KR20230074923A - Mqtt 기반 모빌리티 관리 시스템, 방법 및 프로그램 - Google Patents

Mqtt 기반 모빌리티 관리 시스템, 방법 및 프로그램 Download PDF

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Abstract

개인 및 공유 모빌리티를 안전하게 주차하고 관리할 수 있는 MQTT 기반 모빌리티 관리 시스템, 방법 및 프로그램에 관한 것으로, 각각의 모빌리티(mobility)에 장착되고, 장애물 센싱 정보를 포함하는 제1 MQTT 메시지, 모빌리티 주차 정보를 포함하는 제2 MQTT 메시지, 그리고 모빌리티 위치 정보를 포함하는 제3 MQTT 메시지 중 적어도 어느 하나를 생성하여 전송하는 MQTT 메시지 생성 장치; 상기 MQTT 메시지 생성 장치로부터 상기 제1 MQTT 메시지, 제2 MQTT 메시지, 그리고 제3 MQTT 메시지 중 적어도 어느 하나를 수신하여 상기 제1, 제2, 제3 MQTT 메시지들을 구독하는 서버로 중계하는 MQTT 브로커; 그리고, 상기 MQTT 브로커로부터 수신되는 상기 제1 MQTT 메시지, 제2 MQTT 메시지, 제3 MQTT 메시지를 기초로 상기 모빌리티를 관제하는 서버를 포함하고, 상기 서버는, 상기 MQTT 브로커로부터 수신되는 상기 제1 MQTT 메시지, 제2 MQTT 메시지, 제3 MQTT 메시지를 분석하고, 내부 DBMS(Data Base Management System)의 토픽(topic)에 따른 테이블에 분석한 데이터를 저장하는 데이터베이스 서버; 그리고, 상기 MQTT 브로커로부터 수신되는 제3 MQTT 메시지를 분석하여 실시간으로 현재 위치를 동기화하여 상기 모빌리티를 관제하고, 상기 데이터베이스 서버와 연동하여 상기 모빌리티를 관리하는 관제 및 관리 서버를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

MQTT 기반 모빌리티 관리 시스템, 방법 및 프로그램{SYSTEM, METHOD AND PROGRAM FOR MANAGING MOBILITY BASED ON MQTT}
본 발명은 MQTT(Message Queuing Telemetry Transport)기반 모빌리티 관리 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 개인 및 공유 모빌리티를 안전하게 주차하고 관리할 수 있는 MQTT 기반 모빌리티 관리 시스템, 방법 및 프로그램에 관한 것이다.
일반적으로, 모빌리티(mobility)는, 개인용 이동 수단으로서, 일 예로, 개인형 전동 킥보드 및 공유형 전동 킥보드 등을 포함할 수 있다.
전동 킥보드 등과 같은 모빌리티가 일상적인 교통수단으로의 역할로 확대되면서 모빌리티 이용 건수가 증가됨에 따라 모빌리티 관련 사고 건수도 증가하고 있다.
모빌리티 관련 사고 중 주된 이유로는, 안전모 미착용이 있었다.
최근에는, 이러한 문제를 해결하기 위하여 공유 전동 킥보드의 이용시 안전모를 편리하게 대여하도록 하여 전동 킥보드의 사용시 안전성 향상을 도모하도록 한 공유 전동 킥보드의 안전모 대여시스템 등이 개발되고 있다.
하지만, 이러한 시스템 개발로 인하여 안전모 미착용 문제로 인한 사고가 많이 줄어들고는 있지만, 공유 전동 킥보드를 정해진 구역에 주차하지 않고 길거리에 무분별하게 방치함으로 인한 사고 발생율이 증가하고 있는 실정이다.
즉, 모빌리티 이용자들은, 자신들이 사용한 모빌리티를 정해진 주차 구역에 주차시키지 않고 자신이 하차한 장소에 제대로 주차시키기 않고 무분별하게 방치함으로 인하여 해당 장소를 지나는 사람 또는 차량 등에 손상을 입히거나 또는 방치된 모빌리티가 손상을 입는 경우도 많이 발생하고 있다.
모빌리티 업체 또는 지역 관할 관청에서는, 별도의 주차구역이나 안전구역을 지정해주기도 하지만, 강제성 부족으로 인하여 실효성이 부족한 문제가 있었다.
따라서, 향후, 모빌리티 이용자들에게 안전한 주차 구역 정보를 제공하여 모빌리티를 안전한 주차 구역으로 주차시키도록 유도하고, 모빌리티를 안전하게 관리할 수 있는 모빌리티 관리 시스템의 개발이 요구되고 있다.
한국등록특허공보 제10-2281799호 (등록일: 2021년 07월 20일)
상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 일 목적은, 장애물 센싱 정보를 포함하는 제1 MQTT 메시지, 모빌리티 주차 정보를 포함하는 제2 MQTT 메시지, 그리고 모빌리티 위치 정보를 포함하는 제3 MQTT 메시지를 생성하도록 모빌리티(mobility)에 장착되는 MQTT 메시지 생성 장치와, 제1 MQTT 메시지, 제2 MQTT 메시지, 제3 MQTT 메시지를 기초로 모빌리티를 관제하는 서버를 이용함으로써, 모빌리티 이용자들에게 안전한 주차 구역 정보를 제공하여 모빌리티를 안전한 주차 구역으로 주차시키도록 유도하고, 모빌리티를 안전하게 관리할 수 있는 MQTT 기반 모빌리티 관리 시스템, 방법 및 프로그램을 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급된 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 MQTT(Message Queuing Telemetry Transport) 기반 모빌리티 관리 시스템은, 각각의 모빌리티(mobility)에 장착되고, 장애물 센싱 정보를 포함하는 제1 MQTT 메시지, 모빌리티 주차 정보를 포함하는 제2 MQTT 메시지, 그리고 모빌리티 위치 정보를 포함하는 제3 MQTT 메시지 중 적어도 어느 하나를 생성하여 전송하는 MQTT 메시지 생성 장치; 상기 MQTT 메시지 생성 장치로부터 상기 제1 MQTT 메시지, 제2 MQTT 메시지, 그리고 제3 MQTT 메시지 중 적어도 어느 하나를 수신하여 상기 제1, 제2, 제3 MQTT 메시지들을 구독하는 서버로 중계하는 MQTT 브로커; 그리고, 상기 MQTT 브로커로부터 수신되는 상기 제1 MQTT 메시지, 제2 MQTT 메시지, 제3 MQTT 메시지를 기초로 상기 모빌리티를 관제하는 서버를 포함하고, 상기 서버는, 상기 MQTT 브로커로부터 수신되는 상기 제1 MQTT 메시지, 제2 MQTT 메시지, 제3 MQTT 메시지를 분석하고, 내부 DBMS(Data Base Management System)의 토픽(topic)에 따른 테이블에 분석한 데이터를 저장하는 데이터베이스 서버; 그리고, 상기 MQTT 브로커로부터 수신되는 제3 MQTT 메시지를 분석하여 실시간으로 현재 위치를 동기화하여 상기 모빌리티를 관제하고, 상기 데이터베이스 서버와 연동하여 상기 모빌리티를 관리하는 관제 및 관리 서버를 포함하는 것을 특징으로 한다.
실시 예에 있어서, 상기 MQTT 메시지 생성 장치는, 상기 모빌리티 주변의 장애물을 감지하는 제1 센서; 상기 모빌리티의 주차 알림을 제공하는 주차 알림부; 상기 모빌리티의 현재 위치를 감지하는 제2 센서; 상기 제1 센서의 센싱값을 기초로 상기 제1 MQTT 메시지를 가공하고, 상기 주차 알림부의 주차 여부 데이터를 기초로 상기 제2 MQTT 메시지를 가공하며, 상기 제2 센서의 센싱값을 기초로 상기 제3 MQTT 메시지를 가공하는 가공부; 상기 가공부에서 가공된 상기 제1 MQTT 메시지, 제2 MQTT 메시지, 제3 MQTT 메시지를 전송하는 통신부; 그리고, 상기 제1 센서의 센싱 신호를 기초로 상기 모빌리티와 장애물 사이의 거리를 연산하여 상기 모빌리티의 주차 가능 구역 여부를 판단하고, 상기 모빌리티의 주차 가능 구역으로 판단되면 상기 주차 알림을 제공하도록 상기 주차 알림부를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
실시 예에 있어서, 상기 제1 센서는, 다수의 초음파 센서를 포함하고, 상기 제2 센서는, 하나의 GPS 센서를 포함하는 것을 특징으로 한다.
실시 예에 있어서, 상기 제1 센서는, 상기 모빌리티의 전면에 장착되는 제1 초음파 센서; 상기 모빌리티의 일측면에 장착되는 제2 초음파 센서; 그리고, 상기 모빌리티의 타측면에 장착되는 제3 초음파 센서를 포함하는 것을 특징으로 한다.
실시 예에 있어서, 상기 주차 알림부는, 상기 제어부의 제어신호에 따라 상기 모빌리티의 주차 가능 구역을 알려주는 주차 알림을 제공하도록 점등되는 발광부; 그리고, 상기 발광부의 점등에 따라 잠금이 해제되어 상기 모빌리티의 주차를 수행하도록 하는 주차 버튼을 포함하는 것을 특징으로 한다.
실시 예에 있어서, 상기 주차 알림부의 잠금 버튼은, 상기 발광부가 점등되면 잠금을 해제하여 모빌리티 이용자에 의한 누름 동작을 허용하고, 상기 발광부가 점멸되면 재잠금되어 상기 모빌리티 이용자에 의한 누름 동작을 차단하는 것을 특징으로 한다.
실시 예에 있어서, 상기 제2 센서는, GPS 위성으로부터 수신되는 신호를 기초로 상기 모빌리티의 현재 위치에 대한 위도 및 경도 정보를 획득하는 것을 특징으로 한다.
실시 예에 있어서, 상기 가공부는, 상기 제1, 제2 센서로부터 시리얼(Serial) 통신을 통해 센싱값을 수신하고 상기 주차 알림부로부터 주차 여부 데이터를 수신하면, 상기 MQTT 브로커에서 중계하기 적절하도록 장치별 고유값과 센싱값을 포함하는 문자열 형식으로 데이터를 가공하는 것을 특징으로 한다.
실시 예에 있어서, 상기 통신부는, 상기 가공부에서 가공된 상기 제1 MQTT 메시지, 제2 MQTT 메시지, 제3 MQTT 메시지를 각기 다른 토픽(Topic)으로 1초마다 상기 MQTT 브로커로 전송하는 것을 특징으로 한다.
실시 예에 있어서, 상기 제어부는, 상기 제1 센서의 센싱값을 시리얼 통신을 통해 수신하면 상기 센싱값을 기초로 상기 모빌리티와 장애물 사이의 거리를 연산하여 상기 모빌리티의 현재 위치가 폐쇄적인 위치인지를 판단하고, 상기 모빌리티의 현재 위치가 폐쇄적인 위치이면 주차 가능 구역으로 결정한 결과값을 생성하며, 상기 생성한 결과값을 상기 가공부로 전송하고, 상기 주차 알림부의 발광부를 점등시키고 주차 버튼의 잠금을 해제하도록 상기 주차 알림부를 제어하는 것을 특징으로 한다.
실시 예에 있어서, 상기 제어부는, 상기 가공부가 상기 제1 센서의 센싱값을 기초로 상기 제1 MQTT 메시지를 가공하면 상기 가공된 제1 MQTT 메시지를 초당 1건씩 전송하도록 상기 통신부를 제어하고, 상기 가공부가 상기 주차 알림부의 주차 여부 데이터를 기초로 상기 제2 MQTT 메시지를 가공하면 상기 가공된 제2 MQTT 메시지를 초당 1건씩 전송하도록 상기 통신부를 제어하며, 상기 가공부가 상기 제2 센서의 현재 위치 정보를 기초로 상기 제3 MQTT 메시지를 가공하면 상기 가공된 제3 MQTT 메시지를 초당 1건씩 전송하도록 상기 통신부를 제어하는 것을 특징으로 한다.
실시 예에 있어서, 상기 MQTT 브로커는, 상기 MQTT 메시지 생성 장치로부터 상기 제1 MQTT 메시지, 제2 MQTT 메시지, 그리고 제3 MQTT 메시지 중 적어도 어느 하나를 수신하면 상기 수신한 제1, 제2, 제3 MQTT 메시지들을 구독(Subscribe) 요청한 서버로 전송하는 것을 특징으로 한다.
실시 예에 있어서, 상기 데이터베이스 서버는, 상기 MQTT 브로커로부터 수신되는 제1 MQTT 메시지, 제2 MQTT 메시지, 제3 MQTT 메시지의 포함된 센싱값을 JSON(JavaScript Object Notation) 형식으로 MQTT 메시지 생성 장치의 고유값에 따라 파싱하는 구독부; 그리고, 상기 구독부에서 파싱한 데이터를 SQL(Structured Query Language) 기반 데이터베이스 관리 시스템을 이용하여 데이터를 관리하는 DBMS를 포함하는 것을 특징으로 한다.
실시 예에 있어서, 상기 관제 및 관리 서버는, 상기 MQTT 브로커로부터 수신한 제3 MQTT 메시지에 포함되는 현재 위치 정보를 JSON 형식으로 상기 MQTT 메시지 생성 장치의 고유값에 따라 파싱하는 구독부; 그리고, 지도 API를 포함한 웹서버 형태로 제공되며, 상기 구독부에서 파싱한 데이터를 통하여 상기 MQTT 메시지 생성 장치의 위치를 동기화시켜주고, 상기 지도 API 위에 안전구역을 설정하여 등록하는 관제 및 관리부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 모빌리티 관리 방법은, MQTT 메시지 생성 장치, MQTT 브로커, 그리고 서버를 포함하는 모빌리티 관리 시스템의 모빌리티 관리 방법으로서, 상기 MQTT 메시지 생성 장치가, 모빌리티가 구동되면 상기 모빌리티의 주변을 센싱하여 장애물 센싱 정보, 모빌리티 주차 정보, 모빌리티 위치 정보를 획득하는 단계; 상기 MQTT 메시지 생성 장치가, 상기 장애물 센싱 정보를 포함하는 제1 MQTT 메시지, 상기 모빌리티 주차 정보를 포함하는 제2 MQTT 메시지, 그리고 상기 모빌리티 위치 정보를 포함하는 제3 MQTT 메시지 중 적어도 어느 하나를 생성하여 전송하는 단계; 상기 MQTT 브로커가, 상기 MQTT 메시지 생성 장치로부터 상기 제1 MQTT 메시지, 제2 MQTT 메시지, 그리고 제3 MQTT 메시지 중 적어도 어느 하나를 수신하여 상기 제1, 제2, 제3 MQTT 메시지들을 구독 요청하는 상기 서버로 중계하는 단계; 상기 서버가, 상기 MQTT 브로커로부터 수신되는 상기 제1 MQTT 메시지, 제2 MQTT 메시지, 제3 MQTT 메시지를 분석하여 저장하는 단계; 및 상기 서버가, 상기 MQTT 브로커로부터 수신되는 제3 MQTT 메시지를 분석하여 실시간으로 상기 모빌리티의 현재 위치를 동기화하여 상기 모빌리티를 관제하고, 지도 API 위에 안전구역을 설정하여 등록하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 실시 예에 따른 모빌리티 관리 방법을 제공하는 컴퓨터 프로그램은, 하드웨어인 컴퓨터와 결합되어 상술한 방법 중 어느 하나의 방법을 수행하기 위해 매체에 저장된다.
이 외에도, 본 발명을 구현하기 위한 다른 방법, 다른 시스템 및 상기 방법을 실행하기 위한 컴퓨터 프로그램을 기록하는 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체가 더 제공될 수 있다.
상기와 같이 본 발명에 따르면, 장애물 센싱 정보를 포함하는 제1 MQTT 메시지, 모빌리티 주차 정보를 포함하는 제2 MQTT 메시지, 그리고 모빌리티 위치 정보를 포함하는 제3 MQTT 메시지를 생성하도록 모빌리티(mobility)에 장착되는 MQTT 메시지 생성 장치와, 제1 MQTT 메시지, 제2 MQTT 메시지, 제3 MQTT 메시지를 기초로 모빌리티를 관제하는 서버를 이용함으로써, 모빌리티 이용자들에게 안전한 주차 구역 정보를 제공하여 모빌리티를 안전한 주차 구역으로 주차시키도록 유도하고, 모빌리티를 안전하게 관리할 수 있다.
또한, 본 발명은, 공유 전동킥보드 및 퍼스널 모빌리티를 이용하는 이용자에게 안전한 주차구역의 여부를 시각적으로 제공할 수 있으며, 이를 통해, 무분별한 모빌리티의 방치를 억제하는 당위성을 부여하는 효과를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명은, 공유 전동킥보드 및 퍼스널 모빌리티 각각에 MQTT 메시지 생성 장치를 설치하고 관제 및 관리 서버를 활용하여 통합적으로 모빌리티들을 관리함으로써, 비안전구역에서의 모빌리티 방치에 대하여 관리자측의 즉각적인 대응이 가능하다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급된 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은, 본 발명에 따른 MQTT 기반 모빌리티 관리 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는, 도 1의 모빌리티의 전면부에 장착되는 MQTT 메시지 생성 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은, 본 발명에 따른 제1 MQTT 메시지와 제3 MQTT 메시지를 생성하는 과정을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 4는, 본 발명에 따른 제2 MQTT 메시지를 생성하는 과정을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 5는, 본 발명에 따른 제1 MQTT 메시지와 제2 MQTT 메시지의 전송 과정을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 6은, 본 발명에 따른 제3 MQTT 메시지의 전송 과정을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 7은, 본 발명에 따른 모빌리티의 안전 구역을 등록하는 과정을 설명하기 위한 흐름도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 제한되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 기술자에게 본 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 명세서 전체에 걸쳐 동일한 도면 부호는 동일한 구성 요소를 지칭하며, "및/또는"은 언급된 구성요소들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다. 비록 "제1", "제2" 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또한, 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다.
설명에 앞서 본 명세서에서 사용하는 용어의 의미를 간략히 설명한다. 그렇지만 용어의 설명은 본 명세서의 이해를 돕기 위한 것이므로, 명시적으로 본 발명을 한정하는 사항으로 기재하지 않은 경우에 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 의미로 사용하는 것이 아님을 주의해야 한다.
도 1은, 본 발명에 따른 MQTT 기반 모빌리티 관리 시스템을 설명하기 위한 도면이고, 도 2는, 도 1의 모빌리티의 전면부에 장착되는 MQTT 메시지 생성 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 모빌리티 관리 시스템은, MQTT(Message Queuing Telemetry Transport) 기반 모빌리티 관리 시스템일 수 있다.
여기서, MQTT는, 소형기기의 제어와 센서정보 수집에 유리한 ISO 표준(ISO/IEC PRF 20922) 발행-구독 기반의 메시징 프로토콜로서, 저전력이고, 신뢰할 수 없는 네트워크 및 Non TCP/IP 기반에서 운영할 수 있는 장점이 있다.
본 발명의 MQTT 기반 모빌리티 관리 시스템은, MQTT 메시지 생성 장치(10), MQTT 브로커(100), 데이터베이스 서버(200), 그리고 관제 및 관리 서버(300)를 포함할 수 있다.
여기서, MQTT 메시지 생성 장치(10)는, 각각의 모빌리티(mobility)에 장착되고, 장애물 센싱 정보를 포함하는 제1 MQTT 메시지, 모빌리티 주차 정보를 포함하는 제2 MQTT 메시지, 그리고 모빌리티 위치 정보를 포함하는 제3 MQTT 메시지 중 적어도 어느 하나를 생성하여 전송할 수 있다.
도 2와 같이, MQTT 메시지 생성 장치(10)는, 모빌리티 주변의 장애물을 감지하는 제1 센서(11), 모빌리티의 주차 알림을 제공하는 주차 알림부(12), 모빌리티의 현재 위치를 감지하는 제2 센서(13), 제1 센서(11)의 센싱값을 기초로 제1 MQTT 메시지를 가공하고 주차 알림부(12)의 주차 여부 데이터를 기초로 제2 MQTT 메시지를 가공하며 제2 센서(13)의 센싱값을 기초로 제3 MQTT 메시지를 가공하는 가공부(14), 가공부(14)에서 가공된 제1 MQTT 메시지, 제2 MQTT 메시지, 제3 MQTT 메시지를 전송하는 통신부(16), 그리고 제1 센서(11)의 센싱 신호를 기초로 모빌리티와 장애물 사이의 거리를 연산하여 모빌리티의 주차 가능 구역 여부를 판단하고 모빌리티의 주차 가능 구역으로 판단되면 주차 알림을 제공하도록 주차 알림부(12)를 제어하는 제어부(15)를 포함할 수 있다.
여기서, 제1 센서(11)는, 다수의 초음파 센서를 포함할 수 있고, 제2 센서(13)는, 하나의 GPS 센서를 포함할 수 있는데, 이는 일 실시예일 뿐, 이에 한정되지는 않는다.
일 예로, 제1 센서(11)는, 모빌리티의 전면에 장착되는 제1 초음파 센서, 모빌리티의 일측면에 장착되는 제2 초음파 센서, 그리고 모빌리티의 타측면에 장착되는 제3 초음파 센서를 포함할 수 있다.
이어, 제1 센서(11)는, 하나 이상의 트랜스듀서를 사용하여 진동을 발생시키고, 원추형 빔으로 이동하는 초음파 펄스를 방출하여 초음파를 생성할 수 있다.
여기서, 트랜스듀서의 진동 주파수는, 초음파 센싱 범위를 결정하고, 진동 주파수가 증가하면 짧은 거리를 센싱하고, 진동 주파수가 감소하면 먼 거리를 센싱할 수 있다.
일 예로, 제1 센서(11)는, 약 20Hz ~ 약 20KHz 사이의 초음파 주파수를 방출하여 장애물과의 거리를 센싱할 수 있는데, 이는 일 실시예일 뿐, 이에 한정되지는 않는다.
이때, 제어부(15)는, 제1 센서(11)로부터 센싱 정보를 획득하면 획득한 센싱 정보와 제1 MQTT 메시지에 대한 생성 명령을 1초 간격으로 가공부(14)에 전송할 수 있다.
다음, 주차 알림부(12)는, 제어부(15)의 제어신호에 따라 모빌리티의 주차 가능 구역을 알려주는 주차 알림을 제공하도록 점등되는 발광부(12a)와, 발광부(12a)의 점등에 따라 잠금이 해제되어 모빌리티의 주차를 수행하도록 하는 주차 버튼(12b)을 포함할 수 있다.
여기서, 발광부(12a)는, 발광 다이오드(LED)를 포함할 수 있는데, 이는 일 실시예일 뿐, 이에 한정되지는 않는다.
그리고, 주차 알림부(12)의 잠금 버튼(12b)은, 발광부(12a)가 점등되면 잠금을 해제하여 모빌리티 이용자에 의한 누름 동작을 허용하고, 발광부(12a)가 점멸되면 재잠금되어 모빌리티 이용자에 의한 누름 동작을 차단할 수 있다.
이때, 제어부(15)는, 주차 알림부(12)로부터 모빌리티의 주차 가능 여부와 실제 주차 여부에 대한 정보를 획득하면 획득한 정보와 제2 MQTT 메시지에 대한 생성 명령을 1초 간격으로 가공부(14)에 전송할 수 있다.
다음, 제2 센서(13)는, GPS 위성으로부터 수신되는 신호를 기초로 모빌리티의 현재 위치에 대한 위도 및 경도 정보를 획득할 수 있다.
이때, 제어부(15)는, 제2 센서(13)로부터 모빌리티의 현재 위치 정보를 획득하면 획득한 모빌리티의 현재 위치 정보와 제3 MQTT 메시지에 대한 생성 명령을 1초 간격으로 가공부(14)에 전송할 수 있다.
이어, 가공부(14)는, 제1, 제2 센서(11, 13)로부터 시리얼(Serial) 통신을 통해 센싱값을 수신하고 주차 알림부(12)로부터 주차 여부 데이터를 수신하면, MQTT 브로커(100)에서 중계하기 적절하도록 장치별 고유값과 센싱값을 포함하는 문자열 형식으로 데이터를 가공할 수 있다.
여기서, 문자열 형식으로 가공된 데이터는, 제1 센서(11)의 센싱값을 기초로 가공된 제1 MQTT 메시지, 주차 알림부(12)의 주차 여부 데이터를 기초로 가공된 제2 MQTT 메시지, 그리고 제2 센서(13)의 현재 위치 정보를 기초로 가공된 제3 MQTT 메시지를 포함할 수 있다.
다음, 통신부(16)는, 가공부(14)에서 가공된 제1 MQTT 메시지, 제2 MQTT 메시지, 제3 MQTT 메시지를 각기 다른 토픽(Topic)으로 1초마다 MQTT 브로커(100)로 전송할 수 있다.
그리고, 제어부(15)는, 제1 센서(11)의 센싱값을 시리얼 통신을 통해 수신하면 센싱값을 기초로 모빌리티와 장애물 사이의 거리를 연산하여 모빌리티의 현재 위치가 폐쇄적인 위치인지를 판단하고, 모빌리티의 현재 위치가 폐쇄적인 위치이면 주차 가능 구역으로 결정한 결과값을 생성하며, 생성한 결과값을 가공부(14)로 전송하고, 주차 알림부(12)의 발광부(12a)를 점등시키고 주차 버튼의 잠금을 해제하도록 주차 알림부(12)를 제어할 수 있다.
또한, 제어부(15)는, 가공부(14)가 제1 센서(11)의 센싱값을 기초로 제1 MQTT 메시지를 가공하면 가공된 제1 MQTT 메시지를 초당 1건씩 전송하도록 통신부(16)를 제어하고, 가공부(14)가 주차 알림부(12)의 주차 여부 데이터를 기초로 제2 MQTT 메시지를 가공하면 가공된 제2 MQTT 메시지를 초당 1건씩 전송하도록 통신부(16)를 제어하며, 가공부(14)가 제2 센서(13)의 현재 위치 정보를 기초로 제3 MQTT 메시지를 가공하면 가공된 제3 MQTT 메시지를 초당 1건씩 전송하도록 통신부(16)를 제어할 수 있다.
한편, 도 1과 같이, MQTT 브로커(100)는, MQTT 메시지 생성 장치(10)로부터 제1 MQTT 메시지, 제2 MQTT 메시지, 그리고 제3 MQTT 메시지 중 적어도 어느 하나를 수신하여 제1, 제2, 제3 MQTT 메시지들을 구독하는 서버로 중계할 수 있다.
여기서, MQTT 브로커(100)는, MQTT 메시지 생성 장치(10)로부터 제1 MQTT 메시지, 제2 MQTT 메시지, 그리고 제3 MQTT 메시지 중 적어도 어느 하나를 수신하면 수신한 제1, 제2, 제3 MQTT 메시지들을 구독(Subscribe) 요청한 서버로 전송할 수 있다.
일 예로, MQTT 브로커(100)는, 서버가 제1 MQTT 메시지를 구독 요청하면 구독 요청한 제1 MQTT 메시지를 서버로 전송하고, 서버가 제2 MQTT 메시지를 구독 요청하면 구독 요청한 제2 MQTT 메시지를 서버로 전송하며, 서버가 제3 MQTT 메시지를 구독 요청하면 구독 요청한 제3 MQTT 메시지를 서버로 전송할 수 있다.
다음, 서버는, MQTT 브로커(100)로부터 수신되는 제1 MQTT 메시지, 제2 MQTT 메시지, 제3 MQTT 메시지를 기초로 모빌리티를 관제할 수 있다.
여기서, 서버는, MQTT 브로커(100)로부터 수신되는 제1 MQTT 메시지, 제2 MQTT 메시지, 제3 MQTT 메시지를 분석하고, 내부 DBMS(Data Base Management System)의 토픽(topic)에 따른 테이블에 분석한 데이터를 저장하는 데이터베이스 서버(200), 그리고 MQTT 브로커(100)로부터 수신되는 제3 MQTT 메시지를 분석하여 실시간으로 현재 위치를 동기화하여 모빌리티를 관제하고 데이터베이스 서버(200)와 연동하여 모빌리티를 관리하는 관제 및 관리 서버(300)를 포함할 수 있다.
도 1과 같이, 데이터베이스 서버(200)는, MQTT 브로커(100)로부터 수신되는 제1 MQTT 메시지, 제2 MQTT 메시지, 제3 MQTT 메시지의 포함된 센싱값을 JSON(JavaScript Object Notation) 형식으로 MQTT 메시지 생성 장치의 고유값에 따라 파싱하는 구독부(210), 그리고 구독부(210)에서 파싱한 데이터를 SQL(Structured Query Language) 기반 데이터베이스 관리 시스템을 이용하여 데이터를 관리하는 DBMS(220)를 포함할 수 있다.
여기서, 구독부(210)는, 제1 MQTT 메시지를 JSON 형식으로 파싱하여 DBMS(220)에 제1 센서(11)의 센싱값을 갱신(Update) 혹은 삽입(Insert)을 요청하고, 제2 MQTT 메시지를 JSON 형식으로 파싱하여 DBMS(220)에 주차 알림부(12)의 주차 여부 데이터를 갱신(Update) 혹은 삽입(Insert)을 요청하며, 제3 MQTT 메시지를 JSON 형식으로 파싱하여 DBMS(220)에 제2 센서(13)의 현재 위치 정보를 갱신(Update) 혹은 삽입(Insert)을 요청할 수 있다.
이어, DBMS(220)는, 구독부(210)로부터 수신한 MQTT 메시지 생성 장치(10)의 고유값을 포함한 제1 센서(11)의 센싱값을 테이블에 갱신(Update)하거나 또는 삽입(Insert)하고, 구독부(210)로부터 수신한 MQTT 메시지 생성 장치(10)의 고유값을 포함한 주차 알림부(12)의 주차 여부 데이터를 테이블에 갱신(Update)하거나 또는 삽입(Insert)하며, 구독부(210)로부터 수신한 MQTT 메시지 생성 장치(10)의 고유값을 포함한 제2 센서(13)의 현재 위치 정보를 테이블에 갱신(Update)하거나 또는 삽입(Insert)할 수 있다.
여기서, DBMS(220)는, 테이블에 제1 MQTT 메시지의 토픽에 상응하는 기존 센싱값이 존재하면 구독부(210)로부터 수신한 제1 센서(11)의 센싱값을 테이블에 갱신하고, 테이블에 제1 MQTT 메시지의 토픽에 상응하는 기존 센싱값이 존재하지 않으면 구독부(210)로부터 수신한 제1 센서(11)의 센싱값을 테이블에 삽입할 수 있다.
또한, DBMS(220)는, 테이블에 제2 MQTT 메시지의 토픽에 상응하는 기존 주차 여부 데이터가 존재하면 구독부(210)로부터 수신한 주차 알림부(12)의 주차 여부 데이터를 테이블에 갱신하고, 테이블에 제2 MQTT 메시지의 토픽에 상응하는 기존 주차 여부 데이터가 존재하지 않으면 구독부(210)로부터 수신한 주차 알림부(12)의 주차 여부 데이터를 테이블에 삽입할 수 있다.
또한, DBMS(220)는, 테이블에 제3 MQTT 메시지의 토픽에 상응하는 기존 위치 정보가 존재하면 구독부(210)로부터 수신한 제2 센서(13)의 현재 위치 정보를 테이블에 갱신하고, 테이블에 제2 MQTT 메시지의 토픽에 상응하는 기존 위치 정보가 존재하지 않으면 구독부(210)로부터 수신한 제2 센서(13)의 현재 위치 정보를 테이블에 삽입할 수 있다.
다음, 관제 및 관리 서버(300)는, MQTT 브로커(100)로부터 수신한 제3 MQTT 메시지에 포함되는 현재 위치 정보를 JSON 형식으로 MQTT 메시지 생성 장치의 고유값에 따라 파싱하는 구독부(310), 그리고 지도 API를 포함한 웹서버 형태로 제공되며 구독부(310)에서 파싱한 데이터를 통하여 MQTT 메시지 생성 장치(10)의 위치를 동기화시켜주고 지도 API 위에 안전구역을 설정하여 등록하는 관제 및 관리부(320)를 포함할 수 있다.
여기서, 구독부(310)는, 제3 MQTT 메시지를 JSON 형식으로 파싱하여 데이터베이스 서버(200) 내의 DBMS(220)에 현재 위치 정보를 갱신(Update) 혹은 삽입(Insert)을 요청할 수 있다.
그리고, 관제 및 관리부(320)는, 구독부(310)에서 파싱한 데이터와 데이터베이스 서버(200) 내 DBMS(220)에 저장된 데이터를 기반으로 지도 API 위에 MQTT 메시지 생성 장치(10)의 위치를 마커 형식으로 표시하고, 웹브라우저 위에 클릭 이벤트를 통하여 지도 API 내에 안전구역 폴리곤(Polygon)을 생성하며, 폴리곤의 좌표값을 위도 및 경도 데이터로 받아 어레이(Array) 형태로 저장하여 데이터베이스 서버(200) 내 DBMS(220)에 삽입(Insert)을 요청할 수 있다.
여기서, 관제 및 관리부(320)는, 지도 API 내에 안전구역 폴리곤을 생성할 때, 지도 API에서 클릭 이벤트를 통하여 클릭할 때마다 폴리곤의 꼭지점 개수가 증가하고, 클릭 횟수가 폴리곤의 꼭지점 최대 개수가 10개를 초과하면 꼭지점이 10개인 10각형의 폴리곤으로 강제 생성하며, 클릭 횟수가 폴리곤의 꼭지점 최대 개수가 10개를 초과하지 않으면 클릭 횟수만큼의 꼭지점을 갖는 다각형으로 생성할 수 있다.
이와 같이, 본 발명은, 장애물 센싱 정보를 포함하는 제1 MQTT 메시지, 모빌리티 주차 정보를 포함하는 제2 MQTT 메시지, 그리고 모빌리티 위치 정보를 포함하는 제3 MQTT 메시지를 생성하도록 모빌리티(mobility)에 장착되는 MQTT 메시지 생성 장치와, 제1 MQTT 메시지, 제2 MQTT 메시지, 제3 MQTT 메시지를 기초로 모빌리티를 관제하는 서버를 이용함으로써, 모빌리티 이용자들에게 안전한 주차 구역 정보를 제공하여 모빌리티를 안전한 주차 구역으로 주차시키도록 유도하고, 모빌리티를 안전하게 관리할 수 있다.
또한, 본 발명은, 공유 전동킥보드 및 퍼스널 모빌리티를 이용하는 이용자에게 안전한 주차구역의 여부를 시각적으로 제공할 수 있으며, 이를 통해, 무분별한 모빌리티의 방치를 억제하는 당위성을 부여하는 효과를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명은, 공유 전동킥보드 및 퍼스널 모빌리티 각각에 MQTT 메시지 생성 장치를 설치하고 관제 및 관리 서버를 활용하여 통합적으로 모빌리티들을 관리함으로써, 비안전구역에서의 모빌리티 방치에 대하여 관리자측의 즉각적인 대응이 가능하다.
본 발명은, 도 1과 같이, MQTT 메시지 생성 장치(10)를 공유 전동킥보드 및 퍼스널 모빌리티의 전면부에 부착하고, MQTT 브로커(100)를 클라우드 서버 (Amazon Web Services) 혹은 라즈베리 파이 등의 컴퓨팅 장치에 구축하여 통신할 수 있다.
MQTT 브로커(100)는, 클라우드 서버 혹은 라즈베리 파이에 구축되어 있으며 MQTT 메시지 생성 장치(10)로부터 수신되는 MQTT 메시지들을 데이터베이스 서버(200)나 관제 및 관리 서버(300)에 중개하는 역할을 수행할 수 있다.
데이터베이스 서버(200)는, MQTT 브로커(100)를 통하여 MQTT 메시지들을 수신하여 가공된 메시지를 파싱하는 구독부(210)와, 파싱한 센싱값을 MySQL, MSSQL, Oracle등 SQL 기반 데이터베이스 관리 시스템에 저장하고 관리하는 DBMS(220)으로 구성될 수 있다.
관제 및 관리 서버(300)는, MQTT 브로커(100)를 통하여 MQTT 메시지들을 수신하여 가공된 메시지를 파싱하는 구독부(310)와, 파싱한 센싱값 및 데이터베이스 서버(200)의 DBMS(210)으로부터 수신한 데이터를 동기화하여 관리자에게 공유 전동킥보드 및 퍼스널 모빌리티의 위치를 시각적으로 확인하고 안전구역을 등록할 수 있는 관제 및 관리부(320)로 구성될 수 있다.
본 발명의 도 2와 같이, 3가지 종류의 센서가 MQTT 메시지 생성 장치(10)에 부착될 수 있다.
일 예로, 제1 센서(11)인 초음파 센서는, MQTT 메시지 생성 장치(10)의 전면부 및 양 측면부에 각각 부착되고, 모빌리티의 전면부 및 측면부의 장애물을 탐지할 수 있다.
그리고, 주차 알림부(12)는, 현재 위치에서 주차가 가능한지를 이용자에게 시각적으로 알려주고, 모빌리티의 주차를 수행하는 역할을 한다.
이어, 제2 센서(13)인 GPS 센서는, 모빌리티의 현재 위치를 감지할 수 있다.
여기서, GPS 센서는, GPS 위성으로부터 수신받은 신호를 처리한 후, 해당 센서와 연결된 아두이노 및 센서 모듈을 통하여 신호값을 확인할 수 있다.
하기의 표 1은, GPS 센서로 수신받는 신호를 나타낸다.
Law Data Explanation
$GPBOD Bearing, origin to destination
$GPBWC Bearing and distance to waypoint, great circle
$GPGGA Global Positioning System Fix Data
$GPGGL Geographic Position; latitude, longitude
$GPGSA GPS DOP and active satellites
$GPGSV GPS Satellites in view
$GPHDT Heading, True
$GPROO List of waypoints in currently active route
$GPRMA Recommended minimum specific Loran-C data
$GPRMB Recommended minimum navigation info
$GPRMC Recommended minimum specific GPS / Transit Data
$GPRTE Routes
$GPTRF Transit Fix Data
$GPSTN Multiple Data ID
$GPVBW Dual Ground / Water Speed
$GPVTG Track made good and ground speed
$GPWPL Waypoint location
$GPXTE Cross-track error, Measured
$GPZDA Date & Time
본 발명에서는 상기 표 1에 기술된 신호 중 $GPGGL 신호를 사용하여 모빌리티의 현재 위치를 위도 및 경도 형태로 수신받을 수 있다.
이후 1초마다 센싱값을 가공부(14)에 전송하여 제3 MQTT 메시지를 만드는 명령을 보낼 수 있다.
또한, 가공부(14)는, 시리얼 통신을 사용하여 초음파 센서, 주차 알림부, GPS 센서로부터 센싱값을 수신받고, 센서들이 연결된 모듈 및 장치의 고유값을 생성 및 파싱하며, MQTT 브로커(100)로 송신하기 위한 제1 MQTT 메시지, 제2 MQTT 메시지, 제3 MQTT 메시지 형태로 가공할 수 있다.
하기의 표 2는, 송신할 MQTT 메시지의 일 실시 예를 보여준다.
MQTT 메시지 종류 Topic 일 실시 예
제1MQTT 메시지 PK_Ultra C1BAK98E : (176, 185, 387)
제2MQTT 메시지 PK_Park C1BAK98E : (1, 0)
제3MQTT 메시지 PK_GPS C1BAK98E : (35.179989080890344, 126.91051085576103)
또한, 제어부(15)는, 제2 MQTT 메시지를 가공하기 위하여 초음파 센서의 센싱값을 통하여 현재 위치가 안전한 주차구역인지를 판단하는 알고리즘을 수행하는 역할을 한다.
3개의 초음파 센서로부터 획득한 센싱값을 통하여 모빌리티의 전면부 및 양 측면부에서 모빌리티와 장애물 간의 거리를 cm 단위로 변환하고, 각각 150cm 이하로 검출될 때, 도로나 인도처럼 양쪽이 개방되어 있지 않는 폐쇄적인 구역이라고 판단하는 역할을 한다.
이후 안전한 주차구역이면, LED를 점등시키고, 주차 버튼의 잠금을 해제하는 명령을 보낼 수 있다.
도 3은, 본 발명에 따른 제1 MQTT 메시지와 제3 MQTT 메시지를 생성하는 과정을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 401 단계에서는, 통신부(16)가 MQTT 브로커(100)로 송신할 제1 MQTT 메시지를 생성하는 절차가 나타나 있다.
제1 센서(11)인 초음파 센서에서 수신된 센싱값을 가공부(14)로 시리얼 통신한 후, 가공부(14)에서 데이터를 상기 표 2의 제1 MQTT 메시지의 일 실시 예처럼 가공한 다음, 제1 MQTT 메시지를 통신부(16)로 전달한다.
또한, 402 단계에서는, 통신부(16)가 MQTT 브로커(100)로 송신할 제3 MQTT 메시지를 생성하는 절차가 나타나 있다.
제2 센서(13)인 GPS 센서에서 수신된 센싱값 중 위도 및 경도 값을 가공부(14)로 시리얼 통신한 후에, 가공부(14)에서 데이터를 상기 표 2의 제3 MQTT 메시지의 일 실시 예처럼 가공한 다음, 제3 MQTT 메시지를 통신부(16)로 전달할 수 있다.
도 4는, 본 발명에 따른 제2 MQTT 메시지를 생성하는 과정을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 403 단계에서는, 통신부(16)가 MQTT 브로커(100)로 송신할 제2 MQTT 메시지를 생성하는 절차가 나타나 있다.
제1 센서(11)인 초음파 센서에서 제어부(15)로 센싱값을 전달하고, 제어부(15)에서 주차 여부를 판단하여 결과값을 가공부(14)로 전달한다.
주차 여부 결과값이 트루(True)일 때, LED인 발광부(12a)를 점등하고, 가공부(14)에서 트루(True)값을 전송받았을 때, 주차 버튼(12b)의 잠금을 해제한다.
이후 공유 전동킥보드 및 퍼스널 모빌리티 이용자가 주차 버튼(12b)을 작동하면, 이전에 안전구역 주차 여부 데이터에서 실제 주차여부의 부울값을 트루(True)로 갱신한다.
이후 가공부(14)에서 안전구역 주차 여부 데이터를 상기 표 2의 제2 MQTT 메시지의 일 실시 예처럼 로 가공하고 통신부(16)로 전달한다.
도 5는, 본 발명에 따른 제1 MQTT 메시지와 제2 MQTT 메시지의 전송 과정을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 404 단계에서는, MQTT 메시지 생성 장치(10)의 통신부(16)에서 송신한 제1 MQTT 메시지가 전달되고 활용되는 절차가 나타나 있다.
데이터베이스 서버(200)의 구독부(210)에서, 제1 MQTT 메시지의 토픽(Topic)을 구독하면, MQTT 브로커(100)는, MQTT 메시지 생성 장치(10)가 생성한 제1 MQTT 메시지를 데이터베이스 서버(200)의 구독부(210)로 전송한다.
이후, 구독부(210)에서는, 제1 MQTT 메시지를 MQTT 메시지 생성 장치(10)의 고유값과 센싱값으로 이루어진 JSON 형식으로 파싱하고, 제1 MQTT 메시지의 토픽(Topic)에 해당되는 PK_Ultra 관련 테이블이 존재하는 DBMS(220)에 파싱된 센싱값을 갱신(Update)한다.
이때, MQTT 메시지 생성 장치(10)의 고유값에 대한 데이터가 기존에 없으면 새로이 삽입(Insert)한다.
또한, 도 5의 405 단계에서는, MQTT 메시지 생성 장치(10)의 통신부(16)에서 송신한 제2 MQTT 메시지가 전달되고 활용되는 절차가 나타나 있다.
MQTT 메시지 생성 장치(10)에서는, 주차 여부를 판단한 제2 MQTT 메시지가 통신부(16)에 전달되고, 데이터베이스 서버(200)의 구독부(210)에서 제2 MQTT 메시지의 토픽(Topic)을 구독하면, MQTT 브로커(100)는, MQTT 메시지 생성 장치(10)가 생성한 제2 MQTT 메시지를 데이터베이스 서버(200)의 구독부(210)로 전송한다.
이후, 구독부(210)에서는, 제2 MQTT 메시지를 MQTT 메시지 생성 장치(10)의 고유값과 주차 여부 데이터로 이루어진 JSON 형식으로 파싱하고, 제2 MQTT 메시지의 토픽(Topic)에 해당되는 PK_Park 관련 테이블이 존재하는 DBMS(220)에 파싱된 센싱값을 갱신(Update)한다.
이때, MQTT 메시지 생성 장치(10)의 고유값에 대한 데이터가 기존에 없으면 새로이 삽입(Insert)한다.
도 6은, 본 발명에 따른 제3 MQTT 메시지의 전송 과정을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 406 단계에서는, MQTT 메시지 생성 장치(10)의 통신부(16)에서 송신한 제3 MQTT 메시지가 전달되고 활용되는 절차가 나타나 있다.
데이터베이스 서버(200)의 구독부(210)와 관제 및 관리 서버(300)의 구독부(310)에서는, 제3 MQTT 메시지의 토픽(Topic)을 구독하면, MQTT 브로커(100)는, MQTT 메시지 생성 장치(10)가 생성한 제3 MQTT 메시지를 데이터베이스 서버(200)의 구독부(210)와 관제 및 관리 서버(300)의 구독부(310)로 전송한다.
이후, 데이터베이스 서버(200)의 구독부(210)와 관제 및 관리 서버(300)의 구독부(310)에서는, 제3 MQTT 메시지를 MQTT 메시지 생성 장치(10)의 고유값과 센싱값으로 이루어진 JSON 형식으로 파싱하고, 데이터베이스 서버(200)의 구독부(210)에서 파싱된 제3 MQTT 메시지는, 해당 토픽(Topic)에 해당되는 PK_GPS 관련 테이블이 존재하는 DBMS(220)에 파싱된 센싱값을 갱신(Update)하거나, MQTT 메시지 생성 장치(10)의 고유값에 대한 데이터가 기존에 없으면 새로이 삽입(Insert)할 수 있다.
그리고, 관제 및 관리 서버(300)의 구독부(310)에서 파싱된 제3 MQTT 메시지는, 관제 및 관리 서버(300)의 관제 및 관리부(320)의 지도 API에 즉각적으로 해당 모빌리티의 위치가 동기화된다.
도 7은, 본 발명에 따른 모빌리티의 안전 구역을 등록하는 과정을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 관제 및 관리부(320)는, 지도 API를 활용한 관제 웹페이지 형태로 되어 있으며, DBMS(220)에 등록된 모빌리티 장치들의 위치를 확인할 수 있고, 관리자가 임의로 안전구역을 등록할 수 있다.
관제 및 관리부(320)는, 지도 API에서 클릭 이벤트를 통하여 지도 내 폴리곤을 생성할 수 있으며, 클릭할 때 마다 폴리곤(Polygon)의 꼭지점이 늘어나고, 폴리곤의 최대 꼭지점 개수인 10개를 초과하여 클릭하면 10각형의 폴리곤이 강제로 생성되고, 초과하지 않으면 클릭한 횟수만큼의 다각형을 생성한다.
이후, 폴리곤들의 꼭지점들의 좌표값인 위도, 경도 값이 클라이언트(관리자)의 웹 브라우저 내에 어레이(Array) 형식으로 저장되며, 안전구역 등록을 희망하면, 해당 위도, 경도 값이 DBMS(220)의 안전구역 관련 테이블에 삽입(Insert)된다.
이와 같이, 본 발명은, 장애물 센싱 정보를 포함하는 제1 MQTT 메시지, 모빌리티 주차 정보를 포함하는 제2 MQTT 메시지, 그리고 모빌리티 위치 정보를 포함하는 제3 MQTT 메시지를 생성하도록 모빌리티(mobility)에 장착되는 MQTT 메시지 생성 장치와, 제1 MQTT 메시지, 제2 MQTT 메시지, 제3 MQTT 메시지를 기초로 모빌리티를 관제하는 서버를 이용함으로써, 모빌리티 이용자들에게 안전한 주차 구역 정보를 제공하여 모빌리티를 안전한 주차 구역으로 주차시키도록 유도하고, 모빌리티를 안전하게 관리할 수 있다.
또한, 본 발명은, 공유 전동킥보드 및 퍼스널 모빌리티를 이용하는 이용자에게 안전한 주차구역의 여부를 시각적으로 제공할 수 있으며, 이를 통해, 무분별한 모빌리티의 방치를 억제하는 당위성을 부여하는 효과를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명은, 공유 전동킥보드 및 퍼스널 모빌리티 각각에 MQTT 메시지 생성 장치를 설치하고 관제 및 관리 서버를 활용하여 통합적으로 모빌리티들을 관리함으로써, 비안전구역에서의 모빌리티 방치에 대하여 관리자측의 즉각적인 대응이 가능하다.
이상에서 전술한 본 발명의 일 실시예에 따른 방법은, 하드웨어인 서버와 결합되어 실행되기 위해 프로그램(또는 어플리케이션)으로 구현되어 매체에 저장될 수 있다.
상기 전술한 프로그램은, 상기 컴퓨터가 프로그램을 읽어 들여 프로그램으로 구현된 상기 방법들을 실행시키기 위하여, 상기 컴퓨터의 프로세서(CPU)가 상기 컴퓨터의 장치 인터페이스를 통해 읽힐 수 있는 C, C++, JAVA, 기계어 등의 컴퓨터 언어로 코드화된 코드(Code)를 포함할 수 있다. 이러한 코드는 상기 방법들을 실행하는 필요한 기능들을 정의한 함수 등과 관련된 기능적인 코드(Functional Code)를 포함할 수 있고, 상기 기능들을 상기 컴퓨터의 프로세서가 소정의 절차대로 실행시키는데 필요한 실행 절차 관련 제어 코드를 포함할 수 있다. 또한, 이러한 코드는 상기 기능들을 상기 컴퓨터의 프로세서가 실행시키는데 필요한 추가 정보나 미디어가 상기 컴퓨터의 내부 또는 외부 메모리의 어느 위치(주소 번지)에서 참조되어야 하는지에 대한 메모리 참조관련 코드를 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 컴퓨터의 프로세서가 상기 기능들을 실행시키기 위하여 원격(Remote)에 있는 어떠한 다른 컴퓨터나 서버 등과 통신이 필요한 경우, 코드는 상기 컴퓨터의 통신 모듈을 이용하여 원격에 있는 어떠한 다른 컴퓨터나 서버 등과 어떻게 통신해야 하는지, 통신 시 어떠한 정보나 미디어를 송수신해야 하는지 등에 대한 통신 관련 코드를 더 포함할 수 있다.
상기 저장되는 매체는, 레지스터, 캐쉬, 메모리 등과 같이 짧은 순간 동안 데이터를 저장하는 매체가 아니라 반영구적으로 데이터를 저장하며, 기기에 의해 판독(reading)이 가능한 매체를 의미한다. 구체적으로는, 상기 저장되는 매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있지만, 이에 제한되지 않는다. 즉, 상기 프로그램은 상기 컴퓨터가 접속할 수 있는 다양한 서버 상의 다양한 기록매체 또는 사용자의 상기 컴퓨터상의 다양한 기록매체에 저장될 수 있다. 또한, 상기 매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장될 수 있다.
본 발명의 실시예와 관련하여 설명된 방법 또는 알고리즘의 단계들은 하드웨어로 직접 구현되거나, 하드웨어에 의해 실행되는 소프트웨어 모듈로 구현되거나, 또는 이들의 결합에 의해 구현될 수 있다. 소프트웨어 모듈은 RAM(Random Access Memory), ROM(Read Only Memory), EPROM(Erasable Programmable ROM), EEPROM(Electrically Erasable Programmable ROM), 플래시 메모리(Flash Memory), 하드 디스크, 착탈형 디스크, CD-ROM, 또는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 잘 알려진 임의의 형태의 컴퓨터 판독가능 기록매체에 상주할 수도 있다.
이상, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며, 제한적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
10: MQTT 메시지 생성 장치
11: 제1 센서
12: 주차 알림부
13: 제2 센서
14: 가공부
15: 제어부
16: 통신부
100: MQTT 브로커
200: 데이터베이스 서버
210: 구독부
220: DBMS
300: 관제 및 관리 서버
310: 구독부
320: 관제 및 관리부

Claims (20)

  1. MQTT(Message Queuing Telemetry Transport) 기반 모빌리티 관리 시스템에 있어서,
    각각의 모빌리티(mobility)에 장착되고, 장애물 센싱 정보를 포함하는 제1 MQTT 메시지, 모빌리티 주차 정보를 포함하는 제2 MQTT 메시지, 그리고 모빌리티 위치 정보를 포함하는 제3 MQTT 메시지 중 적어도 어느 하나를 생성하여 전송하는 MQTT 메시지 생성 장치;
    상기 MQTT 메시지 생성 장치로부터 상기 제1 MQTT 메시지, 제2 MQTT 메시지, 그리고 제3 MQTT 메시지 중 적어도 어느 하나를 수신하여 상기 제1, 제2, 제3 MQTT 메시지들을 구독하는 서버로 중계하는 MQTT 브로커; 그리고,
    상기 MQTT 브로커로부터 수신되는 상기 제1 MQTT 메시지, 제2 MQTT 메시지, 제3 MQTT 메시지를 기초로 상기 모빌리티를 관제하는 서버를 포함하고,
    상기 서버는,
    상기 MQTT 브로커로부터 수신되는 상기 제1 MQTT 메시지, 제2 MQTT 메시지, 제3 MQTT 메시지를 분석하고, 내부 DBMS(Data Base Management System)의 토픽(topic)에 따른 테이블에 분석한 데이터를 저장하는 데이터베이스 서버; 그리고,
    상기 MQTT 브로커로부터 수신되는 제3 MQTT 메시지를 분석하여 실시간으로 현재 위치를 동기화하여 상기 모빌리티를 관제하고, 상기 데이터베이스 서버와 연동하여 상기 모빌리티를 관리하는 관제 및 관리 서버를 포함하는 것을 특징으로 하는 MQTT 기반 모빌리티 관리 시스템.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 MQTT 메시지 생성 장치는,
    상기 모빌리티 주변의 장애물을 감지하는 제1 센서;
    상기 모빌리티의 주차 알림을 제공하는 주차 알림부;
    상기 모빌리티의 현재 위치를 감지하는 제2 센서;
    상기 제1 센서의 센싱값을 기초로 상기 제1 MQTT 메시지를 가공하고, 상기 주차 알림부의 주차 여부 데이터를 기초로 상기 제2 MQTT 메시지를 가공하며, 상기 제2 센서의 센싱값을 기초로 상기 제3 MQTT 메시지를 가공하는 가공부;
    상기 가공부에서 가공된 상기 제1 MQTT 메시지, 제2 MQTT 메시지, 제3 MQTT 메시지를 전송하는 통신부; 그리고,
    상기 제1 센서의 센싱 신호를 기초로 상기 모빌리티와 장애물 사이의 거리를 연산하여 상기 모빌리티의 주차 가능 구역 여부를 판단하고, 상기 모빌리티의 주차 가능 구역으로 판단되면 상기 주차 알림을 제공하도록 상기 주차 알림부를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 MQTT 기반 모빌리티 관리 시스템.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 제1 센서는,
    다수의 초음파 센서를 포함하고,
    상기 제2 센서는,
    하나의 GPS 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 MQTT 기반 모빌리티 관리 시스템.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 제1 센서는,
    상기 모빌리티의 전면에 장착되는 제1 초음파 센서;
    상기 모빌리티의 일측면에 장착되는 제2 초음파 센서; 그리고,
    상기 모빌리티의 타측면에 장착되는 제3 초음파 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 MQTT 기반 모빌리티 관리 시스템.
  5. 제2 항에 있어서,
    상기 주차 알림부는,
    상기 제어부의 제어신호에 따라 상기 모빌리티의 주차 가능 구역을 알려주는 주차 알림을 제공하도록 점등되는 발광부; 그리고,
    상기 발광부의 점등에 따라 잠금이 해제되어 상기 모빌리티의 주차를 수행하도록 하는 주차 버튼을 포함하는 것을 특징으로 하는 MQTT 기반 모빌리티 관리 시스템.
  6. 제2 항에 있어서,
    상기 제2 센서는,
    GPS 위성으로부터 수신되는 신호를 기초로 상기 모빌리티의 현재 위치에 대한 위도 및 경도 정보를 획득하는 것을 특징으로 하는 MQTT 기반 모빌리티 관리 시스템.
  7. 제2 항에 있어서,
    상기 가공부는,
    상기 제1, 제2 센서로부터 시리얼(Serial) 통신을 통해 센싱값을 수신하고 상기 주차 알림부로부터 주차 여부 데이터를 수신하면, 상기 MQTT 브로커에서 중계하기 적절하도록 장치별 고유값과 센싱값을 포함하는 문자열 형식으로 데이터를 가공하는 것을 특징으로 하는 MQTT 기반 모빌리티 관리 시스템.
  8. 제2 항에 있어서,
    상기 통신부는,
    상기 가공부에서 가공된 상기 제1 MQTT 메시지, 제2 MQTT 메시지, 제3 MQTT 메시지를 각기 다른 토픽(Topic)으로 1초마다 상기 MQTT 브로커로 전송하는 것을 특징으로 하는 MQTT 기반 모빌리티 관리 시스템.
  9. 제2 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 제1 센서의 센싱값을 시리얼 통신을 통해 수신하면 상기 센싱값을 기초로 상기 모빌리티와 장애물 사이의 거리를 연산하여 상기 모빌리티의 현재 위치가 폐쇄적인 위치인지를 판단하고, 상기 모빌리티의 현재 위치가 폐쇄적인 위치이면 주차 가능 구역으로 결정한 결과값을 생성하며, 상기 생성한 결과값을 상기 가공부로 전송하고, 상기 주차 알림부의 발광부를 점등시키고 주차 버튼의 잠금을 해제하도록 상기 주차 알림부를 제어하는 것을 특징으로 하는 MQTT 기반 모빌리티 관리 시스템.
  10. 제2 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 가공부가 상기 제1 센서의 센싱값을 기초로 상기 제1 MQTT 메시지를 가공하면 상기 가공된 제1 MQTT 메시지를 초당 1건씩 전송하도록 상기 통신부를 제어하고,
    상기 가공부가 상기 주차 알림부의 주차 여부 데이터를 기초로 상기 제2 MQTT 메시지를 가공하면 상기 가공된 제2 MQTT 메시지를 초당 1건씩 전송하도록 상기 통신부를 제어하며,
    상기 가공부가 상기 제2 센서의 현재 위치 정보를 기초로 상기 제3 MQTT 메시지를 가공하면 상기 가공된 제3 MQTT 메시지를 초당 1건씩 전송하도록 상기 통신부를 제어하는 것을 특징으로 하는 MQTT 기반 모빌리티 관리 시스템.
  11. 제1 항에 있어서,
    상기 MQTT 브로커는,
    상기 MQTT 메시지 생성 장치로부터 상기 제1 MQTT 메시지, 제2 MQTT 메시지, 그리고 제3 MQTT 메시지 중 적어도 어느 하나를 수신하면 상기 수신한 제1, 제2, 제3 MQTT 메시지들을 구독(Subscribe) 요청한 서버로 전송하는 것을 특징으로 하는 MQTT 기반 모빌리티 관리 시스템.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 MQTT 브로커는,
    상기 서버가 상기 제1 MQTT 메시지를 구독 요청하면 상기 구독 요청한 제1 MQTT 메시지를 상기 서버로 전송하고,
    상기 서버가 상기 제2 MQTT 메시지를 구독 요청하면 상기 구독 요청한 제2 MQTT 메시지를 상기 서버로 전송하고,
    상기 서버가 상기 제3 MQTT 메시지를 구독 요청하면 상기 구독 요청한 제3 MQTT 메시지를 상기 서버로 전송하는 것을 특징으로 하는 MQTT 기반 모빌리티 관리 시스템.
  13. 제1 항에 있어서,
    상기 데이터베이스 서버는,
    상기 MQTT 브로커로부터 수신되는 제1 MQTT 메시지, 제2 MQTT 메시지, 제3 MQTT 메시지의 포함된 센싱값을 JSON(JavaScript Object Notation) 형식으로 MQTT 메시지 생성 장치의 고유값에 따라 파싱하는 구독부; 그리고,
    상기 구독부에서 파싱한 데이터를 SQL(Structured Query Language) 기반 데이터베이스 관리 시스템을 이용하여 데이터를 관리하는 DBMS를 포함하는 것을 특징으로 하는 MQTT 기반 모빌리티 관리 시스템.
  14. 제13 항에 있어서,
    상기 구독부는,
    상기 제1 MQTT 메시지를 JSON 형식으로 파싱하여 상기 DBMS에 상기 제1 센서의 센싱값을 갱신(Update) 혹은 삽입(Insert)을 요청하고,
    상기 제2 MQTT 메시지를 JSON 형식으로 파싱하여 상기 DBMS에 상기 주차 알림부의 주차 여부 데이터를 갱신(Update) 혹은 삽입(Insert)을 요청하며,
    상기 제3 MQTT 메시지를 JSON 형식으로 파싱하여 상기 DBMS에 상기 제2 센서의 현재 위치 정보를 갱신(Update) 혹은 삽입(Insert)을 요청하는 것을 특징으로 하는 MQTT 기반 모빌리티 관리 시스템.
  15. 제13 항에 있어서,
    상기 DBMS는,
    상기 구독부로부터 수신한 상기 MQTT 메시지 생성 장치의 고유값을 포함한 상기 제1 센서의 센싱값을 테이블에 갱신(Update)하거나 또는 삽입(Insert)하고,
    상기 구독부로부터 수신한 상기 MQTT 메시지 생성 장치의 고유값을 포함한 상기 주차 알림부의 주차 여부 데이터를 테이블에 갱신(Update)하거나 또는 삽입(Insert)하며,
    상기 구독부로부터 수신한 상기 MQTT 메시지 생성 장치의 고유값을 포함한 상기 제2 센서의 현재 위치 정보를 테이블에 갱신(Update)하거나 또는 삽입(Insert)하는 것을 특징으로 하는 MQTT 기반 모빌리티 관리 시스템.
  16. 제1 항에 있어서,
    상기 관제 및 관리 서버는,
    상기 MQTT 브로커로부터 수신한 제3 MQTT 메시지에 포함되는 현재 위치 정보를 JSON 형식으로 상기 MQTT 메시지 생성 장치의 고유값에 따라 파싱하는 구독부; 그리고,
    지도 API를 포함한 웹서버 형태로 제공되며, 상기 구독부에서 파싱한 데이터를 통하여 상기 MQTT 메시지 생성 장치의 위치를 동기화시켜주고, 상기 지도 API 위에 안전구역을 설정하여 등록하는 관제 및 관리부를 포함하는 것을 특징으로 하는 MQTT 기반 모빌리티 관리 시스템.
  17. 제16 항에 있어서,
    상기 구독부는,
    상기 제3 MQTT 메시지를 JSON 형식으로 파싱하여 상기 데이터베이스 서버 내의 DBMS에 현재 위치 정보를 갱신(Update) 혹은 삽입(Insert)을 요청하는 것을 특징으로 하는 MQTT 기반 모빌리티 관리 시스템.
  18. 제16 항에 있어서,
    상기 관제 및 관리부는,
    상기 구독부에서 파싱한 데이터와 데이터베이스 서버 내 DBMS에 저장된 데이터를 기반으로 상기 지도 API 위에 상기 MQTT 메시지 생성 장치의 위치를 마커 형식으로 표시하고,
    웹브라우저 위 클릭 이벤트를 통하여 상기 지도 API 내에 안전구역 폴리곤(Polygon)을 생성하며,
    상기 폴리곤의 좌표값을 위도 및 경도 데이터로 받아 어레이(Array) 형태로 저장하여 데이터베이스 서버 내 DBMS에 삽입(Insert)을 요청하는 것을 특징으로 하는 MQTT 기반 모빌리티 관리 시스템.
  19. MQTT 메시지 생성 장치, MQTT 브로커, 그리고 서버를 포함하는 모빌리티 관리 시스템의 모빌리티 관리 방법에 있어서,
    상기 MQTT 메시지 생성 장치가, 모빌리티가 구동되면 상기 모빌리티의 주변을 센싱하여 장애물 센싱 정보, 모빌리티 주차 정보, 모빌리티 위치 정보를 획득하는 단계;
    상기 MQTT 메시지 생성 장치가, 상기 장애물 센싱 정보를 포함하는 제1 MQTT 메시지, 상기 모빌리티 주차 정보를 포함하는 제2 MQTT 메시지, 그리고 상기 모빌리티 위치 정보를 포함하는 제3 MQTT 메시지 중 적어도 어느 하나를 생성하여 전송하는 단계;
    상기 MQTT 브로커가, 상기 MQTT 메시지 생성 장치로부터 상기 제1 MQTT 메시지, 제2 MQTT 메시지, 그리고 제3 MQTT 메시지 중 적어도 어느 하나를 수신하여 상기 제1, 제2, 제3 MQTT 메시지들을 구독 요청하는 상기 서버로 중계하는 단계;
    상기 서버가, 상기 MQTT 브로커로부터 수신되는 상기 제1 MQTT 메시지, 제2 MQTT 메시지, 제3 MQTT 메시지를 분석하여 저장하는 단계; 및
    상기 서버가, 상기 MQTT 브로커로부터 수신되는 제3 MQTT 메시지를 분석하여 실시간으로 상기 모빌리티의 현재 위치를 동기화하여 상기 모빌리티를 관제하고, 지도 API 위에 안전구역을 설정하여 등록하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 모빌리티 관리 방법.
  20. 하드웨어인 컴퓨터와 결합되어, 상기 제9 항의 모빌리티 관리 방법을 수행하기 위해 매체에 저장된, 모빌리티 관리 시스템의 모빌리티 관리 방법을 제공하는 컴퓨터 프로그램.
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