2018년 6월 18일 월요일

IoT 기반 스마트시티 구축동향 ⑧


3) 사물인터넷(IoT) 기술 개발 동향

(2) 사물인터넷용 디바이스별 동향

IOT(스마트홈/가전)용 사물인터넷 디바이스

 스마트홈은 현실적으로 가장 빠르고 다양하게 IoT가 적용되고 있는 분야이다. 이미 광범위한 다양한 디바이스가 존재하고 있으며, 사업 참여자도 구축되어 있기에 가능한 것으로 분석된다.

출처: 컨슈머인사이트 [갈 길 먼 홈 Io, 잘 모르고 비쌀 것 같아서...], 2016.9

그림. IoT(사물인터넷) 인지도

스마트홈용 디바이스는 TV, 조명, 냉장고, 에어컨, 도어락, 스마트폰, 스마트 워치, 태블릿 등 다양하며 가정에 보급되어 있는 주방기기, 정수기, 공기청정기, 로봇 청소기, 심지어 침대까지도 IoT 디바이스로 진화 중이다.


출처: 컨슈머인사이트 [갈 길 먼 홈 Io, 잘 모르고 비쌀 것 같아서...], 2016.9

그림. IoT(사물인터넷) 기대측면

 이에 따라 사업자간 IoT 허브의 주도권 다툼과 협업 사례가 급증하고 있다
 퀄컴은 사물인터넷 플랫폼인 올조인(Alljoyn)’ 개발을 통해 미래 가정의 모습인 ‘Connected Smart Home’ 제시한다. 올조인을 활용하면 스마트폰과 태블릿을 통해 가정 내 조명과 TV, 시계, 스피커 등을 조절 할 수 있다올조인은 운영체제(OS)나 애플리케이션 프로세서(AP)가 탑재 되지 않는 조명이나 에어컨에서도 구현이 가능하도록 되어 있으며, 각 가전제품에 탑재되는 와이파이 칩에 올조인이 소프트웨어 형태로 통합돼 있어 별도의 칩을 필요로 하지 않는다퀄컴은 다른 제조사에서 만들어진 조명 스마트 워치 냉장고, 에어컨, 도어락, 스마트폰, 태블릿이 올조인이라는 허브를 통해 연결되고 소통하는 것을 지향하고 있으며, 이를 위해 LG 전자, 파나소닉, 하이얼 등 25개 업체가 참여하고 있는 ‘ALLSEEN ALLiance’ 를 주도 하고 있다.
  유럽의 NXP사는 6LoWPAN 기반의 JenNet-IP 기술을 이용하여 네트워크 재구성과 self-healing 기능을 갖는 네트워크를 통해 최대 500개 노드를 무선 IP와 연결할 수 있으며, 다양한 형태의 램프를 지원할 수 있는 IoT 기반 지능형 조명 솔루션을 개발했다또한 NXP사는 광범위한 색재현율을 가지며 650 Lumen을 제공하는 IoT 기반 RGB Lamp를 개발했다.

② IoT 의료, 헬스케어용 웨어러블 디바이스

 스마트 폰과 연동하여 IoT 서비스를 제공할 수 있는 다양한 형태의 웨어러블 디바이스는 또 다른 성장 산업으로 주목받고 있고, 많은 업체에서 새로운 디바이스가 개발 및 출시되고 있다
 미국 Fitbit사는 개인 활동량을 측정할 수 있는 IoT 웨어러블 디바이스인 핏비트 플렉스를 개발하였다. 이 제품은 걸음 수 같은 같은 개인 활동량부터 섭취소모 칼로리 같은 식생활 습관까지 데이터화해 사용자가 한눈에 볼 수 있게 그래픽으로 보여주는 대표적 웨어러블 디바이스로, 작은 센서와 무선통신칩이 들어 있어 사람의 활동량을 실시간으로 측정할 수 있다
 미국 iHealthLab 사는 스마트폰에 동글 형태의 센서를 부착하여 당을 측정할 수 있는 ‘Smart Gluco-Monitoring System’ 을 포함하여 블루투스를 통해 스마트폰 앱과 연동 되어 실시간으로 혈압을 모니터링 할 수 있는 무선 혈압 모니터등을 개발하여 출시했다
 삼성전자는 미국의 자전거 제조업체 트렉(Trek)사와 협업해 갤럭시 노트3와 연동한 커넥티드 자전거를 개발했다. 자전거 프레임에 설치된 센서가 실시간으로 주행 속도, 운행 거리 등을 축정하여 자전거는 핸들 중앙에 거치되어 있는 스마트폰으로 자신의 운동량이나 주행 거리 등을 파악할 수 있으며, 갤럭시 기어와도 연동돼 여러 정보를 자전거 주행 중에 쉽게 볼 수 있다
 LG 전자는 사용자의 움직임을 추적해 칼로리 소모량과 걸음 수, 움직인 거리 등 신체 활동량을 측정하는 손목 밴드 형태의 웨어러블 디바이스인 라이프밴드 터치를 개발했다.

출처: 2016, 웨어러블 스마트 디바이스 국제포럼
그림. IoT 웨어러블 디바이스 시연

출처: 2015. Tractica
그림. 글로벌 시장의 웨어러블 디바이스 출하량 증가 추이

③ IoT 에너지(스마트 에너지)용 사물인터넷 디바이스

스마트 미터는 IoT 에너지 분야의 대표적인 디바이스 영역으로 지난 몇 년간 미국 전력회사들은 최신 스마트 미터를 설치해 왔으며 많은 다른 나라들도 스마트 미터 기술을 보급중이다. 스마트 미터는 거의 실시간에 가깝게 에너지소비에 관한 실시간 전력요금 데이터를 생성할 수 있다. 스마트미터는 전력소비자들로 하여금 그들의 에너지소비 데이터 에 접근할 수 있도록 함으로써 스스로 에너지 이용을 보다 잘 관리 할 수 있도록 한다.
LS산전의 스마트 미터 기술은 수용가가 원하는 요금제를 선택할 수 있고, 이에 따른 에너지 사용량을 실시간으로 감시할 수 있으며, 또한 전력 피크 시간대에 부하를 자동으로 제어해 전력요금을 줄일 수 있는 기능을 포함하고 있다. 수용가 단위의 에너지 측정을 위한 스마트 미터뿐만 아니라 가전기기별 에너지 소비량 측정을 위해 벨킨사의 위모와 같은 다양한 형태의 스마트 플러그 제품이 개발되고 있는데 이러한 제품은 웹포털을 통한 원격제어가 가능하다.

LS산전, 전력IT Solution 카탈로그, 2016
그림. 원격검침시스템 (AMR: Automatic Meter Reading System) 구성도

 빌딩용 조명, 공조용 IoT 디바이스의 경우 BACnet/IP, KNX, Dali, Lontalk, CoRE, 6LoWPAN, Roll, oBIX, eMIX 등의 기술이 적용되고 있으며 Web 기반 인터넷 액세스가 가능한 구조로 개발되고 있다특히 스마트 조명의 경우 다양한 통신 방식(WiFi, Bluetooth, Zigbee )을 통해서 스마트폰의 어플리케이션으로 전구의 빛 세기부터 색상 조절까지 가능한 제품들이 개발되고 있다. 또한 구글이 인수한 네스트랩스 제품은 사물인터넷의 개념을 담고 있는 대표제품으로 볼 수 있다. 네트스랩스의 제품은 사용자의 생활습관 학습을 통해 가정용 에너지를 효율적으로 사용하기 위해 상호작용 할 수 있다. 네스트랩스의 제품으로는 스마트 온도조절장치 및 화재경보장치 등이 있다. 

④ IOT 커넥티드카(스마트카) 디바이스

자동차와 사물인터넷 간의 만남은 하나의 빅이슈로 대두되고 있다. 커넥티드카가 진화하여 스마트홈처럼 새로운 IoT 허브의 가능성을 실험하고 있으며, 자동차 자체가 하나의 IoT용 디바이스임을 보여주고 있다
BMW는 삼성 갤럭시 기어를 이용해 차량 상태 확인 및 잠금 등 원격 제어가 가능한 ‘i리모트 애플리케이션을 공개했다. 갤럭시 기어 내에서 BMW i3 의 전기 충전량, 차량의 관리 상태, 썬루프와 문 잠김, 창문 개폐여부 등을 한 눈에 확인 할 수 있다. 또한 S보이스 기능을 탑재하여 음성으로 내비게이션에 주소지 입력, 차량제어도 가능하도록 되어있다
벤츠의 Pebble은 차량의 주차 위치나 도어 잠김 여부, 주유 상태 등을 파악할 수 있는 손목시계 형태의 웨어러블 디바이스로 자동차 제어 및 각종 정보 제공 등 운전자가 계기판을 보지 않고도 주행에 필요한 대부분의 정보를 얻을 수 있다.

출처: 2014, 전자신문
그림. 커넥티드카 구성 요소별 운전자 니즈

생활밀착형 사물인터넷 디바이스

IoT 디바이스는 개인 및 가정의 일상생활에도 점점 파고들고 있다. 프랑스의 Kolibree사는 가속계가 내장되어 있어 얼마나 효과적으로 양치질하는지를 측정하는 스마트 칫솔을 개발했다. 측정된 데이터는 블루투스를 통해 스마트폰으로 전달되는데, 관련 앱이 이를 분석해 사용자가 충분히 오래, 입안 구석구석 양치질을 했는지 그래프를 통해 확인 할 수 있다홍콩 HapiLabs사는 사용자가 음식을 먹는데 투입하는 속도와 포크질 횟수 등을 측정해 다이어트에 필요한 식습관을 제안할 수 있는 100달러짜리 해피포크(HAPIfork)를 개발하였으며, 측정된 기록은 블루투스를 이용해 스마트폰이나 컴퓨터에 동기화 할 수 있다.

. 웨어러블 스마트기기의 세계시장 규모
(단위: 백만유로)
구분
2011
2016
성장률   (‘11’16)
2021
성장률   (‘16’21)
Fashion & Entertainment
21.5
97.0
35.2%
472.0
37.2%
Sports & Fitness
29.0
79.0
22.2%
211.0
21.7%
Medical & Healthcare
11.5
42.0
29.6%
640.0
72.4%
Transportation
27.0
103.0
30.7%
215.0
15.9%
Protection & Safety/Military
57.2
130.0
17.9%
310.0
19.0%
Home/Architecture/Other
42.0
74.0
12.0%
96.0
5.3%
합 계
188.2
525.0
22.8%
1,944.0
29.9%
출처: 웨어러블 스마트 기기 기술동향과 산업전망 (2016. 03)

. 헬스케어 웨어러블 시장규모 및 전망
[단위 : 억 달러, 억원]
구분
2015
2016
2017
2018
2019
2020
CAGR[%]
세계시장
24.5
33.2
44.3
59.7
90.1
120.1
30
국내시장
750
672
1,410
1,989
2,730
3,606
30
출처: KISTI 마켓리포트, 헬스케어 웨어러블 디바이스 (2016)

산업 및 환경용 사물인터넷 디바이스

고 신뢰성이 요구되는 산업용 시설 및 안전 설비의 모터, 펌프, 밸브, 튜브배관과 같은 IoT 디바이스의 경우Wireless HART, ISA100 등의 기술이 적용되고 있으며, IEEE802.15.4e/k/g 기술의 경우 초기 도입단계 이다HOneyWell 사의 ‘OneWireless Solution’은 플랜트의 생산성과 안정성을 개선함과 동시에 네트워크 구성에 필요한 설치비용을 절감할 수 있는 혁신적인 솔루션, 필드에서 컨트롤 시스템에 이르기까지 단순한 구성으로, 안전한 설치, 운영 및 관리가 용이하며, FHSS(Frequency Hopping Spread Spectrum) 기술을 적용하여 뛰어난 보안성을 가지고 있다. 또한, Wi-Fi, Modbus, HART, Foundation Fieldbus 등의 산업표준 프로토콜을 적용하여 기기 간 상호호환성이 보장된다환경 모니터링용 IoT 디바이스의 경우 저전력 장거리 통신이 지원되면서 높은 수준의 전송 신뢰성을 만족하는 Weightless IEEE802.15.4g/e 등의 기술을 시도 하고 있다.

출처: 4차 산업혁명 스마트팩토리의 시대(유진투자증권, 2017)

그림. 스마트팩토리 관련 산업 분야 및 적용사례


출처: Market and Markets, 2013

그림. 스마트 팩토리 국내시장 및 부문별 국내시장 전망

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