IoT 의 개념과 그 응용 분야
먼저 IoT의 개념이란 인간과 사물, 서비스 세 가지 분산된 환경 요소에 대해 인간의 명시적 개입 없이 상호 협력적으로 센싱, 네트워킹, 정보 처리 등 지능적 관계를 형성하는 사물 공간 연결망이다. IoT의 3대 주요 구성 요소는 인간, 사물, 서비스이다. IoT의 주요 구성 요소인 사물은 유무선 네트워크에서의 end-device 뿐만 아니라, 인간, 차량, 교량, 각종 전자장비, 문화재, 자연 환경을 구성하는 물리적 사물 등이 포함된다. 그리고 IoT는 이동통신망을 이용하여 사람과 사물, 사물과 사물간 지능통신을 할 수 있는 M2M의 개념을 인터넷으로 확장하여 사물은 물론, 현실과 가상세계의 모든 정보와 상호작용하는 개념으로 진화했다.
IoT의 3대 주요 기술은 센싱 기술, 유무선 통신 및 네트워크 인프라 기술, IoT 서비스 인터페이스 기술이 있는데 첫 번째로 센싱 기술에 대해서 설명하겠다.
센싱 기술은 전통적인 온도/습도/열/가스/조도/초음파 센서 등에서부터 원격 감지, SAR, 레이더, 위치, 모션, 영상 센서 등 유형 사물과 주위 환경으로부터 정보를 얻을 수 있는 물리적 센서를 포함하고 물리적인 센서는 응용 특성을 좋게 하기 위해 표준화된 인터페이스와 정보 처리 능력을 내장한 스마트 센서로 발전하고 있으며, 또한, 이미 센싱한 데이터로부터 특정 정보를 추출하는 가상 센싱 기능도 포함되며 가상 센싱 기술은 실제 IoT 서비스 인터페이스에 구현, 기존의 독립적이고 개별적인 센서보다 한 차원 높은 다중(다분야) 센서기술을 사용하기 때문에 한층 더 지능적이고 고차원적인 정보를 추출할 수 있다.
유무선 통신 및 네트워크 인프라 기술은 IoT의 유무선 통신 및 네트워크 장치로는 기존의 WPAN, WiFi, 3G/4G/LTE, Bluetooth, Ethernet, BcN, 위성통신, Microware, 시리얼 통신, PLC 등, 인간과 사물, 서비스를 연결시킬 수 있는 모든 유·무선 네트워크를 의미한다.
※ WPAN(Wireless Personal Area Networks)
※ 시리얼 통신 : 일반적으로 컴퓨터 기기를 접속하는 방법의 하나로, 접속하는 선의 수를 줄이고, 원거리까지 신호를 보낼 수 있도록 한 통신 방식이다
IoT 서비스 인터페이스 기술은 IoT의 주요 3대 구성 요소(인간·사물·서비스)를 특정 기능을 수행하는 응용서비스와 연동하는 역할이며 IoT 서비스 인터페이스는 네트워크 인터페이스의 개념이 아니라, 정보를 센싱, 가공/추출/처리, 저장, 판단, 상황 인식, 인지, 보안/프라이버시 보호, 인증/인가, 디스커버리, 객체 정형화, 온톨러지 기반의 시맨틱, 오픈 센서 API, 가상화, 위치확인, 프로세스 관리, 오픈 플랫폼 기술, 미들웨어 기술, 데이터 마이닝 기술, 웹 서비스 기술, 소셜네트워크 등, 서비스 제공을 위해 인터페이스(저장, 처리, 변환 등) 역할 수행을 한다.
IoT의 적용 사례로는 먼저 ‘커넥티드카’라는 것이 있다. 이 ‘커넥티드카’는 자동차 + IoT를 합친 것이며 네트워크에 연결된 자동차로 스마트폰 연동 등을 통한 차량 제어를 포함한 각종 서비스, 콘텐츠 제공이 가능한 플랫폼을 의미한다.
두 번째로 ‘스마트홈’이 라는 것이 있다. 이 ‘스마트홈’은 가정 +IoT를 합친 것이고 통신네트워크가 구축된 주거환경에서 사물인터넷 기능이 포함된 기기･서비스를 통해 생활수준 향상을 추구하는 시스템 전반을 의미한다. TV 등 가전제품, 전기, 수도 등의 에너지소비장치, 보안서비스 등을 네트워크로 연결하여 사용자가 가정 내 상황정보를 원격으로 확인 및 제어가 가능하게 한다.
세 번째로 ‘스마트헬스’가 있다. 이 ‘스마트헬스’는 헬스케어 + IoT를 합친 것이고, 웨어러블디바이스, 스마트폰 애플리케이션 등 모바일기기 내 헬스케어 기능 탑재로 스마트 헬스케어 서비스 출현한다. 이 스마트헬스로 질병 치료에서 상시적 건강관리로의 의료서비스 패러다임 변화 속 모바일기기 보급으로 개인화된 서비스 제공이 가능해졌다. 또한 웨어러블기기는 신체착용형 제품들을 wBAN 기반의 무선연결을 통해 생체정보를 측정･전송하는 방식으로 건강관리용으로 주로 활용되고 있다.
*wBAN : wireless Body Area Network, 체내 또는 인체 주변에서 일어나는 근거리무선통신기술로 인체를 통신채널로 사용하는 기술. 보건산업브리프(’14.3), ‘헬스케어 웨어러블디바이스의 동향과 전망‘
네 번째로 ‘스마트농업’은 농업 + IoT을 합친 것이며 일본(농작물 파종, 토양 관리), 네덜란드(가축관리)의 지능형 농업서비스가 대표적 사례로 대상 사물에 센서 등을 부착하여 효율적인 농업 경영을 추구하고 국내의 경우, SKT가 스마트팜 솔루션을 제공 중이나, 스마트폰을 통한 원격제어 서비스 범위에 머물러 있으며 농작물 관리에 정보통신기술을 접목한 신개념 영농서비스 및 농･축산업 효율화 방안으로 평가되나, R&D 단계 또는 시범사례 구축에 그치는 수준이다.
다섯 번째로 ‘스마트미터’은 에너지 + IoT를 합친 것이며 에너지 자원의 효율적 배분 및 관리를 추구하는 공공･민간사례가 출현했다. 그 사례로 (공공) 도하, 상파울로 등의 스마트워터 시스템, 바르셀로나의 스마트 가로등 설치사례 등이 있으며 (민간) 원격지 사물에 사물인터넷을 접목, 실시간 에너지 사용량과 요금정보 확인이 가능한 스마트미터17) 등 스마트그리드 솔루션 부각했고 이 양방향 통신기능을 갖춘 스마트미터는 스마트그리드의 적용 및 확산을 위한 주요 기반요소이다. 이 스마트미터는 전력사업자 간 민간경쟁체제와 노후화된 전력망으로 에너지관리 효율화를 추구하는 미국, 유럽 등 주요국 내 스마트미터 도입 확대 추세이다. 또한 국내의 경우, 한국전력이 ’20년까지 연차적으로 전국 단위의 스마트미터 보급 계획이 있다.
이러한 응용 사례가 있는데 사물인터넷 활용가치는 높게 평가되나, 유의미한 적용사례 활성화를 위한 선결과제 해결이 필요하고 사물인터넷에 대한 국가적･산업적 관심이 증폭되고 있는 현 시점을 계기로 한, 관련업계의 적극적 대응 요구가 필요하며 현재 국내외 다양한 업계 참여가 활발한 사물인터넷 주요 적용분야는 각 국 정부의 정책적 방향과 합치되는 공통점을 보유하고 있다.