IoT 방법론이 필드 데이터 수집 및 정보 출판을 위한 무선 기술과의 결합에서 어떻게 쓰일 수 있는지 알아보자.

사물 인터넷과 무선 접속 기술은 이상적으로 결합되어 산업 데이터가 수집, 저장, 분배되는 방식을 개선할 수 있다. 정보를 동력원으로 사용하는 것은 더 쉬워지거나 더 경제적인 적이 없고, 이는 데이터 분석과 산업의 다양성을 증진시키는 데에 있어서 더 효율적인 데이터 생성이 가능하도록 이끌었다.

가능한 한 많은 데이터를 모니터링 하는 것은 시스템을 더 자세하게 분석하고 더 나은 방식으로 통제하여 생산성을 늘리기 위함이다. 특히, 자동화 공정에서는 전반적인 장비 효율성(OEE)을 증진시키기 위해 충분한 양의 정보를 수집하는 것이 매우 바람직하다. OEE분석과 이와 비슷한 연구가 공정 개선에 관한 기반을 형성하기 때문이다. 이외의 과학적인 상황에서의 목적은 광범위한 데이터와 구체적인 분석 결과를 수집하는 것이다.

물론 센서와 기기들은 이러한 기능을 수행하기 위해 수십 년간 통제 및 모니터링 시스템으로 통합되어 왔다. 전통적인 해결책은 심혈을 기울여 설비된 디자인에 의존해왔고, 목적이 뚜렷한 플랫폼을 활용하며 유선의 기반 시설을 건설해왔다. 그 목적이 사무실용 빌딩의 환경을 제어하는 데에 있든 그렇지 않든, 생산 공장의 자동화나 실험실 모니터링은 광범위한 전자 통합 전략을 개발시키는 것을 오랜 기간 동안 가능해왔다.

하지만 많은 경우에 있어서 적절한 모니터링 플랫폼으로 이러한 센서들을 연결하는 것은 (특히 센서, 통제 및 모니터링 시스템 비용이 줄어들 때) 설비 비용의 대부분을 차지했다. 현장 기반의 IoT 센서와 (전형적으로 무선 연결이 가능한) 스마트 기기의 범위를 확대하는 것은 현재 현장 기기를 통제 및 모니터링 시스템으로 연결할 수 있는 기회가 더 많아졌음을 의미한다. 가능한 한 상용 제품을 최대한 활용하는 것이 타당하다.

많은 경우에서, 연결선이 짧은 오래된 장치들은(혹은 더 기본적인 장치들은) 통제 및 모니터링 시스템으로 통합될 필요가 있다. 건물의 도어 스위치나 풍향 조절기, 가공 중인 관과 밸브의 상태, 혹은 실험실에서의 분석 수치 또는 온도 등이 그 예가 될 수 있다. 이러한 경우에서 최종 사용자는 결과를 기다리지만, 새로운 센서를 설치하거나 전통적으로 통합 배선이 설치된 해결책을 통합하기에는 충분한 시간과 자금이 부족할 수 있다.

이와 더불어, 데이터를 필요로 하는 사람이 데이터를 장악하는 것은 전통적으로 어떠한 어려움도 없었다. 사용자들에게 있어서 데이터를 시각화하고 조정하는 것이 휴대용 기기의 증가로 인해 최근 몇 년간 강화된 하나의 일이라는 것은 사실이다. 그것의 최종적인 목적은 최종 사용자로 하여금 어떤 데이터이든 쉽고 융통성 있게 시스템에 연결할 수 있도록 허용하는 것이다.

오늘날 최종 사용자로 하여금 필드 디바이스에서 추출된 정보를 IoT의 틀로 사용하는 강력한 데이터 수집 시스템으로 쉽게 통합할 수 있도록 하는 응용 가능한 해결책이 있다. 존재하는 입력 시그널이 한 곳으로 모일 수 있을 뿐만 아니라, 클라우드로 간편하게 무선으로 전송되어 사용자로 하여금 휴대용 기기를 사용하는 것이 가능하도록 할 수 있다. 이 White Paper IoT 방법론이 가장 필요로 하는 사용자를 위해 필드 데이터 수집 및 정보 출판을 위한 무선 기술과의 결합에서 어떻게 쓰일 수 있는지를 보여준다.

산업용 IoT의 가치 제공

IoT 실행의 세부 사항이 논의되기 전에 사용자들이 기술을 고려해야만 할 아래와 같은 이유가 있다.
<IoT를 실행해야 하는 이유>

• 정보 수집의 가장 경제적인 방법

• 단계별 실행 가능

• 아주 작은 크기에서부터 가장 큰 크기까지 비용 효율적인 설치 가능

• IoT 기기로부터의 정보는 수요자에게 빠르게 전달될 수 있음

• IoT 기기는 데이터 소스에 의해 지속되고 예정될 수 있음

• 상업적, 산업적, 그리고 학습적 응용에 적절함

IoT 기술의 고려 사항 중 가장 주목해야 할 점은 기기 자체와 전반적인 연결 기술에서의 경제적인 요소를 중심으로 구성된다. 신호를 관찰하는 전통적인 방법은 마스터 제어 시스템으로 엄격하게 설계된 특수 센서 기기의 활용을 포함한다. 기능성을 달성하기 위해 최초의 노력이 요구되었다.

무엇이 관찰되어야 하는지에 대한 타겟 결정이 여전히 중요하다는 사실을 기억해라. Information Week.com이 지적한 바와 같이, “사업 목적이 부재한 상태로 구매가 이루어지면 회사는 그들의 투자의 가치를 알아내기 위해 고심한다.”IoT는 사용자들에게 효율적인 가격 결정을 쉽고 빠르게 할 수 있는 능력을 제공한다. 만약 선택이 잘 못되었다 할지라도 실패 비용을 낮추고, 실행 전략을 통해 가격을 적용 할 수 있도록 해준다.

더욱 세밀한 IoT 기기의 특성은 기존의 자동화 시스템이 제공해왔던 방식에서 극명한 대조를 이루는 실행을 구현해왔다. 사용자화된 기계 장비 방법은 비교적 대규모의 프로젝트로 디자인되고 설치되어야만 하고, 미래의 업그레이드는 비슷하거나 더 작은 프로젝트를 요구한다.

특히 무선 IoT기계들은 하드 인프라에 대한 요구가 훨씬 더 적다. 추가적인 부품과 생산 라인, 혹은 장비들은 기초적인 무선 네트워크가 설치되어 있을 때에는 영향을 상대적으로 적게 미치며 추가될 수 있다.

이러한 세밀함은 구현되는 실행에서 매우 요긴한 것이지만 아주 작은 크기에서부터 매우 큰 크기의 설치까지 난조 없이 확대, 축소가 될 수 있다. 이러한 무선 IoT기기의 본질적인 확장성은 기존의 기기와 제어 플랫폼이 만들어내었던 유선 기기 설치 비용의 증가보다 더 큰 비용 효율적인 해결책을 만들어낸다.

무선 IoT기기들은 다음 파트에서 논의될 몇몇의 상당히 표준화된 프로토콜 중의 하나인 데이터를 제공한다. 전세계의 모든 것을 아우르는 통합적인 프로토콜은 없을지라도, 고 전력의 WIFI 기기들이 대부분의 탄탄한 제공의 표준이라는 것은 사실이다. Wi-Fi 기기들은 그러므로 본질적으로 휴대폰, 태블릿, 그리고 컴퓨터와 같이 가장 일반적인 소비재에 데이터를 제공할 준비가 되어있다. 연결 속도는 빠르고, 직접적인 공개 커뮤니케이션이나 클라우드 접근에 관한 선택 사항은 쉽게 이용 가능하다.

물론 무선 커뮤니케이션은 대부분의 기기들 역시 전원을 요구하기 때문에 설치 관련 관심사의 반밖에 충족시키지 못한다. 다행히도 IoT 기기들은 전형적으로 요구 사항이 적다. 지역적으로 공급되는 전원이 설치하기에 비싸다면 다른 센서들은 전지에만 의존하여 오랜 기간 쓸 수 있는 반면 태양광 전지와 태양 전지가 쓰일 수 있다. 에너지 수확은 산업 프로세스에서 쓰이는 열 혹은 진동으로부터 전기를 만들어내기 위해 몇몇 응용에 쓰이기도 한다.

이러한 해결책 모두는 데이터 여론조사 비율이 종종 예측 가능하고 지속적이며 예정되어 있고 사건에 의해 발생하기 때문에 이용 가능하다. 필요 이상의 시그널로 전력을 소비할 필요(혹은 데이터베이스를 초과 적재할 필요)가 없으며, 데이터가 낮은 속도로 업데이트 되는 것을 알아차리는 것은 에너지 수요를 상당히 낮춘다.

IoT의 융통성으로 상업용, 공업용, 학습용에 상관 없이 어떤 종류의 시스템에도 비용 효율적으로 적용될 수 있기 때문에 융통성은 IoT 기기의 결정적 특성이다. 넓은 범위에 걸친 응용 분야의 일반적인 물질, 수단, 그리고 방법을 쓸 수 있는 가능성은 IoT 기기를 기존의 통제 및 모니터링 시스템과 차별화시킨다.

무선이 바로 그 방법이다

유선 장비와 함께 IoT 센서를 실행하기 위한 선택 사항들이 존재하지만 사용자들은 무선의 유용함을 깨달을 것이다. 무선 해결책은 설치하기에 보통 더 싸고 빠르며 유지하기에 더 간단하다. 아래의 이점들은 무선 장비가 제공하는 편익이다. 다음 단락에서는 더 많은 세부 사항을 알아보도록 하겠다.

<IoT 기기의 무선 구성 요소>

• 성숙기에 이른 기술에서는 무선이 주류

• 일반적인 프로토콜과 포맷을 다룸

• 일반적으로 하드 와이어링에 비해 더 비용 효율적

• 유선 인프라로 인한 유지 보수가 필요하지 않음

• 빠르게 설치할 수 있음

• 기기를 추가/제거하는 데에 있어서 융통성을 제공함

• IT기반의 포맷은 회사 기반의 지식을 이용할 수 있음

• 믿을만한 데이터 소스에 권한을 부여함

무선 기술이 상당히 성숙했다는 사실은 사실 사용자들이 왜 이러한 설치 방법을 채택하고자 하는지에 대한 선도적인 이유이다. 휴대용 전자기기는 믿을 수 있고 일반적인 운용 방식으로 전세계 10억명의 인구가 이용하고 있다. IoT센서가 동등하거나 더 나은 수행 결과를 제공할 것이라고 기대해도 큰 비약이 아니다.

몇몇의 프로토콜과 포맷은 수많은 융통성을 제공하며 네트워크 부분의 무선 센서를 지지하도록 특화되어 발전되어왔다. 하나만으로 완벽한 프로토콜은 없다는 것이 비록 사실일지라도 센서와 I/O를 다루기 위한 특정 포맷은 존재한다. 몇몇 기기들은 일반적인 상업적 Wi-Fi 혹은 블루투스를 위해 작용했을 것이다. Zigbee와 Z-Wave가 특정한 산업적, 상업적, 그리고 주거적 응용을 다룬다면 무선HART와 ISA100.11a는 산업 특화 프로토콜의 두 가지 예가 될 수 있다.

명백하게, 무선의 비용 효율적인 이익은 선이 없다는 데에 있다. 물론 이것이 전적으로 옳은 것은 아니다. 유선화를 요구하는 인프라가 여전히 존재하고 모든 IoT 장비들은 전원 공급을 필요로 한다. 센서 근처에 설치되어야만 하는 제한된 필드 유선화가 종종 존재할 것이고, 또한 기기가 배터리 전원에 의존해야 한다면 배터리를 관리하고 대체해야 하는 지속적인 유지 비용이 있을 것이다. 하지만 전체적으로 기존의 설치 방법이 필요로 하는 도관, 와이어, 그리고 많은 노동력은 매우 비싸고 무선 기기를 설치함으로써 큰 비용 절감 효과를 볼 수 있다.

도관 및 케이블 시스템은 또한 어느 정도 지속되는 유지 보수를 필요로 하고 작은 요소와 물리적 손상에 예민할 수 있다. 비용 절감 차원에서 프로젝트로부터의 물리적인 연결을 제거하는 것이 이치에 맞다.

무선 설치는 어느 정도의 디자인을 요구하지만 그 노력은 하드웨어 디자인에 비하면 아무것도 아니다. 전체적으로 디자인 노력은 최소화되고 필드 설치 작업량과 기간은 획기적으로 절감된다.

설치 요구가 적다는 것은 무선 시스템이 유선 시스템보다 훨씬 더 민첩할 수 있음을 의미한다. 사용자들은 원하는 대로 기기를 추가, 변경, 제거할 수 있다. 이러한 융통성은 사용자로 하여금 그들이 필요한 만큼 규모를 늘리거나 적은 리스크로 새롭게 배열하는 것, 그리고 기술 모니터링이 가능하도록 한다.

많은 무선 IoT 프로토콜은 Wi-Fi기반이거나, 사용자들이 회사/가정 내부의 IT 기능을 이용할 수 있는 공업용 무선 시스템과 충분한 유사성을 공유한다. 비록 무선 IoT가 어느 정도 특화된 기술이지만 IT 전문가들은 이러한 기기들을 통합시키는 데에 매우 편리함을 느낄 것이다. 이것은 최종 사용자들이 어쩌면 이미 IoT 구성 요소를 다룰 수 있는 직원들을 가지고 있음을 의미한다.

중요한 것은 IoT기기들이 사용자로 하여금 빠르고 비용 효율적으로 데이터를 통합할 수 있도록 한다는 것이다. 이러한 기술은 모든 유형의 비즈니스 부분에서의 주요 변수이다. 지금까지 무선 연결을 통한 IoT 실행의 이유들이 논의되어왔고, 실행의 세부 상황에 대해 이야기해볼 수 있다.


번역 : 하지윤 연구원

편집 : 김수진 선임연구원