사물인터넷이란? 가볍게 시작하기

IoT란 무엇인가?

바야흐로 우리는 ‘모든 것이 연결되는‘ 사물인터넷(IoT) 시대에 살고 있습니다. 모든 것이 연결된다는 것은 여러분 주위의 사물들이 모두 인터넷에 연결될 수 있고, 서로가 통신을 하면서 의미 있는 데이터들을 뽑아내어 여러분에게 적합한 서비스를 가능하게 하는 것을 의미합니다.

이렇게 사물인터넷은 각종 사물에 센서와 통신 기능을 내장하여 인터넷에 연결하는 기술을 의미합니다. 인터넷을 매개로 연결된 사물들이 데이터를 주고받으며 분석하고, 학습한 정보를 사용자에게 제공하는 기술 또는 사용자가 이를 원격으로 조정하는 기술입니다.

그렇다면 ‘사물인터넷’ 은 어떤 것들을 대상으로 할까요? 사물은 아주 작은 소형의 센서들부터 웨어러블 디바이스, 카메라, 가전제품, 버스, 전철까지 다양한 것들을 대상으로 합니다.

 

CISCO는 2014년 약 144억 개의 IoT 기기가 2020년 501억 개까지 꾸준히 증가할 것으로 예상했습니다. 또한, 미국의 시장조사업체 IDC도 세계 사물인터넷 시장이 2013년 1조 9천억 달러에서 2020년 7조 1천억 달러로 늘어날 것을 예상했습니다.이처럼 IoT 시장은 급성장하고 있는 IT 시장이며, 우리의 생활에도 앞으로 많은 변화를 가져올 것을 예상할 수 있습니다.

 

IoT란 서비스

 

IoT 기술을 활용한 서비스는 참 다양합니다. 스마트 홈, 헬스 서비스, 에너지 관리, 응급 서비스 등 IoT 기술을 이용한 서비스들이 존재합니다.

이렇게 다양한 IoT 서비스는 공통적으로 크게 3단계로 구분할 수 있습니다. 제일 먼저, 가전제품과 각종 센서들이 Sink Nodes가 되어 여러분 주위의 많은 데이터들을 수집하는 역할을 합니다. 이렇게 모인 데이터들을 스마트폰, 라즈베리 파이, 아두이노, 라우터와 같은 단말기를 이용해 접근합니다. 그리고 이러한 단말기를 통해서 스마트 홈, 헬스 케어, 에너지 관리, 응급 서비스와 같은 유용한 서비스로 사용자에게 제공이 됩니다.

 

 

IoT 구조

IoT는 구체적으로 5단계의 구조를 가집니다.

1. 각종 센서들과 단말기 등이 가장 말단의 Nodes에 해당합니다. 이 노드들은 데이터를 측정하고 수집하는 역할을 합니다. 

2. 이렇게 수집된 데이터는 1차적으로 IoT Gateways에 전달됩니다. IoT 센서들의 특징 중에 하나는 저전력이라는 점입니다. 조그만 배터리용량으로 1년 이상 사용해야 하는 센서들이 Wi-Fi를 통해서 중앙 서버와 직접 데이터를 주고 받는다면, 배터리를 자주 충전해야 하는 문제가 있습니다. 왜냐하면 Wi-Fi는 저전력 통신 방식이 아니기 때문입니다. 따라서 인터넷에 연결되어 있는 Gateways를 두고, 센서들은 Gateways와 저전력 무선통신으로 데이터를 주고 받습니다.

3. 수집된 데이터들은 인터넷을 통해

4. 중앙의 클라우드 또는 데이터 센터로 전달되고, 이곳에서 데이터들을 저장 및 분석 그리고 예측도 합니다.

5. 사용자는 이 결과를 자신의 스마트폰이나 컴퓨터를 통해서 확인하고 제어할 수 있게 됩니다.

 

 

 

IoT 클라우드 소프트웨어 플랫폼

 

IoT 시대를 맞이하여 많은 회사들이 IoT 클라우드 소프트웨어 플랫폼을 내놓고 있습니다.

이러한 플랫폼은 사용자가 언제 어디서나 쉽고 빠르게 IoT 서비스를 이용할 수 도와주고, 연결된 디바이스가 쉽고 안전하게 클라우드 애플리케이션 및 다른 디바이스와 상호 작용할 수 있게 해주는 관리형 클라우드 플랫폼입니다.

대표적인 플랫폼의 예로는 MicroSoft의 Azure IoT Suite, 아마존 AWS IoT, IBM의 Watson IoT, Google Cloud Platform 이 세계적으로 쓰이고 있습니다.

국내에서는 삼성의 ARTIK Cloud, KT의 개방형 IoT 플랫폼인 Giga IoT Makers, 딜리웍스의 Thing Plus, 그리고 IoT 오픈소스 연합체인 OCEAN; Open alliance for iot stANdard가 있습니다. 이런 IoT 클라우드 소프트웨어 플랫폼을 이용하여 개발자들은 손쉽게 IoT 기기를 연결하여 테스트 할 수 있고, 수집된 데이터를 관리할 수 있고, 제공되는 OPEN API를 통하여 IoT 서비스를 만들 수 있습니다.

 

IoT에 활용되는 통신 기술

정말 많은 통신 기술들이 IoT에 활용되고 있습니다.

그 중 가장 많이 사용되는 통신기술들은 다음과 같습니다.

-블루투스
-Zigbee
-Z-wave
-NFC(근거리 무선 통신)
-RFID
-WiFi
-2G,3G,LTE
-Wibro, Mobile WiMax
-PLC
-Lora/NB-IoT/Sigfox 등이 있습니다.

 

 

IoT 표준화 단체

IoT 기술을 활용하여 각 회사마다 제조한 기기들의 서비스들이 논리적으로 상호 연동되기 위해서는 따라야 하는 표준이 있습니다.

그리고 이런 표준을 만드는 IoT 표준화 단체는 크게 Open Connectivity Foundation, OCF 와 oneM2M이 있습니다.

OCF는 IoT 오픈 플랫폼을 개발하는 글로벌 표준 단체입니다. 특허 우려가 없는 오픈 표준으로 다양한 기기에 빠르게 채용되어 구현될 수 있도록 오픈소스를 동시에 개발하여 제공하고 있어서 파급효과가 빠르게 증가하고 있습니다.

OCF는 주로 Wi-Fi, Bluetooth 등 단거리 무선 통신 기술을 대상으로 하고, 주로 가전 제조사가 주도하는 단체로, 삼성과 LG, Haier, Sony, ZTE 등 수백 개의 회사들이 멤버로 참여하고 있습니다.

oneM2M은 Wi-Fi나 Bluetooth보다 거리가 먼 지역을 커버할 수 있는 셀룰러 통신을 대상으로 하고, 통신사업자와 통신장비 제조사가 주도하는 단체로, AT&T, KT, SKT, LGU+, NTT Docomo, Orange, Verizon, Telus 등 200개의 멤버들이 참여하고 있습니다.

 

IoT유사 용어

사실 IoT라는 용어는 새롭게 등장했다고 보기 어렵습니다. 이미 오래 전부터 이와 비슷한 의미의 용어들이 사용되었기 때문입니다. USN (Ubiquitous Sensor Networks), M2M(Machine-to-Machine), IoE(Internet of Everything), Cloud of Things, Web of Things.

이것들이 조금씩 그 의미가 서로 다르지만, 모든 사물들이 인터넷을 통해 연결되었다는 점에서 결국엔 IoT와 동일한 맥락이라고 할 수 있습니다.