<IT 산업> 물리적 공간제약을 벗어나는 사물인터넷(IoT) 기술(개념, 구성요소)

1. 사물인터넷(IoT)의 개념

여름입니다. 과거에는 에어컨을 끄지 않고 집을 나설 때 다시 집으로 가서 확인하지 않는 한 에어컨의 작동 여부를 확인할 수 있는 방법이 없었습니다. 외출했는데, 아무도 없는 집이 가장 서늘하다면 전기료가 아까울 수밖에 없습니다. 다시 집으로 돌아가서 집 안 온도를 확인해야 할까요? 운이 좋게도, 우리는 다양한 기계를 물리적인 공간에 제한받지 않고 원격으로 제어하며, 현재 상태를 확인할 수 있습니다. 바로 사물 인터넷(IoT) 덕분인데요, 어떻게 사물을 연결할 수 있을까요? 바로 인터넷입니다. 일반 사물에 센서 등을 부착하여 인터넷을 통해 모든 사물을 연결합니다. 방과 방 사이, 그리고 집 내부와 외부 등 원거리에서도 서로 연결되어 정보를 교환하고 처리할 수 있으며, 실제로 집에 있지 않아도 에어컨과 같은 장치의 상태를 원격으로 제어하고 모니터링할 수 있게 해주는 기술이 무엇일까요? 사물인터넷 기술입니다. 나설 때 지원 스마트 홈 시스템을 사용하면 스마트폰 등을 이용하여 위치와 관계없이 휴대전화에서 앱을 열고 탭 몇 번으로 불을 끌 수 있습니다. 이러한 편리함과 제어는 조명에 센서를 통합하고 장치를 인터넷에 연결할 수 있기 때문에 가능합니다. 센서는 조명의 현재 상태를 감지하고 나설 때 연결을 통해 실시간 업데이트를 수신하고 원격으로 조명을 제어할 수 있습니다. 이 기술은 에너지 절약 및 편의성 증가와 같은 상당한 이점을 가져왔습니다. 조명 및 기타 장치를 원격으로 제어할 수 있으므로 에너지 사용을 최적화하고 불필요한 소비를 줄일 수 있습니다 나설 때 조명을 끄기 위해 집으로 돌아가는 번거로움을 덜어줍니다. 그러나 모든 조명이나 가정에 나설 때 지원 기능이 있는 것은 아니라는 점에 유의해야 합니다. 조명기구의 종류와 설치된 스마트 홈 시스템에 따라 다릅니다. 따라서 조명에 대한 나설 때 연결을 구체적으로 설정하지 않은 경우에도 돌아가서 수동으로 조명을 꺼야 할 수 있습니다. 물리적 세계와 디지털 영역과의 통합하여 디지털 생태계를 만듭니다. 이는 사물이 주변 환경을 감지, 이해 및 상호 작용할 수 있도록 합니다.

2. IoT 생태계의 핵심 구성 요소

사물 인터넷(IoT)은 최근 몇 년 동안 핫한 키워드가 되었으며 장치와 사물이 원활하게 통신하고 데이터를 교환하는 연결된 세상을 만들었습니다. IoT 생태계에서 데이터 수집 및 작업 활성화를 가능하게 하는 필수 구성 요소인 센서와 액추에이터가 있습니다. 센서 및 액추에이터의 역할을 탐구하고, 연결 기술을 탐구하고, 데이터 처리 및 분석의 중요성을 강조하고, 다양한 산업에 걸친 외출했는데 애플리케이션 및 서비스의 예를 제공합니다.

(1). 센서 및 액추에이터: 외출했는데 영역에서 센서는 장치의 눈과 귀 역할을 합니다. 외부에서 들어오는 정보를 수신합니다. 센서는 온도, 습도, 압력, 움직임, 빛 등 다양한 정보를 감지하고 측정하는 능력이 있습니다. 주변 환경의 실시간 데이터에서 귀중한 통찰력을 얻을 수 있습니다. 대표적인 예로는 스마트 홈에서 온도 센서를 활용하는 것을 들 수 있습니다. 생활 공간 내의 기후를 지속해서 모니터링함으로써 센서는 사용자가 어느 위치에서나 편리하게 온도 조절기를 조정할 수 있도록 합니다. 이러한 수준의 제어는 편안한 환경을 유지하면서 최적의 에너지 효율성을 보장합니다. 의심할 여지 없이 센서는 외출했는데 시스템의 기본 구성 요소이며 필수 정보를 수집 및 모니터링하는 기본 수단 역할을 합니다. 액추에이터는 연결된 장치의 팔다리 역할을 하므로 외출했는데 생태계에서 중요한 역할을 합니다. 주요 기능은 수신한 데이터를 기반으로 물리적으로 작업을 실행하는 것입니다. 이러한 작업은 특정 작업을 수행하도록 설계된 모터, 밸브, 스위치 및 릴레이와 같은 메커니즘을 활성화하여 가능합니다. 액추에이터는 토양 수분 센서의 데이터를 참고하여 정원이 최적의 성장을 위한 스마트 관개 시스템을 프로그래밍할 수 있습니다. 액추에이터는 센서에서 수집한 정보를 기반으로 작업을 수행할 수 있도록 하는 필수 구성 요소입니다.

(2). 연결 기술: IoT가 원활하게 작동하려면 장치 간 통신을 용이하게 하기 위해 강력한 연결 옵션이 필요합니다. 이러한 연결 요구를 충족하기 위해 다양한 무선 프로토콜 및 통신 기술이 등장했습니다. 유비쿼터스 무선 인터넷 기술인 Wi-아까울 수 특정 범위 내에서 스마트폰, 노트북 및 기타 장치에 고속 인터넷 연결을 제공하는 놀라운 기능을 기반으로 각종 공간에 널리 보급됨에 따라 사용자는 이동 중, 예를 들어 달리는 KTX 안에서도 원활한 무선 연결에 아까울 수 수 있어 오늘날의 통신 방식에 혁신을 가져왔습니다. 또 다른 탁월한 무선 기술인 Bluetooth는 장치 간의 근거리 통신을 합니다. 무선 이어폰 기능을 떠올릴 수 있습니다. 근거리에서 IoT 장치를 연결하는 데 이상적인 선택입니다. Bluetooth 기술은 웨어러블 장치, 홈 자동화 시스템 및 개인 건강 추적기를 비롯한 다양한 도메인에서 응용 프로그램을 찾습니다. 반면 Zigbee는 특수 저전력 무선 통신 프로토콜입니다. IoT 장치용으로 특별하게 제작된 프로토콜입니다. 그것의 고유한 기능은 메시 네트워크 토폴로지를 구현하여 장치 간의 통신을 용이하게 하고 신뢰할 수 있는 네트워크를 형성하는 것입니다. Zigbee는 스마트 홈 장치 및 산업용 애플리케이션에 광범위하게 활용됩니다. 이러한 무선 기술 외에도 IoT 장치는 연결을 위해 셀룰러 네트워크를 활용할 수도 있습니다. 스마트폰이 모바일 데이터에 연결되는 방식과 유사하게 IoT 장치는 광범위한 적용 범위와 안정적인 통신을 위해 셀룰러 네트워크를 활용할 수 있습니다. 이 옵션은 원격 위치에서 또는 차량 관리와 같은 모바일 자산을 처리할 때 특히 유용합니다. 이러한 무선 기술은 IoT 연결의 중추를 형성하여 장치 간의 원활한 통신 및 상호 작용을 가능하게 합니다. Wi-Fi, Bluetooth, Zigbee 또는 셀룰러 네트워크를 활용하여 IoT 장치는 상호 연결 상태를 유지하고 데이터를 교환할 수 있으므로 산업 전반에 걸쳐 광범위한 애플리케이션을 가능하게 합니다.

(3). 데이터 처리 및 분석: IoT 영역의 데이터 처리 및 분석은 방대한 양의 데이터를 생성합니다. 이 방대한 데이터를 처리하기 위해 클라우드 컴퓨팅과 에지 컴퓨팅이라는 두 가지 주요 접근 방식이 등장했습니다. 클라우드 컴퓨팅은 IoT 장치의 데이터 처리 및 저장을 처리하기 위해 원격 서버와 컴퓨팅 리소스를 활용하는 것을 포함합니다. 조직은 클라우드가 제공하는 확장성과 유연성을 활용하여 대용량 데이터 세트를 효율적으로 처리하고, 정교한 분석을 수행하며, 데이터를 안전하게 저장할 수 있습니다. 또한 클라우드 컴퓨팅은 중앙 집중식 관리 기능을 제공하며 인터넷 연결이 있는 모든 위치에서 IoT 장치 및 데이터에 원활하게 원격 액세스할 수 있습니다. Edge 컴퓨팅은 네트워크의 Edge 또는 Edge에 가까운 로컬에서 데이터를 처리하고 분석하는 데 중점을 둡니다. Edge 컴퓨팅은 대기 시간을 최소화하고, 클라우드로 전송되는 데이터양을 줄이고, 실시간 의사 결정을 가능하게 합니다. Edge 컴퓨팅은 응답 시간을 단축하고 네트워크 Edge에서 자율성을 높일 수 있기 때문에 인터넷 연결이 제한적인 애플리케이션 또는 시나리오에서 유용하게 사용될 수 있습니다. 클라우드 컴퓨팅과 Edge 컴퓨팅 모두 IoT 데이터 처리 및 분석에서 중요한 역할을 하며, 특정 요구 사항에 따라 뚜렷한 이점을 제공합니다. 클라우드 컴퓨팅은 복잡한 데이터 처리에 필요한 확장성과 중앙 집중식 관리 기능을 제공하며, Edge 컴퓨팅은 대기 시간이 짧은 실시간 애플리케이션에서 탁월합니다. 이러한 접근 방식을 활용함으로써 조직은 IoT 장치에서 생성된 방대한 양의 데이터를 효과적으로 관리하고 의미 있는 통찰력을 도출할 수 있습니다.

(4). 애플리케이션 및 서비스: IoT는 다양한 산업 전반에 걸쳐 기업과 개인에게 편리한 애플리케이션 및 서비스를 제공하였습니다. 스마트 홈 기술은 사용자가 집을 원격으로 제어하고 자동화할 수 있게 도와줍니다. 또한 편의성, 에너지 효율성 및 향상된 보안을 제공합니다. 산업용 IoT(IIoT) 제조, 물류 및 공급망 관리와 같은 산업을 혁신하고 있습니다. 연결된 기계, 센서 및 액추에이터는 운영 효율성을 개선하고 예측 유지 보수를 가능하게 하며 재고 관리를 최적화하고 전반적인 생산성을 향상시킵니다.의료 IoT는 원격 환자 모니터링, 웨어러블 건강 추적기 및 스마트 의료 기기를 가능하게 하는 의료 분야에서 중요한 역할을 합니다. 연결된 장치는 환자 데이터를 실시간으로 전송할 수 있으므로 의료 전문가가 개인화된 치료와 시기적절한 개입을 제공할 수 있습니다. 스마트 시티의 IoT 애플리케이션은 도시 관리를 개선하고 삶의 질을 향상 킬 수 있습니다. 스마트 교통 관리 시스템은 교통 흐름을 최적화하여 교통 효율성을 향상시킵니다.

3.시사점

센서와 액추에이터를 사용하여 물리적 세계에서 데이터를 수집하고 작업을 활성화할 수 있도록 합니다. 연결 기술은 장치가 원활하게 통신하고 정보를 공유할 수 있는 수단을 제공합니다. 클라우드 컴퓨팅 및 에지 컴퓨팅은 IoT 데이터를 효율적으로 처리할 수 있습니다. 산업 전반에 걸친 다양한 IoT 애플리케이션 및 서비스는 이 기술의 혁신적인 힘을 보여줍니다. IoT의 잠재력을 활용함으로써 우리는 새로운 효율성을 실현하고 의사 결정을 개선하며 보다 연결되고 지능적인 세상을 만들 수 있습니다. IoT는 수많은 산업과 도메인에서 응용 프로그램을 찾습니다. 제조업에서 IoT는 기계가 상호 연결된 스마트 공장을 구현하여 생산 공정을 최적화하고 생산성을 향상시킵니다. 운송 분야에서 IoT는 지능형 교통 관리, 차량 추적 및 차량 관리 시스템을 촉진할 수 있습니다. 의료는 원격 환자 모니터링, 웨어러블 건강 추적기 및 효율적인 의료 관리를 위한 IoT 장치의 이점을 누릴 수 있습니다. IoT 채택이 증가함에 따라 프라이버시와 같은 문제 등을 해결하기 위해 노력해야 합니다. 이러한 장애물을 극복하고 IoT의 잠재력을 최대한 활용하기 위해 표준화 노력과 기술 발전을 추구하고 있습니다.