KR100825049B1 - 자동요금징수시스템과 전자카드충전시스템을 위한복합단말기 - Google Patents

자동요금징수시스템과 전자카드충전시스템을 위한복합단말기 Download PDF

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Abstract

본 발명은 자동요금징수시스템과 전자카드충전시스템을 위한 복합단말기에 관한 것으로, 자동요금징수시스템의 차량단말기와 전자카드충전을 위한 전자카드충전단말기가 하나의 장치로 통합된 자동요금징수시스템과 전자카드충전시스템을 위한 복합단말기에 관한 것이다.
본 발명의 자동요금징수시스템과 전자카드충전시스템을 위한 복합단말기는 전자카드 충전 프로세스를 수행하는 전자카드충전모듈 및 자동요금징수시스템의 노변기지국과 통신하여 통행료 지불 프로세스를 수행하는 차량탑재모듈을 포함하여 이루어지되, 상기 전자카드충전모듈은 제1 하우징; 전자카드가 삽입되도록 상기 제1 하우징의 적소에 구비되는 전자카드커넥터; 상기 제1 하우징의 적소에 구비되는 컴퓨터 연결용 커넥팅 수단; 상기 제1 하우징에 내장되고, 전자카드를 제어하기 위한 전자카드제어부; 및 전자카드 충전 프로세스를 수행하고 상기 전자카드제어부가 전자카드의 잔액정보를 상기 차량탑재모듈에 전달하도록 상기 전자카드충전모듈의 전반적인 동작을 제어하는 충전단말기엔진을 포함하여 이루어지고, 상기 차량탑재모듈은 제2 하우징; 상기 제1 하우징의 적소에 구비되는 컴퓨터 연결용 상기 커넥팅 수단과 전기적으로 결합하기 위해 상기 제2 하우징의 적소에 구비되는 커넥팅 수단; 및 상기 제2 하우징에 내장되고, 자동요금징수시스템의 노변기지국과 통신하기 위한 무선 통신부 및 상기 전자카드충전모듈로부터 전달받은 전자카드의 잔액정보에 기초하여 통행료를 지불하기 위해 노변기지국과 무선통신을 수행하도록 상기 무선 통신부를 제어하는 차량탑재단말기엔진; 및 전원공급부를 포함하여 이루어지며, 상기 전자카드충전모듈은 상기 차량탑재모듈과 결합될 경우 상기 제1하우징의 적소에 구비되는 컴퓨터 연결용 상기 커넥팅 수단과 상기 제2 하우징의 적소에 구비되는 상기 커넥팅 수단을 통해 상기 차량탑재모듈로 전자카드의 잔액정보를 전달하기 위한 동작 전원을 상기 전원공급부로부터 제공받는 것을 특징으로 한다.
Figure R1020070104865
차량단말기, 전자카드, OBU, 하이패스, USB, 전자카드충전단말기

Description

자동요금징수시스템과 전자카드충전시스템을 위한 복합단말기 {combination equipment for electronic toll collection system and electronic card charging system}
본 발명은 근거리 전용통신(DSRC, Dedicated Short - Range Communication)을 이용한 자동요금징수시스템(ETCS, Electronic Toll Collection System) 및 전자카드(Electronic-Card) 충전을 위한 전자카드충전시스템에 관한 것으로, 구체적으로는 자동요금징수시스템의 차량단말기(OBE, On-Board Equipment)와 전자카드의 충전을 위한 전자카드충전단말기를 하나의 장치로 통합한 새로운 복합단말기에 관한 것이다.
지능형교통시스템(ITS, Intelligent Transport System)은 도로와 차량 등 기존 교통의 구성 요소에 첨단의 전자정보통신 기술을 적용시켜 교통 시설을 효율적으로 운영하고 통행자에게 유용한 정보를 제공하여 안전하고 편리한 통행과 전체 교통 체계의 효율성을 기하도록 하는 교통 네트워크와 정보통신 네트워크 간의 통합 시스템이다. 첨단교통시스템의 서브시스템인 자동요금징수시스템은 요금 징수 과정에서 발생하는 교통 정체 문제를 해결할 수 있는 대안으로 부각되고 있다.
자동요금징수시스템은 지능형교통시스템의 실현을 가능케 하는 기본 구성요소중 하나로, 전자지갑 기능을 하는 전자카드(스마트카드)와 차량단말기를 이용하여 적외선 방식이나 5.8GHz 무선통신 방식을 통해 유료도로의 톨게이트에서 무정차 주행 중에 통행료를 징수하는 시스템이다.
도 1은 종래의 자동요금징수시스템 및 전자카드충전시스템의 개략도이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 자동요금징수시스템(100)은 차량단말기(110), 노변기지국(RSE, Road-Side Equipment)(130), 요금징수서버(150)로 구성된다.
차량단말기(110)는 노변기지국(130)과 통신 및 정보교환을 통하여 통행료를 지불하기 위해 차량 내에 장착되는 장비로 전자카드(120)와 차량탑재장치(OBU, On-Boar Unit)(200)로 구성된다. 차량탑재장치(200)는 차량 내에 장착되어 노변기지국(130)과 정보 교환을 지원하기 위한 장치로서 차량단말기(110)의 최소 구성 요소이다. 노변기지국(130)은 네트워크(140)를 통하여 요금징수서버(150)에 접속되어 요금 징수 절차를 전자적으로 자동 처리한다.
전자카드(120)는 금전적 가치가 전자적 장치에 정보로 저장되어 있어 재화 또는 용역을 구입하고 그 대가를 지급하는데 사용되는 장치로 일반적으로 전자지갑으로 불리는 스마트카드로 구현되는바, 통행료 지불을 위해 차량단말기(110)에 장착된다. 이러한 전자카드(120)는 전자카드충전시스템(300)을 통하여 현금 충전이 이루어지는바, 전자카드충전단말기(400)는 네트워크(320)에 접속 가능한 컴퓨터(310)에 연결되며, 네트워크(320)를 통하여 전자카드충전서버(330)에 접속되어 정해진 프로세스에 따라 현금 충전 프로세스를 수행한다.
도 2는 도 1의 차량단말기의 회로 구성을 보여주는 블록도이다.
도 2에 도시한 바와 같이, 차량단말기(200)는 전자카드제어부(210), DSRC 통신부(220), 사용자인터페이스(230), 전원공급부(240) 및, 차량단말기엔진(250)을 포함하여 구성된다. 전자카드제어부(210)는 전자카드(120)와 전기적 및 기계적으로 접속되는 전자카드 커넥터(212)와 전자카드(120)를 전반적으로 제어하기 위한 전자카드제어기(211)를 구비한다. DSRC 통신부(220)는 RF 안테나(221)와 고주파증폭기(222)를 구비하며, 노변기지국(130)과 5.8GHz 무선통신 방식으로 연결된다. 사용자 인터페이스(230)에는 상태 정보를 음성과 문자로 표시하기 위한 음성증폭기(231)와 문자표시기(232)가 구비되고 사용자 입력을 받아들이기 위한 입력버튼(233)이 구비된다. 전원공급부(240)는 정전압조정회로(240)를 포함하며 12~14V 직류의 차량 전원을 받아들여 내부 동작 전원을 공급한다. 차량단말기엔진(250)은 마이크로프로세서(251)와 통행료 지불 프로세스(253)를 수행하기 위한 처리 루틴이 저장된 메모리(250)를 포함하여 구성되며 차량탑재장치(200)의 전반적인 동작을 제어한다.
도 3은 도 1의 전자카드충전단말기의 전기적인 블록 구성도이다.
도 3에 도시한 바와 같이, 전자카드충전단말기(400)는 전자카드제어부(410), 충전단말기엔진(420) 및 통신인터페이스(430)를 포함하여 이루어진다. 전자카드제어부(410)는 전자카드(120)와 전기적 및 기계적으로 접속되는 전자카드 커넥터(412)와 전자카드(120)를 전반적으로 제어하기 위한 전자카드제어기(411)를 구비한다. 충전단말기엔진(420)은 마이크로프로세서(421)와 전자카드 충전 프로세 스(423)를 수행하기 위한 처리 루틴을 포함하는 메모리(422)를 포함하여 구성되며 전자카드충전단말기(400)의 전반적인 동작을 제어한다. 통신인터페이스(430)로는 일반적으로 USB 인터페이스가 채용되고 있다.
전술한 구성에서, 사용자는 전자카드(120)의 잔고가 소진되면 충전영업소에 가서 충전을 하거나, 개인용 전자카드충전단말기(400)를 구매한 후에 인터넷을 통하여 은행이나 신용카드사 등과 연계된 전자카드충전시스템(300)에 접속하여 현금 충전을 하고 있다. 그러므로 사용자는 차량단말기(110)와 전자카드충전단말기(400)를 모두 소지해야 하는 불편함과 각각의 장치를 별도로 관리해야 하는 번거로움이 있었다. 또한, 차량단말기(110)와 전자카드충전단말기(400)는 동일한 회로 구성을 갖는 전자카드제어부(210, 410)가 중복되어 있었다.
차량단말기(110)와 전자카드충전단말기(400)를 모두 소지해야 하는 불편함은 두 개의 장치가 첫째 사용 환경이 다르고, 둘째 사용 전력이 다르고, 셋째 단말기내의 소프트웨어가 전혀 다른 것에 기인한다. 그리고 위와 같은 이유로 차량단말기(110)와 전자카드충전단말기(400) 각각에 개별적으로 전자카드제어부(210, 410)가 실장 되어 제조되고 있다.
첫째, 사용 환경이 다른 것은 운전자가 차량 안에 차량단말기(110)를 설치하여 유료도로의 게이트를 통과할 때 운행 중 과금이 되도록 하여야 하고, 충전할 때는 주로 정지 상태에서 인터넷이 연결될 수 있는 환경에서 전자카드충전단말기(400)를 이용하여 계좌이체를 하여 충전을 하여야 한다.
둘째, 사용 전력이 다른 것은 차량단말기(110)는 고주파 통신과 음성 및 문 자 표시 등과 같은 동작을 하기 위하여 전자카드충전단말기(400)에 비하여 상대적으로 소비 전력이 크다. 반면, 전자카드충전단말기(110)는 별도의 전원공급회로를 가지지 않고, 컴퓨터(310)의 USB 단자로부터 공급되는 표준 규격인 5V, 100mA의 공급 전력을 사용한다. 따라서 이 USB의 전력은 전자카드충전단말기를 구동하기 위한 전력은 공급이 가능하지만, 차량단말기(110)의 소비전력을 공급하기는 어렵다. 능동형 DSRC 차량단말기의 경우 고주파 증폭기 모듈(5.8GHz RF Module)은 5V, 200mA 정도의 전력을 소모한다. 따라서 USB 단자로부터 공급되는 전력은 고주파 증폭기 하나마저도 구동하기 어렵다.
셋째, 단말기내의 소프트웨어가 전혀 다른 것은, 차량단말기(110)에 탑재되는 소프트웨어는 지불하는 기능을 갖는 소프트웨어이고 전자카드충전단말기(400)에 탑재되는 소프트웨어는 출금하는 기능을 갖는 소프트웨어인 것이다.
이상과 같은 이유들로 인하여 차량단말기(110)와 전자카드충전단말기(400)는 동일한 회로 구성을 갖고 있음에도 불구하고 쉽게 통합되지 못하고 각기 개별적으로 공급되었으며 사용자는 두 개의 장치를 모두 구비하여야하는 문제점이 있어 왔다.
한편, 공개특허 제2005-0118982호(공개일: 2005. 12. 20. 제목: 이동 단말기에 내장된 IC카드를 결제수단으로 이용하는 차량 탑재기) 및 공개특허 제2006-0016158호(공개일: 2006. 02. 22. 제목: 지능형 교통 시스템에서의 통합요금징수 네트워크 및 통합요금징수방법)에는 IC카드가 탑재된 이동통신단말기를 이용하여 차량 요금을 지불하는 방법이 나타나 있으나, 반드시 고가의 이동통신단말기를 이 용하여야 하므로 IC카드가 내장되지 않은 이동통신단말기를 사용하는 사용자들에게는 별다른 효용가치가 없다는 문제점이 있다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 근거리 전용통신을 이용한 자동요금징수시스템의 차량 단말기와 전자카드 충전을 위한 전자카드충전단말기를 하나의 장치로 통합한 새로운 복합형 단말기를 제공함을 목적으로 한다.
전술한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 실시예에 따른 자동요금징수시스템과 전자카드충전시스템을 위한 복합단말기는 전자카드 충전 프로세스를 수행하는 전자카드충전모듈 및 자동요금징수시스템의 노변기지국과 통신하여 통행료 지불 프로세스를 수행하는 차량탑재모듈을 포함하여 이루어지되, 상기 전자카드충전모듈은 제1 하우징; 전자카드가 삽입되도록 상기 제1 하우징의 적소에 구비되는 전자카드커넥터; 상기 제1 하우징의 적소에 구비되는 컴퓨터 연결용 커넥팅 수단; 상기 제1 하우징에 내장되고, 전자카드를 제어하기 위한 전자카드제어부; 및 전자카드 충전 프로세스를 수행하고 상기 전자카드제어부가 전자카드의 잔액정보를 상기 차량탑재모듈에 전달하도록 전자카드충전모듈의 전반적인 동작을 제어하는 충전단말기엔진을 포함하여 이루어지고, 상기 차량탑재모듈은 제2 하우징; 상기 제1 하우징의 적소에 구비되는 컴퓨터 연결용 상기 커넥팅 수단과 전기적으로 결합하기 위해 상기 제2 하우징의 적소에 구비되는 커넥팅 수단; 및 상기 제2 하우징에 내장되고, 자동요금징수시스템의 노변기지국과 통신하기 위한 무선 통신부 및 상기 전자카드충전모듈로부터 전달받은 전자카드의 잔액정보에 기초하여 통행료를 지불하기 위해 노변기지국과 무선통신을 수행하도록 상기 무선 통신부를 제어하는 차량탑재단말기엔진; 및 전원공급부를 포함하여 이루어지며, 상기 전자카드충전모듈은 상기 차량탑재모듈과 결합될 경우 상기 제1하우징의 적소에 구비되는 컴퓨터 연결용 상기 커넥팅 수단과 상기 제2 하우징의 적소에 구비되는 상기 커넥팅 수단을 통해 상기 차량탑재모듈로 전자카드의 잔액정보를 전달하기 위한 동작 전원을 상기 전원공급부로부터 제공받는 것을 특징으로 한다.
전술한 자동요금징수시스템과 전자카드충전시스템을 위한 복합단말기에서 상기 제1하우징의 적소에 구비되는 컴퓨터 연결용 상기 커넥팅 수단과 상기 제2하우징의 적소에 구비되는 상기 커넥팅 수단은 USB 인터페이스이다.
또한, 상기 제1 및 제2 하우징의 적소에는 상호 간의 기계적 결합을 위한 연결부재가 각각 형성된다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 자동요금징수시스템과 전자카드충전시스템을 위한 복합단말기는 내부 공간에 전자부품을 수용하는 단일의 하우징; 전자카드가 삽입되도록 상기 하우징의 적소에 구비되는 전자카드 커넥터; 상기 전자카드커넥터에 삽입된 전자카드를 제어하기 위한 전자카드제어부; 자동요금징수시스템의 노변기지국과 통신하기 위한 무선 통신부; 전자카드의 충전을 위해 외부 장치와 통신하기 위한 통신용 커넥팅수단; 전자카드의 잔액정보에 기초하여 통행료를 지불하기 위해 상기 노변기지국과 통신을 수행하도록 상기 무선 통신부를 제어하고, 전자카드를 충전하기 위해 외부장치와 통신을 수행하도록 상기 통신용 커넥팅수단을 제어 하는 복합단말기엔진; 전자카드 충전 프로세스 수행에 필요한 제1전원을 입력하는 제1전원 입력단; 통행료 지불 프로세스 수행에 필요한 제2전원을 입력하는 제2전원 입력단; 및 상기 제1전원 입력단과 상기 제2전원 입력단에 연결되는 전원공급부를 포함하여 이루어진다.
전술한 다른 실시예에 따른 자동요금징수시스템과 전자카드충전시스템을 위한 복합단말기에서 상기 전원공급부는 전원분배회로를 포함하되, 상기 전원분배회로는 상기 제1전원에 의한 동작 전원과 상기 제2전원에 의한 동작 전원의 전원 공급 패스를 제어하기 위한 스위칭 수단을 포함하여 이루어진다.
또한, 상기 전원 공급 패스에는 하나 이상의 정전압조정기가 구비되어진다.
또한, 전술한 다른 실시예에 따른 자동요금징수시스템과 전자카드충전시스템을 위한 복합단말기는 상기 제1전원에 위한 동작전원의 제1회로블록으로의 전원공급패스를 제어하는 제1스위칭 수단; 상기 제2전원에 의한 동작전원의 상기 제1회로블록으로의 전원공급패스를 제어하는 제2스위칭 수단; 상기 제2전원에 의한 동작전원의 제2회로블록으로의 전원공급패스를 제어하는 제3스위칭 수단을 더 포함하여 이루어진다.
또한, 전술한 다른 실시예에 따른 자동요금징수시스템과 전자카드충전시스템을 위한 복합단말기는 상기 제1전원 입력단에 접속되어 제1스위칭 수단으로 기능하는 제1다이오드; 상기 제2전원입력단에 구비되는 제2정전압 조정기; 상기 제2정전압 조정기와 상기 제1다이오드의 출력단 사이에 구비되어 제2스위칭 수단으로 기능하는 제2다이오드; 제2회로블록의 전원입력단에 구비되어 제3스위칭 수단으로 기능 하는 릴레이스위치; 상기 제1다이오드의 출력단에 구비되는 제1정전압 조정기; 상기 제2정전압조정기를 상기 제2회로블록으로 연결하는 연결배선을 더 포함하여 이루어진다.
또한, 전술한 다른 실시예에 따른 자동요금징수시스템과 전자카드충전시스템을 위한 복합단말기는 상기 제1전원 입력단에 접속되어 제1스위칭 수단으로 기능하는 제1다이오드; 상기 제2전원입력단에 구비되는 제2정전압 조정기; 상기 제2정전압조정기와 상기 제1다이오드의 출력단 사이에 구비되어 제2스위칭 수단으로 기능하는 제2다이오드; 상기 제1다이오드의 출력단에 구비되는 제1정전압 조정기; 상기 제2정전압조정기와 제2회로블록 사이에 구비되는 제3정전압 조정기; 상기 제2정전압조정기를 상기 제2회로블록으로 연결하는 연결배선을 더 포함하여 이루어진다.
본 발명의 일 실시예에 따른 자동요금징수시스템과 전자카드충전시스템을 위한 복합단말기에 따르면, 하나의 복합단말기를 사용하여 차량 단말기와 전자카드충전단말기로 모두 겸할 수 있도록 함으로써 사용의 편리함, 구입 경비의 절감, 유지 보수의 간략화 등의 효과가 있다. 또한, 차량단말기와 전자카드충전단말기의 공통적인 회로 구성들 예를 들어, 전자카드제어부의 회로 구성을 하나로 구성함으로써 회로 구성의 중복에 따른 자원 손실을 막을 수 있다.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시예에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도 면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야 한다. 본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예로 인해 한정되어 지는 것으로 해석되어져서는 안 된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공 되어지는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어질 수 있다. 각 도면을 이해함에 있어서, 동일한 부재는 가능한 한 동일한 참조부호로 도시하고자 함에 유의하여야 한다. 그리고 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략된다.
이하에는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명의 자동요금징수시스템과 전자카드충전시스템을 위한 복합단말기를 상세히 설명한다.
본 발명의 신규한 복합단말기는 자동요금징수시스템과 연결되어 유료 도로의 통행료 지불에 사용되며, 전자카드충전시스템에 연결되어 전자카드의 현금 충전에 사용되는 복합형 장치이다. 본 발명의 복합단말기는 후술하는 바와 같이 제1 실시예의 분리형 복합단말기로 또는 제2 실시예의 일체형 복합단말기로 구현될 수 있다.
도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 분리형 복합단말기의 외관을 보여주는 사시도이다.
도 4에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 분리형 복합단말기(500)는 크게 차량탑재모듈(501) 및 전자카드충전모듈(502)로 구성되는바, 차량 탑재모듈(501)과 전자카드충전모듈(502)은 서로 전기적 및 기계적으로 결합되거나 분리되어질 수 있다. 차량탑재모듈(501) 및 전자카드충전모듈(502)이 상호 결합된 경우에는 전자카드충전모듈(502)에 장착된 전자카드(120)의 잔액정보에 기초하여 자동요금징수시스템의 노변기지국과 통신하며 통행료 지불 프로세스를 수행하는 차량단말기로 기능한다. 또한, 전자카드충전모듈(502)은 독립적으로 전자카드충전시스템을 통하여 전자카드 충전 프로세스를 수행하는 전자카드충전단말기로 기능한다.
차량탑재모듈(501) 및 전자카드충전모듈(502)이 상호 전기적 및 기계적으로 결합되기 위한 연결 수단은 기계적 연결을 위한 제1 커넥터(591)와 제2 커넥터(592) 및 전기적 연결을 위한 제3 커넥터(593)(미도시)와 제4 커넥터(594)를 포함하여 이루어진다. 제1 커넥터(591)와 제3 커넥터(593)는 차량탑재모듈 하우징(504)에 구비되며, 제2 커넥터(592)와 제4 커넥터(594)는 전자카드충전모듈 하우징(503)에 각각 구비된다. 이 실시예에서 제3 커넥터(593)와 제4 커넥터(594)는 USB 인터페이스 규격에 따른 한 쌍의 암수 커넥터로 구성될 수 있는바, USB 인터페이스 이외의 다른 통신 인터페이스를 사용하는 경우에는 그에 적합한 규격의 커넥터를 사용할 수도 있다.
전술한 구성에서, 차량탑재모듈(501)은 배터리나 차량전원으로부터 전원을 공급받아 동작할 수 있는바, 이 실시예에서는 12~14V 직류의 차량전원을 입력받아 동작하는 것을 예로 한다. 이러한 차량탑재모듈(501)은 차량전원을 입력받기 위한 전원입력라인(506)을 구비하며, 입력된 전원은 제3 및 제4 커넥터(593, 594)를 통 하여 USB 인터페이스 규격에 따른 5V 전원을 전자카드충전모듈(502)로 공급된다.
또한, 차량탑재모듈(501)의 하우징(504) 하부에는 거치대(505)가 구비되며, 거치대(505)는 차량의 운전석 주변에 장착될 수 있다. 하우징(504)의 전방에는 사용자 인터페이스로서 전자카드(120)의 잔액을 표시하기 위한 문자 표시기(532)가 구비되고, 측면에는 하나 이상의 입력 버튼(533)과 음성 출력을 위한 음성 증폭기(531)가 구비되며, 전자카드충전모듈(502)의 하우징(503)의 후방에는 전자카드(120)를 장착하기 위한 전자카드 커넥터(572)가 구비된다.
도 5는 도 4의 분리형 복합단말기의 전기적인 블록 구성도이고, 도 6은 도 4의 전자카드충전모듈이 개인용 컴퓨터에 연결된 상태를 보인 예시도이다.
도 5에 도시한 바와 같이, 차량탑재모듈(501)은 차량단말기엔진(510), DSRC 통신부(520), 사용자인터페이스(530), 전원공급부(540) 및 USB 인터페이스(550)를 포함하여 이루어진다. 차량단말기엔진(510)은 마이크로프로세서(511)와 통행료 지불 프로세스(513)를 수행하기 위한 처리 루틴이 저장되는 메모리(512)를 포함하여 이루어지며, 차량탑재모듈(501)의 전반적인 동작을 제어한다. DSRC 통신부(520)는 RF 안테나(521)와 고주파증폭기(522)를 구비하며, 노변기지국(130)과 5.8GHz 무선통신 방식으로 연결되는바, 이 실시예에서는 5.8GHz 무선통신 방식을 사용한 예를 설명하였지만, 적외선 통신 방식으로 변경될 수도 있다.
전술한 구성에서, 사용자 인터페이스(530)는 상태 정보를 음성과 문자로 표시하기 위한 음성증폭기(531)와 문자표시기(532)가 구비되고 사용자 입력을 받아들이기 위한 입력버튼(533)을 구비한다. 전원공급부(540)는 정전압조정회로(541)를 포함하며 12~14V 직류의 차량 전원을 받아들여 내부 동작 전원을 공급한다. 전원입력라인(506)을 통해 입력되는 차량전원은 전원 입력단(508)을 통하여 전원공급부(540)로 제공된다. USB 인터페이스(550)는 전자카드충전모듈(502)과 통신 및 전원 공급을 위한 것이다.
전자카드충전모듈(502)은 USB 인터페이스(560), 전자카드제어부(570), 충전단말기엔진(580)을 포함하여 이루어진다. 이러한 구성에서, 전자카드제어부(570)는 전자카드(120)와 전기적 및 기계적으로 접속되는 전자카드 커넥터(572)와 전자카드(120)를 전반적으로 제어하기 위한 전자카드제어기(571)를 구비한다. 충전단말기엔진(580)은 마이크로프로세서(581)와 전자카드 충전 프로세스(583)를 수행하기 위한 처리 루틴이 저장된 메모리(582)를 포함하여 이루어지며, 전자카드충전모듈(502)의 전반적인 동작을 제어한다. USB 인터페이스(560)는 차량탑재모듈(501)과 통신 및 전원 입력을 위한 것이다.
전술한 구성에서, 전자카드충전모듈(502)은 차량탑재모듈(501)과 결합되어 USB 인터페이스(550, 560)를 통하여 전자카드(120)의 잔액정보를 제공하고, 차량탑재모듈(501)은 DSRC 통신부(520)를 통해서 노변기지국(130)과 연결되어 유료 도로의 통행료 지불 프로세스를 수행한다. 그리고 전자카드충전모듈(502)이, 도 6에 도시된 바와 같이, 전자카드충전을 위해 독립적으로 사용될 때에는 USB 인터페이스(560)를 통하여 개인용 컴퓨터(310)에 접속되어 네트워크(320)를 통하여 전자카드충전서버(330)에 접속하여 정해진 프로세스에 따라 현금 충전 프로세스를 수행한다.
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 일체형 복합단말기의 외관을 보인 사시도이다.
도 7에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제2 실시예에 따른 일체형 복합단말기(600)는 하나의 몸체로 형성된 복합단말기 하우징(603)을 구비한다. 하우징(603)의 전방에는 사용자 인터페이스로서 전자카드(120)의 잔액을 표시하기 위한 문자 표시기(632)가 구비되고, 측면에는 하나 이상의 입력 버튼(633)과 음성 출력을 위한 음성 증폭기(631)가 구비되며, 하우징(603)의 후방에는 전자카드충전에 사용되는 제1 커넥터(690)가 구비되어 있다. 제1 커넥터(690)는 USB 인터페이스 규격에 따른 커넥터로 구성된다. 그러나 USB 인터페이스 이외의 다른 통신 인터페이스를 사용하는 경우에는 그에 적합한 규격의 커넥터를 사용할 수 있다. 하우징(603)의 저면에는 거치대(605)와 결합되는 제2 커넥터(606)가 구비된다. 여기서 제2 커넥터(606)는 외부 전원의 입력을 위한 전원 입력단(643)이 구비되어 있는바, 전원 입력단(643)은 배터리나 차량전원으로부터 전원을 공급받아 동작할 수 있다. 이 실시예에서는 12~14V 직류의 차량전원을 입력받아 동작하는 것을 예로 하고 있다. 하우징(603)의 전방 아래로 전자카드(120)를 장착하기 위한 전자카드커넥터(662)가 구비된다.
도 8은 일체형 복합단말기의 전기적인 블록 구성도이다.
도 8에 도시한 바와 같이, 일체형 복합단말기(600)는 복합단말기엔진(610), DSRC 통신부(620), 사용자인터페이스(630), 전원공급부(640), USB 인터페이스(650) 및 전자카드제어부(660)를 포함하여 이루어진다.
전술한 구성에서, 복합단말기엔진(610)은 마이크로프로세서(611)와 메모리(612)를 포함하여 이루어지며, 메모리(612)에는 통행료 지불 프로세스(613)를 수행하기 위한 처리 루틴과 전자카드 충전 프로세스(614)를 수행하기 위한 처리 루틴이 저장되어 있다. 복합단말기엔진(610)은 일체형 복합단말기(600)의 전반적인 동작을 제어한다. 전자카드제어부(660)에는 전자카드(120)와 전기적 및 기계적으로 접속되는 전자카드 커넥터(662) 및 전자카드(120)를 전반적으로 제어하기 위한 전자카드제어기(661)가 구비된다.
DSRC 통신부(620)는 RF 안테나(621) 및 고주파증폭기(622)를 구비하며, 노변기지국(130)과 5.8GHz 무선통신 방식으로 연결되는바, 이 실시예에서는 5.8GHz 무선통신 방식을 사용한 예를 설명하고 있지만, 적외선 방식의 통신 방식으로 변경될 수도 있다. 사용자 인터페이스(630)에는 상태 정보를 음성과 문자로 표시하기 위한 음성증폭기(631) 및 문자표시기(632)가 구비되고 사용자 입력을 받아들이기 위한 입력버튼(633)이 구비된다.
전원공급부(640)는 정전압조정회로(641)와 전원분배회로(642)를 포함하여 이루어지며, 전원 공급부(640)는 전자카드 충전 프로세스의 수행에 필요한 제1 전원을 입력하는 제1 전원 입력단(609)과 통행료 지불 프로세스의 수행에 필요한 제2 전원을 입력하는 제2 전원 입력단(608)에 각각 연결된다. 전원 공급부(640)는 제1 및 제2 전원을 입력받아서 내부 동작 전원을 공급하는바, 여기서, 제1 전원은 예컨대 USB 인터페이스 규격에 따른 5V 직류 전원이고, 제2 전원은 예컨대 12~14V 직류의 차량전원이다. 정전압조정회로는 정전압조정기를 포함한다.
도 9는 본 발명의 복합 단말기에 적용되는 전원분배회로의 전원 분배 방식을 설명하기 위한 개념도이다.
도 9에 도시한 바와 같이, 전원분배회로(642)는 제1 전원에 의한 동작 전원과 제2 전원에 의한 동작 전원이 공급되는 전원 공급 패스를 제어하기 위한 제1 내지 제3 스위칭 수단(SW1~SW3)을 구비한다. 전원분배회로(642)는 제1 전원(USB 전원)이 공급되는 경우에 전자카드 충전 프로세스에서 동작되는 제1 회로 블록(B1)으로 동작 전원이 공급되도록 제1 스위칭 수단(SW1)을 스위칭시키고, 제2 전원(차량 전원)이 공급되는 경우에 통행료 지불 프로세스에서 동작되는 제1 회로 블록(B1)과 제2 회로 블록(B2)에 동시에 동작 전원이 공급되도록 제2 및 제3 스위칭 수단을 스위칭시킨다. 제1 회로 블록(B1)은 복합단말기엔진(610), 전자카드제어부(660)를 포함하여 이루어지고, 제2 회로 블록(B2)은 DSRC 통신부(620), 사용자 인터페이스(630)를 포함하여 이루어진다. 제1 회로 블록은 USB 인터페이스(650)를 더 포함할 수 있다.
도 10 및 도 11은 각각 본 발명의 복합단말기에 적용되는 전원분배회로의 회로도이다.
도 10에 도시한 바와 같이, 전원분배회로(642)는 제1 전원 입력단(609)에 접속된 제1 다이오드(D1), 제2 전원 입력단(608)과 제1 다이오드(D1)의 출력단 사이에 연결되는 제2 다이오드(D2)를 포함한다. 제1 다이오드(D1)는 제1 스위칭 수단(SW1)으로 기능하고 제2 다이오드(D2)는 제2 스위칭 수단(SW2)으로 기능한다. 제2 회로 블록(B2)의 전원 입력단에는 제3 스위칭 수단(SW3)이 구비되며, 제3 스위칭 수단은 릴레이스위치를 포함한다.
전술한 구성에서, 제1 전원과 제2 전원의 전원 공급 패스에는 하나 이상의 정전압조정기(SV1, SV2)가 구비된다. 제1 정전압 조정기(SV1)는 제1 다이오드(D1)의 출력단에 연결되어 안정된 3.3V 직류 전원을 출력하고, 제2 정전압 조정기(SV2)는 제2 전원 입력단에 연결되어 안정된 5V 직류 전원을 출력한다. 특히, 제2 정전압 조정기(SV2)는 차량 전원에 포함된 노이즈에 의한 전압 변동을 차단하는 기능도 수행한다.
제1 전원 입력단(609)으로 제1 전원이 공급되면 제1 다이오드(D1)와 제1 정전압 조정기(SV1)를 통하여 제1 회로 블록(B1)으로 3.3V DC 동작 전원이 공급된다. 한편, 제2 전원 입력단(608)으로 제2 전원이 공급되면 제2 정전압 조정기(SV2)를 통해서 5V DC 동작 전원이 출력되어 제2 회로 블록(B2)으로 제공되고, 제3 스위칭 수단은 온(ON) 상태로 전환된다. 이때 제2 다이오드(D2)와 제1 정전압 조정기(SV1)를 통해서 3.3V DC 전원이 제1 회로 블록(B1)으로 제공되며, 제3스위칭 수단이 온(ON) 상태이므로 제3 스위칭 수단(SW3)을 통해서 제2 회로 블록(B2)으로도 공급된다. 도 11에 도시된 바와 같이, 제3 스위칭 수단(SW3)은 생략되고, 제2 정전압 조정기(SV2)의 출력단과 제2 회로 블록(B2) 사이에 제3 정전압 조정기(SV3)가 구성되어 3.3V DC를 공급하도록 대치될 수 있다.
이상에서 설명된 본 발명의 자동요금징수시스템과 전자카드충전시스템을 위한 복합단말기의 실시예는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 잘 알 수 있을 것이다. 그러므로 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 특별한 형태로 한정되는 것이 아닌 것으로 이해되어야 한다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이며, 본 발명은 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 종래의 자동요금징수시스템 및 전자카드충전시스템의 개략도이다.
도 2는 도 1의 차량단말기의 전기적인 블록 구성도이다.
도 3은 도 1의 전자카드충전단말기의 전기적인 블록 구성도이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 분리형 복합단말기의 외관을 보여주는 사시도이다.
도 5는 도 4의 분리형 복합단말기의 전기적인 블록 구성도이다.
도 6은 도 4의 전자카드충전모듈이 개인용 컴퓨터에 연결된 상태를 보여주는 예시도이다.
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 일체형 복합단말기의 외관을 보여주는 사시도이다.
도 8은 도 7의 일체형 복합단말기의 전기적인 블록 구성도이다.
도 9는 본 발명의 복합단말기에 적용되는 전원분배회로의 전원 분배 방식을 설명하기 위한 개념도이다.
도 10 및 도 11은 각각 본 발명의 복합단말기에 적용되는 전원분배회로의 회로도이다.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
100: 자동요금징수시스템 110: 차량단말기
120: 전자카드 130: 노변기지국
140, 320: 네트워크 150: 요금징수서버
200: 차량탑재장치 210, 410, 570, 660: 전자카드 제어부
211, 411, 571, 661: 전자카드 제어기
220, 520, 620: DSRC 통신부 221, 521, 621: RF 안테나
222, 522, 622: 고주파 증폭기 230, 530, 630: 사용자인터페이스
231, 531, 631: 음성 증폭기 232, 532, 632: 문자 표시기
233, 633: 입력버튼 240, 540 640: 전원 공급부
241, 541, 641: 정전압조정회로 250, 510: 차량단말기 엔진
251, 421, 511, 581, 611: 마이크로 프로세서
252, 422, 512, 582, 612: 메모리
253, 513, 613: 통행료 지불 프로세서 300: 전자카드충전시스템
310: 개인용 컴퓨터 330: 전자카드충전서버
400: 전자카드충전단말기 500, 600: 복합단말기
212, 412, 572, 662: 전자카드 커넥터
420,580: 충전단말기 엔진 423, 583, 614: 충전 프로세서
430, 550, 560, 650: USB 인터페이스
501: 차량탑재모듈 502: 전자카드충전모듈
503: 전자카드충전모듈 하우징 504: 차량탑재모듈 하우징
505, 605:거치대 506: 전원입력라인
508, 643: 전원입력단 591, 690: 제1 커넥터
592, 606: 제2 커넥터 593 : 제3 커넥터 594: 제4 커넥터
603: 복합단말기 하우징 608: 제2 전원입력단
609: 제 1 전원입력단 610: 복합단말기엔진
642: 전원분배회로

Claims (9)

  1. 전자카드 충전 프로세스를 수행하는 전자카드충전모듈 및 자동요금징수시스템의 노변기지국과 통신하여 통행료 지불 프로세스를 수행하는 차량탑재모듈을 포함하여 이루어지되,
    상기 전자카드충전모듈은 제1 하우징; 전자카드가 삽입되도록 상기 제1 하우징의 적소에 구비되는 전자카드커넥터; 상기 제1 하우징의 적소에 구비되는 컴퓨터 연결용 커넥팅 수단; 상기 제1 하우징에 내장되고, 전자카드를 제어하기 위한 전자카드제어부; 및 전자카드 충전 프로세스를 수행하고 상기 전자카드제어부가 전자카드의 잔액정보를 상기 차량탑재모듈에 전달하도록 상기 전자카드충전모듈의 전반적인 동작을 제어하는 충전단말기엔진을 포함하여 이루어지고,
    상기 차량탑재모듈은 제2 하우징; 상기 제1 하우징의 적소에 구비되는 컴퓨터 연결용 상기 커넥팅 수단과 전기적으로 결합하기 위해 상기 제2 하우징의 적소에 구비되는 커넥팅 수단; 및 상기 제2 하우징에 내장되고, 자동요금징수시스템의 노변기지국과 통신하기 위한 무선 통신부 및 상기 전자카드충전모듈로부터 전달받은 전자카드의 잔액정보에 기초하여 통행료를 지불하기 위해 노변기지국과 무선통신을 수행하도록 상기 무선 통신부를 제어하는 차량탑재단말기엔진; 및 전원공급부를 포함하여 이루어지며,
    상기 전자카드충전모듈은 상기 차량탑재모듈과 결합될 경우 상기 제1하우징의 적소에 구비되는 컴퓨터 연결용 상기 커넥팅 수단과 상기 제2 하우징의 적소에 구비되는 상기 커넥팅 수단을 통해 상기 차량탑재모듈로 전자카드의 잔액정보를 전달하기 위한 동작 전원을 상기 전원공급부로부터 제공받는 것을 특징으로 하는 자동요금징수시스템과 전자카드충전시스템을 위한 복합단말기.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제1하우징의 적소에 구비되는 컴퓨터 연결용 상기 커넥팅 수단과 상기 제2하우징의 적소에 구비되는 상기 커넥팅 수단은 USB 인터페이스인 것을 특징으로 하는 자동요금징수시스템과 전자카드충전시스템을 위한 복합단말기.
  3. 제1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 하우징의 적소에는 상호 간의 기계적 결합을 위한 연결부재가 각각 형성되는 것을 특징으로 하는 자동요금징수시스템과 전자카드충전시스템을 위한 복합단말기.
  4. 내부 공간에 전자부품을 수용하는 단일의 하우징;
    전자카드가 삽입되도록 상기 하우징의 적소에 구비되는 전자카드 커넥터;
    상기 전자카드커넥터에 삽입된 전자카드를 제어하기 위한 전자카드제어부;
    자동요금징수시스템의 노변기지국과 통신하기 위한 무선 통신부;
    전자카드의 충전을 위해 외부 장치와 통신하기 위한 통신용 커넥팅수단;
    전자카드의 잔액정보에 기초하여 통행료를 지불하기 위해 상기 노변기지국과 통신을 수행하도록 상기 무선 통신부를 제어하고, 전자카드를 충전하기 위해 외부장치와 통신을 수행하도록 상기 통신용 커넥팅수단을 제어하는 복합단말기엔진;
    전자카드 충전 프로세스 수행에 필요한 제1전원을 입력하는 제1전원 입력단;
    통행료 지불 프로세스 수행에 필요한 제2전원을 입력하는 제2전원 입력단; 및 상기 제1전원 입력단과 상기 제2전원 입력단에 연결되는 전원공급부를 포함하여 이루어지는 자동요금징수시스템과 전자카드충전시스템을 위한 복합단말기.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 전원공급부는 전원분배회로를 포함하되,
    상기 전원분배회로는 상기 제1전원에 의한 동작 전원과 상기 제2전원에 의한 동작 전원의 전원 공급 패스를 제어하기 위한 스위칭 수단을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 자동요금징수시스템과 전자카드충전시스템을 위한 복합단말기.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 전원 공급 패스에는 하나 이상의 정전압조정기가 구비되어지는 것을 특징으로 하는 자동요금징수시스템과 전자카드충전시스템을 위한 복합단말기.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 제1전원에 위한 동작전원의 제1회로블록으로의 전원공급패스를 제어하는 제1스위칭 수단; 상기 제2전원에 의한 동작전원의 상기 제1회로블록으로의 전원공급패스를 제어하는 제2스위칭 수단; 상기 제2전원에 의한 동작전원의 제2회로블록으로의 전원공급패스를 제어하는 제3스위칭 수단을 더 포함하여 이루어지는 자동 요금징수시스템과 전자카드충전시스템을 위한 복합단말기.
  8. 제4항에 있어서,
    상기 제1전원 입력단에 접속되어 제1스위칭 수단으로 기능하는 제1다이오드; 상기 제2전원 입력단에 구비되는 제2정전압 조정기; 상기 제2정전압 조정기와 상기 제1다이오드의 출력단 사이에 구비되어 제2스위칭 수단으로 기능하는 제2다이오드; 제2회로블록의 전원입력단에 구비되어 제3스위칭 수단으로 기능하는 릴레이스위치; 상기 제1다이오드의 출력단에 구비되는 제1정전압 조정기; 상기 제2정전압조정기를 상기 제2회로블록으로 연결하는 연결배선을 더 포함하여 이루어지는 자동요금징수시스템과 전자카드충전시스템을 위한 복합단말기.
  9. 제4항에 있어서,
    상기 제1전원 입력단에 접속되어 제1스위칭 수단으로 기능하는 제1다이오드; 상기 제2전원 입력단에 구비되는 제2정전압 조정기; 상기 제2정전압조정기와 상기 제1다이오드의 출력단 사이에 구비되어 제2스위칭 수단으로 기능하는 제2다이오드; 상기 제1다이오드의 출력단에 구비되는 제1정전압 조정기; 상기 제2정전압조정기와 제2회로블록 사이에 구비되는 제3정전압 조정기; 상기 제2정전압조정기를 상기 제2회로블록으로 연결하는 연결배선을 더 포함하여 이루어지는 자동요금징수시스템과 전자카드충전시스템을 위한 복합단말기.
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