유레카
프로젝트 개요
기술개발 과제
국문 : 다수의 IC카드를 수납 및 교체 사용할 수 있는 통합형 스마트카드 홀더
영문 : Integrated smart card holder for storing and replacing multiple IC cards
과제 팀명
유레카
지도교수
홍완식 교수님
개발기간
2019년 9월 ~ 2019년 12월 (총 4개월)
구성원 소개
서울시립대학교 신소재공학부·과 2014540027 이상욱(팀장)
서울시립대학교 신소재공학부·과 2010450015 이경석
서울시립대학교 신소재공학부·과 2011450019 배용훈
서울시립대학교 신소재공학부·과 2014450018 신효승
서론
개발 과제의 개요
개발 과제 요약
본 개발과제는 점차 늘어나는 카드 결제율을 배경으로 보다 수납이 편한 통합형 카드홀더를 개발하고자 시작하게 되었다. 현재 시중에 유통되는 카드는 국제 규격 표준에 맞추어 크기와 두께가 정해져있으며 그 환경에 의해 보관 공간이 커지는 불편이 있다. 본 설계는 현물 카드 결제의 핵심인 IC카드를 하나의 카드홀더에 2개 이상 수납하고 필요에 따라 결제부를 교체하여 사용하는 제품에 대한 설계이다. 이를 통해 사용자의 편의성을 높이고 지갑 내 여유 공간 확보 혹은 작은 지갑을 사용가능하게 함이 최종 목표이다. 오랜 기간 국제 규격에 의해 같은 모양을 가지고 있던 카드 업계에 새로운 형태를 제시하여 경쟁력을 갖고자 한다.
개발 과제의 배경 및 효과
한국의 결제 환경은 현금 없는 사회에 다가가고 있다고 이야기할 정도로 카드결제 비율이 높다. 많은 은행과 카드사가 서로 다른 다양한 상품 및 혜택을 제공하고 있으므로 개인이 여러 종류의 카드를 가지고 있는 일이 많다. 이로 인해 지갑의 두께가 두꺼워지며, 카드를 관리하고 찾아서 결제해야하는 불편함이 생겼다. 이를 보완하기 위하여 모바일 카드나 삼성페이 등 여러 가지 간편 결제 시스템이 도입되고 있지만 보안상의 위험이나 개개인의 활용능력에 따른 어려움, 모바일 인터넷이 있어야만 하는 환경 등 한계가 존재하며, 현물 IC카드가 꼭 필요한 경우가 있다. 따라서 여러 IC카드를 보관하며, 필요에 따라 다양한 카드로 바꾸며 사용할 수 있도록 하여 편의성을 향상시킨 카드홀더를 고안했다. 또한 RFID 기능을 이용할 수 있으므로 교통카드나 RFID 결제에도 이용할 수 있어 편의성을 향상시킨다.
개발 과제의 목표 및 내용
카드홀더를 카드의 국제 규격에 맞추되, IC카드 탈부착공간을 2개 이상 만들어 교체 사용할 수 있도록 하는 것을 최우선 목표로 한다. 현재 통용되는 카드는 IC칩이 하나로 이루어져있어 하나의 결제정보만을 보관한다. 따라서 다양한 정보를 가진 IC카드를 모아 하나의 카드홀더에 수납할 수 있도록 하고, 모든 수납부가 결제위치로 옮겨졌을 때 IC리더를 통해 카드정보를 읽어낼 수 있는지 확인한다. 디스플레이를 탑재하여 저장된 카드정보를 확인할 수 있도록 한다. 이 저장은 Bluetooth 통신을 통해 구현한다. 수납부 하단에 센서를 설치하여 각 수납부가 결제부로 옮겨졌을 때 디스플레이에 카드정보를 표시할 수 있다. 또한 RFID의 사용을 차우선 목표로 RFID 태그를 설치하고, RFID 통신이 가능한지 확인한다. 이 모든 내용은 국제 카드 규격에 맞도록 제작하며, 일반 지갑에 보관 시 특이점 없음 등을 기준으로 하여 목표를 설정하였다.
관련 기술의 현황
관련 기술의 현황 및 분석(State of art)
- 전 세계적인 기술현황
1. IC 카드
1) 체크카드는 은행계좌와 연계되어 은행계좌 잔액 내에서 자유롭게 신용카드가맹점에서 사용할 수 있는 직불카드다. 직불카드의 일시불결제와 신용카드의 폭넓은 가맹점의 장점을 갖고 있다. 체크카드는 예금 잔액 내에서 신용카드 가맹점에서 결제를 자유롭게 하기 때문에, 금융업계에서는 직불카드와 신용카드 사이로 보는 견해가 있다. 신용카드는 소비자 신용의 일종이다. 카드 발행사와 계약을 체결한 회원은 가맹 소매점 등에서 상품을 현찰 없이 구매할 수 있다. 은행계 카드의 경우 해당 은행 계좌를 연동시켜, 현금카드 겸용으로도 사용할 수 있다. 2) IC카드란, 신용카드 크기의 플라스틱 카드에 마이크로프로세서, 카드운영체제, 보안모듈, 메모리 등을 갖춘 집적회로 칩을 내장함으로써 기존의 MS카드에 비해 정보의 기밀성과 보안성을 향상시키고 다량의 정보를 저장하여 다양한 기능을 수행할 수 있도록 만든 카드를 의미한다. 1974년 Innovation S.A.의 Roland Moreno에 의해서 처음으로 IC카드에 대한 특허가 출원된 이후 최초의 IC카드는 1977년 BULL사와 Motorola사의 합작으로 등장하게 되었다. 당시의 IC카드는 메모리 부분과 컨트롤러 부분이 분리된 2개의 칩으로 이루어진 카드였다. 그 후 3년 뒤인 1980년 Motorola사에 의해서 SPOM01이 라고 명명된 단일 칩 IC카드가 최초로 개발되었다. 현재의 IC카드는 신용카드 크기 정도의 플라스틱에 IC칩을 장착한 것으로 8개의 접점을 통하여 외부 단말기와 상 호 작용하도록 설계되어 있으며 , 일반적으로 8비트 마이크로프로세서를 주로 사용 하는데 가장 널리 사용되는 마이크로프로세서는 Motorola의 68HC05와 인텔의 80C51이다. 최근에는 32비트의 CPU가 사용되기도 한다.
2. 모바일 카드
1) 모바일 간편 결제 서비스는 모바일 기기에 저장된 정보를 이용해 즉각 결제를 할 수 있는 전자 결제 서비스 말한다. 모바일 기기를 통해 터치 동작만으로 결제할 수 있도록 도와주는 모든 서비스가 해당된다. 보안에 대한 우려가 있기 때문에 편의성과 보안성을 갖춘 기술이 꼭 필요한 서비스이기도 하다. 이러한 모바일 카드 결제 방식은 아래와 같다. (1) 일회용 가상 카드번호를 활용해 보안 문제를 해결하는 앱 카드 결제 방식 (2) 마그네틱을 통해 정보를 전송하는 마그네틱 보안 전송 (MST) 방식 (3) 근거리 무선 통신 (NFC)을 활용하는 방식 (4) QR코드를 활용하는 방식 2) 대표적으로 삼성페이는 자기장을 통해 카드가 결제되도록 하는 마그네틱 보안 전송 방식을 중심으로 간편 결제 서비스를 제공하고 있다. 장점으로는 마그네틱 보안 전송 방식은 기존 카드 단말기를 활용하는 기술이기 때문에, 별도의 전용 단말기가 설치되지 않은 다양한 기존 상점들에서 활용할 수 있다는 활용성이 가장 큰 장점이다. 단점으로는 많은 전문가들이 마그네틱 보안 전송 방식 자체의 정보 보안 문제를 지적하고 있다. 3) 카카오 페이, 페이코 등 다양한 모바일 카드 연동 결제 서비스가 제공되고 있지만, 앞서 언급했던 삼성페이와 마찬가지로 보안성의 문제가 지적되고 있고 지원하는 단말기나 OS, 금융사의 호환성에 따라 제약이 많은 상황이다.
3. 스마트카드 디바이스
1) 대표적인 스마트카드 디바이스로 KT의 클립 카드를 들 수 있다. 클립 카드는 기존 신용카드와 동일한 크기로 신용·체크카드 10개, 멤버십카드 10개, 선불형 교통카드 1개를 포함해 총 21개의 결제 수단을 하나의 카드에 담을 수 있는 것이 특징이다. 네트워크, 스마트폰 앱 구동, 특정 제조사의 단말, OS(운영체제), 통신사에 구애를 받지 않고 오프라인에서 결제할 수 있다. 클립 카드는 디스플레이를 통해 사용자가 등록한 교통카드 잔액, 멤버십 바코드 번호, 결제할 카드의 종류를 한눈에 확인할 수 있다. 2) 단점으로는 스마트폰을 보유하여 'CLip' 앱을 사용해야 클립 카드를 사용할 수 있으며, 제한된 제휴사 등의 한계가 존재한다. 또한 각종 기술의 결합으로 인해 권장 소비자가격이 108,000원에 이른다. 내장된 리튬이온 배터리는 1번 충전하면 3~4주간 사용할 수 있으나, 방전 시 사용할 수 없고 사용 기간에 따라 배터리 수명이 점진적으로 감소한다는 점이 단점으로 꼽힌다.
- 특허조사 및 특허 전략 분석
2.특허전략
- 기본 형태의 카드 내부에 IC카드을 여러 개 수납하고 교체가능하게 만들기 위하여 1번 특허의 내용을 응용한다. 한정된 공간 내에 IC칩이 여러 개 수납될 수 있도록 구멍을 뚫는 구조를 고안했다. 1번 특허는 RF카드 이용에 중점을 둔 카드케이스로, 카드 리더에 IC카드를 삽입하여 결제하는 기능은 사용할 수 없으므로 두께를 국제 카드 규격에 맞추어 IC칩을 수납 및 교체하더라도 카드 리더에 삽입이 가능한 카드를 고안했다. 2번 특허의 정보 저장성을 응용하되 간단한 기술을 사용함으로 제작 가격을 낮추는 방법을 생각했다. 추가적인 디스플레이를 설치하거나 버튼, 배터리 등의 디바이스를 적재하기에 국제 카드 규격의 두께 0.78mm는 매우 얇기 때문에 제작비용이 올라가게 된다. 따라서 정보가 이미 저장되어있는 IC칩을 준비된 카드 구조에 간단히 옮기는 것만으로 다양한 카드를 하나의 카드에 모아서 사용할 수 있도록 했다. 이런 방법을 사용할 경우 앞서 언급했던 2번 특허의 비용 증가 원인을 삭제할 수 있다. 또한 2번 특허에서 배터리를 사용하는데, 이를 충전하기 위해선 카드 규격의 특성상 무선충전 장치의 사용이 강제되고 사용 기간이 제한된다. 이러한 문제 또한 기존에 사용하던 IC칩을 옮기는 구조로 이용한다면 해결할 수 있다. 3번 특허와 2번 특허에 동시에 적용된 내부 디바이스의 문제는 충격에 약하다는 점이다. IC칩 또한 강한 충격에는 약하지만, 카드 내부에 장치가 많아 무게가 증가된 카드를 떨어뜨려 충격을 주게 되면 충돌각에 따라 내부에 큰 진동을 줄 수 있고 이는 내부 저장장치나 디스플레이에 장애를 초래할 수 있다. IC칩의 경우 비교적 작고 가벼우므로 다량 설치되어도 무게증가가 크지 않고, 본 설계의 구조에 따라 뚫려있는 구멍은 후면 개폐장치로 막아 수납 안정성을 높였다. 종합적으로 1,2,3번 특허의 기본적인 사항만을 참고하고 앞서 서술한 응용 방안들을 통해 완전히 새로운 형태의 수납 및 교체 가능한 IC카드를 고안해 창의성과 독창성을 얻을 수 있다.
- 기술 로드맵
시장상황에 대한 분석
- 경쟁제품 조사 비교
내용
- 마케팅 전략 제시
내용
개발과제의 기대효과
기술적 기대효과
기존의 카드를 사용하게 되면 한 카드 당 하나의 IC칩이 탑재되어 있으므로 하나의 정보를 가지게 된다. 이는 많은 혜택을 위해 다양한 카드를 사용해야하는 시장 현황에서 다수의 카드를 소지하고 다녀야 하는 불편을 초래한다. 본 설계를 사용할 경우 다수의 집적회로(IC)를 수납 및 교체 사용 가능하므로 하나의 카드홀더에 다양한 정보를 수납하고, 이용할 수 있다. IC카드에 대한 카드정보를 표시하기 위해서 카드홀더에 디스플레이와 버튼, 배터리 등을 추가하였고 회전판과 센서를 이용하여 IC카드 구분 및 교체 사용할 수 있는 기술을 포함한다. 일반적으로 사용하는 카드를 하나의 카드홀더에 통합하여 사용할 수 있고 제휴 여부와 관계없이 다양한 카드를 사용할 수 있다.
경제적, 사회적 기대 및 파급효과
현재 지급결제 조사 자료에 따르면 개인당 카드 보유 장수는 평균 4.53장으로 다양한 카드를 보유하고 있음을 알 수 있다. 카드를 여러 장 소지하고 다니게 되면 지갑이나 가방의 수납공간을 많이 차지하게 된다. 본 설계에 따른 카드홀더는 카드의 크기에서 벗어나지 않으면서 여러 카드를 보관하는 것이 가능하므로 소비자의 보관 편의성을 향상시킬 수 있다. 지급결제 조사 자료에 따르면 지급결제수단에서 카드 사용비율은 점차 증가하는 추세를 보이고 있다. 이러한 추세에 맞게 카드사들은 각기 다른 다양한 혜택을 제공하고 있다. 그러나 카드를 여러 장 들고 다니며 상황에 맞는 카드를 찾아가며 사용하기에 어려운 점이 있다. 일반 사용자를 위한 간단한 통합형 카드홀더를 개발함으로써 많은 카드를 바꿔가며 사용해야하는 불편함을 줄이고 개인이 받을 수 있는 혜택을 더 쉽게 받을 수 있게 하여 소비 촉진에 기여할 수 있을 것으로 예상한다. 일반적인 스마트카드 디바이스는 카드사의 이해관계에 따라 제휴 카드나 당사의 카드만 저장하거나 교환하여 사용할 수 있다. 본 설계에 따른 카드홀더는 기존의 소비자가 사용하던 IC카드에서 IC칩만을 옮겨 담아 사용할 수 있고, 카드 정보 등은 개인이 직접 저장할 수 있으므로 제휴 여부와 관계없이 다양한 카드를 사용할 수 있다. 이는 소비성향에 따라 혜택 등을 여러 카드사를 자유롭게 선택하여 사용할 수 있다는 것을 의미한다.
기술개발 일정 및 추진체계
개발 일정
내용
구성원 및 추진체계
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
관련사업비 내역서
내용
완료작품의 평가
내용
향후계획
내용
특허 출원 내용
내용