제23권 제1호·47

계명대학교관심분야: IoT, Android 프로그래밍

이보람 계명대학교 컴퓨터공학과 wg8518@gmail.com

스마트 체크인 시스템

Smart Check - in System

1. 프로젝트 개요

현대 사회 사람들은 업무 스트레스로부터의 해방감을

찾고자 등산과 배낭여행 등의 여가생활에 관심을 가지기

시작하였고, 한류 문화로 인해 외국인 관광객이 우리나

라로 많이 유입되고 있다. 이 때, 여행객들에게 가장 중

요한 것은 숙박시설이다. 최근 BYOD(Bring Your Own

Device) 문화의 확산에 따라, 스마트 폰을 통해 누구나

쉽게 숙박시설을 예약하고 별도의 열쇠 없이 숙소를 이

용할 수 있는 시스템을 구축하고자 하였다. 이에 스마트

키를 개발하여 예약시스템과 열쇠를 동시에 해결하였으

며 사용자의 편리함을 추구하였다.

2. 프로젝트 소개

사물인터넷 시대에 맞춰서 개발되었다. 스마트 폰을 통

해 숙박시설을 예약하고 결제와 동시에 사용자의 핸드폰

이 특정 기간 동안에만 열쇠가 되어 도어락을 열 수 있

다. 현재 도어락의 단점을 보완하여 편리함을 추구하는

스마트 도어락 시스템으로, 기존의 도어락에 장치를 추가

하여 연동함으로 추가적인 도어락 구매 필요 없이 적은

비용으로 도어락을 업그레이드 시킬 수 있다.

갑작스러운 출장, 해외 및 국내 여행 중일 때, 사용자

가 숙박시설을 APP으로 예약과 결제를 동시에 할 수 있

고, 사용자가 원하는 도어락 비밀번호를 지정할 수 있으

며, 해당 스마트 폰으로 열쇠 기능(스마트 키)을 부여한

다. 또한, 결제완료가 되는 동시에 서버에서 자동으로 숙

박업체 관리자에게 방이 예약되었다고 문자로 알림이 전

송된다. 스마트 키는 중앙통제시스템에서 간단하게 스마

트 폰의 열쇠 기능을 원격으로 제거하여 열쇠 분실 시에

도 신속하게 추가적인 피해에 대처할 수 있다. 또한, 자

동적으로 서버에서 스마트 키 기능을 부여 하고, 일정시

간이 지나면 자동적으로 기능을 해제하기 때문에 사용

자 측면에서도 번거롭게 체크인과 체크아웃을 하러 안내

데스크에 갈 필요가 없어진다. 이러한 측면에서 볼 때 현

재 우리의 도어락 기술은 사용자, 관리자 모두에게 진보

적이고 편리한 삶을 제공할 것이라고 확신한다.

3. 적용 기술

스마트폰에 탑재되어 있는 NFC(Near Field Communication)

기능을 이용했다. 도어락 근처 10Cm안에 스마트폰을 접

촉할 시, 도어락에 부착되어 있는 NFC 센서가 스마트폰

창의적 종합설계 경진대회 우수작

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의 NFC 센서로부터 설정 비밀번호를 자동적으로 읽어오

게 된다. 다음, 도어락에 부착되어 있는 raspberry pi 모

듈에게 비밀번호를 전송하게 되며, 이에 raspberry pi 모

듈은 읽어온 비밀번호가 맞는지 server와 통신하여 비밀

번호를 비교하는 작업을 수행한다. 비밀번호가 일치한다

면 Raspberry pi 모듈이 도어락에 신호를 보내어 잠금

이 해제되게 된다. 만약 다른 사람이 현재 도어락 잠금장

치를 해제하려고 시도 한다면 도어락은 작동 되지 않으

며, 추후 개발 단계에서는 특정 횟수 이상 시도할 시 관

리자, 주인에게 알림문자를 보내는 기능 및 경찰관들에

게 경고메세지가 전송되게 할 수도 있다.

raspberry pi 모듈로 중앙처리 서버와의 통신을 파

이썬 언어로 통신했으며, 중앙처리서버는 암호화 된 데

이터베이스에 사용자들의 비밀번호가 저장되기 때문

에 해킹에 대한 대비 및 보안능력이 굉장히 뛰어나다.

raspberry pi 및 NFC 모듈을 유지하는 전력은 도어락

내부 건전지 배터리를 그대로 사용할 수 있으며, 대기 시

최소 전력만으로 모듈이 운용되기 때문에 전력소비를 최

소화 할 수 있다.

이외에도 APP의 기능으로는 각 지역별 숙박시설 예약,

결제 시 사용자 비밀번호 설정, 핸드폰 키 기능 활성화 등

이 탑재되어 있다. 또한, 사용자가 비밀번호 설정 후 결

제 했을 시에 서버에 있는 데이터베이스에 비밀번호가 자

동으로 업데이트 되며, 숙박시설 이용기간에 대한 정보도

중앙 데이터베이스에 업데이트 된다. 이에 따라 서버가 얼

마 기간 동안 스마트폰 열쇠기능을 활성화 할지에 대해서

도 결정하게 된다. 지정된 기간이 만료되면 서버는 자동

적으로 열쇠기능을 제거한다. 서버가 열쇠기능을 제거할

시에는 서버의 데이터베이스에서 사용자가 설정한 비밀번

호를 삭제함으로써 예약숙박 기간이 만료된 후 사용자가

방문을 열려고 시도하더라도 해당 데이터베이스에는 비밀

번호가 저장되어 있지 않기 때문에 더 이상 도어락은 작

동하지 않게 된다. 또한 새로운 사용자가 같은 방을 예약

하더라도 새로운 비밀번호가 서버에 업데이트되기 때문에

새로운 사용자가 설정한 비밀번호를 알지 않는 이상 문을

열 수 없게 되므로 보안적인 측면도 강하다.

4. 개념설계 및 상세설계

사용자는 스마트 폰의 APP을 통해 예약 및 결제를 한

다. 이 때 비밀번호를 직접 정할 수 있고 이 비밀번호는

서버로 전송된다. 서버는 핸드폰에서 받은 비밀번호를 도

어락에 전송하고 예약/결제된 내용을 관리자에게 문자로

전송한다. 스마트 폰 NFC가 도어락 문을 여는 스마트키

와 같은 역할을 하기 때문에 스마트 폰의 NFC를 도어락

에 갖다 대면 도어락은 서버로부터 받아 놓은 비밀번호

와 사용자 스마트 폰 NFC에서 온 비밀번호를 비교하여

그림 1. 시스템 구상도

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스마트 체크인 시스템 - 한국산업기술진흥원장상 수상작

둘의 비밀번호가 일치 한다면 도어락이 열린다.

좀 더 상세한 부분을 알고 싶다면 다음 그림을 참조하라.

그림 2. 시스템 상세 설계

여기서 서버는 라즈베리파이를 이용하여 설계하였다.

사용자가 APP을 통하여 예약/결제 후 서버에 비밀번호

를 송신한다. 그러면 건물주에게 예약/결제 된 내역이 메

시지로 전송된다. 스마트 폰 NFC 비밀번호와 서버의 비

밀번호를 비교할 라즈베리파이를 도어락에 설치하고 스

마트 폰 NFC 비밀번호를 입력받을 NFC를 도어락에 설

치한다. 스마트 폰의 NFC를 도어락 NFC에 갖다 대면

도어락 NFC는 서버에서 받아온 비밀 번호와 둘을 비교

하여 비교한 비밀번호가 일치한다면 도어락이 열린다.

5. 프로젝트 결과물

5.1 APP

그림 3. 비밀번호 입력 화면 그림 4. 스마트키 그림 5. 관리자에게 오는 문자

5.2 도어락

그림 6. 도어락 앞면 그림 7. 도어락 뒷면

6. 프로젝트 해결방안 및 수행과정

프로젝트를 수행하기 위하여 기술적인 부분에서 NFC,

Android Programming, Linux, Database Programming,

hub 등의 많은 지식이 필요하였다. 그래서 각 분야를 분

담하여 인터넷과 관련 분야 종사자와의 인터뷰를 통해

지식을 모으고 종합하는 과정을 반복하였고, 그 과정의

결과로 시스템 구상도를 구상하였다. 또한, 기존에 비슷

한 종류의 기술이 있는지 파악하기 위하여 각종 뉴스와

인터넷 매체, 관련분야 종사자 등을 찾고 인터뷰하여 기

존 유사기술과의 차별점이 무엇인지를 파악하고 기존 유

사기술에서 불편한 부분 등을 개선하고자 하였다.

프로젝트의 결과물이 사회로 나아가서 사용하게 되었

을 때 고객층과 목표시장은 어떻게 될 것이며, 어떠한 부

분에서 저희의 기술이 필요하고 그것으로 인하여 얻을

수 있는 이익에 대하여 어필할 수 있는 방법을 생각해 보

고 고객이 필요로 하는 기능은 무엇이 있을지, 실제로 현

재 사용하고 있는 시스템에 대해서는 어떠한 불편함이

있는지 대상자를 상대로 인터뷰 하여 해결방안을 도출하

는 등 구체적으로 상품을 구현할 방법을 생각했다. 그리

고 실제 사업성은 어떠할지 목표시장을 기준으로 간단하

게 조사하여 보았다.

장비를 구입하고 DB와 서버를 구성하고 APP을 만드

50·공학교육

는 등 역할별로 분담하여 자신의 일을 수행하였다. 이 과

정에서 여러 가지 문제점들이 발생하였다. 서버와 도어

락을 구성하는 라즈베리파이가 사용 환경이 제한적이었

으나 어디서든 사용하기 위한 환경을 노트북에 구축하

여 해결하였다. NFC와 라즈베리파이의 연동에 어려움

을 겪었을 때 NFC 리더기 매뉴얼을 참고하여 해결하였

다. VNC 연결 시 컴퓨터가 랜덤 비밀번호를 잡아서 원하

는 비밀번호를 지정하는 것에 대한 어려움이 있었을 때

는 OS를 새로 설치한 후 오류를 잡을 수 있었다. 결제 오

류가 발생하였을 시 같은 방이 동시에 예약이 될 수 있는

문제가 있었을 때는 데이터베이스의 트랜잭션 기법을 사

용하여 해결하였다. 이처럼 문제들이 발생할 때마다 팀원

간의 충분한 회의와 협력을 통하여 문제들을 쉽게 해결

할 수 있었다.

7. 기대 효과 및 활용 방안

기술의 핵심이 되는 NFC에서는 지원단말기가 계속해

서 늘어나고 있으며 전 세계의 NFC 시장 또한 계속해서

커져 가고 있음을 확인할 수 있었다. 스마트 폰 또한 가

입자 수가 계속해서 늘어나고 있으므로 스마트 폰을 통

한 스마트키 보급이 원활히 이루어 질 수 있을 것이라 판

단하였다. 현재 목표고객으로 잡은 펜션 시장 또한 펜션

의 수가 전국적으로 계속해서 증가하고 있으며 시장규모

또한 매년 점점 커져가고 있음을 확인할 수 있었다.

따라서 기대효과는 다음과 같다. 서버로 관리하기에

여러 개의 숙박시설을 운영하고 있는 관리자의 경우 자기

핸드폰만으로 간단하게 시간과 장소에 구애받지 않고 다

수의 숙박시설을 실시간으로 원격 관리할 수 있으며, 항

시 대기하지 않아도 되기 때문에 인건비 절감과 동시에

삶의 질을 향상시킬 수 있는 효과가 있다. 또한, 숙박시설

이용자 또한 건물 주인이 부재 시에도 체크인과 체크아

웃이 가능하며 관리자의 입장에서는 스마트 폰을 이용해

스마트키로 출입함으로써 더 이상 열쇠를 관리 할 필요

가 사라져 열쇠 분실, 도난 등의 위험이 없다. 펜션뿐만

창의적 종합설계 경진대회 우수작

그림 8. NFC시장 그림 9. 스마트폰 보급전망

그림 10. 펜션시장

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스마트 체크인 시스템 - 한국산업기술진흥원장상 수상작

아니라 원룸, 고시원, 홈 쉐어링 시장, 더 나아가 해외시

장 등 에서도 적용할 수 있다.

8. 수상내역

‘2015 계명대학교 캡스톤디자인 프로젝트ʼ 최우수상

‘2015 창의적 종합설계　경진대회’ 한국산업기술진흥

원장상

Smart Check-in System [계명대학교 Easylife]

팀원 : 이보람, 김길수, 김부성, 석봉주, 이기영, 이란경

지도교수 : 김창완

팀 구성 및 분야 : 컴퓨터공학, 참가 유형 : 개인 효용

증진

여러 개의 숙박시설을 운영하고 있는 관리자의 경우 자

기 스마트 폰만으로도 간단하게 시간과 장소에 구애받지

않고 다수의 숙박시설을 실시간으로 원격 관리할 수 있

으며, 숙박시설을 이용하는 고객에게도 간단한 결제 및

이용 방법(스마트키)을 제공한다.