IoT 기반 스마트시티 구축동향 ⑧

3) 사물인터넷(IoT) 기술 개발 동향

(2) 사물인터넷용 디바이스별 동향

① IOT홈(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 있다. 올조인은 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 않는다. 퀄컴은 다른 제조사에서 만들어진 조명 스마트 워치 냉장고, 에어컨, 도어락, 스마트폰, 태블릿이 ‘올조인’이라는 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 개발했다. 또한 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 섭취∙소모 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 모니터’등을 개발하여 출시했다. 

 삼성전자는 미국의 자전거 제조업체 트렉(Trek)사와 협업해 갤럭시 노트3와 연동한 ‘커넥티드 자전거’를 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 터치’를 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 ‘위모’와 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 있다. 특히 스마트 조명의 경우 다양한 통신 방식(WiFi, Bluetooth, Zigbee 등)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 애플리케이션’을 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

⑤ 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 있다. 홍콩 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.

표. 웨어러블 스마트기기의 세계시장 규모

(단위: 백만유로)

구분	2011년	2016년	성장률   (‘11→’16)	2021년	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)

표. 헬스케어 웨어러블 시장규모 및 전망

[단위 : 억 달러, 억원]

구분	2015년	2016년	2017년	2018년	2019년	2020년	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)

⑥ 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 이다. HOneyWell 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 보장된다. 환경 모니터링용 IoT 디바이스의 경우 저전력 장거리 통신이 지원되면서 높은 수준의 전송 신뢰성을 만족하는 Weightless 및 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

IoT 기반 스마트시티 구축동향 ⑦

3) 사물인터넷(IoT) 기술 개발 동향

(1) 사물인터넷 서비스 핵심 기술 동향_2

③ 사물인터넷 네트워크 인프라 기술

사물인터넷은 기존의 유무선 인터넷보다 확장된 개념으로 사물 간의 연결을 포함하여 통신의 범위가 크게 확대됨을 의미한다. 지금까지 CDMA, WCDMA, WiFi, LTE 등의 무선통신 기술은 사람들 간의 고속 무선인터넷을 가능하게 한 반면, ZigBee, Bluetooth, NFC 등의 저전력/저비용 근거리 무선통신 기술은 사물 간의 네트워크 인프라 구축을 가능하게 한다. 최근 사물인터넷은 기존의 유무선 통신기술과 근거리 무선통신 기술을 융합하여 네트워크 인프라를 구축하고자 한다. 또한, 저전력/저비용이 가능하고, 폭넓은 통신 커버리지, QoS가 보장되며, 보안에도 강한 새로운 사물인터넷 전용 네트워크 구축을 위한 기술에 대한 관심도 크게 증가하고 있다.

표. 사물인터넷 네트워크 인프라를 위한 주요 네트워크 방식 및 특징 요약

네트워크방식	주요 특징
ZigBee	- IEEE 802.15.4 PHY 표준 메시 네트워크 - 초소형, 저비용, 저전력의 무선 센서 네트워크 구축 가능 - Bluetooth 방식과 경쟁 - 868mhz(20kbps), 915Mhz(40kbps), 2.4GHz(205kbps) - 통신거리 10 ~ 100m
Bluetooth	- 초소형, 저비용, 저전력(Bluetooth Low Energy), 스타 네트워크 - Bluetooth 4.1(24Mbps) - Bluetooth 를 채택한 다양한 제품들이 존재(마우스, 키보드, 이어폰) - 통신거리 100m
Z-Wave	- 스마트홈 서비스를 위해 개발 된 표준(유럽 중심의 Z-Wave Alliance), 메시 네트워크 - 저비용 저전력의 무선센서 네트워크 구축 가능 - 869MHz(9.6kbps), 908MHz(40kbps) - 통신거리 30m
WiFi	- IEEE 802 표준, 스마/메시 네트워크 - 무선인터넷을 가능하게 해주는 AP(Access Point) 근처에서만 이용 가능 - 고속(~54Mbps) 무선 네트워크 구축 가능, 이기종 AP 간 로밍 불가 - ZigBee, Bluetooth 비해 고비용/고전력 소모 - AP와의 통신거리 100m

출처: 이슈퀘스트, 제4차 산업혁명의 신산업 플랫폼, 스마트시티 기술개발 동향과 사업전망

국내는 SK텔레콤, KT, LG 유플러스 등의 이동통신사들이 중심이 되어 사물인터넷 네트워크 인프라 구축을 주도하고 있다. SK텔레콤은 사물인터넷 관련 다양한 표준화 기구에 참여하여 LTE 망의 이용방법을 모색하고 있다. KT는 노키아와 함꼐 LTE-M(Machine) 기술에 대한 표준화를 추진하고 있으며 LG 유플러스는 스마트홈 시장과 관련하여 Z-Wave 규격을 활용하고 있다.

가. 근거리 무선 통신(NFC)

NFC는 10초 이내의 거리에서 사물들의 양방향 통신을 하기 위한 기술이다. 통신거리가 짧기 때문에 상대적으로 보안이 우수하고 가격이 저렴하다는 장점을 가지고 있는 차세대 근거리 통신 기술이다. HIS 테크놀로지 보고서에 따르면 2014년 NFC기능을 탑재한 스마트폰의 출하량은 4억 1,600만대로 예상했으며, 2018년에는 12억대에 달할 것으로 전망한다. 이 전망은 스마트폰에 한정된 것으로, 다양한 태블릿과 액세서리 등을 고려한다면 NFC를 활용하는 통신은 더욱 발전할 것으로 예상된다.

그림. NFC 탑재 스마트폰 트렌드 예측(단위: 백만 대)

출처: ISH(2014)

현재 안드로이드 기반의 스마트폰에서 기본적으로 NFC 기능을 탑재하고 있으며, 애플에서도 아이폰6에 적용했다. 또한, 활용되고 있는 NFC 서비스로는 결제, 이체, 명함 교환 등의 단말기 간의 접촉, 개인인증 및 액세스 컨트롤 등의 개인정보 관리 그리고 관광 안내, 의료, 주차, 예약, 구매, 소셜 네트워크 등의 맞춤형 응용서비스 등이 존재한다. 향후 NFC에 의존한 형태의 서비스 및 사물이 더욱 많아질 것으로 전망된다.

나. 저전력 블루투스, 비콘(Bluetooth, Beacon)

앞서 설명한 NFC의 한계점인 짧은 인식 거리를 극복하기 위한 기술로 블루투스를 활용한 통신이 각광받고 있다. 이 기술은 5cm에서 45m에 이르는 인식 거리를 가지고 저전력인 강점을 갖고 있다. 또한 최근 글로벌 기업들 사이에서 BLE(Bluetooth Low Energy)에 기반한 다양한 비콘(Beacon) 기술을 내놓고 있다. 

BLE 비콘 기술로는 애플의 아이비콘(iBeacon), 퀄컴(Qualcomm)의 Proximity 비콘, 국내 기업인 SK텔레콤의 BLE 비콘과 삼성의 FlyBell 등이 있다. 이러한 BLE에 기반한 기술들은 사용자의 위치에 따라서 관심을 갖는 상점, 제품에 대한 상세한 설명을 푸시 알람과 메시지로 제공해주며 즉시 결제까지 진행할 수 있다. 이와 다른 사례로는 오닉스 비콘스와 스틱엔파인드가 진행한 파일럿 프로젝트로 공항 보안 검색대의 승객 식별, 쓰레기 배출 알림, 사물의 위치추적 등 다양하게 진행되고 있다. 애플, SK텔레콤 등의 글로벌 업체들이 BLE에 기반한 비콘 기술을 다양한 스마트 단말기에 연계하면서 사물인터넷에서 중요한 역할을 할 것으로 기대된다.

   다. Z-Wave

Z-Wave는 가정에 있는 모든 가전제품의 연결을 위한 통신 프로토콜 이며, Z-Wave는 가정 자동화와 센서 네트워크와 같은 저전력과 저대역폭을 요구하는 장치를 위해 설계된다. ADT, 보쉬, LG 전자, LG 유플러스 등의 236개 제조사가 컨소시엄으로 구성되어 있다. 호주, 브라질, 유럽, 중국, 일본, 러시아, 아랍에미리트연방, 미국, 캐나다, 한국 등의 국가가 각 나라의 주파수 대역을 정의하고 있다.

LG 유플러스는 최근 Z-Wave의 저렴하며, 다 대 다 연결 가능성, 글로벌 기업들의 대량 참여 등의 이유를 강점으로 홈네트워크 사물인터넷을 위해 Z-Wave를 기기 간 연결 규격으로 채택했다. 스마트 홈 영역에서 Z-Wave 의 강세를 예상할 수 있지만, 여전히 홈 네트워크 구성을 위해 Z-Wave는 지그비, 인스테온, 저전력 블루투스, 웨이트레스 등의 표준과 경쟁을 해야 한다. 가전제품들의 연결을 지향하는 다양한 업체들이 Z-Wave 외에 다른 표준들을 채택하기도 한다. SK텔레콤의 경우는 LTE망을 활용한 전략을 펼치고 있다. 따라서 다른 통신 표준을 이용하는 제품들 사이의 연결을 위해서 이들을 아우를 수 있는 브리지가 필요하며, 사람들이 선호하는 항공 얼라이언스가 있듯이 가전제품 역시 동일한 통신 표준을 따르는 제조사들의 제품을 선택 해야하는 시대가 올 수 있다.

라. Vehicle to Vehicle(V2V)

사물인터넷은 자동차의 안전함과 편리함을 극대화하는 데도 크게 기여하고 있다. 이는 자동차 사이의 통신을 통해 구현되고 있다. 2006년 GM에서 시범을 보였으며, 최근에는 C2C-CC(Car-to-Car Communication Consortium)에서도 본격적으로 선보이고 있다. C2C-CC에는 위치 경고(Loacation Warning), 교통 신호와 통신(GLOSA), 오토바이 접근 경고(Motorcycle Warning), 응급차량 지원(Emergency Vehicle) 등의 활용사례와 함께 가능성을 만들어 내고 있다.  C2C-CC에는 우리나라의 현대자동차를 비롯한 아우디, BMW, Ford, 혼다, 폭스바겐, 볼보, 르노 등 약 70여개의 기업이 참여하고 있다. V2V의 실효성을 검증하기 위해 2012년부터 미국 정부는 3,000 여대의 차량에 V2V 통신 기술을 적용하여 테스트한 결과 최고 80% 정도의 교통사고를 예방할 수 있다는 결론을 제시했으며 미국 교통부에서는 2023년까지 모든 신규 차량에 V2V 기능 탑재를 의무화할 계획이다. 미국의 법제화와 다수의 글로벌 기업들의 사업 참여 사실을 통해 사물인터넷의 자동차 분야인 V2V의 현실화를 예측할 수 있으며, 최근에는 V2V를 넘어 다양한 인프라와의 연결을 추구하는 V2I(Vehicle-to-Infrastructure)와 공동 발전을 기대하고 있다.

마. 빅데이터, 클라우드

현시점에서 IT의 빅3는 빅데이터, 클라우드, 사물인터넷이라고 할 수 있다. 하지만 사물인터넷의 관점에서 바라보면 빅데이터와 클라우드는 사물인터넷의 요소기술이라고 할 수 있다. 빅데이터와 클라우드의 발전이 사물인터넷을 증진시키고 반대로 사물인터넷의 확산은 빅데이터와 클라우드의 중요성을 더욱 더 부각시킬 것으로 전망된다. 사물인터넷에서 다양한 센서, 사물 및 사람이 만들어내는 실시간 데이터의 처리를 통해 개인화 추천, 비즈니스 예측, 재난 예측 등을 목적으로 하는 만큼, 데이터의 관리와 연산 인프라를 담당하는 클라우드, 데이터의 지능적 처리를 통해 예측과 서비스를 담당하는 빅데이터 기술로 나뉠 수 있다. 즉 사물인터넷이 생성한 데이터가 빅데이터이며, 이 데이터는 클라우드에 저장되고 연산된다고 할 수 있다. 기존의 빅데이터 처리 기술은 데이터 스토리지, 분산처리 등의 인프라에 대해 집중 되어 있었던 반면, 앞으로는 다차원 데이터의 통합, 연계, 가공, 인사이트 추출, 이슈 발굴 등의 데이터 사이언스(Data Science) 측면, 즉 데이터의 지능적 처리를 통한 전문화된 서비스에 대한 요구가 더욱 강해질것으로 예측된다.

표. 빅데이터 시장 예측(단위 : 10억 달러)

구분	2011	2012	2013	2014	2015	2016	2017
Compute	1.53	2.29	3.65	4.92	6.40	7.10	7.60
Storage	1.10	1.75	3.09	4.20	5.50	6.40	6.95
Networking	0.15	0.23	0.42	0.65	0.85	1.01	1.15
Infrastructure Software	0.14	0.44	0.83	1.08	1.25	1.60	1.90
SQL	0.60	0.88	1.31	7.75	2.25	2.45	2.70
NoSQL	0.07	0.13	0.29	0.50	0.80	1.00	1.20
Apps&Analytics	0.52	0.99	1.69	3.45	5.29	6.65	7.75
Professional Services	2.80	4.42	6.15	10.10	13.50	16.00	17.20
Cloud	0.36	0.62	1.19	1.82	2.52	3.05	3.65

출처: Wikibon

사물인터넷의 일부인 사람의 행동 예측 및 지능 서비스 제공을 위해서는 주위의 모든 사물로부터 수집된 과거부터 현재까지의 유저 데이터와 날씨, 기온 등의 환경 데이터, 그리고 다양한 외부 이벤트 데이터들까지를 함께 고려해야 할 것이며, 이는 현재의 빅데이터와 데이터 처리가 예상된다. 특히 예측을 위한 지능적 처리는 개인 및 기업 다양성에 맞는 전략제시와 다양한 상황에 따른 전략 최적화까지를 고려해야 할 것이며, 이러한 관점에서 볼 때 2020년까지의 사물인터넷 발전이 아주 긍정적인 만큼 빅데이터와 클라우드도 함께 발전할 것으로 예측된다.

④ 사물인터넷 통합 플랫폼 기술

사물인터넷의 미래 서비스 시장은 대규모 사물들과 대용량 데이터를 효율적으로 처리할 수 있는 개방형 사물인터넷 플랫폼을 기반으로 크게 확산될 것으로 전망되고 있다. 이러한 사물인터넷 플랫폼의 기본적인 기능은 상호 이질적인 센서 디바이스에 대한 연결 방법 제공, 대규모 센서 디바이스들로부터 수집되는 정보에 대한 효율적인 저장∙관리 기능 제공, 수집된 대용량 정보를 효율적으로 검색∙분석∙표출하기 위한 제공, 웹 등을 이용한 개방형 서비스 제공으로 볼 수 있다.

현재 사물인터넷 통합 플랫폼과 관련하여 국내는 KETI의 Mobius와 ETRI의 COMUS가 발표되었으며, 특히 Mobius는 웹 기반의 Open API 제공 및 개발자 사이트에 지원을 통한 사물인터넷 서비스 생태계가 활성화 되어있다. 국외의 경우 M2M 기반의 개방형 사물인터넷 플랫폼인 ThingWorx가 있으며, Oracle, Google, MS, IBM 등의 글로벌 기업들도 사물정보 기반의 지능형 서비스를 제공할 수 있는 개방형 사물인터넷 플랫폼 솔루션들을 제공함으로써 사물인터넷 관련 글로벌 생태계를 주도하기 위해 경쟁을 펼치고 있다.

가. 다른 기종의 센서 디바이스의 연결 및 제어

다양한 기종의 센서 디바이스들을 효율적으로 연결하기 위한 사물인터넷 플랫폼의 핵심기술이며, 다양한 디바이스 플랫폼, 네트워크 인프라, 통신 프로토콜을 이용한 센서 디바이스들에 대한 연결 방법을 제공하는 것이다. 예를 들어, OGC(Open Geospatial Consortium)는 센서 디바이스들의 기능을 웹 기반 Open API로 제공하기 위해 센서 디바이스에 임베디드 가능한 Sensor Things API 표준을 제정하고 있다.

나. 사물 정보 수집 및 저장∙관리 기능

센서 디바이스가 설치된 사물들의 수가 증가할수록 사물들이 생성하는 데이터가 기하급수적으로 증가하게 되며, 데이터 형식도 텍스트/스트림/오디오/정지영상/동영상 등과 같이 다양화되고 있다. 사물인터넷 플랫폼은 이와 같이 대용량이면서 다양한 형식을 가지고 있는 센서 데이터를 효율적으로 수집하고 저장하기 위한 방법을 제공한다. 특히 실시간 처리가 필요한 데이터에 대해서는 메인 메모리 기반 데이터 저장 관리, 배치 처리가 필요한 데이터에 대해서는 데이터베이스 기반 데이터 저장관리방법 등을 제공하며, 대규모 데이터 처리를 위해 클라우드 인프라 기반의 분산 빅데이터 저장관리방법을 제공하기도 한다.

다. 사물 정보 검색∙분석∙표출

사물들로부터 광범위하게 수집되거나, 축척된 정보를 분석하여 지능형 서비스를 제공하기 위한 방법을 제공한다. 스트림 처리를 포함한 실시간 분석 및 배치 분석 기능을 제공하며, 축척된 데이터 규모에 따라서 빅데이터 분석 기능도 제공할 수 있다. 사물인터넷 서비스에 따라서 필터링, 통계, 데이터 마이닝, 시맨틱 분석 등의 다양한 분석기법들이 제공될 수 있다. 최근에는 사물정보 분석 결과의 효과적인 가시화를 위해 구글맵 서비스와 같이 지도 매핑 기능을 융합한 Heatmap 분석 기능도 활발히 이용되고 있다.

라. 사물 정보의 개방형 웹 서비스

사물 인터넷 플랫폼은 서비스 개발을 효율적으로 지원하기 위해 자신이 보유한 기능들을 Open API를 통해 외부에 노출할 수 있어야 한다. 사용자들은 이러한 Open API를 기반으로 삼루인터넷 플랫폼 기능 활용 또는 외부 시스템과의 메시업 작업등을 손쉽게 이용함으로써 사물인터넷 서비스를 효율적으로 만들 수 있다. 예를 들어, OGC SWE(Sensor Web Enablement)는 사물 정보 수집 및 제어와 관련된 웹 서비스 API 표준을 제시하고 있으며, 이러한 웹 서비스 API는 구글맵에서 제공되는 Open API와 메시업 되어 활용이 가능하다.

⑤ 사물인터넷 표준화

사물인터넷은 센서 디바이스, 네트워크, 플랫폼 등의 다양한 기술들이 통합되고, 다양한 유형의 사물 정보 및 데이터들이 상호 연계되어야 비로써 사용자가 원하는 서비스가 가능해진다. 그러므로 사물인터넷에서 이러한 기술과 정보에 대한 상호 운용을 보장할 수 있는 표준화는 매우 중요하다고 할 수 있다. 예를 들어, 센서 디바이스 통신 프로토콜, 네트워크 방식, 플랫폼의 Open API 등에 대해 단일 표준안이 만들어지는 경우, 사물인터넷 서비스 개발이 훨씬 용이해질 것이다. 그러나, 현실은 ITU-T, ISO/IEC, IEEE, ETSI, OGC, oneM2M 등의 다양한 국제 표준기구들이 이미 사물인터넷 관련하여 다양한 표준들이 각각 발표해 오고 있다. 이에, 현 시점부터 모든 사물인터넷에 동일하게 적용할 수 있는 하나의 획일적인 표준안을 만드는 것은 어려움이 있다고 판단되며, 다양한 사물인터넷 표준들 간의 상호 연계가 가능하도록 기존 표준들을 개방형 아키텍처 기반으로 수정/확장하거나 새로운 연계 표준을 만드는 것이 현실적 대안으로 판단되고 있다.

현재 사물인터넷 관련 국제표준은 공식적인 국제표준화 기구인 ITU-T, ISO/IEC, JTC1과 사실(De facto) 표준화 기구인 IETF, IEEE, ETSI, OGC, oneM2M 중심으로 다양한 표준안이 발표되고 있다. 국내의 경우는 단체표준 기구인 TTA 와 사물인터넷 포럼에서 국내 사물인터넷 표준안 개발/적용과 국제 표준 활동에 대응하고 있다.

표. 표준화 기구의 특징 및 주요 활동

표준화기구	특징 및 주요 활동
ITU-T(국제)	- 2005년, ITU Internet Report 2005 : The Internet of Things 발간 이후, 표준화 활동 시작 - IoT-g냐(Global Standards Initiative), JCA(Joint Coordination Activity)-IoT, FG(Focus Group) M2M, SG2, SG11, SG13, SG16, SG17 에서 M2M/IOT 관련 표준화 활발히 진행 - IoT 관련 권고안 발간(Y.20600-2069): 사물인터넷 개념, 참조모델, 통신 요구사항, IoT 유스케이스, IoT gateway 요구사항, WoT 요구사항, IoT 용어정리, Smart Home, Health Monitoring 등 포함
ISO/IEC JTC 1(국제)	- 2012년, JTC1/SWG5가 신설되어 IoT 표준화 활동을 조율하고 표준화 전략을 담당 - IoT 개념, 시장 요구사항 분석, IoT 표준화 갭 분석 등의 IoT 를 체계적으로 표준화 화기 위한 작업 진행 - WG7(Sensor Networks), SC27(Security), SC29(Coding of Multimedia), SC31(RFID & Identification) 등의 그룹에서 표준화 작업 진행
IEEE (DE facto)	- M2M 서비스 제공을 위한 IEEE 802x 계열의 무선기술을 확장하는 표준 개발 추진 - 사물인터넷 관련하여 제안된 통신 프로토콜 표준 * ZigBee(IEEE 802 15.4 관련 프로토콜) * WiFi(IEEE 802.11 관련 프로토콜) * Bluetooth(IEEE 802.15.1 관련 프로토콜)
ETSI (DE facto)	- 유럽 단체표준 기구로 ETSI M2M 표준(TS 102 690, TS 012 921 등)이 oneM2M 표준의 베이스 라인을 구성하고 있다 - ETSI TC M2M Release2 에서는 스마트 가전기기 등을 위한 표준 및 M2M 상호운용 등을 위한 표준작업을 진행하고 있음
OneM2M	- 전 세계 7개 SDDD(Standard Development Organization)에서 설립한 M2M 국제표준개발협력체(2012.7)로 M2M 서비스 계층의 국제표준화 추진 * 한국(TTA), 유럽(ETSI), 미국(ATIS, TIA), 중국(CCSA), 일본(ARIA, TTC) 참여 - ETSI 에서 개발도니 규격을 base로 표준화 작업을 진행하고 있음
OGC (DE facto)	- 공간정보 고나련 단체표준 기구로 센서 네트워크를 웹 상에서 상호 공유하기 위한 웹 서비스 표준 (SOS, SPS, WNS)과 센서 데이터 표현을 위한 스키마 표준(SensorML, O&M) 제공 - 최근에는 센서 디바이스에서 Restful 형태의 웹 서비스를 제공할 수 있도록 OGC Sensor Things API 표준 개발을 진행하고 있음
TTA(국내)	- 사물인터넷 특별기술위원회(STC1), 사물인터넷 서비스 융합 PG(SPG1), 사물인터넷 네트워킹PG(SPG2), oneM2M PG(SPG13) 등을 운영하고 있음 - oneM2M 국내 대표기관으로 국제 표준화에 대응

출처: 이슈퀘스트, 제4차 산업혁명의 신산업 플랫폼, 스마트시티 기술개발 동향과 사업전망