7조-7조

프로젝트 개요

기술개발 과제

국문 : 개인용 무인 택배함을 포함한 바코드 기반 택배 관리시스템

영문 : Barcode-based delivery management system including private unmanned delivery box

과제 팀명

7조

지도교수

김상주 교수님

개발기간

2021년 9월 ~ 2021년 12월 (총 4개월)

구성원 소개

서울시립대학교 기계정보공학과 2016430040 한동국(팀장)

서울시립대학교 기계정보공학과 2016430007 남환준

서울시립대학교 기계정보공학과 2016430017 변병훈

서울시립대학교 기계정보공학과 2016430032 이호준

서론

개발 과제의 개요

개발 과제 요약

우리나라의 1인가구가 매년 증가해 전체 가구에서 차지하는 비중이 40%에 육박해 모든 가구들보다 높은 비중을 차지하게 됐고 국내 택배 이용량이 매년 10%이상씩 성장하고 있는 상황에서 택배를 집에서 직접 받아 줄 수 있는 가족이 없는 1인가구 특성상 비대면 택배 배달도 증가하고 있으며 이 과정에서 택배 도난, 분실에 따른 피해도 나날이 증가하고 있다. 도난, 분실의 걱정 없이 바코드 인식 기능과 관리 어플리케이션을 통해 택배 기사와 수취인이 모두 간편하게 사용할 수 있으며 높은 공간효율성으로 많은 1인가구에서 사용 가능한 개인용 무인 택배함을 포함한 바코드 기반 택배 관리시스템을 개발한다.

개발 과제의 배경

1인 가구 및 택배 이용량 증가 : 1인 가구와 택배 이용량은 매년 증가하는 추세이다. 대부분의 1인 가구는 하루의 많은 시간을 경제활동에 소비하므로 집에 부재중인 경우가 많아 택배를 직접 받는 것에 어려움이 있으며, 최근 코로나 상황으로 인해 비대면 택배 수령의 필요성이 대두되고 있다. 이는 무인 택배함에 대한 수요로 이어진다.

비대면 택배 배송의 문제점 : 비대면 택배 배송이 늘어남에 따라 다양한 문제점이 생겨나고 있는데 가장 큰 문제점은 택배 도난 사고의 증가이다. 무인 택배함을 이용하기 어려운 곳은 택배를 문 앞에 배송할 수밖에 없고 이 때문에 택배는 도난에 취약한 환경에 놓인다. 그뿐만 아니라 문 앞에 놓인 택배에서 개인정보가 노출되어 각종 범죄에 악용될 수 있는 위험에 처하게 된다. 이로 인해 무인 택배함의 필요성이 증가하였다.

무인 택배함 사용 시 어려움 : 최근 도심 여러 장소에 설치된 무인 택배함은 부재중 택배 보관의 편리성과 안전성을 일부분 제공해주었다. 하지만 무인 택배함의 필요성이 큰 1인 가구의 접근성이 낮다는 문제점이 있다. 또한, 무인 택배함을 이용하는 방법에도 번거로움이 존재한다. 기존 제품들의 경우 개폐를 위해 열쇠나 비밀번호를 사용한다. 열쇠형 무인 택배함은 한 번 택배함을 닫은 이후에는 열쇠를 사용하여 열어야 하므로, 2개 이상의 택배를 받기 어렵다는 문제점이 있다. 비밀번호형 무인 택배함은 사전에 택배 기사에게 비밀번호를 알려줘야 하므로 보안상 주기적인 비밀번호 변경이 필요하고 이는 또다시 새로운 비밀번호를 택배 기사에게 전달해야 하는 번거로움으로 이어진다. 따라서 기존의 무인 택배함이 가지고 있는 단점을 보완할 수 있는 더 효율적인 배송시스템이 필요하다.

코로나 상황으로 인한 택배 살균의 필요성 : 코로나 확산 추세가 꺾이지 않고 계속하여 증가하는 가운데 소비자들은 택배 수령 시 택배를 통한 감염 가능성에 대해 우려하는 목소리 또한 커지고 있다. 이에 맞춰 한 물류 회사는 안전한 배송을 위해 배송 완료 직전 택배 상자에 살균 소독을 하는 절차를 추가하였다. 택배 상자의 살균 절차로 수령자는 기존보다 안심하고 택배를 받을 수 있게 되었다. 하지만 모든 택배 상자를 택배 기사가 일일이 살균하는 과정을 거치기에는 시간의 낭비가 발생하여 택배 배송이 늦어질 수 있다.

개발 과제의 목표 및 내용

개발 목표

바코드를 통한 택배함 이용 : 택배 수령자와 택배 기사는 바코드를 이용하여 택배함 잠금장치를 해제할 수 있다. 먼저 택배 기사는 송장 번호로 이루어진 바코드로 택배함을 열 수 있다. 해당 송장 번호는 택배 수령자가 택배 발송 시에 앱을 통해서 데이터베이스에 저장하여야 한다.

택배 수령자는 앱에서 개인 바코드를 통해 택배함을 열 수 있다. 해당 바코드는 보안을 위해 일정 유효시간을 두고 갱신되며 랜덤하게 생성된다.

택배함 잠금장치 : 택배함은 솔레노이드 잠금장치와 문 닫힘 감지 센서를 사용하여 개폐한다. 바코드가 정상적으로 인식이 되면 솔레노이드 잠금장치가 해제되고, 택배함 이용이 끝난 이후 문이 닫히면 문 닫힘을 감지하기 위한 자석 센서 인식을 통해 솔레노이드 잠금장치를 활성화한다.

도난 방지 시스템 : 택배의 도난을 방지하기 위해서 두 가지 방법을 사용할 것이다. 첫 번째는 진동 센서 모듈을 통한 충격 감지이다. 택배함을 비정상적인 방법을 통해 열려고 시도할 경우 평소와는 다른 충격 및 진동이 발생할 것이다. 이를 센서를 통해 인식하여 사용자에게 알려줄 수 있다.

두 번째는 카메라 모듈이다. 택배는 한 번에 여러 건의 배송이 이루어질 수 있고 여러 건의 배송이 다른 시간에 이루어질 수도 있다. 배송이 완료되어 택배함이 닫히면 카메라를 통해 택배함 내부 사진을 찍어 사용자 어플리케이션에 전송함으로써 정상적으로 배송이 이루어졌음을 확인할 수 있다.

택배함 UV 살균 : 택배는 다양한 환경에 노출이 된 채로 배송이 이루어진다. 바이러스 방역과 감염 예방을 위해 택배 배송이 이루어지면 택배함 내부에 설치된 UV 살균기를 통해 택배를 살균한다. 포스트 코로나 시대에 감염병 걱정 없이 안전하게 택배를 받을 수 있다.

어플리케이션 : 사용자는 어플리케이션을 통해 택배함을 이용한다. 우선 어플리케이션에서 택배함을 등록하여 택배함을 개인화한다. 이는 택배함에 대한 접근을 어플리케이션 사용자만 할 수 있음을 의미하며, 어플리케이션에서 사용자 바코드를 생성하여 택배함을 열 수 있다.

다음으로 택배 등록 및 택배 목록 확인이다. 택배 등록 기능은 송장 번호와 택배에 대한 간단한 설명 입력이 가능하며 이후 배송이 이루어졌을 때 입력한 설명을 통해 택배를 쉽게 식별할 수 있다. 배송목록 페이지에서는 배송 전 택배들과 배송이 완료된 택배들을 확인할 수 있는데, 택배가 언제 배송이 이루어졌는지를 배송 당시 찍힌 사진과 함께 확인할 수 있다.

택배 배송조회 또한 가능하다. 택배 배송조회 API를 활용하여 현재 등록한 택배의 배송현황을 어플리케이션을 통해 확인한다.

마지막으로 택배함 원격 제어이다. 택배함은 문 앞에 설치되어 와이파이 등과 같은 네트워크 환경에 연결되어 있어 어플리케이션을 통한 원격 제어가 가능하다. 원격으로 택배함을 열기 위한 잠금장치 제어와 현재 택배가 제대로 보관되고 있는지 등을 확인하기 위한 카메라 제어를 구현한다.

개발 내용

택배함 기구부 구현 : 택배함은 무거운 택배도 보관이 쉽도록 철재로 제작한다. 1인 가구의 특성상 문 앞에 많은 공간이 없을 가능성이 크므로 문에 걸고 사용할 수 있도록 한다. 또한, 공간 효율성을 위해 다단으로 펼치고 접을 수 있는 방식을 적용한다. 바코드로 잠금 해제 시 사용자가 알 수 있도록 효과음을 적용한다.

Firebase : 데이터베이스는 Firebase를 이용한다. Firebase에는 사용자 정보, 사용자 바코드, 송장 번호, 택배 정보 및 배송목록, 카메라 모듈에서 전송된 사진 등을 보관하고 접근할 수 있다.

내용

설계

설계사양

제품의 요구사항

내용

설계 사양

내용

개념설계안

내용

이론적 계산 및 시뮬레이션

내용

상세설계 내용

내용

결과 및 평가

완료 작품의 소개

프로토타입 사진 혹은 작동 장면

내용

포스터

완료작품의 평가

내용

향후계획

내용

특허 출원 내용

내용

부록

참고문헌 및 참고사이트

1. Google firebase, https://firebase.google.com

소프트웨어 프로그램 소스

내용

7조-7조

목차

프로젝트 개요

기술개발 과제

과제 팀명

지도교수

개발기간

구성원 소개

서론

개발 과제의 개요

개발 과제 요약

개발 과제의 배경

개발 과제의 목표 및 내용

관련 기술의 현황

관련 기술의 현황 및 분석(State of art)

시장상황에 대한 분석

개발과제의 기대효과

기술적 기대효과

경제적, 사회적 기대 및 파급효과

기술개발 일정 및 추진체계

개발 일정

구성원 및 추진체계

설계