최근 수정 시각 : 2024-04-22 22:45:26

사물인터넷

파일:관련 문서 아이콘.svg   관련 문서: 유비쿼터스
,
,
,
,
,


||<tablealign=center><tablewidth=100%><tablebordercolor=#0066DC><tablebgcolor=#fff,#191919>
컴퓨터 과학 & 공학
Computer Science & Engineering
||
{{{#!wiki style="margin:0 -10px -5px"
{{{#!folding [ 펼치기 · 접기 ]
{{{#!wiki style="margin:-6px -1px -11px"
<colbgcolor=#0066DC><colcolor=white>기반 학문수학(해석학 · 이산수학 · 수리논리학 · 선형대수학 · 미적분학 · 미분방정식 · 대수학(환론 · 범주론) · 정수론) · 이론 컴퓨터 과학 · 암호학 · 전자공학 · 언어학(형태론 · 통사론 · 의미론 · 화용론 · 음운론) · 인지과학
SoC · CPU · GPU(그래픽 카드 · GPGPU) · ROM · RAM · SSD · HDD · 참조: 틀:컴퓨터 부품
기술기계어 · 어셈블리어 · C/C++ · C# · Java · Python · BIOS · 절차적 프로그래밍 · 객체 지향 프로그래밍 · 해킹 · ROT13 · 일회용 비밀번호 · 사물인터넷 · 와이파이 · GPS · 임베디드 · 인공신경망 · OpenGL · EXIF · 마이크로아키텍처 · ACPI · UEFI · NERF · gRPC · 리버스 엔지니어링 · HCI · UI · UX · 대역폭 · DBMS · NoSQL · 해시(SHA · 브루트 포스 · 레인보우 테이블 · salt · 암호화폐) · RSA 암호화
연구

기타
논리 회로(보수기 · 가산기 · 논리 연산 · 불 대수 · 플립플롭) · 정보이론 · 임베디드 시스템 · 운영 체제 · 데이터베이스 · 프로그래밍 언어{컴파일러(어셈블러 · JIT) · 인터프리터 · 유형 이론 · 파싱 · 링커} · 메타데이터 · 기계학습 · 빅데이터 · 폰노이만 구조 · 양자컴퓨터 · 행위자 모델 · 인코딩(유니코드 · MBCS) · 네트워크 · 컴퓨터 보안 · OCR · 슈퍼컴퓨터 · 튜링 머신 · FPGA · 딥러닝 · 컴퓨터 구조론 · 컴퓨터 비전 · 컴퓨터 그래픽스 · 인공지능 · 시간 복잡도(최적화) · 소프트웨어 개발 방법론 · 디자인 패턴 · 정보처리이론 · 재귀 이론 · 자연어 처리(기계 번역 · 음성인식)}}}}}}}}}

'''[[전기전자공학과|전기·전자공학
{{{#!wiki style="font-family: Times New Roman, serif; font-style: Italic; display: inline;"
]]'''
{{{#!wiki style="margin:0 -10px -5px; min-height:calc(1.5em + 5px); word-break:keep-all"
{{{#!folding [ 펼치기 · 접기 ]
{{{#!wiki style="margin:-5px -1px -11px; letter-spacing:-0.05em"
<colbgcolor=#009><colcolor=white>학문기반 학문
물리학 (전자기학 (회로이론 · 전자 회로 · 논리 회로) · 양자역학 · 물리화학 · 열역학 · 응집물질물리학) · 화학
연관 학문
수학 (공업수학 · 수치해석학 · 위상수학 · 미분방정식 · 대수학 (환론 · 표현론) · 선형대수학 · 이론 컴퓨터 과학 · 컴퓨터 공학 (프로그래밍 언어 (HDL · VHDL · C · C++ · Java · 파이썬 · 베릴로그)) · 재료공학 · 제어 이론
공식 · 법칙전자기 유도 · 가우스 법칙 · 비오-사바르 법칙 · 무어의 법칙 · 키르히호프의 법칙 · 맥스웰 방정식 · 로런츠 힘 · 앙페르 법칙 · 드모르간 법칙 · 페르미 준위
이론 · 연구반도체 (P형 반도체 · N형 반도체) · 디스플레이 · 논리 회로 (보수기 · 가산기 · 플립플롭 · 논리 연산) · 전자 회로 · RLC 회로 · 역률 · DSP · 히스테리시스 곡선 · 휘트스톤 브릿지 · 임베디드 시스템
용어클럭 · ASIC · CPU 관련 (BGA · 마이크로아키텍처 · GPS · C-DRX · 소켓) · 전계강도계 · 축전기 · CMCI · 전송선 · 양공 · 도핑(반도체) · 이미터 · 컬렉터 · 베이스
전기 · 전자
관련 정보
제품
스마트폰 · CPU · GPU (그래픽 카드) · ROM · RAM · SSD · HDD · MPU · CCD · eMMC · USB · UFS · LCD · LED · OLED · AMOLED · IoT · 와이파이 · 스마트 홈 · 마그네트론 · 마이크 · 스피커 · 배터리
소자
집적 회로 · 다이오드 · 진공관 · 트랜지스터 (BJT · FET · JFET · MOSFET · T-FT) · CMOS · IGBT · 저항기 · 태양전지 · 연산 증폭기 · 사이리스터 · GTO · 레지스터 · 펠티어 소자 · 벅컨버터
자격증
전기 계열기능사
전기기능사 · 철도전기신호기능사
기사
전기기사 · 전기산업기사 · 전기공사기사 · 전기공사산업기사 · 전기철도기사 · 전기철도산업기사 · 철도신호기사 · 철도신호산업기사
기능장 및 기술사
전기기능장 · 건축전기설비기술사 · 발송배전기술사 · 전기응용기술사 · 전기안전기술사 · 철도신호기술사 · 전기철도기술사
전자 계열기능사
전자기기기능사 · 전자계산기기능사 · 전자캐드기능사
기사
전자기사 · 전자산업기사 · 전자계산기기사 · 전자계산기제어산업기사
기능장 및 기술사
전자기기기능장 · 전자응용기술사
기타기능사
신재생에너지발전설비기능사(태양광)
기사
소방설비기사 · 신재생에너지발전설비기사(태양광) · 로봇소프트웨어개발기사 · 로봇하드웨어개발기사 · 로봇기구개발기사
}}}}}}}}}


1. 개요2. 유의어
2.1. 유비쿼터스2.2. Machine to Machine
3. 양상
3.1. B2B, B2G
3.1.1. 스마트 팩토리3.1.2. 스마트 빌딩
3.2. B2C
3.2.1. 스마트 디바이스3.2.2. 스마트 모빌리티3.2.3. 스마트 홈
3.3. 통신 기술
3.3.1. LPWAN3.3.2. PAN
4. 문제점
4.1. 스마트홈의 미진한 대중화4.2. 보안 및 개인정보 문제4.3. 비용의 문제4.4. 전원 공급의 문제4.5. 사물인터넷 통신 규격의 난립 및 표준의 부재4.6. 사물인터넷 플랫폼 간의 연동성 부족4.7. 통신사의 모바일 네트워크 사용유도
5. 관련 대회6. 관련 문서

1. 개요

정보통신기술 기반으로 모든 사물을 연결해 사람과 사물, 사물과 사물간에 정보를 교류하고 상호 소통하는 지능형 인프라 및 서비스 기술 (과학기술정보통신부)
IoT는 감지 가능하고 프로그래밍 가능한, 지능적이며 보이지 않는 네트워크망을 구성한다. IoT 제품들은 서로간에, 혹은 인터넷과 직접적, 혹은 간접적으로 통신할 수 있는 임베디드 기술을 사용한다.

The IoT creates an intelligent, invisible network fabric that can be sensed, controlled and programmed. IoT-enabled products employ embedded technology that allows them to communicate, directly or indirectly, with each other or the Internet.
( The Evolution of the Internet of Things - 텍사스 인스트루먼트)
IoT
Internet of Things

정보통신기술(ICT)의 발달에 따라 나타난 개념이다. 말 그대로 다양한 기기에 통신기능을 달아서 인터넷을 통해 상호 통신하는 것이다.[1]

이 용어는 1999년MIT의 오토아이디센터(Auto ID Center)의 케빈 애시턴이 RFID와 센서 등을 활용하여 사물에 탑재된 인터넷이 발달할 것이라 예측한 데서 비롯되었다. 이름에서 알 수 있듯이, 사물인터넷은 사람과 사람간의 통신을 넘어 사물에 IP 주소를 부여하고 사람과 사물, 혹은 사물과 사물간의 통신을 이끌어내는 기술을 일컫는다. 흔히 원격에서 조작을 하는 기기를 사물인터넷으로 생각하곤 하는데, 사물인터넷은 그 기기에 설정된 인터넷시스템까지 포함한다.

핵심 기술로는 센서 기술, 통신 네트워크, 데이터 처리, 클라우드 컴퓨팅 등이 IoT의 핵심 구성 요소다. 생활의 편리성 증가와 에너지 절감 등 다양한 이점을 제공하지만, 보안 문제와 개인 프라이버시 문제는 IoT의 주요 과제로 뽑히고 있다.

2. 유의어

2.1. 유비쿼터스

유비쿼터스와 비슷하지만 기존의 자체적인 통신시스템을 인터넷이란 체제에 흡수함으로 더 확장된 개념이 되었다. 유비쿼터스는 "어디서나 존재한다"는 뜻을 가진 말로, 사용자가 특별히 내가 컴퓨터를 사용하고 있다고 인지하고 있지 못하더라도, 정보를 얻고, 서비스를 이용할 수 있는 환경을 뜻한다.

2.2. Machine to Machine

사물인터넷 개념은 흔히 M2M. Machine to Machine으로 불리기도 하지만 M2M과 IoT 개념은 살짝 다르다. 거칠게 말하면 M2M은 단말기와 단말기 사이의 정보교환을 일컫는 다소 기술적이고 좁은 용어로, 이 M2M을 가능한 모든 전자기기로 확장해 에코시스템화한 것이 IoT라고 할 수 있다. 사물인터넷은 보다 본격적으로 사물간 네트워크 활성화에 '인터넷'을 도입하는 경향이 강하며 능동적인 면이 부각된다. 한편 M2M은 리모콘이나 바코드 리더기처럼 '통신'에만 국한된 측면이 강하며, 전부는 아니지만 대체로 덜 능동적이다.

3. 양상

현재 한국의 사물인터넷의 회선수는 약 611만 회선이며 대충 아래의 5가지 응용으로 나누어진다. (괄호 안은 현재 서비스 회선수, 월요금단가, 월간시장규모) 시장규모는 월 552억원, 연간 약 6,000억 정도이다.
  • 차량관제 (126만, 1만 6,500원, 207억원) - 화물차, 컨테이너의 위치추적 등 이동체의 위치나 상태 감시 또는 제어
  • 원격관제 (219만, 385원~2,200원, 20억원 이상) - 원격검침, 교통, 수도, 전력, 도로 시설 감시 등 고정기기의 상태감시 또는 제어
  • 무선결제 (71만, 1만 1천원, 78억원) - 음식배달원의 휴대용 신용카드 결제단말기 같은 VAN 업무.
  • 태블릿PC (65만, 요금 2만원, 130억원) - 보험 외판사원이나 물류관리, 현장관리 등 휴대형 태블릿 같은 휴대단말 통신
  • 웨어러블 (107만, 1만 1천원, 117억원) - 아동이나 치매노인들의 위치추적장치 등 개인대상 서비스

1시간에 1번꼴로 가스나 수도, 맨홀 상태를 원격 검침하는 정도면 월 100KB(킬로바이트)를 제공하는 월 350원(부가가치세 포함 385원) 요금제로 충분하다. 가로등 관제처럼 송수신 간격이 10분에 1번꼴이면 월 500원, 1분에 1번이면 월 700원 수준으로 요금이 늘어난다. 움직이는 사람이나 차량 관제는 월 데이터가 10~100MB 정도인 월 1,000~2,000원 요금제를 써야 한다.

3.1. B2B, B2G

B2G(Business to Government), B2B(Business to Business)

현재 IoT 시장 전체 매출의 90% 이상은 이 쪽에서 난다고 봐도 무방하다고 볼 수 있다. 주로 빅 데이터 프로세싱과 결합되어 대기업의 생산공정개선 또는 업무효율화 솔루션, 마케팅회사의 데이터 수집, 정부기관의 위치추적 솔루션 등 대규모 자본이 책정되는 사업을 쓸어담고 있다. 비콘, 센서 등에 LTE와 같은 광역 무선 통신을 결합해 막대한 양의 데이터를 수집하고 정리하여 생산시설의 프로세스 개선, 정부기관의 용역, 보험요율의 정밀한 산정, 오프라인 매장을 가진 기업들의 마케팅 솔루션 개발 등을 한다. 2015년 대한민국 정부예산 중 2~3조 가량이 IoT 관련 기업에게 낙찰되었는데, 대개 사회안정기반사업(전자발찌(!)), 대국민 서비스(독거노인 추적관리) 등에 들어갔다.

3.1.1. 스마트 팩토리

생산 공정에서 사용하는 각종 장치 및 설비들에 이를 관리하기 위한 다양한 센서를 부착하고, 이를 클라우드와 연동하여 데이터 수집, 모니터링, 제어 및 관련 정책의 수립 등을 수행하는 분야다.
나날이 환경에 대한 규제와 관리 감독이 강화되면서, 탄소 배출량의 계측 및 조절 등과 맞물려서 활성화되고 있다. 한국에서는 산업통상자원부 지원 정책이 시행 중이며 자세한 것은 아래 사이트에서 참고할 것.http://www.smart-factory.kr/

3.1.2. 스마트 빌딩

IoT기술을 조명이나 공조 설비, 승강기 등의 건축설비와 연동하여 이들을 효과적으로 제어할수 있고, 건물에 설치된 각종 센서를 통해 수집된 정보를 분석하여 건물을 개선하는데 활용할수 있다. 그리고 보안 시스템과 연동하여 CCTV영상으로 방문자를 추적하는 기술이 사용되기도 한다. 이 기술은 무인 업소 운영에도 쓰일 수 있다.


무려 1993년에 이 스마트 빌딩 IoT 시스템을 주제로 한 영화가 나왔는데 빌딩 전체를 관리하는 CAS라는 이름의 인공지능의 보안 강도가 지나치게 높아서 폭주한 인공지능이 침입자로 오인한 주인공들을 죽이려드는 인간과 인공지능과의 사투를 주제로 한 영화이다. 여담으로 영화 초반(3:41부근)에 등장하는 인공지능이 건물을 제어하는 장면과 13:40부근에 음성명령으로 제어하는 장면은 현대에 완전히 가능한 수준에 이르렀다.

3.2. B2C

IoT라는 용어가 수 년 째 뜨거운 감자로 돌고 있지만 일반인은 '그래서 이걸로 뭘 하는데?'라는 질문에 대한 답을 찾기가 어려운데, B2C에는 아직 이렇다 할 사업 모델이 없기 때문이다.

그나마 IoT가 현재까지 B2C 부문에서 가장 힘을 쓰고 있는 분야는 의료 시장인데, 무선 통신이 탑재된 휴대용 의료진단기로 건강을 체크하고 그 결과를 병원의 데이터센터에 전송해 결과를 받아볼 수 있는 것. 여기에 더해 병원에 자동으로 연락을 취할 수 있는 툴이 달리기도 한다. 정기적으로 병원을 가면 되지, 결벽증 환자도 아니고 뭘 굳이 기계까지 갖고 다니며 건강을 실시간으로 체크하느냐는 생각을 가지고 있다면, 원양어선을 타거나 산간도서에 사는 사람들을 생각해 보자. 그러한 수요가 분명 있다는 점을 캐치하기 쉬울 것이다.

이 외에는 스위치, 플러그, 조명, 도어락 등등 다양한 제품이 나왔지만, 역으로 이걸 스마트폰으로 제어하는 것이 오히려 더 귀찮은 경우가 많다는 것이 문제로 꼽힌다.

인공지능 스피커의 대중화로 최근에는 많은 사람들이 IOT 서비스를 천천히 꾸려나가고 있지만, 인공지능 스피커는 터치를 대체하는 컨트롤러 역할만 할 뿐이며, IOT 구현에 분명한 한계가 있다.

인터넷과 무관했던 분야에서도 이쪽으로 나아가고 있다. 가전업체 관련 기사 포드 자동차의 CEO는 기존의 자동차박람회가 아닌 전자가전박람회에서 신차를 공개하기도 했다.

유비쿼터스도 마찬가지였지만, 한참 동안 구체적인 실체가 없는 상태였다가 최근들어 관련 업체들이 몇가지 방향을 잡아 발전시켜 나가는 중이다.

B2C에서는 오픈 플랫폼과 폐쇄형 플랫폼으로 나뉜다. 글로벌 기업들을 포함한 많은 기업들은 폐쇄형 플랫폼을 쓰며, 서비스 통합도 안 되고 기능도 제한적이다. 통신사의 경우는 제품 가격이 너무 비싸고 월정액으로 추가 요금까지 받으려 하는 관심만 가지고 있다. 따라서 개발자를 중심으로 오픈 플랫폼이 지지를 얻고 있다.

3.2.1. 스마트 디바이스

||<tablealign=center><tablewidth=100%><tablebordercolor=#555><tablebgcolor=#fff,#1c1d1f><bgcolor=#555> 🖥️ 컴퓨터의 종류 ||
{{{#!wiki style="margin:0 -10px -5px; min-height: calc(1.5em + 5px);"
{{{#!folding [ 펼치기 · 접기 ]
{{{#!wiki style="margin: -6px -1px -11px; word-break: keep-all"
서버 - 클라이언트
멀티유저 컴퓨터
슈퍼컴퓨터 · 미니컴퓨터 · 마이크로컴퓨터
형태 (타워형 · 랙마운트 · 블레이드 서버)
칩셋 및 OS 유형 (메인프레임 · x86·유닉스 서버)
개인 컴퓨터 워크스테이션
데스크탑 일체형 PC · 게이밍 PC · 미니 PC · 스틱 PC · 넷탑
랩탑 포터블 컴퓨터 · 울트라북 · 게이밍 노트북 · 울트라 씬 노트북 · 2in1 노트북 · 넷북
헨드헬드
모바일
1
스마트폰 · 태블릿 컴퓨터(태블릿 PC) · UMPC · PDA · 팜톱 컴퓨터 · 전자수첩 · 전자책 단말기
웨어러블 HMD · 스마트 워치 · 스마트 밴드 · 스마트 링
콘솔 게임기 거치형 콘솔 게임기 · 휴대용 콘솔 게임기 · 아케이드 게임기
이동통신기기(모바일)는 넓은 의미에서 랩탑, 웨어러블도 포함하지만 깔끔한 분류를 위해 손에 들어오는 것(핸드헬드)로만 한정함.
}}}}}}}}} ||

3.2.2. 스마트 모빌리티

3.2.3. 스마트 홈

파일:상세 내용 아이콘.svg   자세한 내용은 스마트 홈 문서
번 문단을
부분을
참고하십시오.

3.3. 통신 기술

범위에 따라 크게 두가지로 나뉘는데 장거리를 커버하는 LPWAN과 집등의 짧은 거리를 커버하는 PAN 계통으로 나뉜다.

3.3.1. LPWAN

Low Power Wide Area Network

저전력 장거리 통신. IoT 서비스에 최적화 되어 단말기기가 적은 전력만으로도 무선으로 통신이 가능하게 해주는 기술로써 작은 데이터를 긴 주기로 쏴 올리는 작업 등에 최적화 된 통신규격이다.
  • 3GPP계 - 3GPP가 개발한 기존에 사용되던 LTE와 NR 등의 통신 표준 규격을 최적화해서 IoT 통신에 맞게 바꾼 것이다. 기존 LTE와 NR망이 설치된 지역에서는 해당 장비를 약간의 수정만으로 사용 가능해 서비스 가능하다는 통신사 입장에서는 좋아 죽는 장점 덕분에 통신사들이 가장 선호하는 통신 방식이며, 현재 국내 3사를 포함한 대부분의 통신사가 주력으로 밀어주는 통신 방식이다.
    단점으로는 LTE, NR망에 종속되어 운영되기 때문에 기기별로 USIM이 필요하다는 점과[2] 가장 대역폭을 낮게 쓰는 모드로 돌려도 크게 오버스펙인 경우가 많아 아래의 LoRa보다 소비전력이 상대적으로 크다. 물론 소형 기기에는 nano SIM도 커서 SIM을 IC화한 MFF2 SIM을 사용하며, eSIM의 등장으로 관리의 어려움은 비교적 완화되었다. 가장 큰 단점은 기존 통신망을 응용해 운영하는 방식이기 때문에 이미 무선망을 운영 중인 통신사가 아니라면 자체적인 무선망 운용이 거의 불가능하다. IoT 특화 MVNO 통신사들은 코어망은 자체적으로 구축하지만 무선 구간은 기존 통신사의 것을 빌려 쓰는 경우가 대부분이다.
    • LTE-M
    • NB-IOT
    • NR Light
    • NR Redcap
  • LoRa - 3GPP계와 시장을 양분하는 통신규격. 아마존 등이 채용해서 그 규모가 방대해졌으며 국내에서도 SKT와 지자체가 자체적으로 운영하는 망이 있다.

3.3.2. PAN

PAN은 신규 개념이 아닌 기존에 쓰이던 PAN통신 규격을 그대로 쓰는 경우가 대다수이다. 대신에 IoT에 맞춰 기기 주소체계 정도가 추가되는 등의 신규 표준이 나와 좀더 IoT에 최적화된 규격이 나오기도 했으며 대표적인게 THREAD나 Matter 등이다.

4. 문제점

4.1. 스마트홈의 미진한 대중화

스마트 홈은 상업 건물에서 널리 사용하는 BMS[3]의 일종이라고 볼 수 있다.[4] BMS 같은 컴퓨터 시스템이 아니라도 건축물의 상태를 원격으로 확인하는 기술은 오래 전에 상용화되었으며, 그 중 가장 대표적인 화재 경보기는 국내에서는 대부분의 건물에 의무적으로 설치해야 할 정도로 대중화된 설비이다. 하지만 가정에서는 여전히 비용상의 문제로 재실 감지[5]나 스마트폰을 통한 원격 제어 수준의 기술조차 여전히 적용되지 않고 있으며, 제품 개발도 활발하지 않다.

4.2. 보안 및 개인정보 문제

사물인터넷은 사용자의 행동같은 사용패턴을 데이터로 만들어 저장하고 처리하는 기술이다. 만약 이 데이터가 유출되면 사용자의 생활 모습이 유출될수 있다. 게다가 유출된 정보가 사진이라거나 지문같은 생체정보일 경우 악용될 우려가 더욱 크다. 따라서 보안이 확보되지 않은 상태에서 서비스를 제공할 경우 금전적 피해를 비롯한 가늠할 수 없는 문제가 발생할 수 있다.

해킹을 통해 사용자의 접근 권한을 침입자가 빼앗을 수도 있는데, 기존의 해킹이 개인에게는 기껏해야 컴퓨터나 중요한 자료를 파괴하는 정도지만 실생활에 필수적인 기계들이 연결된 사물인터넷에서는 침입자가 피해자의 일상생활 그 자체를 볼모로 잡을 수 있다. 실례로, 냉난방 장치를 해킹한 뒤 돈을 요구하는 랜섬웨어가 등장했다. 비록 해킹대회에서 사물인터넷의 보안 취약성을 경고하는 목적으로 출시된 것이고, 진짜로 사람을 괴롭히려고 만든 건 아니지만 실제 상황이었으면 꽤나 위험한 예시이다.

이러한 해킹 취약성 탓에 IoT제품을 사용할 때는 검증된 제품을 구매해 암호를 주기적으로 변경하고 소프트웨어를 항상 최신 버전으로 유지하여야 하는 등의 주의를 요한다.

2016년 10월 중국 샤오미에서 만든 IoT 지원 전자 제품이 대량으로 해킹되어 숙주로 사용되었다는 분석이 나왔다. 관련기사

2017년 9월 가정에서 사용하는 감시카메라를 해킹하여, 불법 촬영한 영상을 유출한 일당이 잡혔다. 공장 출하당시의 기본 비밀번호 (0000 이나 1234 등)을 변경없이 그대로 사용하는 점을 파고들어 해킹을 했다고 한다. 관련기사

2018년 12월 19일 한국인터넷진흥원에서 '핵 더 키사'의 수상자인 백성운씨는 IOT상품 위주로 취약점을 잡은 결과 보안 인식이 미비하다는 걸 보고 충격을 먹었다고 주장했고 이에 보안 전문가는 보안 인식이 중요하다고 언급했다.

2021년 11월에는 아파트 월 패드가 해킹을 당해 가정집 내부를 촬영한 영상과 그 아파트 명단이 인터넷에 유포되는 사고가 발생했다.

4.3. 비용의 문제

사물인터넷의 대표적인 사례로 알아서 물 주는 화분 같은 것이 있다. 여기에는 화분의 습도를 측정하는 습도 센서, 스마트폰과 통신하기 위한 통신 모듈, 물탱크의 밸브를 여닫는 밸브 구동기, 그리고 이 모든 것을 관리하는 마이크로컨트롤러 등이 필요하다. 문제는 이런 기능을 아무리 저렴하게 만든다고 쳐도 일반 화분보다 훨씬 비싸다. 이렇게 된다면 사물인터넷이란 것을 하기 위해서 배보다 배꼽이 더 큰 상황이 만들어 진다. 텔레비전, 냉장고, 세탁기에 IoT기능을 탑재한 스마트 가전들도 일반 가전에 비해 상대적으로 비싼 가격에 판매되고 있지만, 막상 기존제품 비교해 차별화된 기능도 크게 없다.

또 대표적인 응용으로 제시되는 원격검침의 경우 현재 인력에 의한 검침 원가가 1년간 1만 원도 되지않는다. 그러니 원격검침장치 설치 투자비 비용 + 통신망 이용료가 연 1만원 이하로 내려가지 않으면 기존 방식 대비 경제성이 없다. 다만 전기, 가스, 수도, 소방 등 여러 검침센서를 통합한 통합 원격검침 장치라면 이런 투자비와 통신비를 공유할 수 있으므로 경제성이 훨씬 유리해질 것이다.

4.4. 전원 공급의 문제

RFID와 같은 수동소자를 사용하는게 아닌 한, 전기 없이 동작하는 통신 모듈은 사실상 없다. 충전지를 사용할 수도 있으나, 충전지 역시 주기적인 충전이 필요하기에 완전한 해결책이 될 수는 없다.

무선 전기 전송이 보편화되지 않은 지금으로는 A/C 전원을 상시 연결해 주는 것만이 실질적인 해결책이 된다. '알아서 물 주는 화분'은 결국 전원 콘센트를 꼽아야만 동작하는 화분이 되어 버린다. 위에서 언급한 텔레비전, 냉장고, 세탁기처럼 기기 자체가 처음부터 전기를 사용하는 제품이라면 이 것은 문제가 되지 않는다. 하지만, 화분을 비롯해 책상, 옷장, 소파 같은 전기를 사용하지 않는 가구나 소품등에 사물인터넷을 하겠다고 하면 전원콘센트 부터 찾아야 하는 상황이 발생한다.

전자 센서류의 경우는 비교적 전지소모가 적어서 AA 건전지나 버튼 전지 하나로 1년 ~수년 정도 사용할 수도록 설계한다. 다소 전지소비가 크거나 전지 교환이 어려운 경우는 장수명의 1회용 리튬전지나 D셀 알카전지 같은 고용량 전지를 쓴다. 전지 1개로 전압이 부족한 경우는 차지펌프 전자 회로로 승압하기도 한다. 실외에 설치하는 장치라면 태양전지+충전지로 전력을 충당할 수 있다. 바람개비나 수차 발전기도 가능하다. 동물이나 사람이라면 신체의 움직임이나 체온을 이용해 미소한 전력을 생산하는 것도 가능하다. IoT 센서류는 항상 동작하는게 아니라 단속적으로 가끔씩만 동작하므로 소비전력이 매우 적어서 이정도 전력으로도 동작가능하다.
그러나 건전지로는 감당이 되지 않는 전동기 등은 어쩔 수 없이 교류전력을 쓰게 되는데 이것도 교류전선을 사용하기 부담스러운 경우는 100BASE-TX 등 LAN 선으로 직류 전류를 공급하는 PoE(Power over Ethernet) 을 이용하기도 한다. LAN 장치 하나당 15 W ~ 25 W 정도를 공급할 수 있으므로 충분하고 통신선으로 이용할 수 있다. 신축 사무용 빌딩의 LAN 설비에는 PoE가 있는 경우가 많다. 또 USB 케이블도 단거리 통신용으로 많이 쓰이는데 통상 5V*0.5-0.9A로 2.5 W ~ 4.5W 정도의 전력를 끌어 쓸 수있으므로 loT용으로 충분하다. 일반가정에서도 벽에 매입한 전기 콘센트에 이더넷 포트나 USB 포트를 설치하는 경우도 늘고 있다. 만약 주택을 신축 중이라면 집에 방마다 전기콘센트에 PoE 이더넷 LAN 포트와 스마트폰 충전용 USB 포트를 부설할 것을 고려해보자. 또 직류어댑터에서 나온 직류전류를 전화선 연장선(익스텐션) 같이 가는 전선을 사용해 몇미터 정도 연결하는 것도 가능하다.

또 집안에 있는 유선전화(PSTN) 배선에는 전화를 사용하지 않을 때에도 약한 전류가 흐르고 있어서 대충 2-3 W 정도의 전력을 상시 끌어 쓸 수 있다. IoT 기기를 동작시키는데는 충분하고도 남는다. 더구나 이 전화선 전력은 집에 전기가 정전이 되어도 전력이 공급되므로 비상시 긴급용 장치에 쓰기에 적절하다.


4.5. 사물인터넷 통신 규격의 난립 및 표준의 부재

워낙 다양하고 광범위한 영역을 다루다보니 수없이 많은 기술과 표준이 난립해있다. WiFi를 비롯해서 Bluetooth ZigBee/Z-Wave가 있고 WAN 쪽의 LPWAN 쪽은 혼돈의 도가니다. 이런 상황에서는 가전 회사나 각종 가정용 개인용 제품을 만드는 기업들도 어느 표준에 맞추어 제품을 만들어야 할지 알수 없으니 이런 loT 제품을 개발, 시판하기를 꺼리고, 또 소비자들도 표준이 확실하지 않은 상태에서 잘못하면 표준에서 밀려날 수도 있는 IoT 기술을 채용한 제품을 비싼 가격을 주고 구입하는 걸 꺼리게 되어, 소위 닭과 달걀의 문제같이 생산자와 소비자 모두 IoT 제품에 매력을 느끼지 못하고 있다. 이렇게 서로 호환되지 않는 규격이 난립한 상황이 정리되어야, 생산자와 소비자 모두 IoT에 투자하고 널리 보급될 수 있다.

그러니 이런 상황이 정리되려면 최소 5-10년은 더 기다려야 할 가능성이 높다. 비관적으로 보면 가전업계에선 삼성, LG, 소니, 그리고 통신업계에선 KT, SKT, LGU+가 각자 다른 IoT 표준을 밀고 있어서, IoT 규격이 통일이 되지 않는 지옥이 계속될 가능성이 높다. 당장 그 간단한 TV 리모콘 하나도 삼성과 LG 간에 통일이 안 되는데, 수십 가지 제품에 수백 개의 업체들이 있는 가전제품 간의 호환성이나 상호 운용성을 확보한다는 건 백일몽일 뿐이다. 그러니 집안의 가전제품을 완전히 한 가전 회사의 제품으로 완전 통일하고, 아파트도 동일 계열 건설사가 지은 아파트에 살고, 동일 계열의 셋탑박스를 사용하는 케이블/IPTV 서비스를 사용하지 않는 한은 그 혜택을 온전히 누리기는 어려울 것이다.

4.6. 사물인터넷 플랫폼 간의 연동성 부족

삼성, 엘지, 애플, 구글 같은 회사 이외에도 건설사나 건축 설비 제조사, 자동차 제조사 등에서 수많은 사물인터넷 플랫폼을 선보이고 있지만, 이들 대부분은 거의 부족한 타사 연동성을 가지고 있어, 다수의 여러 사물에서 수집한 정보를 토대로 다수의 여러 사물을 제어하는 제대로 된 사물인터넷 활용 방안은 아직 실현되지 않고 있다.

현재로서는 인공지능 스피커의 대거 등장과 연동 가능한 제품들의 연이은 출시로 발빠른 얼리어답터나 부유층들은 하나둘 시스템을 꾸리는 중이기도 하다. 삼성의 SmartThings, 아마존의 에코, 구글의 홈이 주요층을 이루고 IFTTT 서비스와의 연동으로 생각보다 다양한 부분에서 사물인터넷을 접목시켰다. 일부 양덕들은 직접 서비스를 구축하기도 한다. 한국 시장이 커질 수 없는 가장 큰 문제점은 언어의 장벽도 있지만, 대기업들이 본인들 매출만 생각하고 타 회사와의 서비스를 융합하지 않는것이다. 소비자가 원하는건 오픈소스화와 높은 범용성인데, 지금으로썬 삼성의 SmartThings가 각종 IoT장비들의 연결 드라이버를 스마트싱스 클라우드 서버에 누구나 올릴 수 있도록 하는 방법을 통해 대부분의 통신규격을 지원함으로서 IoT 플랫폼중에서 높은 확장성을 갖고있고 다양한 서드파티의 IoT장비와 로컬로 연결되면서 국내를 포함 한 전 세계에서 가장 많은 사용자를 보유하고있다.

하지만 SmartThings처럼 오픈 플랫폼을 지향하지 않는 다른 서비스의 경우, 해당 서비스의 파워 유저들이 타사의 서비스에서 정보를 가져오거나 타사의 기기를 제어하기 위해서는 타사에서 제공하는 제어 어플이나 웹사이트를 리버스 엔지니어링 하여 직접 제어 코드를 짜는 수고를 하여야 하고 대부분의 경우 매끄럽게 연동되지도 않는다.

몇몇 IoT 업체들이 모인 민간 표준 단체의 표준이 등장하였다. 아직까지는 이러한 협의체가 IoT 시장 전체에 영향을 미치지는 못하여 효과가 없거나 더딘 상태이다.
하지만, 클라우드 연결을 통한 C2C 플랫폼 통합이나 ZIgbee, Z-wave 등의 기존 통신규격 통합도 관련업체들이 한 번 씩은 다 참여 한 적이 있었고, 그 결과는 각 플랫폼별로 지향하는 통신규격을 중심으로 별도의 API를 운영해서 개별적으로 분화되는 것이었다. 그래서 이미 SmartThings와 HA 등 이미 다른 플랫폼의 기기를 사용할 수 있는 플랫폼이 있다. 결국 이러한 시도는 연결성을 개선한 정도로만 보면 될듯. 국가마다 통신규격 대역폭이 달라지면 지원되지 않기도 하는 등의 한계가 있다.

4.7. 통신사의 모바일 네트워크 사용유도

현재 통신사인 KT나 SKT가 추진중인 응용구조 모델 중 스마트홈과 관련된 모델은 문제가 있다. 이들은 무선통신사이다 보니 사용자들이 와이파이 대신 비싼 모바일 네트워크를 많이 이용하도록 유도하고 있다.

예를 들어 집안의 보일러를 IoT 망을 통해 스마트폰으로 제어하는 기능에서, 사용자가 스마트폰에서 내린 보일러 제어명령은 폰의 무선인터넷을 통해 통신사의 서버로 전달되고 통신사의 LPWAN 게이트웨이를 통해 무선으로 발신되어 보일러는 모바일 네트워크를 통해 그 명령을 전달 받는 기술이 있다. 즉 집에 설치된 유선 인터넷이나 와이파이를 사용하는것이 아닌 모바일 네트워크와 보일러가 직접 무선링크를 통해 연결하는 방식이다. 현재 한국의 가정이나 직장에는 세계최고 수준의 유선인터넷이 보급되어 있는데 느리고 비싸고 비효율적인 모바일 네트워크를 사용하고 있다.

유무선공유기와 홈서버(스마트홈 허브)를 두고 사용자는 스마트폰의 무선 인터넷으로 명령을 내리면 이 명령은 가정의 유선 인터넷을 거쳐 홈서버에 전달되고 홈서버는 WiFi나 Bluetooth, ZigBee 등의 근거리 무선 네트워크를 통해 명령을 보일러에 전달할수 있다. 홈게이트웨이는 블루투스나 지그비등의 홈네트웍용 무선 AP를 현재의 무선공유기의 LAN 포트에 꽂거나 아예 내장하면 된다. 삼성전자는 TV가 스마트홈의 중심이 되기를 바라고 있지만 최적의 스마트홈/홈네트웍의 중심은 바로 유무선공유기이다.

물론 자율주행 자동차나 위치추적 비컨과 같이 모바일 네트워크의 사용이 필수적인 경우도 많이 있지만 스마트홈 관련 응용은 대부분은 통신사의 모바일 네트워크 없이 LAN과 근거리 무선으로도 충분한 응용이 가능함에도 통신사들이 비싼 모바일 네트워크 사용을 장려하고 있다.

5. 관련 대회

관련 대회로는 청소년을 대상으로 하는 삼성전자 주니어 소프트웨어 창작대회(임베디드 부문)나 대한민국 융합기술축전(KCTF)[6] 등이 있다. 이쪽 분야에 관심이 있거나 재능이 있다면 출전해 보는 것을 추천한다.

6. 관련 문서



[1] 예를 들어 세탁기에 통신 기능을 달아서 스마트폰에서 세탁기의 상태를 확인하는 형태[2] 물론 이는 장점이기도 한데 LoRa는 LoRaWAN 주소를 바꿀려면 코드차원의 재프로그래밍이 필요하지만 USIM을 쓰는 3GPP계통은 그냥 SIM만 변경하면 되는지라 기기를 쓰는 사용자 입장에서는 돈이 조금더 나가도 관리가 편하다.[3] Building Management System[4] 예를 들면 시스템 에어컨의 중앙제어 기능이 BMS의 일종에 해당한다.[5] 방에 사람이 있는지 센서를 통해 알아내는 장치.[6] IoT Makers 부문 한정이다.[7] 조성호.초연결 사회를 위한 컴퓨터 개론.한빛아카데미.2020.pp.42[8] 전자제품 먹는 개미 같은 것을 방제할 필요가 있다 카더라. 사실, 저전력 저소음 무진동 기기는 조용하고 따뜻해서 종종 벌레가 알을 깐다고 한다.