KR20120046659A - 자전거용 셀프 록- 카드 키 - Google Patents

Abstract

자전거를 거치할 때 잠금과 열림을 위한 셀프 록(도 1-21)으로써 RFID.Card Reader(도 1-14)와 자전거에 고정된 기구 물 록을 포함된 세트입니다.
자전거에 부착된 셀프 록은 개인이 소지한 근접식 RFID-Card (도 1-7)에 의해 열림과 잠금이 작동되고 또한 사용이 완료시에 주행거리 마일리지 포인트가 RFID.Card에 누적합산 기록됩니다. 카드에 기록된 마일리지 포인트는 저 탄소배출권을 환산한 금액과 이용 장려금을 별도로 정부 혹은 자치단체에서 지급받을 수 있는 포인트 제도로 정책 운영 시에 혜택을 받는 제도입니다.
본 컨트롤 유닛 내의 주행 센서 충격. 가속도 센서가 내장되어 컨트롤러 메모리에 일정시간 메모리에 기록되고 주행거리에 따른 누적 거리 마일리지 포인트는 자전거이용을 시작할 때와 종료할 때에 한하여 본체에 근접시켜Card에 Read/write 합산 기록됩니다. 또한, 유닛 내의 각종센서에 의해 주행상황에 따른 주행과 사고에 대한 데이터가 로그인 되어 자전거 블랙박스메모리에 별도로 기록보관됩니다.
RFID.Reader 유닛에는 자전거 열쇠용 마스터 고유 식별 ID번호를 1단계로 부여하여 모든 Self.Lock-key 자전거용으로 개인이 소지한 RFID-Card 한 개로 회원(공용)제로 등록된 모든 자전거에 공용 마스터열쇠 Card로 사용되고 2단계의 개인 고유 ID 일련번호로 개인별로 포인트를 관리합니다.
Self.Lock-key 유닛에는 바퀴회전에 의한 자가 발전한 전원으로 원 보드 컴퓨터전원으로 사용되는 충전용 리튬 이온 전지를 자가 충전하고 스위치 한 개의 조작으로 예약 타이머 기능을 부과하여 4단계로 1시간부터 24시간까지 임의설정 가능하여 회원제 공용자전거에서 제3의 회원이 사용을 못 하도록 예약기능이 포함된 자전거용 Self.Lock.key 장치입니다.

Description

자전거용 셀프 록- 카드 키 { Self.Lock - Card. Key for Bike }

본 발명은 자전거 이용에 따른 도난 분실 방지를 위한 잠금 열쇠의 기능과 주행에 따른 누적거리 마일리지 포인트 기록을 Card에 기록하며 또한 예약기능을 부과한 전자 Self.RFID Card-Key 입니다.

종래의 자전거 열쇠는 로프 등 여러 가지 형태로 사용하여 왔으며 그중 일반적으로 루프 식에 일반적인 기계적 구조의 열쇠가 대다수로 이용하고 철 구조물 형식의 투박한 기계적인 열쇠가 사용 되였습니다. 또한 공공자전거 분야에는 거치 및 주차 거치대에 고정으로 부착하는 기계적 기구 물과 RFID.Card로 개인별 고유ID번호로 전자회로를 부과한 특정장소에 국한하여 사용되는 자전거 전자열쇠가 이용 되였습니다. RFID.Card의 이용은 출입문과 대중교통카드로의 RFID 카드의 이용도 2,000년 이후 실용성 있는 저렴한 기술개발로 활발히 이용되고 있으며 사용에 따른 제어 컨트롤러가 필수적으로 소요되고 또한 Card 내의 데이터 사용영역에 따라 Read Only 혹은 Write/Reader로 구분되며 RFID카드 Mifare(ISO 14443A)종류에 따라 주파수(128khz.13.56Mhz 914Mhz 등 )와 데이터 포맷에 따라 다양한 사용영역과 User 사용 메모리영역이 틀리게 이용되어 목적에 따라 사용되는 일반화된 RFID 응용기술이 실용화되어 있습니다.

자전거용 Self.Lock은 통상적으로 자전거 바퀴부분에 기구적인 구조물로 사용되어 열쇠 키를 종래에 사용하는데 키의 구조가 간단하여 위 변조 및 복사가 용이하고 루프 , 철 밴드 번호 키 등도 단순 열쇠 키 방식으로 신뢰성이 없어 자전거의 도난 분실이 빈번하게 있습니다.

RRID.Card -key 기술은 10 x 14승 일련 고유번호와 특수 알고리줌과 단위 고유번호 포맷과 형식에 따라 다르며 또한 사용주파수 형식 등으로 고유 일련ID번호와 본 발명에 적용하는 마이페어( Mifare ISO14443A)는 13.56MHz 근접 식으로 기존에 대중교통카드와 일반 출입문 도어키 카드로 이용되고 있습니다.

선행기술 Card-key System 은 일반적인 카드의 고유번호에 의한 일반 알고리줌으로 설정기억시킨 고유ID번호를 인식 리딩하여 인식코드에 의한 열쇠기능이며 본 발명의 2단계 식별코드로 구분하여 1단계의 공영으로 식별코드와 2단계의 ID번호에 의한 장치와는 상이한 기술입니다.

또한 Lock.Key 내부 메모리에는 자전거 주행에 따른 주행상황기록 충격센서 가속도센서 등의 데이터 보관 장치를 포함하여 선행출원 10-2009-20-0061815 기술에 일부 포함되어 있으나 주행에 따른 주제어장치의 메모리의 한계를 고려하여 오버랩으로 약 5분간에 데이터가 연속적으로 삭제와 재기록을 반복적으로 실행하는 소용량 메모리 데이터 구조로 단순화되었습니다.

자전거의 이용활성화를 위해 자치단체에서 공공자전거를 운영하고 있으며 직장단위에서도 공용자전거를 운영하게 되는데 필수적으로 회원제 RFID-Card을 이용하여 한 장의 카드로 여러 공용자전거를 이용하기 위한 공용자전거 식별 마스터 1단계 고유ID코드가 필요하며 2단계 개인 고유 일련번호가 필요하게 됩니다.

공영자전거를 Lock.Key로 잠금 후 다시 사용하고자 할 때 공영자전거를 제2.제3의 회원이 사용하게 되면 개인자전거처럼 사용을 못 하는 불편한 문제점으로 다른 회원이 사용을 못 하도록 예약표시하는 예약기능이 필요합니다.

또한 자전거 이용 장려정책으로 주행거리에 따라 저 탄소 배출권과 장려금을 자치단체에서 정량적인 측정과 확인을 위하여 고유Card 번호별로 마일리지 포인트를 카드에 누적시켜 정확한 확인이 필요하여 카드별로 반복적으로 공용자전거 사용 후 재합산 기록을 위한 포인트 누적기록 RFID.Card 내의 메모리 섹터가 필요합니다. 포인트는 예약 타이머기능이 따라 인센티브 마일리지 포인트는 감산으로 연산 되어 RFID.Card에 포인트를 기록하여 많은 회원이 이용할 기회를 줄 수 있는 포인트에 대한 역 인센티브 포인트가 제공할 수 있는 기능이 필요합니다.

자전거이용 촉진에 따른 저렴한 전용보험 제도가 있으나 등산 축구 등 운동에 의한 사고로 저렴한 자전거보험으로 부정 청구가 빈번하여 저렴한 보험제도가 없어지고 고액의 보험이 생겨 진정한 자전거 주행 시에만 정확히 확인되는 주행상황 데이터기록 보관 장치로 유닛 내의 각종센서에 의한 사고분석 확인이 추후 확인되는 센서기록장치가 필요하게 됩니다.

컨트롤 유닛 실시간 내부 크럭(RTC)장치에 의해 데이터 날자 시간과 예약 타이와 같이 상황이 기록되고 예약 타이머 기능으로 대기 시에 미소전류작동으로 유지가 되며 운영상에 불편을 해소하기 위해 자가발전에 따른 고출력 발생과 후미 안전 레이저 포인트 전원장치가 필요하게 됩니다.

상기의 해결한 과제와 같이 RFID.Card의 회원 공영자전거 고유 식별 ID번호로 1 단계와 2단계로 카드 식별 고유번호 A1234-123456789 - 14단위 중 앞 코드 5단위와 뒷번호 9단위로 구분하여 회원용 자전거식별코드를 5단위 동일화시키고 카드의 사용 유효기간을 별도의 인식 섹터에 유효기간 설정으로 발행하게 됩니다.

개인별 RFID.Card에는 누적된 주행 마일리지 기록과 식별 일련번호 ID 를 Lock.단말기가 읽어 들여 기억한 후 자전거사용 시작과 마감 시에 주행데이터를 카드에 있는 데이터를 재확인하고 추가하여 합산하여 재기록하게 합니다.

이때 예약타이머에 시간에 따라 포인트는 감산처리 되도록 유닛 내의 CPU에서 연산 처리하여 기록하게 됩니다.

포인트로 누적된 마일리지는 자전거이용 활성화 정책에 따른 주관기관에서 설치할 자전거주차장주변에 마일리지 인센티브 관리제공용 키오스크에 개인이 사용하는 RFID.Card를 설정등록하여 관리기관(에너지관리공단. 환경부. 자치단체)에서 저 탄소배출과 장려금으로 제공되는 장려 인센티브로 마일리지 포인트에 따라 월간 100km 이상일 때에 한하여 1-2만 원 상당에 대중교통카드에 충전을 받거나 학생들은 도서상품권 등으로 인센티브를 월정으로 추후에 받을 수 있는 정책시행 시에 이용할수 있게 됩니다.

자전거주행에 따른 주행과 사고 상황을 감지하기 위하여 각종센서를 내장시켜 RTC와 연계하여 데이터를 메모리에 기록하여 보관하고 필요시에 데이터를 PC에서 내려받아 사고 상황을 조사분석하는 기본 자료가 한정된 메모리에 연속적으로 반복적으로 삭제되며 기록됩니다.

본 Self.Lock-Card.key 장치는 기존에 불편하게 별도로 자전거에 보유하는 일반 열쇠형 잠금장치를 대체되는 간편하고 신뢰성 있는 전자 RFID.Card 장치로 개인용 자전거와 자치단체에서 운영하는 공공자전거에 기존에 제반문제점이 해결되는 일반적인 자전거 전용거치 주차 대가 없이도 이용할 수 있고 개인용 자전거를 단체로 구성하여 회원제로 공영으로 이용하는데 필수적인 예약타이머 기능이 있어 공영자전거를 기존에 개인 자전거와 같이 불편 없이 사용할 수 있습니다.

또한, 자전거이용 활성화를 위한 이용거리에 따른 마일리지 포인트를 부과하여 인센티브를 정량적으로 측정하여 제공할 수 있어 관리단체에서 필요한 제품입니다.

블랙박스기능이 포함되어 자전거보험에 가입할 때 본 발명품을 부착할 때에는 보험료를 할인받을 수 있는 보험회사의 정책에 반영할 수 있게 됩니다.

전국에 현재의 약 500만대의 자전거보급률에 본 발명제품으로 회원제 공영운영에 따른 시민들의 소유한 기존에 자전거를 자치단체(관리단체)에 기증하고 공영자전거 사용 허가증 RFID카드를 지급받아 공영으로 식별된 모든 공영자전거를 시민들이 공동으로 사용하며 공영자전거의 수리 및 보관관리 등 운영에 제반 관리를 관리 단체에서 정부지원으로 대행관리하는 비영리사업이 가능하게 됩니다. Lock-Card Key은 1시간, 3시간, 12시간, 24시간(4단계) 예약기능이 있어 기증한 공영자전거라도 개인용 자전거처럼 출, 퇴근전용으로 사용할 수 있고, 마일리지포인트가 가감 산 차등으로 누적 기록되어 개인자전거 사용조건이상으로 만족하게 됩니다. - 프랑스에 공영자전거 빌리브와 기존에 일부 자치단체에서 운영하는 공공자전거의 모든 문제의 단점을 해결됩니다.

본 장치를 활용하여 국내의 약 500만대 자전거 중 약 20% 약 100만대가 공용으로 운영할 때는 교통 혼잡 기회비용 2조 원 절약 자원 절약(교통비) 3조 원 절약 환경보호(저 탄소배출) 5,000억 원 환경개선 자원이용률 향상 500억 원 (후한 인심) 국민건강증진 약 500억 원 삶과 질의 개선 의료 보험료 분담금 약 3,000억 원 등 절약과 사회적 기업으로 공영자전거 관리단체의 일자리 고용 창출(전국 약 10만 명) 2,000억 원 고용 창출 등 종합적으로 국가적인 경제파급효과는 연간 약 5조 원 이상 효과가 발생합니다.

도 1은 총체적 부록다이어그램

본 RFID.Card -Lock.Key에 시작 사용 보톤 스위치(도 1-9)를 터치하면 컨트롤 유닛(도 1-15)이 스립모드 작동대기에서 작동이 시작되어 표시등(도 1-10)이 점등된 상태에서 개인이 소지한 RFID.Card(도 1-7)을 유닛 RFID.안테나부분(도 1-8)에 근접시키면 RFID.Card 회원제등록 자전거식별 ID 번호와 개인 고유번호 누적된 마일리지 포인트를 읽어 들여 CPU컨트롤러 유닛에 기록보관과 동시에 Lock.key의 솔레노이드(도1-20) 출력이 인가되어 Lock에 열림 레버가 눌림 스프링에 열림 작동이 됩니다.

Lock.key의 담 힘 레버(도 1-11)는 자전거바퀴의 살 부분을 수평으로 저지하여 바퀴가 회전할 수 없도록 한 상태에서 컨트롤러 출력 열림 신호에 의해 전자마그네틱레버가 해지 되어 열림으로 회전할 수 있게 되므로 운행이 가능합니다.

자전거 주행이 종료 시에는 다시 RFID.Card을 유닛에 근접시켜 주행한 시간과 거리에 비례하는 마일리지 포인트를 연산하여 초기에 카드에 누적된 데이터와 합산하여 마일리지 포인트를 RFID 카드(도 1-7)에 재기록하게 됩니다.

이때 자전거를 일정시간 후에 재사용할 경우에는 유닛에 CPU 컨트롤러에 RTC(도 1-16)(real-time-clock)예약 설정스위치(도 1-9)로 한번 터치하면 1시간 두 번 터치에 3시간 3번 터치에 12시간 4번 터치에 24시간 동안은 제3자가 사용을 못 하도록 예약기능이 되며 예약에 따른 표시등(도 1-10)이 간헐적으로 깜박거려 재 3자가 예약자전거로 인지하여 재사용 시에 개인이 소유한 전용자전거처럼 사용을 할 수 있게 예약이 됩니다.

그 대신 예약시간에 따른 공영자전거에서는 마일리지 포인트가 시간비례에 따른 포인트가 감산 되어 마일리지 인센티브 장려금 등이 감산처리를 운영규정에 따라 자동처리 시킬 수 있게 됩니다.

자전거 바퀴에 일정간격으로 부착된 영구자석(도 1-2)에 의해 유도발전코일(도 1-3)에서 유도전력을 발생하여 리튬 배터리(도 1-5)에 충전과 회전신호를 검출(도 1-3)하여 메인 CPU컨트롤 신호로 인가되어 속도와 주행거리를 연산하고 한편 주행에 따른 가속도센서(도 1-32) 신호와 기울기 센서(도 1-33) 충격센서(도 1-34)를 동시 입력받아 일정시간 소켓트식 커넥터로 구성된 메모리(도 1-17)에 기록하여 자전거 블랙박스 기능으로 사고에 대비하여 오버랩으로 각각의 주행 센서 데이터를 삭제와 기록을 연속 반복적으로 소켓 메모리(도 1-17)에 기록합니다.

주제어 CPU 컨트롤러(도 1-35)와 연동한 블루투스모듈(도 1-15)은 주행상황을 옵션으로 설치된 모니터링 표시장치(도 1- 26)로 자전거운전대에 탈부착 형으로 유 무선으로 연동하여 주행속도 주행시간 평균속도 최고속도 등이 표시되는 표시단말기(도 1-26)를 부착할 수 있으며 무선통신 블루투스 모듈(도 1-15)을 I/O 포트에 연동시켜 일반화되는 휴대 이동통신단말기 스마트핸드폰에 응용프로그램 앱을 탑재시켜 주행정보와 주행에 따른 내비게이션을 포함한 마일리지 포인트데이터를 기록관리가 되는 것입니다. 스마트 폰 내의 자전거관리 앱은 스마트 핸드폰과 일반PC(도 1-30)가 USB 포트(도 1-28)로 연결되어 마일리지 인센티브 제공되는 인터넷 사이트에서 ASP Web Site (도 1-31)에 접속하여 등록 설정한 개인 계좌로 인센티브를 제공받을 수 있게 됩니다. (대중교통카드 충전 등 )

추가적 GPS 모듈은 별도의 주행위치 기록을 개인용 자전거에서 주행기록 사항을 저장하기 위해 옵션으로 GPS 모듈을 추가할 수 있고 주행데이터 확장메모리(도 1-17)에 기록하여 개인용 자전거에서 여행 경로를 조회가 하게 됩니다.

Lock 유닛은 자전거 뒷바퀴 지지대 상부에 부착되어 후미 안전표시등과 같이 레이저 포인트 적색라인표시를 좌우 양쪽에서 앞뒤로 스캐닝 방식으로 조사하여 차량과 보행자한테 자전거주행에 따른 안전거리를 표시하는 안전가이드 적색표시등(도 1-36)으로 본 유닛 자가발전장치에서 전원을 공급하여 작동하게 되는 야간 안전 가이드 표시등으로 보행자와의 접촉사고 예방을 합니다.

도 1- 1 -- 자전거 바퀴 도 1-2 -- 영구자석
도 1- 6 -- 디스플레이 단말기
도 1-7 -- 근접식 RFID.Card
도 1-20 -- Lock-Key
도 1-21 -- 전자마그네틱 솔레노이드

Claims (5)

1. 자전거용 기구 물 구조로 형성된 Self.Lock (도 1-21)에 전자마그네틱 솔레노이드(도1-19)를 부과시켜 잠금은 엄지손가락에 의해 레버의 눌림으로 작동하고 열림은 근접식 RFID.Card(도 1-7)의 일 단계 마스터 고유 식별번호와 이 단계 고유 일련 인식번호에 의해 순간적인 솔레노이드 작동으로 구성된 자전거 전용 열쇠
2. 제(1) 항의 작동에 따른 RFID.Card 컨트롤 유닛(도 1-35) 내에 충격센서(도 1-32) 가속도센서(도 1-33) 회전 센서에 의해 주행 상황 데이터가 오버랩 형식으로 반복적으로 일정시간 간격으로 기록되는 메모리(도 1-17)를 포함하여 주행사고 시에 분석할 수 있도록 기록 보관되는 소켓 블랙박스(도 1-17) 기능을 부과시켜 주행거리 데이터를 모두 기록보관 하였다가 자전거 지정 스테이션구역에 접근하면 컨트롤러에 주행기록 로그 데이터를 스테이션데이터 수집 장치로 전송되는 블루투스 발신 장치(도 1-15)가 포함된 Lock -key 유닛
3. 상기 (1) 항의 RFID.Card 에 의한 열쇠기능과 함께 자전거사용에 따른 스립모드에서 미소전력으로 작동 후 사용시작과 사용종료 할 때에 제어 CPU유닛(도 1-35) RFID-R/W (도 1-14)가 순간만 작동되면서 Card 고유번호를 Check 기록하고 사용 종료할 때 재사용을 위한 시간예약기능으로 1시간부터 24시간까지 4단계로 보톤스위치(도 1-9) 1개로 예약 타이어기능을 부과하고 주행거리 시간 등 마일리지 포인트를 가감 산 하여 카드 내의 포인트 데이터와 주행 포인트 데이터를 합산하여 누적 기록하는 RFID.Card.key 유닛장치
4. Lock 유닛에 블루투스모듈(도 1-15)을 포함시켜 주행 상황 데이터를 모니터링 할 수 있는 탈 부착형 단말기(도 1-23) 혹은 이동통신 스마트 핸드폰에 응용프로그램이 내장된 앱으로 블루트스로 혹은 IR 무선방식으로 전송받아 마일리지 포인트 인센티브를 인터넷 웹 사이트에서 등록하여 제공받을 수 있는 통신연동장치가 포함된 Lock.key 단말기
5. 자전거 주행에 따른 회전하는 바퀴 살 부분(도1-2)에 영구자석을 다 수개를 부착하여 회전력에 의한 유도발전(도 1-3)으로 Lock.key의 작동 전원으로 충전(도 1-5)하며 또한 안전 주행을 위한 전 후미등 레이저 포인트(도 1-36) 램프전원으로 주행에 따른 주변차량과 보행자에게 안전주행을 경광 하는 레이저표시 안전등을 포함한 보조 장치

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