스마트카트{Smart cart}

본 발명은 각종 물류의 적재 및 이송에 사용되는 카트에 관한 것으로, 특히 카트 내에 넣어진 물류의 종류, 수량, 전체 합산금액 등을 즉시 자동 정산하며 정산된 데이터를 집계용 단말기에 무선으로 전송하도록 한 스마트카트에 관한 것이다.

잘 알려져 있는 바와 같이 대형 할인점이나 백화점, 수퍼마켓 등에서는 소비자의 물품구매를 돕기 위해 카트를 제공하고 있다. 따라서 소비자는 자신이 구매하고자 하는 물품들을 카트에 담아 손쉽게 계산대로 이동할 수 있게 되며, 계산대에 도착하게 되면 카트에 덤겨진 구매 물품들을 꺼내 물품별 단가 및 수량을 계산하여 총 구매금액을 결정하고 이렇게 결정된 금액을 계산원에게 지불하는 것으로 물품구매를 완료한다.

그러나 위와 같은 물품구매 및 구매금액의 정산과정은 물품마다 부착된 바코드와 바코드리더기를 이용하고 있기 때문에, 물품단가 및 구매수량에 따른 정산은전자계산기에 의해 연산처리되고 있어 계산원에 의한 별도의 연산작업은 필요하지 않지만, 모든 구매 물품의 바코드를 바코드리더기에 입력시켜야 하므로 계산대에서 구매물품의 계산에 많은 시간이 소요되고 있다.

이러한 계산대에서의 계산지연은 매장내에 구매자가 많아서 소비자들이 계산을 위해 대기하게 될 경우, 계산지체에 따른 소비자 불만을 초래하며 또한 매장 매출증대에도 악영향을 미치게 된다.

한편 카트를 이용한 물품구매시 소비자는 자신이 구매한 물품의 총액이 어느정도에 달하는지 쉽게 가늠할 수가 없어 과소비를 초래하기도 한다.

본 발명은 상기와 같은 전통적인 물품구매 방식의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 카트내에 물품이 넣어지면 구매물품의 종류, 수량, 전체 합산금액 등을 즉시 자동 정산하여 카트에 마련된 표시부에 표시되도록 하고 또한 이렇게 정산된 총 물품구매 금액정보가 계산대의 집계용 단말기에 무선으로 자동 전송되도록 함으로써, 계산원에 의한 별도의 구매물품 체크 없이 신속하고 편리한 물품구매를 지원하게 되는 스마트카트를 제공하는데 있다.

도 1은 본 발명 스마트카트의 실시예시도이다.

도 2는 본 발명 스마트카트에 장착된 스마트모듈의 실시예시도이다.

도 3은 본 발명 스마트카트의 전기적인 신호처리 회로구성도이다.

도 4는 본 발명 스마트카트의 동작 흐름도이다.

도 5는 본 발명의 스마트카트에 장착된 면루프안테나의 배치 예시도이다.

도 6은 본 발명의 스마트카트에 장착된 대각루프안테나의 배치 예시도이다.

도 7은 본 발명의 스마트카트에 혼용 장착된 면루프안테나와 대각루프안테나의 배치 예시도이다.

도 8은 본 발명의 스마트카드의 다른 실시예시도이다.

※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명※

10 : 안테나장치 11 : 면루프

12 : 대각루프 20 : 신호처리장치

21 : 변복조부 22 : 마이컴

23 : 키입력부 24 : 통신인터페이스부

30 : 디스플레이 40 : 전원부

41 : 배터리 42 : 충전접점

50 : 스마트모듈 51 : 로커부

52 : 로킹슬롯 53 : 키

54 : 동전슬롯 60 : 충전전압공급장치

70 : 집계단말기 100 : 카트

200 : 계산대 300 : RF태그

본 발명의 스마트카트는 물품의 적재 및 이송을 위한 카트와, 상기 카트에 장착되며 카트내 적재된 각 물품의 RF태그에 구동전력을 공급하고 해당 RF태그로부터 ID정보를 수신하기 위한 안테나장치와, 상기 안테나장치에 수신되는 각 물품별 RF태그의 RF변조된 ID정보를 복조하여 디지털 ID정보로 변환하는 복조부와, 상기복조부에서 출력되는 각 물품별 ID정보를 입력받아 연산 처리하는 연산처리부와, 상기 연산처리부의 연산결과를 일시저장하는 램과, 상기 연산처리부의 연산결과를 표시하는 표시부와, 상기 안테나 장치 및 각 부에 동작전압을 공급하기 위한 충전용 배터리를 갖는 전원부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명을 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 스마트카트의 실시예를 사시도 형태로 나타낸 것으로, 카트(100)의 손잡이부 상에는 스마트모듈(50)이 설치된 것을 보이고 있다. 또한 상기 카크(100)의 적재함 둘레에는 도 1의 도면상에는 표기되고 있지 않지만 물품에 부착된 RF태그를 인식하기 위한 안테나장치가 장착되고 있다. 이러한 안테나장치의 설치 형태와 구조는 아래에서 다시 설명된다.

도 2는 본 발명의 스마트카트에 장착되는 스마트모듈(50)의 예시적인 외형을 나타내고 있다.

여기에서 보는 바와 같이, 스마트모듈(50)의 내부에는 대표적으로 카트의 적재함 둘레에 설치된 안테나장치로부터의 RF태그 정보를 수신 처리하는 신호처리장치(20)와 배터리(41)가 내장 설치되고 있으며, 스마트모듈(50)의 외부측에는 사용자용 작동모드선택 및 실행 버튼이 마련된 키입력부(23)와 RF태그 정보를 연산처리한 물품 및 가격 정보를 표시하는 디스플레이(30)가 마련되고 있다.

상기 스마트모듈(50)의 일측에는 카트 적치대에서 인접카트와의 결속 및 해제와 배터리의 충전전압을 인가하기 위한 전기적접점(42)(도 3참조)이 마련된 로커부(51)가 마련되고 있다.

상기 로커부(51)는 로킹슬롯(52)과 키(53)와 동전슬롯(54)을 포함하는데, 상기 로킹슬롯(52)은 카트적치대에 적치된 인접카트의 키를 받아들여 해당 카트를 홀드하게 되며, 동전슬롯(54)은 동전홀더에 동전을 장착시킨 상태에서 로커부의 내측으로 동전홀더를 슬라이딩 장입시키면 인접카트의 키를 홀당하고 있던 로커부(51)해당 키를 토출하여 해당 카트의 로킹상태를 해제하도록 구성하고 있다.

도 3은 본 발명의 스마트카트의 전기적인 회로구성도이다.

여기에서 참고되는 바와 같이, 물품에 부착된 RF태그(300)를 비접촉식으로 엑세스하기 위한 스마트카트 장착 안테나장치(10)는 스마트모듈(50)에 연결되고, 또한 이 스마트모듈(50)은 충전접점(42)을 통하여 충전전압공급장치(60)에 연결된다.

상기 스마트모듈(50)은 크게 각 물품에 부착된 RF태그의 ID정보를 연산처리하여 물류정보를 생성하는 신호처리장치(20)와, 이렇게 신호처리장치에서 생성된 물류정보를 표시하는 디스플레이(30)와, 각 회로부에 동작전원을 공급하는 전원부(40)로 구성된다.

상기 신호처리장치(20)는 안테나장치측에 RF태그 전력공급용 고주파수 신호를 인가하고 또한 이 안테나장치를 통하여 수신되는 각 물품별 RF태그의 변조된 ID정보를 복조하여 디지털 ID정보로 변환하는 변복조부(21)와, 상기 변복조부에서 출력되는 각 물품별 ID정보를 입력받아 카트내 물품의 종류, 가격, 수량 등을 연산처리하여 카트 단위의 필요한 물류정보를 생성하는 마이컴(22)과, 상기 마이컴측에 스마트모듈의 작동모드, 스타트, 전송 등의 명령을 입력하기 위한 몇몇의 버튼을갖는 키입력부(23)로 구성된다.

스마트모듈의 마이컴(22)은 상기 키입력부(23)에 마련된 총액산출모드에서 스타트버튼을 누를때 마다 현재의 카트내 물품의 수량, 총액 등을 연산처리하여 일정시간동안만 디스플레이를 통하여 표시하도록 절전형으로 설계될 수 있으며, 이러한 카트내 물품의 수량, 총액 정보는 키입력부의 물류정보 전송버튼에 의해 계산대측의 집계단말기(70)로 자동 전송되게 구성된다.

이때, 상기 스마트모듈에서 생성된 물류정보는 변복조부(21) 및 안테나장치(10)를 통하여 계산대(200)의 집계단말기(72)에 접속된 변복조부(72)의 안테나(73)와 비접촉식으로 통신되게 구성한다.

이와는 달리, 상기 신호처리장치(20)에는 계산대(200)측의 집계단말기(70)와의 카트내 물품정보 통신을 위한 통신인터페이스부(24)를 마련할 수 있다. 이를 위해 계산대(200)의 집계단말기(70)에 별도의 통신인터페이스부(71)가 마련되며, 이들 통신인터페이스부(24,71)간의 물류정보를 비접촉식으로 통신할 수 있도록 하기 위해 고주파(RF)방식 또는 적외선(IR)방식을 도입할 수 있다.

한편 전원부(40)는 충전접점(42)통하여 입력되는 충전전압으로 배터리(41)가 충전되게 구성하며, 각 회로부 구동을 위한 회로전압(Vcc)외에 상기 안테나장치에 의한 고주파 전력 전파 및 디스플레이구동용 B+전압을 생성한다. 그러나 B+전압의 생성없이 회로구동용 Vcc전압을 고주파변조 및 송출 디스플레이구동 전압으로 그대로 이용할 수도 있다.

이와 같이 구성된 본 발명의 작용을 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 카트(100)는 카트보관대에 적치된 상태에서 충전전압공급장치(60)로부터 공급되는 충전용전압에 의해 각 카트에 장착된 배터리(41)가 충전된다. 이때의 충전은 로커부(51)의 로킹슬롯(52)에 마련된 접점과 키(53)에 의해 인접 카트가 연속 배선되어 적치된 모든 카트마다 충전전압이 인가되게 된다.

즉, 카트를 사용하고자 하는자는 카트 보관대의 최외측 카트를 분리시키기 위해 동전슬롯(54)에 동전을 삽입하고 밀어 넣으면 로커부(51)로부터 인접카트의 키(53)가 해정되어 해당 카트를 분리시킬 수있게 되며, 또한 해당 카트의 로커부(51)에 장착된 동전을 회수하기 위해 해당 카트를 카트적치대로 이동시켜 인접 카트의 키를 로커부(51)의 로킹슬롯(52)삽입시키면 동전이 토출되어 회수가능하게 되며 또한 배터리(51)에는 다시 충전전압공급장치(60)로부터 공급되는 충전전압이 인가되게 된다.

이때, 카트의 로커부(51)는 동전슬롯 대신 카드슬롯을 마련하고 이 카드슬롯에 ID카드를 삽입시키면 ID인증을 통하여 카트보관대로부터 사용자가 사용할 카트를 분리시킬 수 있게 할 수도 있다.

이렇게 카트보관대에 적치된 카트(100)를 분리하여 물품진열장소로 이동한 다음 카트(100)의 적재함에 물품을 적재시키면, 스마트모듈(50)이 작동중인 상태에서는 카트내 물품의 RF태그(300)가 스마트모듈에 리드되어 적재물품의 총수량 및 총액 등이 자동정산되어 디스플레이(30)에 표시되게 된다.

즉, 상기 스마트모듈(50)이 파워온 상태이면 안테나장치(10)에서는 무선전파가 송출되고, 이 무선전파에 의해 카트내의 물품에 부착된 RF태그(300)들이 활성화된다. 활성화된 각 RF태그는 자신의 물품정보(ID포함)를 RF변조하여 상기 안테나장치(10)로 무선 송출하게 되므로, 상기 안테나장치(10)에는 카트(100)에 적재된 물품의 ID 및 물품정보가 수신된다.

안테나장치(10)에 수신된 각 물품별 RF태그의 물품정보 및 ID는 신호처리장치(20)의 변복조부(21)에서 복조되어 마이컴(22)에 입력되며, 상기 마이컴에서 입력된 RF태그의 물품정보를 토대로 카트내 전체 물품의 종류, 가격, 수량 등을 연산처리된다.

이렇게 연산처리된 카트내 물품정보(총액 총수량 등)는 스마트모듈(50)상의 디스플레이(30)를 통하여 표시된다.

또한 키입력부(23)에 마련된 각종 버튼은 파워 온/오프(스타트), 작동모드선택, 전송 등의 실행명령을 마이컴(22)에 입력하는 것을 가능하게 한다.

상기 키입력부(23)의 스타트버튼(또는 파워버튼)은 스마트모듈에 대한 배터리의 전원공급과 차단(또는 타이머에 의한 일시적인 전원공급)을 주 기능으로 하며, 모드선택버튼에 의해 선택된 카트내 물품의 수량, 총액, 전송, 배터리잔량체크 등의 각종 기능의 실행을 명령한다.

한편, 상기 스마트모듈(50)의 마이컴(22)에서 연산처리된 물품정보는 물품정보 전송지령에 의해 계산대(200)의 집계단말기(70)로 비접촉식으로 무선 전송된다.

이때 무선전송 패스는 안테나장치(10)와 안테나(73)를 통한 변복조방식의 비접촉식 무선패스와, 통신인터페이스부(24,71)를 통한 고주파(RF) 또는 적외선(IR)방식의 무선패스중 하나를 이용하게 된다.

도 4는 본 발명의 동작 흐름도이다.

여기에서 참고되는 바와 같이, 카트의 적재함에 물품들을 적재시킨 후 스마트모듈에 마련된 스타트버튼(계산버튼)을 누르면, 스마트모듈(50)의 파워가 온되어 안테나장치(10)에 고주파변조신호가 인가되고 이것에 의해 카트적재함 내에는 전자기장이 형성된다.

카트내에 전자기장이 형성되면 카트에 적재된 물품의 RF태그가 활성화되어 각 RF태그별 상품정보 및 ID가 안테나장치(10)에 수집되고, 이렇게 안테나장치에 수집된 RF태그 정보는 마이컴(22)에 입력되어 연산처리되어 카트단위의 물류정보가 생성된다.

생성된 카트단위의 물류정보는 스마트모듈의 디스플레이에 표시된다. 이에 따라 물품구매자 또는 관리자는 현재 카트에 적재도니 물품의 총수량, 총액 등의 정보를 현장에서 즉시 확인할 수 있다.

이러한 카트내 물품정보의 연산처리 및 그 연산처리결과의 표시는 설정된 기준시간 동안만 유지되게 하여 배터리의 전력운용을 효율화 시킬 수 있다.

또한 이것은 카트내 물품의 변동시마다, 즉, 카트에 넣어진 물품을 꺼내거나 새로운 물품이 적재될 때마다, 그때 그때 실질적인 카트내 물품정보를 확인할 수 있게 한다.

카트내 적재물품의 정산, 계산, 반출, 반입시, 계산대의 집계단말기에 물품정보를 비접속식으로 전송하기 위해 전송버튼을 누르면 이후, 상기 스마트모듈의 마이컴이 가지고 있는 카트내 물품의 연산처리정보는 집계단말기측으로 자동전송된다.

도 5 내지 도 7은 본 발명의 스마트카트의 적재함에 장착되는 안테나의 배치형태를 설명한 것이다.

일반적으로 RF태그는 IC칩과 안테나코일로 이루어져 있다. 이것은 현재 우리나라에서 널리 보급되어 사용되고 있는 비접촉식(RF) 교통신용카드의 기본적인 구조와 동일하다. 다만 RF태그는 RF교통신용카드와는 달리 고도의 보안을 요구하지 않고 또한 비교적 대량의 정보저장을 위한 메모리를 요구하지 않으므로 RF교통신용카드보다 훨씬 저렴하게 소형으로 제작될 수 있다.

그러나 RF태그를 인식하기 위한 안테나장치는 기존의 RF교통신용카드 인식을 위한 안테나장치와는 그 구조를 달리 설계해야 한다.

RF카드 또는 RF태그는 그 구조상 안테나장치로부터 공급되는 RF전력을 자체의 안테나코일로 유도하기 위해 서로 나란히 배치되어야 한다. RF카드 또는 RF태그의 안테나 코일과 단말기(카트측)의 안테나코일이 직교하는 방향으로 접근한다면 서로 데이터를 주고받을 수 없다.

이러한 조건은 카드단말기측(또는 카트측)에서 RF카드 또는 RF태그를 인식하는데 필수적이므로 이에 대한 고려가 있어야 된다.

RF교통신용카드를 인식하기 위한 안테나장치는 평판형으로 설계하더라도 그 RF교통신용카드를 사용하는 사람이 의도적으로 RF카드와 단말기의 안테나부를 (전력유기에 용이한)평행상태로 일치시켜 주면 되므로, 그 사용상 큰 불편은 없다.

그러나, 물류에 RF태그를 적용할 경우, RF태그를 갖는 물류의 인식은 그 물품의 종류에 따라 선택적으로만 이루어지게 된다.

예를 들면, 의류에 RF태그가 적용될 경우 해당 RF태그와 그 인식기(RF태그 리더기)가 나란히 위치되지 못하여 전자유도 및 데이터의 전송이 원할하게 이루어지지 못할 가능성이 높다. 이것은 물류의 정산 및 통계의 신뢰성을 떨어뜨려 의류제품에의 RF태그 적용을 불가능하게 한다.

따라서, 물품의 적재형식과 물품의 규격이 정규화 되어 있지 않더라도 모든 물품에 부착된 RF태그를 정확히 인식할 수 있는 안테나장치의 구조가 본 발명의 카트에 적용되어야 한다.

본 발명의 카트에 적용되는 안테나장치(10)는, 도 5에서 참고되는 바와 같이, 카트의 적재함이 이루는 면(보통 6개의 면)의 둘레를 따라 1개 또는 2개 이상의 면루프(11)를 설치하고 있다.

즉, 적재함의 상면부 둘레와 측면부 둘레와 정면부 둘레를 따라 각각 1개씩 3개의 면루프가 설치되고 있다. 이것은 카트내에 적재된 물품의 RF태그가 어떠한 상태로 배치되고 있어도 위 3개의 면루프 인테나중 1개 이상의 면루프 안테나에 엑세스되게 된다.

더욱, 확실한 물품의 RF태그 엑세스를 위해서는 카트의 적재함을 이루는 6개의 면에 모두 면루프 안테나를 설치할 수 있다.

이러한 다수의 면루프 안테나 설치시 스마트모듈에서는 개별 루프 안테나를 순차적으로 작동시켜 물품에 부착된 RF태그를 엑세스하게 한다.

도 6은 더욱더 신뢰성있는 RF태그의 인식을 위한 안테나장치의 루프배치도이다.

여기에서 참고되는 바와 같이, 카트의 적재함의 상부면의 한변과 하부면의 한변을 대각으로 잇는 대각면 상에 그 대각면의 둘레를 따라 1개 또는 2개 이상의 대각루프(12)를 설치하고 있다.

대각루프(12)는, 카트의 적재함이 6면체 형태로 제작될 경우, 카트 적재함의 적재공간에 일체의 영향을 미치지 않는 범위내에서 최대 4개의 루프를 형성할 수 있다.

이러한 구조는 앞의 면루프의 배치구조보다 RF태그의 인식율을 제고한다. 그러나 오버랩 연속 적치구조를 갖는 보통의 카트에 적용시 대각루프의 설치개수에 제한이 따를 수 있다.

도 7은 상기 면루프와 대각루프를 혼용하여 RF태그의 엑세스 에러를 최소화시킬 수 있는 구조를 제시하고 있다. 이것은 물품에 부착된 RF태그가 어떠한 방향으로 배치되어 있어도 카트의 안테나장치에 정확히 엑세스되는 구조이다.

도 8은 물류의 자동정산 및 이송을 위한 카트의 다른 예로서, 앞서 설명한 면루프와 대각루프의 배치에 제한이 없는 카트의 구조를 보이고 있다. 이것은 대형할인점이나 슈퍼마켓용 카트와는 달리 일반적인 물품들의 운반시 물류의 자동정산에 적합하다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명은 구매 물품의 종류, 수량, 전체 합산금액 등을 즉시 자동 정산하여 카트에 마련된 표시부에 표시되므로 슈퍼마켓이나 대형 할인점에서 물품구매시 구매량조절 및 구매금액 조절이 가능한 특유의 효과를 가져온다.

또한 본 발명은 카트내에서 자동정산된 총 물품구매 금액정보가 계산대의 집계용 단말기에 무선으로 자동 전송되도록 함으로써, 계산원에 의한 별도의 구매물품 체크 없이 신속하고 편리하게 물품을 구매할 수 있다.

또한 본 발명은 대형할인마트나 백화점 또는 수퍼마켓 등에서 계산대기 시간을 획기적으로 줄일 수 있으며, 또한 계산창구의 자동화에 따른 게산인력의 감축을 통하여 백화점이나 수퍼마켓 등의 운영경비를 절감시킬 수 있다.