DB로 보관하고, 잠금본체(10)로부터 위치정보가 전송되면 저장하고, 도난정보를 휴대용 단말기로 전송하도록 구성된다.

또한, 서버(400)는 본 발명과 관련된 어플리케이션을 구비하고 있다가 잠금본체나 휴대용 단말기에서 어플리케이션의 전송 요청이 있는 경우, 이를 전송하여 설치할 수 있도록 하고, 인증정보와 관련된 해당 정보를 리스트화하여 보관하도록 동작한다.

이하, 상술한 구성을 통하여 본 발명의 작동에 대하여 설명한다.

도 5는 본 발명 스마트 제어장치의 잠금과 열림기능을 설명하기 위한 흐름도로서, 도면을 참고하면, 본 발명은 사용자가 휴대용 단말기(300)를 소지한 상태로 잠금본체(10)에 접근하면 휴대용 단말기의 어플리케이션에 의해 단말기의 ID와 함께 무선출력된 열림신호가 잠금본체(10)의 근거리통신부(172)를 통해 제어부(110)에 수신되면, 제어부(110)는 저장부(130)에 저장된 ID를 비교하여 일치하면 잠금장치의 잠금을 해제하도록 제어하고, 잠금이 해제된 상태에서 휴대용 단말기의 어플리케이션을 통해 ID와 함께 잠금신호가 잠금본체(10)의 근거리통신부(172)를 통해 제어부(110)에 수신되면, 제어부(10)는 ID가 일치하면 잠금바(186)를 잠금 상태로 제어하며, 잠금과 해제시 GPS수신부를 통하여 수신한 위치정보와 함께 잠금과 해제 시간을 DB화하여 저장부(130)에 저장하고, 무선통신부(174)를 통하여 서버(400)로 전송하여 이력관리가 가능하도록 동작한다.

구체적으로 본 발명의 잠금본체(10)를 자전거의 시트스테이나 체인스테이에 장착부(200)의 마운트를 사용하여 견고하게 고정하고, 소지한 휴대용 단말기에 어플리케이션을 다운받아 설치하고(S110), 잠금본체(10)와 휴대용단말기(300)간에 어플리케이션을 통한 근거리무선통신을 이용하여 기본적인 설정 내용을 상호 송수신하여 저장하도록 한다(S120).

단계 S120에서는 잠금본체(10)의 저장부(130)에 근거리 무선통신을 주고받을 휴대용단말기의 ID를 저장하고, 휴대용단말기의 저장부(360)에 제어할 잠금본체(10)의 고유 식별번호를 수신받아 저장하도록 한다.

단계 S120에서의 설정 내용을 저장하고 나면, 잠금본체(10)의 제어부(110)는 근거리통신부(172)를 통하여 휴대용 단말기(300)가 근거리 무선통신이 가능한 거리에 근접하였는가를 판단한다(S130).

단계 S130에서의 근접 판단은 일례로 페어링으로 판단할 수 있으며, 이러한 일정 거리의 접근 유무를 여러 가지 방법을 통하여 감지할 수 있으므로 구체적인 설명은 생략하기로 한다.

상술한 바와 같이 본 발명은 근거리 통신과 원거리 통신이 가능하도록 구성하여 열림과 잠금 기능은 근거리무선통신을 통하여 행하고, 위치정보의 송수신은 인터넷망과 같은 일반 무선통신망을 이용하게 한다.

단계 S130에서 근접한 것으로 판단되면, 잠금본체의 제어부(110)는 근거리 통신부(172)를 통하여 수신한 개폐정보에서 휴대용 단말기(300)의 ID를 판독하여 저장부(130)에 저장된 ID와 비교한다(S140).

단계 S140에서 ID가 일치하는 것으로 판단되면 제어부(110)는 서보모터(182)를 제어하여 구동부(184)가 잠금바(186)가 열림동작을 수행하도록 제어한다(S150).

한편, 도면에서는 단계 S130 내지 단계 S150을 통하여 일정거리 근접시 자동으로 열림기능이 수행되는 것으로 설명하였으나, 본 발명은 이에 한하지 않고, 어플리케이션을 이용하여 수동으로 열림과 잠금 기능을 전송하여 열림과 잠금 기능이 수행되도록 할 수 있다.

단계 S150에서 열림제어를 하는 경우에는 열림제어를 하는 시간과 위치정보를 저장부(130)에 저장하고, 동시에 서버(400)로 전송하여 잠금본체(10)의 이력을 관리할 수 있게 할 수 있다.

단계 S150에서 열림기능이 수행되거나 또는 열림기능이 이미 수행되어 잠금바(186)의 상태가 열려있는 상태에서는 휴대용 단말기(300)가 잠금본체(10)에서 멀어지는 가를 감지한다(S160).

단계 S160에서 근접한 거리에 있는 것으로 판단되면 다시 단계 S130을 반복수행하고, 해당 휴대용 단말기가 멀어진 것으로 판단되면 제어부(110)는 서보모터(182)를 제어하여 구동부(184)가 잠금바(186)를 잠금동작을 수행하도록 제어한다(S170).

잠금동작을 수행할 경우에도 잠금제어를 하는 시간과 위치정보를 저장부(130)에 저장하고, 동시에 서버(400)로 전송하여 잠금본체(10)의 이력을 관리할 수 있게 할 수 있다.

단계 S170에서 잠금동작을 수행한 이후에는 다시 단계 S130으로 연결되어 과정을 반복하면 된다.

이하, 도면을 참고하면 도난 또는 위치정보 전송동작에 대하여 설명한다.

도 6은 도난 또는 위치정보 전송동작을 설명하기 위한 흐름도로서, 도시된 바와 같이 도난 또는 위치정보 전송 방법은 먼저, 잠금본체(10)를 자전거의 시트스테이나 체인스테이에 장착부(200)의 마운트를 사용하여 견고하게 고정하고, 소지한 휴대용 단말기에 어플리케이션을 다운받아 설치하고(S210), 잠금본체(10)와 휴대용단말기(300)간에 어플리케이션을 통한 근거리무선통신을 이용하여 기본적인 설정 내용을 상호 송수신하여 저장하도록 한다(S220).

단계 S220에서는 마찬가지로 잠금본체(10)의 저장부(130)에 근거리무선통신을 주고 받을 휴대용단말기의 ID를 저장하고, 휴대용단말기의 저장부(360)에 제어할 잠금본체(10)의 고유 식별번호를 수신받아 저장하도록 한다.

이후 단계 S230에서 잠금본체(10)가 잠금상태인가를 판단하고(S230), 단계 S230에서 잠금상태로 판단되면, 제어부(110)는 위치이동이 발생하는 지를 판단한다(S240).

단계 S240에서의 위치이동의 판단은 GPS수신부(120)를 통하여 위치정보를 수신하되 설정된 거리이상 이동되었는 가를 판단한다.

단계 S240은 결국 잠금상태에서 위치이동이 발생하였다는 것은 강제적으로 잠금본체 즉 자전거가 위치이동하였다는 것으로 결국 도난으로 판단하는 경우를 의미한다.

즉, 도난의 여부는 GPS수신부(120)에서 수신되는 위치정보를 이용하되, 잠금상태에서 설정된 거리 이상 위치가 이동된 것으로 판단되면 제어부(110)는 도난으로 판단할 수 있다.

단계 S240에서 도난으로 판단된 경우에는 제어부(110)는 경보부(160)가 있는 경우 경보부를 이용하여 100~110db의 경보음을 울려 도난이 되고 있음을 주위에 알리고 무선통신부(174)를 통하여 위치정보와 함께 도난이 발생하였음을 서버(400)에 전송하고(S250), 서버(400)는 관련정보를 사용자의 휴대용 단말기 또는 등록된 단말기에 위치정보와 시간 그리고 움직임이 발생하였음을 전송하여 사용자가 도난을 인지하게 할 수 있다(S260).

이때 휴대용 단말기(300)는 수신한 도난정보를 단말기표시부(330)에 표시하거나 경보음으로 표시할 수도 있고, 함께 수신된 위치정보를 이용하여 저장부(360)에 저장된 지도정보에 위치정보를 표시하여 도난 자전거의 위치를 쉽게 파악하게 할 수 있다.

한편, 서버(400)도 수신한 도난정보와 위치정보를 DB에 저장하고 사용자 휴대용단말기나 등록된 단말기로 전송한 이력을 저장하여 관리할 수 있다.

단계 S230에서 잠금상태가 아니거나 단계 S240에서 위치이동이 아닌 경우, 잠금본체(10)의 제어부(110)는 휴대용 단말기(300)로부터 위치정보의 요청이 있었는지를 판단하여(S270), 위치정보 요청이 있으면 위치정보를 수신하여(S280), 무선통신부(174)를 통하여 서버(400)로 위치정보를 전송하고, 서버(400)는 수신한 위치정보를 휴대용 단말기(300)로 전송하면, 휴대용 단말기(300)의 단말기제어부(320)는 통신모듈(310)을 통하여 수신한 위치정보를 저장부(360)에 저장된 지도정보에 수신한 위치정보를 표시하여 단말기표시부(330)를 통하여 확인할 수 있도록 한다(S290).

이상과 같이 본 발명의 자전거용 스마트 제어장치에 의하면, 어플을 이용하여 별도의 온오프 장치없이 자전거의 잠금과 열림을 제어할 수 있기 때문에 사용이 편리하고, GPS추적장치와 앱을 이용하여 자전거의 위치를 확인할 수 있기 때문에 도난을 방지하고 자전거의 위치를 쉽게 파악할 수 있는 효과가 있다.

이상에서 본 발명은 기재된 구체예에 대하여 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허 청구범위에 속함은 당연한 것이다.

10 : 잠금본체 100 : 몸체
110 : 제어부 120 : GPS수신부
130 : 저장부 140 : 배터리모듈
150 : 배터리착탈구 160 : 경보부
170 : 통신부 180 : 잠금장치
200 : 장착부 300 : 휴대용 단말기
310 : 통신모둘 320 : 단말기제어부
330 : 단말기표시부 340 : 키입력부
350 : 사용자 앱부 360 : 저장부
370 : 근거리 통신부 400 : 서버

Claims

내장된 근거리통신부를 통하여 미리 입력된 잠금장치 열림신호를 무선출력하는 어플리케이션을 탑재하고 ID로 식별되는 휴대용 단말기;
일측은 자전거의 프레임에 고정되는 장착부와 결합되고, 타측은 자전거의 움직임을 방해하는 잠금장치로 구성된 몸체와 상기 몸체에 구비되며 상기 휴대용 단말기와 근거리 통신이 가능한 근거리통신부와 상기 잠금장치를 제어하는 제어부와 잠금장치 기능을 수행하는 어플리케이션과 통신할 휴대용 단말기의 ID를 저장하는 저장부, 위치정보를 수신하는 GPS수신부, 인터넷망을 통하여 통신하는 무선통신부와 탈착식 전원부로 구성되며, 고유 식별번호를 갖는 잠금본체;를 포함하고,
사용자가 휴대용 단말기를 소지한 상태로 상기 잠금본체에 접근하면 상기 휴대용 단말기의 어플리케이션에 의해 단말기의 ID와 함께 무선출력된 열림신호가 상기 잠금본체의 근거리통신부를 통해 수신되면, 제어부는 저장부에 저장된 ID와 비교하여 일치하면 상기 잠금장치의 잠금을 해제하도록 제어하고, 잠금이 해제된 상태에서 상기 휴대용 단말기의 어플리케이션을 통해 ID와 함께 잠금신호가 상기 잠금본체의 근거리통신부를 통해 수신되면, 제어부는 ID가 일치하면 상기 잠금장치를 잠금 상태로 제어하며, 잠금과 해제시 상기 GPS수신부를 통하여 수신한 위치정보와 함께 잠금과 해제 시간을 DB화하여 저장부에 저장하고, 상기 무선통신부를 통하여 서버로 전송하여 이력관리가 가능하도록 동작하며,
경고음을 발하는 경보부를 상기 잠금본체에 구비하고,
상기 제어부는 잠금시간과 잠금 위치정보를 저장한 경우, 상기 GPS수신부로부터 수신되는 위치정보를 판독하여 저장된 위치정보와 비교하고, 일정 위치 이상 이격이 발생한 경우 상기 경보부를 통하여 경고음을 발생시키는 동시에 무선통신부를 통하여 상기 서버에 움직임이 발생한 위치정보와 시간을 전송하면, 상기 서버는 사용자의 휴대용 단말기 또는 등록된 단말기에 위치정보와 시간 그리고 움직임이 발생하였음을 전송하여 경고하며,
상기 휴대용 단말기는 저장부에 저장된 어플리케이션을 구동하여 잠금본체의 위치정보를 요청하면, 통신모듈을 통하여 서버와 통신하고, 서버로부터 해당 잠금본체의 위치정보를 수신하여 지도정보와 함께 잠금본체의 위치정보를 단말기표시부에 표시하며,
상기 잠금본체의 일측에 배터리가 착탈되는 배터리착탈구를 구비하고, 상기 배터리착탈구에 배터리모듈이 삽입되면 스마트 제어장치의 각 구성요소에 전원이 공급되도록 전기적으로 연결되며,
상기 배터리모듈은 태양광으로 배터리를 충전할 수 있도록 태양광충전부를 구비하는 스마트 잠금 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 장착부는 자전거의 시트스테이 또는 체인스테이에 장착되고,
상기 잠금장치는 잠금바를 자전거 바퀴의 스포크 사이에 이동시켜 걸치게 하여 잠금동작을 수행하고, 잠금바를 스포크사이에서 빼내는 해제동작을 수행하는 것을 특징으로 하는 스마트 잠금 장치.
청구항 2에 있어서,
상기 잠금장치는 제어부의 제어에 의하여 정역방향으로 회전하는 서보모터와, 서보모터의 구동으로 잠금바를 외부로 슬라이딩시켜 잠금상태로 동작하거나 또는 하우징의 내부로 슬라이딩시켜 열림상태로 동작시키는 구동부를 포함하고,
상기 구동부는 서보모터의 구동으로 시계방향 또는 반시계방향으로 회전하는 구동피니언과 구동피니언의 구동으로 시계방향 또는 반시계방향으로 회전하는 링기어로 구성된 베벨기어를 포함하는 스마트 잠금 장치.
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