🛴 공유 킥보드 밀집도에 따른 기본요금 할인율 시스템 🚦

🌟 개요

길거리를 걷다가 겹겹이 쌓인 킥보드 때문에 불편했던 적이 있으신가요?
2018년 국내 최초 전동킥보드 공유 서비스 '킥고잉'이 등장한 이래, 다양한 공유 킥보드 서비스가 출시되면서 도시 곳곳에서 편리하게 이용할 수 있게 되었습니다.
그러나 공유 킥보드의 자율성으로 인해 주요 지하철역 주변과 보행로, 공공시설 등에서 통행 및 시설 이용을 방해하는 문제가 빈번히 발생하고 있습니다. 🚶‍♂️🚧

이러한 문제를 해결하기 위해 밀집도 기반 기본요금 할인율 시스템을 고안했습니다.
이 시스템은 공유 킥보드가 밀집된 지역에서의 사용을 장려하여 킥보드를 자발적으로 분산시키고, 사회적 혼란을 줄이며 지속 가능한 모빌리티 환경을 조성하는 것을 목표로 합니다. 🌍

🔑 주요 기능

1️⃣ 밀집도 기반 기본요금 할인 시스템

• 사용자가 공유 킥보드를 종료할 때, 해당 킥보드의 위치 정보를 서버로 전송합니다. 📡
• 서버는 주변 30m 반경 내에 있는 킥보드 수를 계산하여 밀집도를 측정합니다. 📏
• 밀집도에 따라 5대당 1원의 할인율을 적용하여 기본 요금(1500원)을 할인합니다. 💰
• 사용자는 QR 코드를 인식한 시점에 할인된 요금을 실시간으로 확인할 수 있습니다. 🔍

2️⃣ 실시간 위치 정보 처리

• NEO-6M GPS 모듈과 Raspberry Pi를 사용하여 실시간으로 킥보드의 위치를 수집하고 서버에 전송합니다. 🛰️
• 서버는 수신한 위치 정보를 MySQL 데이터베이스에 저장하고, 주변 킥보드 수를 계산합니다. 🗂️

3️⃣ 사용자 인터페이스 (모바일 앱)

• Flutter로 제작된 모바일 앱은 사용자에게 할인된 요금을 실시간으로 제공하며 QR 코드 스캔을 통해 간편하게 결제할 수 있습니다. 📲

🛠️ 전체 시스템 구성

⚙️ 동작 과정

1️⃣ 사용자가 킥보드 사용 종료 시

1. NEO-6M GPS 모듈이 라즈베리 파이의 /dev/ttyAMA0 파일에 위도, 경도 데이터를 저장합니다.
2. 파이썬의 pynmea2 라이브러리를 사용하여 위치 데이터를 파싱합니다.
3. 파싱한 데이터를 requests 라이브러리를 이용하여 서버로 전송합니다. 🌐
4. 서버는 수신한 데이터를 MySQL 데이터베이스에 저장합니다.

2️⃣ 사용자가 킥보드를 사용 시작할 때

1. 사용자가 앱에서 QR 코드를 스캔하여 킥보드 ID를 서버로 전송합니다. 📥
2. 서버는 해당 ID로 데이터베이스에서 킥보드 위치 정보를 조회합니다.
3. 반경 30m 내의 킥보드 수를 계산하고, 할인율을 적용한 요금을 반환합니다. 🧾
4. 앱은 사용자에게 할인된 요금을 표시합니다. 🛵

💻 개발 환경

🖥️ 하드웨어

• Raspberry Pi: 킥보드 시뮬레이션 장치
• NEO-6M GPS 모듈: 실시간 위치 정보 수집

💾 소프트웨어

• 서버: Java Spring Boot

• 데이터베이스: MySQL

• 프론트엔드 앱: Flutter

• 통신: HTTP 프로토콜을 통한 클라이언트-서버 간 데이터 전송

• 파이썬: 위치 데이터 파싱 및 서버 통신

• 

단계별 제작 과정

1. 아이디어 선정 및 구체화 (3월 1일 ~ 3월 5일)

• 온라인 회의를 통해 여러 아이디어를 논의하고, 공유 킥보드 밀집 문제 해결 아이디어를 선정하였습니다.
• 대면 회의를 통해 구체적인 시스템 설계 및 사용 기술을 결정하였습니다.

2. 서버 구축 (3월 5일 ~ 3월 14일)

• Java Spring Boot를 이용하여 서버의 기본 구조를 구축하였습니다.
• MySQL 데이터베이스를 설계하고 DataGrip을 사용하여 테이블을 생성했습니다.
• 두 가지 주요 API를 구현하였습니다:
  1. 킥보드 정보를 수신하여 저장하는 API
  2. 주변 킥보드 수를 계산하고 할인된 요금을 반환하는 API

3. 하드웨어 제작 (3월 11일 ~ 3월 15일)

• Raspberry Pi에 라즈베리 파이 OS를 설치하고 초기 환경 설정을 완료했습니다.
• NEO-6M GPS 모듈과 Raspberry Pi를 연결하고, 회로도를 작성하여 하드웨어를 구성했습니다.
• NEO-6M 모듈에서 GPS 데이터를 수신하고 이를 라즈베리 파이로 전송하는 작업을 완료했습니다.

4. 하드웨어-서버 통신 테스트 (3월 21일)

• 라즈베리 파이에서 수집한 위치 데이터를 서버로 전송하고, 서버가 데이터를 정확하게 처리하는지 검증했습니다.
• 테스트 결과, 실내에서는 GPS 신호가 약하여 외부 환경에서 테스트를 진행하였고 정상적으로 작동하는 것을 확인했습니다.

5. 앱 개발 (3월 22일 ~ 3월 25일)

• Flutter로 모바일 앱을 개발하였으며, 서버로부터 데이터를 수신하여 사용자에게 요금을 표시하는 기능을 구현했습니다.

[

6. 최종 테스트 및 시연 (3월 26일)

• 완성된 하드웨어, 서버, 앱을 통합하여 실제로 작동하는 환경을 시뮬레이션하였습니다.
• 프로젝트 결과물을 공유 킥보드에 장착하고 테스트를 진행하여 아이디어의 실현 가능성을 검증했습니다.

사용한 제품 리스트

• NEO-6M GPS 모듈 GY-GPS6MV2
  • 제품 링크
• Raspberry Pi
  • 제품 링크

회로도

소스코드

• 서버: GitHub Repository - On-Track Server
• 프론트 앱: 현재 레포지토리
• 파이썬 코드: GitHub Repository - On-Track Python

참고 문헌

• Use Neo 6M GPS Module with Raspberry Pi and Python
• Raspberry Pi 의 GPIO 사용해보기 - 네이버 블로그

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주요 기능

1. 사전 결제 관리

• 사용자는 원하는 사용 시간을 선택하여 사전 결제할 수 있습니다.
• 남은 시간이 실시간으로 표시되며, 사용 종료 시 남은 시간에 따라 환불 금액이 자동 계산됩니다.
• 밀집도에 따라 할인율이 적용되어 분산된 주차장 이용 시 추가 할인을 받을 수 있습니다.

2. 가까운 주차장 조회

• Geolocator 패키지를 활용하여 사용자의 현재 위치를 기반으로 가장 가까운 주차장을 탐색합니다.

3. QR 코드 결제

• QR 코드를 통해 결제 및 라이딩 시작이 가능합니다.
• 디버깅 모드에서 QR 코드 없이 테스트 진행이 가능합니다.

4. 타이머 기반 라이딩 관리

• 사전 결제한 시간에 따라 타이머가 작동하며, 실시간으로 남은 시간이 표시됩니다.
• 사용 시작, 일시 정지, 재사용, 종료 기능을 지원합니다.
• 라이딩 종료 시, 남은 시간에 따른 환불 금액 및 할인 금액을 자동 계산하여 사용자에게 표시합니다.

기술 스택

• Flutter: UI 및 전체 애플리케이션 구조 개발
• Dart: Flutter 애플리케이션의 주 프로그래밍 언어
• Geolocator: 위치 정보를 가져와 가까운 주차장을 계산
• Shared Preferences: 상태 데이터를 로컬에 저장하여 앱 종료 후에도 상태 복원 가능
• QR Code Scanner: QR 코드 기반 결제 및 디버깅 지원

앱 사용 방법

1. 앱 실행

   • 앱을 실행하면 자동으로 가장 가까운 주차장을 탐색하여 화면에 표시합니다.

2. 사전 결제

   • '사용 시작' 버튼을 눌러 사전 결제 창을 띄웁니다.
   • 원하는 사용 시간을 입력하거나 드롭다운에서 선택하여 사전 결제를 진행합니다.
   • 결제 금액이 표시되며, QR 코드 스캔을 통해 결제가 완료됩니다.

3. 라이딩 시작

   • 결제 후 타이머가 시작되며, 실시간으로 남은 시간이 표시됩니다.

4. 일시 정지 및 재사용

   • 라이딩 도중 일시 정지할 수 있으며, 필요 시 '재사용' 버튼을 눌러 다시 시작할 수 있습니다.

5. 라이딩 종료 및 환불

   • 사용 종료 시 남은 시간에 따른 환불 금액이 계산되어 화면에 표시됩니다.
   • 밀집도에 따른 할인율이 적용된 환불 금액이 함께 표시됩니다.

설치 방법

1. 이 저장소를 클론합니다.

   git clone https://github.com/사용자명/ontrack.git
   cd ontrack

Flutter 환경을 설정한 후 의존성을 설치합니다.

flutter pub get
디바이스 또는 에뮬레이터에서 앱을 실행합니다.
flutter run