지금까지 우리는 M2M/IoT 커뮤니케이션 서비스, 데이터 그리고 loT 프로세스 관리, loT 보완 그리고 사용자와의 호환 등 loT 게이트웨이와 최신 장치에 대해 살펴보았다. 이 장에서 여러분은 위에 언급한 기술이 결합되어 탄생한 새로운 기술 및 플랫폼에 대한 관점을 넓힐 수 있을 것이다. 또한 이를 통한 loT솔루션의 확장과 가용성에 대해서도 살펴보자. 우선 우리는 클라우드와 loT 어플리케이션의 관계에 대해서 공부할 것이다. M2M/IoT 어플리케이션 시스템, 산업 데이터 수집 플랫폼 그리고 내부화 기술에 대한 논의는 그다음이다.

IT업계에 종사하는 사람들은 loT와 클라우드는 불가분의 관계에 있다는 것을 알 것이다. 그러나 일반 사람들은 loT와 클라우드 사이에서 발생할 수 있는 프라이버시와 보안 문제를 걱정한다. 하지만 어떠한 경우에도 클라우드 방식의 도입은 loT 프로젝트에 있어서 가장 중요한 포인트이다. 왜냐하면 그것이 loT 솔루션의 설계와 실행 그리고 운영에 상당한 결과를 가져올 것이기 때문이다.

이 부분에 대해서 우리는 클라우드 서비스 산업의 개척자인 Salesforce를 주목할 필요가 있다. 1999년에 설립된 이 회사는 클라우드 CRM 시장을 조성하였고 15년에 걸쳐 사업을 40억 달러 규모로 성장시켰다. 앞서 우리는 기계 사회와 인터넷 사회에 대한 논의를 하였다. Salesforce가 판매와 서비스에 집중한 순수 인터넷 기반 솔루션에 집중하였던 만큼, 인터넷 사회의 청사진을 제공할 수 있을 것이다.

AIA for the IoT and cloud

우리는 Salesfore의 전략 조사 부사장인 Peter Coffee 씨와의 작업으로 상당히 적절한 관점들에 관한 많은 것을 찾아내었다. IoT와 Ignite 자산 통합 구조에 관해 정리한 그의 견해를 위의 도표를 통해 확인할 수 있다. 복잡한 주제의 이해를 돕기 위해 클라우드/IoT 자산 통합 구조(AIA)의 가장 중요한 요소들을 숫자로 표시하였고, 이를 통해 아래의 인터뷰에서 필요한 정보를 쉽게 찾을 수 있다.

Dirk Slama: 어떤 사람들은 클라우드가 집중화에 크게 기여한다고 주장합니다. 반면에 IoT에 대해서는 완전 반대로 몇 십억의 분산된 기기들에 거쳐 퍼져있는 데이터와 논리를 통한 분산화에 큰 역할을 한다고 하죠. 그렇다면 IoT는 클라우드를 없애버리는 건가요?

Peter Coffee: 저는 클라우드가 집중화에 크게 기여한다고 생각하지 않습니다. 실제로 사람들이 로컬 문서 작업을 공동 문서 관리로 이동시키는 사례를 보면, 일정량의 집중화가 있었다는 건 인정하는 바입니다. 그건 맞는 말이지만 클라우드의 가장 중요한 측면은 아닙니다. 클라우드에 있어 가장 중요한 점은 획득되고 관리되어야할 물리적 자산 측면에서, 클라우드는 당신이 IT에 대해 더이상 생각하지 않아도 되도록 해준다는 것입니다. 클라우드는 어플리케이션 서비스를 수립하는 것에 관한 것입니다. 이는 어플리케이션 프로그래밍 인터페이스들(APIs)의 조율, 데이터 요청 그리고 고도로 장소 독립적인 방법에서 기계 전원을 사용하는 행위를 통해 이루어집니다. 우리가 일하는 방식은 완전히 분산되어 있습니다. 왜냐하면 이제는 모든것이 클라우드에서 추상화되고 분산되기 때문입니다. 예전에는 데이터 센터 바깥에서 무언가를 가져오는 것은 어려운 일이었습니다. 클라우드는 분산입니다. 따라서 이 관점에 의하면, IoT는 계속되는 분산화 노력에 대한 다음 단계일 뿐이죠!

Dirk Slama: 그것에 대한 핵심 동인은 무엇인가요?

Peter Coffee: 과거에 컴퓨터는 희소했지만, 이제는 어디서나 찾을 수 있습니다. 또한 연결성은 희소했지만 이젠 어디에나 존재합니다. 오늘날 희소한 것은 데이터와 당신이 데이터를 공유하는 파트너에 대한 신뢰입니다. 오늘날 유효한 이슈는 바로 부가가치 또는 당신이 안전하게 데이터를 운영하면서 얻게될 가능성입니다. 기업 클라우드의 분야는 대규모 사업장과 정부기관에 서비스를 제공하는 것입니다. 그리고 그것은 동력, 공간, 네트워크 연결의 가능성이 허용하는 능력에 관한 전세계적 자원을 이용하면서 이루어집니다.

Dirk Slama: 그렇다면 당신은 신뢰성에 대한 문제를 어떻게 생각하시나요?

Peter Coffee: 그 문제는 데이터가 처음에 아무런 방어도 없이 만들어진다는 핵심에서 시작합니다. 데이터를 주변 세상으로부터 보호해줄 것은 아무것도 없으며, 이 사실은 데이터의 신빙성 등을 증명합니다. 우리는 데이터 베이스를 만들었습니다. 그곳에서는 완벽한 추적 가능성이 존재하지 않는 단 하나의 데이터 독립체도 찾을 수 없습니다. 각각의 독립체를 위해서 메타 데이터(3)와 같은 것을 이용할수 있도록 하는 것은 전통적 데이터 베이스와는 완전히 다른 것입니다. IoT의 관점에서 보자면, 이는 핵심 자산 마스터 데이터뿐만 아니라 자산과 관련된 고객과 같은 맥락 데이터에게도 적용됩니다. 그리고 그것은 우리의 멀티테넌시 능력(5)을 위한 기반이 됩니다. 안전하게 샌드박스된 동일한 시스템 안에서 안정적으로 수천 개의 역할들을 운영하는 능력은 우리같은 클라우드 솔루션에 대한 핵심 차별 요소입니다. 그리고 우리는 훌륭한 CRM이자 서비스 관리 플랫폼입니다. 그러나 멀티테넌시는 이것을 클라우드 안에서 가능하게 해주며 신뢰성 있는 데이터 관리의 기술적 기초를 제공합니다.

Dirk Slama: 자산과 기기에서 가져온 데이터를 적절한 맥락에 놓는 것도 중요한 것인가요?

Peter Coffee: 맞습니다. 웨어러블 기기 회사인 Jawbone의 Andrew Rosenthal은 기기에서 데이터를 가져오는 것은 사실 흥미로운 것이 아니라고 말했습니다. 중요한 것은 그것을 맥략 안에 위치시키는 것입니다. 데이터는 당신이 그것을 이야기 주변에 놓기 시작할때 비로소 의미를 갖게 됩니다. 당신이 몇 발자국 걸었는지는 중요하지 않습니다. 당신의 부인과 비교했을 때 당신이 오늘 얼마나 많은 칼로리를 소모했는지 말할 수 있는 것, 그것이 이제 흥미로운 것입니다!

Dirk Slama: 그러면 Salesforce의 IoT 전략은 무엇인가요?

Peter Coffee: Salesforce는 혼합 전략 회사가 아닙니다. 우리는 항상 소프트웨어 회사가 아닌, 클라우드 서비스 제공자였습니다. 그러므로 우리의 사업 전환에 대해서는 논의할 필요가 없습니다. 우리는 클라우드로 태어났습니다. 최근 우리 회사는 MIT 테크놀로지 리뷰의 “가장 스마트한 회사 50” 중 Illumina, 테슬라 모토스, 구글 그리고 삼성과 함께 탑 5안에 뽑히기도 하였습니다. MIT가 우리를 이렇게 평가한 것은 우리의 도구들은 앞으로 기업들이 사물 인터넷에서 새로운 데이터를 통합할 수 있도록 돕는데 매우 중요한 역할을 할 것이기 때문입니다 [MI 1]. IoT는 엄청난 양의 다차원적인, 텍스처 데이터를 만들어낼 것입니다. 우리에게 이것은 굉장히 값진 기회가 되어 우리의 고객들이 그들의 고객이 스스로 고민하기도 전에 그들을 즐겁게 할 것을 찾아낼 수 있도록 도울 것입니다.

그리고 우리는 물론 기기 회사도 아닙니다. 곧있음 애플 워치를 내놓을 애플을 예로 들어봅시다. 애플 워치는 각각의 데이터를 창출하는 어플리케이션의 생태계를 불러 일으킬 것입니다. 이것이 우리의 관심사입니다. 또 Scania의 예를 살펴봅시다. 그들은 최근에 트럭 운전자들에게 이동 거리, 연료 정보, 운전자 지원 점수를 제공하는 Scania 워치를 출시하였습니다 [SC1]. 이것은 브랜드 구축과 고객 충성도 측면에서 탁월하다는 점과 동시에 웨어러블 기술 가능성을 보여주는 훌륭한 예입니다. 모든 종류의 웨어러블과 통합할 수 있도록 하는 적절한 도구를 제공하는 것이 우리 IoT 전략의 핵심 분야입니다. 우리는 최근에 Salesforce 웨어 개발자 팩을 출시했는데, 이것은 Salesforce1 플랫폼에 연결할 수 있는 웨어러블 어플리케이션을 구축하고 디자인할 수 있는 도구들을 모은 것입니다.

Dirk Slama: 그럼 산업 IoT는 어떻나요?

Peter Coffee: 그 부분도 매우 중요합니다. 그러나 이것도 결국 자산과 기기로부터 가져온 데이터를 맥락에 맞게 위치시키고 서비스를 더하는 것으로 정리됩니다. 다시 말하자면, 데이터 수집, 분석, 요약 및 행동을 취하는 것은 새로운 개념이 아닙니다. 저는 석유 가스 산업에서 일한 적이 있는데요, 그곳에서 저는 정제 과정에서 첫번째 디지털 통제 시설이 등장하는 것을 1980년대에 목격하였습니다. 처음 시작은 매우 작은 데이터에 불과했던 것이 적절한 맥락을 더하면서 얼마나 많은 부가가치를 만들 수 있는지를 알면 당신은 놀랄 것입니다. 유전을 수백 개의 펌프로 채우고 수십 마일 밖으로 확산시키는 것. 펌프가 실제로 작동 하는지 여부를 아는 것이 가장 유용한 것입니다. 그래야 당신이 현장 작업자들에게 필요한 무언가를 하라고 지시할 곳의 방향을 알려줄 수 있을테니 말입니다. 또는 풍력 터빈 수리를 예로 들어 봅시다: 이는 100피트 높이의 타워를 올라가야 합니다. 따라서 두번 올라가야 하는 것보다는 처음부터 정확한 도구와 지시 사항을 가지고 올라가는 것이 좋을 것입니다.

이것이 바로 우리같은 클라우드 기반 서비스가 IoT에서 할 수 있는 역할입니다: IoT에서 데이터를 과정들로 옮기고 그것을 맥락 안에 위치시키는 것 (4). 그래서 만약 텔레미터 데이터가 우리에게 풍력 터빈이 수리가 필요하다 말한다면, 우리는 작업 가능한 서비스 기술자를 찾고 그에게 어떤 장비를 가지고 가야할지 알려주며 수리 트럭 중에 어떤 것을 사용할지를 말해줄 수 있습니다. 이론적으로, 이러한 과정은 무언가가 고장나기 전에도 실제로 가능한 것입니다. 왜냐하면 고장은 고객에게 있어 한 번 일어나면 다시는 고쳐질 수 없는 경험이기 때문입니다. 그래서 수리 상황을 예측하는 능력을 개발하는 것 또한 중요해질 것입니다.

Dirk Slama: 클라우드 어플리케이션 플랫폼의 어떤 특징이 이러한 IoT 시나리오를 가능하게 하는 건가요?

Peter Coffee: 그건 전적으로 클라우드 엔진 APIs에 관한 것이라고 생각합니다 (6). 많은 클라우드 어플리케이션은 전통적으로 웹 기반의 UI에 설치되어 왔습니다. 이후에는 모바일 기능이 추가되었습니다. 그러나 많은 경우에 IoT에서 첫번째 접촉은 인간 사용자에 의한 것이 아니라 기계나 다른 종류의 자산에 의해 이루어집니다. 그렇기 때문에, 자산에서 나오는 데이터가 자동적으로 처리되는 것이 매우 중요합니다. 그리고 이때 클라우드 엔진 APIs로의 직접적인 접근이 필요합니다. Salesforce는 모든 클라우드 어플리케이션을 오픈 APIs로 이송하는 것을 2013년에 모두 완료했습니다. 이것을 통해 우리는 다른 종류의 어플리케이션들을 종합할 수 있는 모바일과 웹 UI를 개발할 수 있는 상당한 유연성을 확보할 수 있습니다 (7). 그리고 저는 이것이 IoT 준비의 측면에서 한 획을 그은 것이라고 생각합니다.

Dirk Slama: 데이터 습득과 기기 통제를 위해 필요한 기술은 어떻나요?

Peter Coffee: 저는 우리가 그 분야의 시장에 진출할 것이라 생각하지 않습니다. 우리는 시장 생태계에서 [최근 Digi에 인수된] Etherios와 같이 이러한 종류의 기술을 제공하는 많은 파트너들을 가지고 있습니다. 저는 또한 IoT가 아직 개발되지 않은 환경에는 적용되지 못한다는 것을 깨닫는 것이 중요하다고 생각합니다. 우리가 기존의 ERP 시장에서 시작한 상황과 비슷한 예로, 이것은 부가가치에 관한 것이지 대체에 관한 것이 아닙니다.

Dirk Slama: 그러면 IoT 통합 레이어가 서비스로서의 플랫폼 (2) (Paas) 모델과 같은 것인가요? 당신의 회사와 같이 서비스로서의 소프트웨어 (1) (SaaS) 모델을 통합하는 그런 PaaS말입니다.

Peter Coffee: 네 맞습니다. “라스트 마일” 상황을 예로 들어보죠. 누군가 이것을 해결해야 하지만 그것은 항상 프로토콜 연결, 데이터 스트림 분석 등의 것을 수반하는 낮은 레벨의 통합물입니다. 그러나 기술 발전 덕분에 미래에는 라스트 마일 상황을 해결하는 것이 훨씬 쉬워질 것입니다. 과거에는 지역 사업자가 당신 집 지하실에 있는 케이블을 소유했었습니다. 그러나 요즘에는 매우 쉽게 전신주에 박스를 달아 필요한 대역폭을 인근 가정에 공급할 수 있습니다. 당연히 트럭과 컨테이너 선적은 또 다른 이야기입니다. 그래서 현재 맥락에서의 PaaS는 통합 관점에 해당합니다.

Dirk Slama: 미래의 자산에 대해 당신은 어떤 종류의 로직을 가지고 계신가요? 클라우드는 어떤가요?

Peter Coffee: 저는 이것을 인간의 몸이 어떻게 작동하는지에 비교하고 싶습니다. 감각 뉴런은 혼자서 두뇌로 정보를 전달하지 않습니다. 근거리 척추 모토 뉴런이 거의 바로 반사 작용을 일으키죠. 그래서 만약 당신이 뜨거운 것을 만지면, 당신은 자동적으로 손을 뗍니다. 그러면서 당신의 두뇌는 맥락에 정보를 집어넣기 시작하여 비상 탈출 경로를 찾습니다. IoT의 경우, 우리는 씨앗 크기의 아주 작은 마이크로칩이 자산에 배치되었을 때 대단한 일을 하는 걸 보게 됩니다. 그러나 맥락에 정보를 집어넣는 것과 전략적 선택을 하는 것은 제가 항상 클라우드에서 보는 일들입니다.

Dirk Slama: 그래서 물리적, 기술적 경계들 (9)이 계속 중요한건가요?

Peter Coffee: 데이터와 로직 분포에 관한 결정을 내리기 위해, 잠복된 것과 특정 환경의 대역폭 제한을 이해하는 것은 매우 중요합니다.

Dirk Slama: 시간 민감성은 곧잘 큰 이슈로 언급되곤 합니다. 실시간 조건에 맞게 고속 제조 로봇을 통제하는 것과 같은 어플리케이션이 클라우드 환경 밖에서 작동할 수 있다는 것은 말이 되지 않는 것 같습니다. 이 책은 광범위한 여러 단계의 아날로그/디지털 데이터 전환, 데이터 수집, 분산 그리고 분석 어플리케이션을 다루고 있습니다. 책에서 나온 CERN 케이스 연구를 예로 들어보죠. 클라우드라고 보기 힘든 또다른 예가 있을까요?

Peter Coffee: 현 상황에서 봤을땐 그렇다고 볼 수 있겠지만, 저는 클라우드가 할 수 있는 것들이 물리적 거리나 규모의 경제 측면에서 관측되어선 안된다고 생각합니다. 우리는 끊임없는 기술 개발의 세계에 살고 있습니다. 현존하는 경계들은 매일 사라질 것입니다 (10)! 이러한 세계에서 클라우드는 늘 목표가 되어야 합니다. 그러므로 사일로가 기본값이 되는 대신, 클라우드가 기본값이 되어야 합니다.

데이터가 시작되는 지점에서 당신은 그것을 로컬에서 처리할지, 버스, 한 건물 안의 로컬 네트워크에서 이용 가능하게 할지 결정할 수 있습니다. 또는 당신이 인터넷에 있는지 클라우드에 있는지에 따라 전세계에 있는 모든 기기들에게 데이터 이용이 가능하도록 할 수도 있습니다. 당신이 정확하고 신뢰성 있는 포맷에서 데이터를 가져온다면, 맥락 안에 위치시키는 가장 좋은 방법은 바로 클라우드입니다.

로컬에 배치시킬 수 있는 마이크로 클라우드 (8)가 요즘 떠오르는 컨셉인데, 그것을 예로 들어봅시다. 커넥티드 카에 관한 당신의 논의에서, 당신은 미래의 차량을 위한 샌드박스 어플리케이션 플랫폼을 말했습니다. 그것의 기초는 바로 인터넷 클라우드에 연결된 로컬 마이크로 클라우드일 것입니다.

Dirk Slama: IoT 프로젝트 매니저와 오늘날 클라우드 전략에 대해 결정을 내려야하는 솔루션 설계자들에게 조언 부탁드립니다.

Peter Coffee: 오늘의 기술적 경계를 이해하세요. 그러나 당신의 시스템을 디자인하여 그 디자인이 예상하고 지금껏 지속되온 경계들의 이동을 가능하도록 만드세요. 당신의 디자인에 현재의 경계를 새겨넣는 것이 아닙니다. 무엇이 클라우드인지 아닌지의 질문에는 대답할 수 없습니다: 마이크로 클라우드, 개인 클라우드, 기기들로 된 집단의 클라우드들이 등장하고 있습니다. 이 모든 것들을 동일한 클라우드의 관점에서 생각하세요. 실로스를 만들지 말고 클라우드를 만드세요. 그리고 기존의 전략에서 떠나세요. 그러나 시간이 지나면 변화의 필요성이 사라질 것이란 기대를 하면서요.

다음에 살펴볼 플랫폼 항목은 기초 M2M 솔루션과 더욱 향상된 IoT 매시업(mashup)의 개발과 작동을 가능하게 하는 플랫폼에 관한 것이다. M2M 솔루션은 보통 원거리 자산의 기초 감시과 관리에 초점을 둔다. 반면에 IoT 매시업은 의미상 더욱 풍부한 어플리케이션 로직을 더해주는 기능을 한다. 이러한 종류의 솔루션들은 다음 섹션(산업 데이터 인식 플랫폼)에서 다루도록 한다.

                       M2M/IoT application platforms – Mapping to AIA
                       

M2M/IoT 어플리케이션 플랫폼의 주요 목적은 개발 과정을 간소화하는 것과 별도의 설치나 구성이 필요없는(out-of-the-box) 기능을 최대한 많이 제공하여 어플리케이션 개발과 유지를 가장 효율적으로 이루어지도록 하는 것이다. 앞에 있는 도표는 그러한 플랫폼의 핵심 요소들을 보여준다:

1. 우리가 정의한 M2M/IoT 어플리케이션 플랫폼의 핵심은 백엔드와 행위자, 라이브러리, 인터페이스와 같은 것들의 자산 통합을 가능하게 하는 다른 기술들을 포함한다. 표준 자산통합아키텍처에서, 이들은 함께 중간 단계로서 늘 IoT 클라우드/M2M으로 불린다.
2. 자산 인터페이스의 정의: 이상적으로, 플랫폼은 일정한 방식으로 자산과 기기의 모든 기술적 인터페이스를 묘사한다. 이때 추상적 방식이 사용되는데 자산통합아키텍처의 모든 단계에서 사용될 수 있으며, 기기 통합부터 백엔드의 어플리케이션 개발까지를 포함한다.
3. 백엔드는 보통 중앙 데이터베이스를 보관한다. 또한 모든 자산 관련 데이터를 관리하는 저장소와 분산된 자산을 관리하는데 도움을 주는 서비스 세트를 포함한다.
4. 자산 통합 기술 세트는 정교화된 행위자 기술들, 충분히 강력하지 않은 하드웨어를 위한 기초 라이브러리, 자산의 직접 통합을 위한 원거리 인터페이스를 포함한다.
5. MQTT, CoAP, XMPP 그리고 자산과 백엔드 사이의 원거리 통신을 가능하게 하는 많은 기타 프로토콜 등의 각종 프로토콜들을 지원한다.
6. IoT 어플리케이션 개발과 데이터, 백엔드 서비스들을 지원하는 매시업 기능들.

로만 웜바쳐씨가 게이트웨이와 센서 네트워크 장의 권고의 말에서 언급하였듯, 이질성을 관리하는 것은 현장에 다양하면서 많은 유형과 수준의 자산을 가지고 있는 모든 회사가 다루기 힘들어하는 문제 중 하나일 것이다. 이러한 문제를 해결하기 위해, 대부분의 플랫폼들은 표준 형식을 지원하는데 이는 자산과 기기 인터페이스를 정의하고 관리하는데 도움을 준다. 이것은 플랫폼 그 자체에게도 중요한 것이다. 왜냐하면 자산과 기기 인터페이스를 정의하기 위한 표준화 매커니즘은 자산 관련 UI를 통하여 자산 통합부터 자산 데이터 지속까지 플랫폼의 모든 요소가 적절히 작동한다는 것을 보장하기 때문이다.

                      Sample model of asset and device interface definitions
                    

앞에 있는 도표는 일반 기기와 자산 모델에 의해 지원되어야 하는 주요 요소들을 보여준다:

• 자산과 기기는 명료하게 모델화되어야 한다: 집합 위계 (자산별 다중 기기, 자산 그룹 등)의 정의를 가능하도록 하는 것이 필요하다. 이전의 예시에서 보았듯, “관리된 독립체(Managed Entity)”는 자산과 기기의 공통 특징을 묘사하기 위해 사용되었다.
• 관리된 독립체의 이동 위치는 현재 위치에 대한 저장 데이터를 위해 쓰인다. 시간 스탬프는 이것이 언제 마지막으로 업데이트 되었는지 나타내기 위해 쓰인다. 이것은 이동 장비에게 있어 중요한 사항이다. 백엔드에서 이동 위치 정보는 일련의 시간 기록으로 저장되어 이동 자산의 움직임을 추적할 수 있도록 한다.
• 사건은 자산 또는 기기에 의해 제출되어 오류 상황같은 것을 나타내도록 한다. 그리고 이는 다시 한 번 타임 스탬프로 기록되어 언제 사건이 제출되었는지 보여준다. 또한 완전한 추적 가능성을 보장하기 위하여 백엔드에서 일련의 시간 기록으로 저장된다.
• 여러 속성들은 온도, 압력 등과 같이 각각 정의된다.
• 많은 자산은 데이터와 여러 파일들의 배치의 효율적 관리가 필요하다.
• 많은 자산은 또한 백엔드에서 원격으로 작동시킬 수 있는 여러 작업들을 보조한다; 예를 들면, “온도 올리기,” “압력 올리기”, “전원 끄기,” “재시동,” 등등.
• 마지막으로, 모델은 주로 역할 기반인 사용자 접근 권리를 반영해야 한다. 일례로, 최고 사용자 역할만이 재시동을 할 수 있는 권한을 갖는다.

많은 양의 계획들이 IoT의 자산, 기기의 인터페이스 정의를 위한 표준을 정의하기 위해 작업중이다. 예를 들면, IPSO 연합은 스마트 오브젝트의 IoT 기기간 상호작동성을 위한 사양을 정의해왔다. 그리고 OSGi RFC 196을 예로 들어 보자. 그것은 OSGi를 작동시키는 자바 동력의 게이트웨이를 위한 추상화 레이어 기기를 정의하는 것을 목표로 하고 있다. 또 다른 흥미로운 사례는 최근 이클립스 재단에서 있었던 Bosch 소프트웨어 이노베이션의 Vorto 프로젝트이다. Vorto는 기기와 자산을 위한 메타 정보 모델을 정의하기 위해 노력해왔다. 뿐만 아니라, 코드 생성기 지원이나 인터페이스를 제작 및 관리하는 오픈 소스 툴세트, 이러한 것들을 저장 및 관리하는 정보 모델 저장소를 목표로 하고 있다.

더 높은 레벨의 인터페이스 정의에 관한 모든 분야는 IoT에 있어 상호작동성을 가능하게 하는 가장 중요한 요인이 될 것으로 보인다. 더 나아가 IoT 전반의 성공에 있어서 매우 중요한 역할을 할 것이다. 늘 그래왔듯, 우리는 전세계가 하나의 통일된 표준에 동의할 것이라 기대하지 않는다. 그러나 소량이어도 여러 수직적 어플리케이션 영역에 있어 널리 받아들여지는 표준에 동의하는 것 자체는 큰 도움이 될 것이다.

M2M 백엔드 (오늘날 IoT 클라우드로 주로 부름)는 보통 자산 관련 데이터의 중앙 관리를 제공할뿐만 아니라 현장에서 자산이 관리 감독되기 위한 일반 지원 기능들을 제공한다. 주요 기능들은 다음과 같다:

• 자산 데이터베이스 또는 저장소: 자산 정의, 설정 데이터, 상태 정보, 시간 기록 데이터 (예를 들면, 사건 히스토리, 미터 정보 등등)를 저장한다. 데이터베이스 개요는 일반적이어야 하고 일반 자산 인터페이스 정의에 관한 여러 다양한 버전을 지원할 수 있어야 한다. 이는 이전 장에서도 논의된 내용이다.
• 자산 관리 감독 UI: 관리자를 위한 일반 UI는 자산 건강 및 히스토리를 포함한 모든 등록 자산의 개요를 제공한다. 자산 관리 UI는 로컬 자산 데이터 베이스 또는 저장소에서 데이터를 읽고, 사용자로 하여금 자산에서 직접 읽은 새로운 내용에 기반하여 가치 업데이트를 할 수 있도록 한다. 만약 자산이 작업들을 지원한다면 (이전 섹션에서 논의한 자산 인터페이스 참고), UI는 가능한 모든 작업들을 리스트로 보여주고 사용자가 작업들을 원활히 불러올 수 있도록 해줄 것이다.
• 보고 기능과 대시보드: 기초 서술적 분석 기능은 이론적으로 평균 기계 건전성 등과 같은 맞춤형 대시보드에서 이루어진다.
• 알람 관리: 이론적으로 보았을 때, 시스템은 스크립팅이나 비지니스 규칙 기반의 매커니즘을 제공해야 한다. 비지니스 규칙 기반 매커니즘이란 특정 사건이나 알람의 정의를 허용하는 기능을 한다. 예를 들면, 정기적인 핑 메시지에 기계가 15분 이상을 소요한다면 관리자에게 텍스트 메시지가 가도록 하는 상황을 규칙으로 정의할 수 있다.
• 원격 접근: 많은 자산들은 현장 진단을 위한 원격 로그인 매커니즘의 몇 가지 형식을 제공할 것이다. 이 플랫폼은 원격 진단 도구와 방화벽에 친화적인 원격 접근을 지원할 것이다.
• 내용 분산: 많은 자산들은 각종 내용에 대한 정기적인 업데이트가 필요하다. 업데이트가 필요한 내용의 예로는, 설정 파일, 테스트 데이터, 문서, 로컬에 배치되어야 하는 디지털 마케팅 담보물들이 있다. • 소프트웨어 분산: 플랫폼은 안전하고 효율적인 관리와 펌웨어의 분산, 시스템 업데이트 작업, 어플리케이션 로직을 지원할 수 있어야 한다.
• 안전성 관리: 이는 인증서 관리와 함께 사용자와 역할 관리 (또는 외부 시스템과의 통합), 사용자(또는 역할)와 자산(혹은 자산의 특정 데이터나 기능) 사이의 승인 배정 관리를 포함한다.
• 로그인과 추적: 모든 행동은 효율적이고 투명한 방식으로 완전히 로그인 되어야 한다.
• 자동화: 플랫폼은 API와 스크립팅 엔진 보조를 이용하는 것과 같은 자동화를 위한 지원을 제공해야 한다. 예를 들면, 1만개의 원격 자산이 특정 설정 파일의 올바른 버전을 가지고 있는지 수동적으로 확인하는 것이 아니라, 간단한 스크립트가 이러한 업무를 자동화할 수 있도록 해야한다.

백엔드와 자산의 통합을 위한 다양한 전략들이 존재하지만, 주요 내용은 아래와 같다:

• 행위자 기반 통합 (주로 상대적으로 강력한 게이트웨이와 결합됨): 이는 자산의 정교화된 통합과 비지니스 로직의 배치를 가능하게 한다.
• 로컬 라이브러리: 자산에서 덜 강력한 하드웨어만 사용가능한 경우, 많은 플랫폼들은 라이브러리(예를 들면, c/C++ 또는 자바 스크립트에서)를 제공할 것이다. 이때 라이브러리는 백엔드의 맞춤 통합을 허용하여 고도의 최적화를 가능하게 한다.이러한 라이브러리들은 백엔드에 의해 지원되는 원거리 인터페이스를 이해하고 백엔드에 의한 로컬 인터페이스를 지원할 것이다. 그러나, 이들은 많은 경우 훨씬 간단하며 인터페이스의 부분 집합만을 지원하기도 한다.
• 인터페이스 기반 통합: 몇몇 경우, 앞에서 언급한 두 접근 방식 중 하나를 이용하는 것은 말이 되지 않거나 불가능한 때가 있다. 만약 백엔드가 공개 표준에 기반하여 잘 기록된 온라인 인터페이스 세트를 지원한다면, 다른 방식을 통한 자산 통합 또한 가능해진다.

하드웨어의 엄청난 가격 하락과 자산 서비스에 대한 요구의 지속적 증가와 함께, 행위자 기반 접근은 IoT에서 상당한 잠재력을 지닐 것으로 보인다. 스마트홈은 통합 목적의 자산 기반 행위자 기술의 초기 도입과 로컬 비지니스 로직의 공급이 있었던 분야이다. 미래에 행위자 기반 접근이 필요할 다른 분야는 자동차 산업이다. 커넥티드 카 장에 소개된 오픈카 어플리케이션 플랫폼에 관한 내용을 찾아보기 바란다. 이런 종류의 행위자 소프트웨어가 지원해야하는 중요 기능은 아래와 같다:

• 어플리케이션 샌드박스: 어플리케이션이 서로 또는 환경과 방해가 될 경우 로컬 어플리케이션들을 수행할 안정적인 환경
• 기기 추상화 레이어: 로컬 기기와의 통합을 위한 지원은 필수적이다. 이 과정에서 추상화 인터페이스 정의를 보여주는 것, 백엔드에 의해 습득된 인터페이스를 보조하여 자산 상태 데이터를 읽고 자산에 관한 작업을 수행하는 것 등의 활동이 수반된다.
• 백엔드에서의 소프트웨어 분산 매커니즘을 위한 상대로서 관리 행위자
• 중요 프로토콜, 다른 기기 종류와 근거리 무선 통신, 백엔드 통신을 위한 지원
• 백엔드에서 동일한 기능과 함께 호환 가능한 사용자와 역할 관리
• 로컬 데이터 수집과 필터링 (게이트웨이와 센서 네트워크 장에 나온 포그 컴퓨팅(fog computing)에 관한 논의 혹은 데이터 관리 장에 있는 복잡한 사건 처리에 관한 섹션 참고)
• 백엔드에서의 자동화와 유사한 로컬 자동화

행위자 기술을 위한 가장 고급의 공개 표준은 아마도 OSGi일 것이다. OSGi는 어플리케이션 격리, 자원 할당, 어플리케이션 생애주기 관리, 어플리케이션 의존 관리 등을 위한 매우 정교화된 지원을 제공한다.

지금까지, 우리는 주로 자산 통합, 자산의 원격 감시, 자산에서 전달된 상황에 대처하는데 필요한 특징들에 대하여 주로 다루어왔다. 그러나, 우리는 기초 M2M에서 기업 IoT를 구별할 풍부하고 새로운 어플리케이션들을 실제로 구축하기 위한 기능들을 어떻게 가능하게 할지에 대해서는 이야기하지 않았다. 운이 좋게도 대부분 플랫폼들은 기본 설정을 통해서 공개 인터페이스와 그러한 어플리케이션들을 구축하는데 사용되는 API의 세트를 제공한다. 그리고 IoT 어플리케이션과 매시업의 빠른 개발을 가능하게 해줄 제품들도 곧 이용할 수 있게 되는데, 이러한 제품들은 기초 M2M플랫폼 (또는 사용되는 용어에 따라서 “IoT 클라우드”)의 통합을 사용한다.

아래의 인터뷰에서 볼 수 있듯이, ThingWorx의 CTO인 Rick Bullotta씨는 이것에 대해 굉장한 열정을 가지고 있다.

Dirk Slama: IoT에서 어플리케이션이 가능해지는 것에 대한 미래를 어떻게 보시나요?

Rick Bullotta: 우리는 이것을 기기/기계 클라우드와 어플리케이션 구현 레이어라는 두가지 다른 단계로 바라봅니다. 우리의 많은 글로벌 고객들이 벌써 커넥티드 기기를 가지고 있는 걸 발견할 수 있습니다. 얼마나 많은 기기들이 실제로 다이얼-인 모뎀과 기타 기술들을 통해 연결되어있는지 알면 당신은 매우 놀랄 것입니다. 우리는 어플리케이션 구현 레이어가 다른 기기의 클라우드와 함께 작업할 수 있는 방식으로 우리의 플랫폼을 설계해왔습니다. 이는 고객의 선택과 다른 비즈니스 단위에서 다른 기술들이 쓰이는 현실을 지원하는 것에 관한 겁니다. 우리는 세계적 수준의 기기 클라우드를 제공하면서, “다른 것들과 같이 놀아보기”로 결정하였습니다. 어플리케이션 플랫폼은 또한 시스템과 관련된 사람들뿐만 아니라 기계를 모두 아우를 수 있어야 합니다.

Dirk Slama: 그러면, IoT는 단순히 기계에 관한 것이 아닌거군요…

Rick Bullotta: 흥미로운 일을 하는 IoT 어플리케이션들은 다른 비즈니스 어플리케이션들 그리고 인간적 요소들과 함께 통합합니다. 이것은 어플리케이션 구현 플랫폼을 위해서는 꼭 가져야할 능력입니다: 예를 들면 ERP 시스템, CRM 시스템, 현장 서비스 관리, 날씨 데이터 그리고 에너지 가격 같은 자산을 불러오는 것, 어플리케이션 플랫폼 수준에서 구성가능한 기능을 만드는 것이 있죠. 구성은 사용자 인터페이스, 분석, 비지니스 절차에서 응용 가능합니다.

Dirk Slama: 이러한 접근 방식이 가지고 있는 강점과 잠재적 한계에 대해서 이야기 해봅시다.

Rick Bullotta: 예를 하나 들어보죠: 저는 집에 있는 스마트 청소기를 통제할 수 있는 소비자 기기가 필요합니다. 그건 매우 집중된, 1차원적인 어플리케이션이죠. 그렇게 복잡하지는 않습니다. 많은 회사들이 어플리케이션을 만드는 표준 개발 도구를 이용하는 그들만의 엔드투엔드(end-to-end) 기술들을 개발하고 있습니다. 제 생각으로, 전통적인 개발 접근이 작동하지 않는 순간은 복잡성이나 다른 시스템 또는 데이터와의 통합이 발생하는 때입니다. 더 자세한 예로는, 어플리케이션이 원래부터 역동적이거나 당신이 새로운 서비스나 기능을 추가하고 싶을 때, 그것을 다른 고객이나 이용 용도에 따라 조정하고 싶을 때, 매우 반복적인 개발 접근을 원할 때라고 보면 됩니다. 어플리케이션 개발을 위해선 다른 모델들이 필요합니다. 가장 첫 번째로 기억해야할 것은 만약 자주 바꿔야할 필요가 없는 고정적인 어플리케이션이라면, 당신은 이용할 수 있는 다양한 선택지를 가지게 된다는 것입니다. 만약 그것이 매우 역동적인 어플리케이션이거나 계속해서 새로운 기능들을 추가하는 비지니스 모델일 경우, ThingWorx같은 환경은 생산성 측면에서 초기의, 진행중인 이점들을 많이 제공합니다. 우리는 그러한 기준에 맞는 상당한 양의 IoT 어플리케이션들을 찾아왔습니다.

Dirk Slama: 결론을 내리자면, IoT 플랫폼의 주요 조력자는 무엇이 있나요?

Rick Bullotta: 기기에서 클라우드까지 강력한 별도의 설치 및 구성이 필요없는(out-of-the-box) 기능으로 시작해야 합니다. 그리고 다른 사람들이 당신의 플랫폼을 강화하고 확장시킬 수 있도록 해야합니다. 다른 사람들이 혁신할 수 있도록 하세요. 다른 사람들이 혁신적인 솔루션을 만들어낼 수 있도록 하세요. 그러나 그들이 개발 환경, 운송, 보안 그리고 우리가 제공하는 높은 수준의 서비스를 도울 수 있도록 해야 합니다. 사람들이 그들의 알고리즘, 비지니스 로직, 연결기, 사용자 인터페이스 구성요소들을 연결하도록 해야 합니다. 이건 양자택일의 상황이 아닙니다. 만일 사람들이 그들의 고유한 지적 재산을 통합하기 위해 우리의 소프트웨어 개발 키트를 사용하기 원한다면, 우리는 그들에게 지속 가능한 방식 및 우리가 이전에 이야기했던 빠른 구성이 가능한 방식으로 사용하도록 허락할 것입니다.

사물부분망 통합

서론에서 논의하였듯, 많은 기업 IoT 솔루션은 상대적으로 잘 정의된, 가끔은 닫힌 생태계나 사물부분망 (SoTs)에 초반 집중할 것이다. SoTs 내부에서 또는 SoTs 사이의 통합은 IoT 진화에 있어 중요한 도전 중 하나가 될 것이다.

이 내용을 다른 차원에서 논의하는 회사들이 많이 있다. 그 중 하나는 뉴욕에 기반한 스타트업 회사인 woit.io이다. 이들은 사업 기회를 열기 위하여 기기, 데이터 서비스와 데이터 주인 사이의 상호연결성을 돕는 것을 목표로 하고 있다. 이 회사는 사실 데이터 서비스를 제공하지는 않지만, 3자 데이터 서비스를 활용하는 최종 소비자와 연관된 기술적, 법적, 사업적 절차를 간소화하기 위해 노력한다. 소비자 입장에서 보았을 때, woit.io는 IoT를 위한 salesforce.com처럼 보이려고 노력한다. 기술적 백엔드 관점에서 보자면, Object Management Group의 DDS 기준과 매우 유사하다 (더 자세한 사항은 아래를 참고). 이 회사가 추가하고자 한 주요 가치는 법적, 사업적 체계를 개발 및 유지하는 것 또한 salesforce.com의 상품 진열장과 데이터 서비스 파트너와의 기술적 통합을 지원하는 데 존재하는 차이를 메꾸는 것에 있다. 다른 방식으로 놓고 보자면, 이 기업은 비지니스 간소화 기능을 기준으로 경쟁한다. 한편 기술적 기능을 뒷받침 하는 것은 시장에서의 경쟁을 통과한 예선 통과자라 할 수 있다.

wot.io의 설립자이자 회장인 Allen Proithis와의 아래 인터뷰는 이런 흥미로운 시장 포지셔닝에 대해 좀 더 자세히 탐구한다.

Jim Morrish: wot.io는 IoT 공간에서 꽤나 신입 진출자입니다. 회사 창립의 계기와 당신이 보았던 기회의 특징을 설명해 주실 수 있나요?

Allen Proithis: IoT의 멋진 기회들에 참여하기 원하는 거의 대부분의 사람들은 어느 면에서 모두 고생을 합니다. IoT 주도의 상품, 서비스, 가격 효율성을 완전히 실현하는데에 겪는 이런 고생은 가치를 생산하려는 참가자들에 의해 그리고 성공적인 업무 관계를 정의하기 위해 해결되어야 하는 기술적, 사업적, 법적 마찰에 의해 유발됩니다. 우리는 이러한 마찰들을 상당수 제거하였습니다.

Jim Morrish: 예시를 좀 들어주세요.

Allen Proithis: IoT 솔루션을 위해 누구에게 연락해야할지, 어느 판매자를 고를지, 위험, 비용, 시간 고려를 포함한 거대한 고객 통합을 어떻게 정당화해야할지의 내용으로 우리의 고객들이 고생하는 것을 종종 봅니다. IoT 데이터에 가치를 더하는 회사들은 시장에 접근하는데에 어려움을 겪습니다. 이러한 어려움의 이유로는 광범위한 시장 세분화, 복잡한 통합 조건들 그리고 동일한 데이터에 다른 가치를 더하기 위해 필요한 다른 회사들과의 관계 유지의 어려움이 있습니다. 그리고 전문적 서비스를 판매하고자 하는 시스템 적분 회로망(systems integrators)은 대부분의 작업이 맞춤형인 분야의 거래에서 손해를 보고 있습니다. 성공적인 SI는 가장 큰 가치를 더할 수 있는 분야에 초점을 두고 상품화할 수 있는 솔루션의 부분들과 파트너를 맺을 것입니다.

Jim Morrish: 그렇다면 당신은 표준화나 많은 IoT 업자들이 이미 그러한 인터페이스를 구축하고 있다는 간단한 사실이 이러한 문제를 조만간 해결할 것이라 보시나요?

Allen Proithis: IoT가 우리의 일상에 미칠 영향과 새로운 상업적 기회의 두 측면에서 모두 엄청날 것이란 것은 널리 알려져 있습니다. 반면에 잘 알려져 있지 않은 것은 IoT의 미래가 순탄하진 않을 거란 점입니다. 좀 더 자세히 말하자면, 우리는 IoT 개발의 다음 단계가 공공 데이터 표준, 데이터 서비스 공공 제공자와의 연계, 데이터 소스의 공공 소유권 또는 데이터 소유자들 사이의 공동 노력에 의해 이루어질 것이라 생각합니다. 또한 그것은 우리가 ‘사물 부분망’이라 명명하기도 한, 상대적으로 촘촘하게 통합된 커넥티드 기기의 섬들로 특징지을 수 있습니다. 이러한 커넥티드 기기의 섬들 사이 연결과 인터페이스는 이들 내부의 연결과 인터페이스보다는 훨씬 느리게 발전할 것으로 예상됩니다. wot.io는 바로 여기에서 등장합니다. 우리는 ARM의 mbed 플랫폼 또는 ARM mbed 사물 부분망을 Rackspace 또는 스케일 DB 또는 스트림 테크놀로지와 빠르게 연결합니다. 예를 들면 말이지요.

Jim Morrish: 그러나 Object Management Group이 데이터 분산 서비스(DDS) 표준과 상당히 비슷한 무언가를 하고 있지 않나요?

Allen Proithis: 실시간 발행-구독 (RTPS) DDS는 wot.io의 메시지 버스와 어댑터의 골조와 유사합니다. 우리는 다른 Pub/Sub 스트리밍 프로토콜(AMQP, MQTT, XMPP, Kafka, Pubnub과 같은 클라우드 서비스까지)을 위한 어댑터를 만들긴 하지만, 우린 RTPS DDS를 위한 수송 어댑터를 만들 것이며 메시지 경로 세계에 다리를 놓을 것입니다. 그러나 wot.io는 메시지 경로에 관한 것이 아닙니다. 메시지 경로는 다른 일들을 실현하기 위한 보조 서비스입니다… wot.io는 커넥티드 기기 플랫폼을 위한 데이터 서비스 교환에 관한 것입니다. 데이터 서비스는 통합된 어플리케이션으로서 커넥티드 기기 플랫폼에서 가져온 데이터를 작업합니다… 그리고 물론 우리는 이러한 것들을 이루기 위해 발행구독 SOA를 사용합니다.

Jim Morrish: 그건 마치 Rackspace의 시장처럼 들리는데요?

Allen Proithis: 맞습니다. Rackspace는 관리된 어플리케이션을 제공합니다. 그러나 그들은 엄청난 공학기술 없이 커넥티드 기기 플랫폼의 데이터에 작동하거나 가치를 더할 수 있는 데이터 서비스와 통합할 수는 없습니다. wot.io와 Rackspace는 협력사입니다. 우리는 Rackspace의 인프라에 우리의 데이터 서비스를 배치시킬 수 있을뿐만 아니라, Rackspace의 시장에서 서비스 통합을 할 수도 있습니다.

Jim Morrish: 그러면 간단히 요약하여 wot.io의 일은 무엇인가요?

Allen Proithis: wot.io는 커넥티드 기기 플랫폼을 위한 데이터 서비스 교환입니다. 우리는 고객들이 커넥티드 데이터에서 빠르고 유연하게 사업 가치를 뽑아낼 수 있도록 돕습니다. 우리의 솔루션은 개별 기술과는 독립적입니다. 또한 칭찬이 자자할 뿐만 아니라 사물 인터넷과 M2M분야에서 이미 활약중인 기관 전용 판매 플랫폼과도 독립적입니다. 사실 제가 이전에 언급했던 이러한 사물 부분망의 많은 경우는 서로 연결됨으로써 이득이 됩니다. 그리고 이러한 점은 wot.io와 같은 몇몇 시장 참여자들이 그러한 연결을 만드는데 집중할 수 있도록 합니다. 개별 사물 부분망 각자가 그들 자신만의 쌍방 관계를 구축하도록 만드는것 대신 말이지요. 이런 방식을 통해서 얻을 수 있는 규모의 편익은 많이 존재합니다. 그러나 실제로 이러한 연결을 구축하는 것은 데이터 서비스 공급의 유동성에 관한 더 넓은 개념으로 향하는 첫번째 단계입니다. 이것이 바로 우리가 wot.io를 데이터 서비스 교환, 즉 DSE로 정의하는 이유입니다.

Jim Morrish: 그 말씀은, 이러한 서비스의 잠재적 고객들과 데이터 서비스 공급자 사이를 연결하는 것과 관련된 마찰을 줄이라는 건가요?

Allen Proithis: 맞습니다. 사물 부분망의 모든 연결점을 구축해오면서, 데이터 서비스 교환은 고객들에게 이미 DSEs 생태계에 통합된 파트너들이 제공하는 서비스 범주로의 접근을 제공하도록 이론적 포지셔닝이 되어있습니다. 하나의 사례로, DSE는 Volt, Hadoop, Cassandra, SAP 또는 MongoDB 데이터 서비스 또는 심지어 이러한 것들의 하이브리드 결합체로의 접근성을 제공할 수 있습니다. 그리고 이들은 모두 기본적으로는 선통합 및 기성품 형식의 상업적 패키지로 이루어집니다. 이를 데이터 서비스 제공자의 관점에서 본다면, 어플리케이션은 IoT 기회의 핵심에 있는 것입니다. 모든 커넥티드 기기는 가능한 여러 개의 관련 어플리케이션을 꼭 갖고 있어야 합니다. 또한 이러한 어플리케이션의 개발과 데이터 분석, 데이터 마이닝 및 다른 데이터 서비스들과 같은 지원 기능을 공급하는 것은 많은 참여자들에게 현실적인 상업적 기회를 보여줍니다. DSE는 특수화되고 차별화된 공급자들이 잠재적 고객들과 맞닿을 수 있도록 도와줍니다.

Jim Morrish: 더욱 차별화된 서비스의 더 자유로운 교환과 상호 연결이 앞으로 IoT를 특징지을 것이라 생각하나요?

Allen Proithis: 우리는 M2M 시장에 관한 더욱 수평적인 관점이 지배적인 주제가 될 것이라 예측합니다. 지금까지 M2M 시장은 산업의 거대 기업들에 의해 장악되어 왔습니다. 2차 공급자나 소규모 참여자가 시장에 진입하면, 그들은 자연스럽게 특정 기능 개발을 통해 차별화를 찾아갈 방법을 모색할 것입니다. M2M과 IoT 도입의 대중 시장 단계는 더욱 차별화된 ‘수평 우선’ 접근의 성격을 지니게 될 것입니다.

Jim Morrish: 그럼 그것이 당신이 지원하고자 하는 원동력인가요?

Allen Proithis: 맞습니다. wot.io 데이터 서비스 교환은 통합된 3자 데이터 서비스의 시장입니다. 이미 통합된 것에 의해, 우리는 개발자가 새로운 데이터 서비스와 통합에 관한 기술적, 사업적, 법적 측면에 집중하지 않아도 되며, 성공적으로 잘 될 것임을 말하고자 한 것입니다. 간단히 말하자면, 우리는 데이터 서비스 교환이 필요한 기초 보강을 제공할 독립체라 생각합니다. 그래서 미래의 M2M과 IoT 시장이 기능할 수 있도록 말입니다. wot.io와 같은 독립체들은 차별화되고 특수화된 공급자들이 손쉽게 더 크고 덜 차별화된 서비스 공급자에 연결할 수 있도록 또는 반대 방식으로 작용할 수 있도록 해줍니다. 이것은 차별화된 데이터 서비스와 플랫폼 참여자들의 생태계 구성으로 특징되는 IoT 개발의 한 단계로 진입할 것입니다. 마지막으로 IoT 시장에서 상품은 서비스보다 더 나은 것이며, 참여자들이 각자의 강점을 발휘할 때 시장은 전체적으로 강화될 수 있습니다.

오픈 소스

이 분야에서 이용 가능한 여러 가지 다양한 상용 플랫폼과 함께, 오픈 소스 커뮤니티에는 많은 일이 일어나고 있다. 예를 하나 들기 위해, Eclipse 재단에서 현재 진행중인 갖가지 IoT 프로젝트에 대한 개요를 담고 있는 아래의 도표를 보도록 하자 (이 책에서 언급된 Ignite | IoT 방법론 또한 현재 Eclipse 재단에서 진행하는 공식 오픈 소스 프로젝트이다.). Eclipse Vorto 프로젝트는 IoT를 위한 인터페이스 정의를 관리하기 위해 설립되었다. 내장형 개발을 위하여 Eclipse는 c, C++, Lua를 위한 오픈 소스 개발 도구의 제공을 목표로 하고 있다. Kura 기기 게이트웨이는 흥미로운 오픈 소스 하드웨어 계획이다. 프로토콜 수준에서 Eclipse는 MQTT, CoAP, OMA LWM2M과 ETSI M2M을 벌써 지원하고 있거나 지원할 계획을 가지고 있다. 마지막으로 Eclipse는 서버 개발을 위한 오픈 소스 도구를 지원할 예정이다.

            Key IoT projects of the Eclipse Foundation mapped to the AIA
            

산업용 데이터 인식과 통제 (IDAC) 시스템은 강력하고 헤드리스이며 분산된 시스템으로 감시와 통제를 통해 효율성을 증진시키기 위해 설계되었다. 고속 감시와 분석을 통하여 IDACs는 자산의 건강도에 관한 이해를 제공하여 실패를 예측하거나 작동하지 않는 시간을 줄여준다. 이런 시스템은 자산 통합 아키텍처 (AIA)의 모든 측면과 접속할 수 있다. 그리고 이를 통하여 빠르고 믿을 수 있는 의사결정을 위해 정보를 뽑아내는 상호연결 시스템의 방대한 네트워크를 구성할 수 있다. 스마트 그리드에서 스마트 기계까지, IDACs는 자산과 기업 수준에서 정보를 획득하고, 분석하며 소통한다. 내장된 이기종 처리를 통하여, IDACs는 어려운 실시간 결정을 100만분의 1초안에 해내고 시간, 네트워크 대역폭, 중앙 처리 동력을 절약한다. 감시뿐만 아니라 감시의 과정에서 얻은 정보를 기반으로, IDACs는 높은 수준의 빠른 통제를 수행하는데 필요한 입출력과 처리 능력을 가지고 있다. 이러한 능력들은 IDACs가 통제 순환의 속도를 늦추지 않고도 처리된 정보를 통제 시스템으로 획득, 분석 및 소통할 수 있도록 도와준다. 그 대가로 이 정보는 실시간으로 사용되어 통제 알고리즘과 유지 계획의 최적화를 통해 자산의 건강도, 효율성, 처리량을 개선할 수 있다.

IDACs는 통일된 통합 개발 환경으로 함께 묶여진 몇 가지 하드웨어와 소프트웨어의 핵심 구성요소로 정의된다. 많은 자산들이 멀고, 평탄하지 않거나 심지어 위험한 환경에 위치하기 때문에, 이 하드웨어와 소프트웨어 솔루션은 내구성 있고, 믿을 수 있으며 홀로 작동 가능할 수 있어야 한다. 이를 통해 네트워크 소통의 손실과 같은 가장 최악의 조건에도 지속적인 통제와 감시를 보장할 수 있다. IDAC의 기초 구성요소는 다음과 같다:

• 이기종 처리: 최고의 반응 시간과 처리량을 얻기 위해서, IDAC 시스템은 많은 처리 옵션들을 결합하여 다양한 업무를 수행하는데 최적화할 수 있도록 한다. 이러한 처리의 구성 요소들은 다층-코어 프로세서, 디지털 신호 프로세서, 현장-프로그램작동 게이트 어레이 (FPGAs) 그리고 검색 표를 포함한다. 이러한 요소들은 각각 다른 방법들을 이용하여 정보를 저장 및 처리하여 다양한 업무에 적절하도록 만든다. 고속 평행 프로세싱과 같은 낮은 수준의 업무는 이런 업무에 최적화된 FPGA로 옮겨질 수 있다. 소통과 소프트웨어 건설같은 높은 수준의 업무는 프로세서에서 실행될 수 있다. 각 요소는 사용자-프로그램작동이 가능해서, 하드웨어는 기성품 솔루션으로 맞춤 디자인의 유연성을 달성하기 위하여 갖가지 다양한 방식으로 결합될 수 있다. 맞춤 디자인에 대해 좀 더 간단히 말하자면, 이런 요소들의 많은 경우가 칩 위의 시스템(SOC)으로 알려진 개별된 칩으로 통합되어왔다. 그들은 많은 종류의 처리 요소들을 통합하기 때문에, IDACs는 핵심 구성요소의 변경 없이 시각, 움직임 또는 인간 기계 인터페이스 (HMI) 시스템으로 설정될 수 있다. 그러므로 이러한 IDAC 시스템은 종종 하드웨어 기능을 정의하는 소프트웨어라는 의미에서 “소프트웨어 정의”로 묘사되곤 한다.
• 소프트웨어와 운영 시스템: 사물 인터넷은 시스템 설계에 많은 양의 복잡도를 추가하여 효율성을 유지하기 위하여 모든 방식에서의 간소화를 하는 것이 가장 중요해졌다. 하드웨어를 자각하고 있는 통합 소프트웨어 패키지를 갖는 것이 이런 복잡성을 줄이기 위한 핵심이다. 이 소프트웨어는 낮은 수준의, 낮은 가치의 업무를 추상화하여, 사용자는 많은 어플리케이션에 거쳐 이용될 수 있는 재사용 가능한 코드의 기본 토대를 형성할 수 있다. 소프트웨어와 하드웨어가 함께 묶여있는 경우, 하드웨어는 최상위 코드 재사용과 함께 최신의 처리 요소로 업그레이드될 수 있다. 보안은 사물 인터넷에 의해 제기된 또다른 해결 과제이다. 세계의 거의 모든 곳에서 자산이 조작 가능해지면서, 보안에 대한 필요성은 증가하였다. 이를 해결하기 위하여 IDACs는 IT 친화적인 운영 시스템에 기반을 두고 있다. 이 시스템은 적절히 사용자를 확인 및 인증하고 시스템 완전성을 유지하며 시스템 가능성을 최대화하기 위하여 안전하게 공급 및 설정될 수 있다. 또한 IDACs는 공개 OS에 기반할 수 있어 전세계의 개발자들은 함께 내장형 보안의 최신형을 개발한다.
• 입력/출력 (I/O): 효율성을 위하여, IDACs는 가능한 가장 정확하고 효율적인 방식으로 자산으로부터 정보를 공급받고 자산에게 정보를 제공해주어야 한다. 이 방식은 보통 센서와 작동기의 네트워크를 통해 이루어진다. IDAC 시스템의 I/O는 진짜 세상의 신호를 디지털 세계에서의 처리를 위한 것으로 바꿔주는 수단을 제공한다. 그리고 이 과정은 아날로그에서 디지털로, 디지털에서 아날로그로 바꿔주는 변환기를 통해서 이루어진다. 처리가 중요하듯, 계산도 I/O 가 데이터를 생성하는 것만큼 중요하다. 이러한 이유로 IDAC의 I/O는 굉장히 정확하고 빠른 샘플 및 업데이트 속도 (>1kS/s)를 구현하여 자산 수행에 있어 매우 높은 정확도와 충실도를 가능하게 한다. 이러한 속도가 필요한 공동 어플리케이션은 샘플 속도가 매초 수백 킬로-샘플에 다다르는 회전 기계류의 조건 감시에 관한 것이다. I/O는 모듈화되어 오면서 단일 IDAC 시스템은 상당히 다양한 자산과 변화하는 센서 조건에 적응할 수 있게 되었다. I/O 모듈은 넓은 범위의 신호 조절을 특징으로 하여 자산에 의해 요구되는 어떠한 센서로든 맞출 수 있도록 한다. 다양한 방식으로, I/O는 자산과 처리 사이에서 아날로그와 디지털 모두의 방식으로 움직인다.
• 커뮤니케이션: 자산과 처리 레이어 사이의 커뮤니케이션과 더불어, 이더넷 기반의 커뮤니케이션 프로토콜은 자산 시스템을 다른 자산들이나 기업과 소통할 수 있도록 해준다. 과거에 이러한 프로토콜들은 개인 제조업자에게 소유권이 주어져 방대한 자산의 네트워크를 유지하기 어려운 환경이었다. IDACs는 많은 커뮤니케이션 프로토콜들을 지원하는 방식으로 이런 문제를 해결한다. 하지만 더 나은 간소화와 수행 증진을 위한 보편 커뮤니케이션 표준의 문제는 여전히 존재한다.

아래의 도표는 IDAC의 주요 특징을 우리의 자산 통합 아키텍처로 안내한다

                         Key elements of an IDAC mapped to the Ignite AIA
                         

많은 어플리케이션은 I/O와 처리를 필요로 한다. 다음 부분에서 우리는 IDACs가 성공적이었던 세 가지 종류의 어플리케이션에 대해 다루도록 한다:

• 조건 감시: 조건 감시는 자산들을 감시하는 것으로 실패를 예측 및 방지하여 계획에 없는 정전을 방지하고 기기 능력을 최적화하며 수리 시간을 줄일 수 있도록 한다. 이것은 IDAC 시스템에게 본직적인 어플리케이션이다. 동력 발전에서 산업 제조업까지, IDACs는 데이터를 취득하고 처리하기 위한 환경설정이 가능하여 자산의 실패를 예측 및 방지할 수 있도록 한다. 관련 사례 연구 참고: Remote condition monitoring of London Underground track circuits
• 스마트 기계: 스마트 기계는 변화하는 조건과 업무에 적응할 수 있도록 해주는 내장형 지능을 가지고 있는 고성능 기계이다. 이들은 많은 모양과 크기로 제작되며 다양한 이질적 특징을 종종 통합하기도 한다. 그 특징으로는 움직임, 시각, 커스텀 프로토콜, HMI, 통제 그리고 감시가 있다. IDACs는 처리와 I/O 측면에서 굉장히 쓰임새가 많기 때문에, 이들은 스마트 기계를 만들 수 있는 플랫폼에서 개별 플랫폼을 제공할 수 있다. 관련 사례 연구 참고: Viewpoint systems improves gear finishing using a real-time control system
• 스마트 그리드: 동력의 경로를 변경하고 동력의 질을 향상시키며 자가치료가 가능하도록 하기 위해, 변화하는 그리드 조건에 맞게 반응하는 전자 그리드를 제작하는 것은 현실이 되고 있다. 스마트 그리드와 관련 표준들을 진화하여 이러한 변화된 조건들을 충족시키고 있다. IDAC 시스템은 스마트 그리드 뒤에 있는 핵심 기술들 중 하나이다. 왜냐하면 IDAC 시스템은 능력을 처리하면서 I/O를 가지고, 변화하는 동력 기준에 적응하고 동력 계산을 수행하기 위해 필요한 구조를 개방하기 때문이다. 관련 사례 연구 참고: Increasing power service reliability and energy security with MicroGrids

IDAC 시스템의 한가지 사례는 NI의 CompactRIO 시스템이다. LabVIEW 재구성 I/O (RIO) 아키텍처에 의해 작동되며, CompactRIO는 프로세서, 사용자-프로그램가능 FPGA 그리고 모듈 I/O를 LabVIEW 통합 개발 환경과 결합한다. 시스템의 기능이 매우 다양하기 때문에, CompactRIO는 개방되고 소유권이 존재하는 프로토콜과 소통하여 기존의 시스템과 결합하거나 독립 솔루션처럼 작동할 수 있다. CompactRIO 하드웨어의 소프트웨어 디자인의 기능은 개방된 실시간 Linux 운영체제에서 실행된다. 이 운영체제는 시스템이 감시와 통제 솔루션을 함께 또는 각각으로서 주문제작 되도록 해준다.

IDAC 시스템의 다른 예는 커스텀 하드웨어와 고성능의 프로그램가능한 자동화 조절기 또는 이 두가지 시스템의 혼합에서 찾아볼 수 있다.

• 무선 센서 네트워크 기술: IDAC와 무선 센서 네트워크 (WSN) 기술은 모두 감시 활동에 쓰일 수 있지만, 수행과 채널 수치에 따라 차이를 보인다. WSN 접속점들은 상대적으로 느린 속도(<1 kS/s)의 정기 간격을 두고 몇몇 채널에서 데이터를 얻는다. 그리고 중요하지 않은 처리들을 수행하여 그 데이터를 심층 처리를 위한 중앙 프로세서에 보낸다. 이러한 시스템은 빠른 선택을 요구하지 않는 고정적인 환경을 감시하는데 아주 적합하다. 반면에, IDAC는 1 MS/S까지 되는 속도로 수백 개의 채널들을 처리할 수 있다. 그리고 더욱 심층적인 처리를 수행하고 변화를 감지하면 이를 보고한다. 결과적으로 IDAC는 더욱 역동적인 시스템을 감시하기 위해 설계되어, 빠른 선택을 위한 자산 기반 처리를 해낸다. 이러한 두가지 기술을 함께 이용하면, IDAC를 중앙 허브로 사용하여 데이터를 수집 및 처리하고 WSN 연결점들은 메인 어플리케이션 보조에 사용할 수 있다.
• 프로그램화 가능한 로직 조절기: IDAC와 프로그램화 가능한 로직 조절기들 (PLCs)은 통제를 위해 쓰일 수 있지만 다른 기능을 수행한다. PLC는 상대적으로 느린 순환 속도 (<1 kHz)에서 작동하고 간단한 통제 업무를 위해 설계되었다. 사용자는 시각, 움직임 또는 맞춤 프로토콜과 같은 더 고급화된 기능을 위해서 다른 시스템을 추가적으로 사용하여야 한다. 반면에 IDAC는 높은 순환 속도 (>100 kHz)를 가지고 있으며 더 고급화된 통제 알고리즘, 시각, 움직임 그리고 맞춤 프로토콜을 다룰 수 있다. PLC는 산업 기준을 제공하며 프로그램하기 쉽고 간단한 업무에 사용된다. 그러나 고기능 통제나 다른 업무를 통합하는 좀 더 복잡한 기능을 위해서는, IDAC가 훨씬 유용하다. 이 두가지는 종종 함께 짝지어져 서로 소통하면서, PLC는 메인 통제 순환을 담당하고 IDAC는 특수화된 업무를 맡는다.

아래의 표는 IDAC, 무선 센서 네트워크 그리고 PLC의 주요 차이점들을 정리한 것이다.

                          Comparison of IDAC, WSN Nodes and PLC
                         

IDAC 시스템을 고려할 때, 현재와 미래 수요 모두를 염두에 두어야 한다. 누구도 미래를 예측할 수 없지만, 대비하는 것이 중요하다. 블랙박스 솔루션이 아마도 오늘날의 과제를 해결할 수도 있겠지만 그것은 미래의 변화하는 표준, 센서, 어플리케이션에 대한 유연성이 없다. 이들 항상 변화하는 변수에 적응하기 위해 개방된 플랫폼에 대해 유연성이 있는 IDAC를 선택하라. 아니면, 간단한 펌웨어와 부품을 업데이트하는 대신 전체 시스템을 교체하게 될 것이다.

산업 부문에서 사물인터넷이 마주할 가장 큰 도전은 오늘날의 고성능 기계와 네트워크 수요를 충족시키고 이더넷 기술이 내일의 수요를 충족시키도록 발전시킬 수 있는 대역폭과 결정론을 가진 개방된, 세계적인, 이더넷 기반 통신 프로토콜의 결여이다. 이들 수요를 충족시킬 수 있는 한 기술이 시간감지 네트워크(TSN)이다. 전기 전자 엔지니어 기관The Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE)은 IEEE 표준 802.1을 이들 요구사항에 맞추기 위해 TSN 태스크 그룹을 형성했다. 이들 표준이 당신의 어플리케이션을 충족시키는 것을 보장하기 위해 여전히 할 일이 많다 – IEEE와 산업 인터넷 컨소시엄 같은 기관이 당신의 목소리를 듣고 관여하게 하려면.

우리는 National Instruments의 James Smith와 Brian Phillippi에게 산업 데이터 취득 플랫폼에 관한 이 챕터에 대한 기여에 감사한다.

설치된 GPS 시스템은 위치측정, 특히 계속 증가하는 모바일 최종 기기의 유행과 관련되어 방대한 가능성을 연다. 자동차 내비게이션이나 상품 수송 차량 추적에서 이들 기기의 사용은 이제 일상적인 일이다. 하지만, 여전히 빌딩 안이나 거치 협곡의 예시처럼 GPS 기반 위치 측정이 작동하지 않는 “GPS 거부 지역”으로 알려진 환경이 있다. 이것이 많은 부분들이 오늘날 실내와 실외 모든 지역에서–공항이나 회사 부지 같은 큰 인프라 매끄러운 위치 측정에 대한 증가하는 수요를 경험하고 있는 이유이다. 무선 통신 기술의 사용과 지속적인 개발은 위치 측정 범위의 이러한 간격을 좁히는 다양한 WI-FI 기반 실내 위치 측정 솔루션의 발생을 가능하게 했고 모든 수준의 가치 체인에 새로운 기회와 추가 부가 가치를 만들어냈다.

실내 위치 측정 솔루션은 전통적인 GPS 기반 시스템이 건물과 큰 인프라 안에서 전파 차단과 반사로 인해 사용될 수 없을 때 이용된다. 실내 어플리케이션에서는, Wi-Fi, 광학 센서, 동작 센서 같은 다른 기술이 작동하게 된다. Wi-Fi 기반 실내 위치 측정 시스템의 어플리케이션의 다양한 분야들은 스포츠, 보안, 생산, 계획, 자동차, 건강관리, 엔터테인먼트의 전체 가치 체인을 뒤덮는다.

산업 4.0의 맥락에서, 예를 들면, 모든 수준의 가치 체인에 걸친 실내 위치 측정 시스템을 통한 인프라, 절차, 제품의 통합된 포착과 네트워킹 덕분에 새로운 기회들이 나타나고 있다. 사물인터넷은 산업 4.0의 필수적인 전제 조건이다. 그것은 절차, 작업 처리 속도 향상, 산업과 기업 안전의 증가로 거두어질 새로운 잠재적인 혜택을 가능하게 할 것이다.

제조 부문에서의 실내 위치 측정은 사람이나 차량이 기계 근처 같은 특정 영역에 있는지를 체크할 수 있게 하는 geofencing 같은 개념의 적용을 가능하게 할 것이다. 당신은 또한 특정 영역의 사람이 그곳에 있을 자격이 있는지 확인할 수 있다. 이는 작업 과정상의 투명성과 안전을 보장하는 면에서 특히 유용하다. 실내 위치 측정 시스템의 다른 적용은 화물 운반대, 제품, 포크 리프트, 심지어는 사람까지 실시간으로 위치 측정이 가능함으로 인한 자동 위치 측정계획 과정의 최적화이다. 이는 개별 위치에서 여러 위치에 걸쳐 그들을 더 안전하게 만듦에 더해 속도 상승, 연결, 계획 과정의 향상을 가능하게 한다. 마지막으로, 완전한 위치 측정 솔루션은 새로운 서비스를 위한 길을 포장한다.

실내 위치 측정 시스템은 또한 공항 같은 대규모 인프라에서의 합동 및 작동 안정성을 지원한다. 충돌한 뻔한 사고 같은 중요한 상황들이 중앙에 수집된 위치 데이터를 사고와 재앙적 상황을 방지하기 위한 카메라 감시와 결합시켜 기록될 수 있다. 추가 적용 시나리오는 공항에서 승객과 피고용인, 혹은 피고용인과 방문자의 회사 부지에서의 위치 측정이다.

스포츠 분야에서– 예를 들면 풋볼에서– 실내 위치 측정 시스템은 시합을 분석하고 수집된 데이터를 처리하고 위해 사용된다. 스포츠 활약을 운동선수의 생체 데이터와 연결시켜, 훈련 전략과 시합은 객관적으로 평가되고 최적화될 수 있다. 예들 들어, 실내 위치 측정 기술이 기반한 기술적 원조는 시각이 손상된 사람들에게 훈련 프로그램과 매일의 이동성과 접속가능성을 지원할 수 있다. Fraunhofer Institute for Integrated Circuits IIS가 시각이 손상된 사람이 그 사람이 정해진 경로를 벗어났을 때 촉각과 청각 경고 신호와 지시를 전송하기 위한 착용하는 센서 벨트를 사용하는 위치 시스템을 개발하고 있다.

주변 보조 생활(AAL)의 맥락에서, 실내 위치 측정 솔루션은 나이든 사람, 장애인, 수발이 필요한 사람을 지원하기 위함과 동시에 완전한 위치 측정 범위를 Wi-Fi와 블루투스를 통해 보장하기 위해 개발되고 있다. 어플리케이션 영역에서, 전문가들은 지적 환경 및 다양한 구성요소와 솔루션의 매끄러운 통합을 만들어내고 있다. 이는 의료 환경 감시와 geofencing 을 가능하게 할 것이다. 추락 같은 특정 사고는 그러므로 감지될 수 있고 간병인이 인지할 수 있다. 다양한 전파 탐지 기술은 매우 다양한 보조 시스템에 사용되어 사람들이 굉장히 늘어난 정도로 독립적인 삶을 살게 하고, 건강과 삶의 질 전반을 향상시킬 수 있다. Fraunhofer IIS 의 연구자들은 생체 기능을 감시하는 시스템이 위급 시에 사람들의 위치를 잡는데 도움이 된다고 주장했다.

공공 운송 분야에서, 센서 융합을 통한 위성 위치 측정(GPS)와 Wi-Fi 위치 측정, 동작 센서의 지능적 결합은 집집마다 내비게이션을 가능하게 할 수 있다. 특히, 이는 승객이 버스, 트램, 기차, 지하철 시스템을 갈아탈 때 그들의 방향을 찾기 쉽게 해준다.

그들이 매우 넓은 범위에 적용되기 때문에, 다양한 실내 위치 측정 솔루션은 각 분야의 적용에서 신뢰성과 사용자 친화성을 보장하기 위해 다양한 요구를 만족시켜야 한다. 정확성과 이용 가능성은 전통적인 GPS 기반 솔루션이 작동하지 않을 때 이용되는 이들 시스템에 특히 중요하다. 이용가능성은 기본적인 주어진 위치를 확인하는 가능성에서 모든 영역에 걸쳐 정해질 수 있는 정도의 정확성까지 다양한 수준에 걸친다. 이용가능성은 계획, 생산, AAL 같은 영역에서 개인과 회사 모두에 가장 중요하다. 그에 더해, 기술적인 구분이 인프라 기능의 면에서 만들어진다. 한 옵션은 Wi-Fi 네트워크에 기반한 박물관 안내 시스템에서 볼 수 있는 기기가 스스로 위치를 측정(자체 위치)할 수 있게 하는 인프라이다. 대안으로, 데이터가 중앙에 수집되고 처리되면 인프라가 기기 위치를 측정할 수 있다(원격 위치). 가시선과 라디오 파 전송이 빈번히 장애물(기계 같은)이나 딱딱한 벽에 방해되기 때문에 영역의 크기와 물리적인 특징은 큰 인프라, 계획, 제조에서 중요한 역할을 한다. 마찬가지로, 특정한 실내 위치 측정 솔루션은 위치 측정될 물체의 수와 속도, 혹은 측정 대상이 물체인지 사람인지에 기반하여 정해질 수 있다. 위치 측정 시스템에서 센서 기술의 결합은 생체 데이터를 감시하고 추락을 감지하듯 개인을 지원할 필요가 있는 스포츠와 AAL 시스템에 특히 유익하다. 이 맥락에서, 의료 지원을 위한 온도 데이터 같은 추가 센서 데이터를 위한 전송 속도와 빈도는 특정 사용자의 수요에 따라 정해질 수 있다. 실시간 분석 시스템을 사용하는 것 또한 특정 사건–비상사태 알람으로 경고되는-에 적절히 대응하기 위해 필요할 수 있다. 다른 중요한 문제들은 송신기 형태 및 무게에 더해 배터리 수명을 포함한다. 이들 속성이 어플리케이션에 의존하는 다양한 고려에 종속되어있기 때문이다. 실제로, 다양한 상황에서, 전송기 작동은 효과적인 실내 위치 측정 시스템의 개발에 중요하다. 거기에 더해, 위치 잡는 속도와 빈도 모두 어플리케이션에 따라 다양할 수 있기 때문에 업데이트률은 적절한 적용을 위해 최적화되어야 한다. 목표가 고객 요구에 맞추어진 실내 위치 측정 솔루션을 위한 가능한 한 최선의 디자인을 달성하는 것이므로, 비용 문제와 이용 가능성 모두 시행에 감안되어야 한다. 실내 위치 측정 시스템에 놓인 상당한 수요를 만족시키기 위해 Fraunhofer IIS는 이들 기기 기술들을 결합시키고 더 발전시키기 위해 작업 중이다.

위에서 논한 실내 위치 측정 기술은 다양한 기술들을 물체나 사람의 위치를 알아내기 위해 사용한다. 다음은 가장 중요한 실내 위치 측정 기술과 이들 기술이 제공하는 가능성에 대한 개관을 제공한다.

개관

전계 강도 측정-박물관 같은 건물 안에서 작동하며 Wi-Fi나 블루투스 네트워크 같은 현존 인프라를 사용하는-은 전계 강도 분산을 측정하고 그것을 데이터베이스에 저장된 전계 강도 지도와 위치를 계산하기 위해 비교한다. 여러 측정기의 정확도를 가진 이들 시스템은 박물관이나 쇼핑 몰에서 안내와 정보 시스템에 사용될 수 있고 혹은 구조대원의 안전을 위기 상황에서 보장하기 위해 사용될 수 있다. 신호등 솔루션은 또한 블루투스 저전력(BLE)이나 RFID(Radio-Frequency Identification) 같은 단거리 라디오 시스템을 사람이나 기기가 위치한 영역을 알아내기 위해 사용하여 위치 잡기를 가능하게 한다. 이는 쇼핑몰에서의 도난 방비와 내비게이션에 유용하다.

각도 측정 기술에서, 전송기의 위치는 안테나 배열에서의 라디오 신호 발생각에 기반하여 미터 단위 정확도로 계산된다. 이 시스템은 구조대의 위치를 측정하거나 공항에서 보안 어플레키이션을 위해 사용될 수 있다.

주행시간 기반 전파탐지법은 라디오 신호가 전송기와 수신기 사이를 이동하는 시간 간격을 측정하여 위치를 알아낼 수 있게 한다. 센티미터 단위 정확성을 제공하는 위치 잡기 솔루션은 스포츠와 차량을 위한 위성 내비게이션(GNSS)에 사용된다.

센서 네트워크는 가까운 관계를 센서 접속점 간의 관계나 거리를 측정하기 위해 사용하고, 자신의 위치를 위치가 알려진 접속점에 기반하여 계산한다.

비교

다양한 위치 측정 기술은 결합될 수 있으며, 이는 그들이 내부 센서 기술과 사건 감지 같은 다른 기술과 기법의 지원을 받을 수 있다는 것을 의미한다. 시스템 결합은 높은 정확성, 신뢰성, 이용 가능성을 보장한다. 환경 모델은 또한 경로 계획 같은 어플리케이션에 유용한 위치 주변을 포함한다. 기법에 의존하여, 위치 잡기 데이터는 어떤 것이 있는 위치와 움직이고 있는 목적지와 속도로 구성된다. 사용되는 센서 기술에 의존하여, 사람들의 생체 기능이나 기기의 기능성 또한 전해질 수 있다.

전반적으로, 실내 위치 측정의 전체 영역은 이제 내부 공간을 정복하기 시작한 전도 유망한 트렌드이다. 기본 실내 이용 가능성에 더해, 주요 관심사 중 하나는 특히 정확성 면에서의 성능 향상이다. 한 중요한 목표는 위치 측정을 가능한 한 작은 인프라를 사용하거나 심지어는 인프라를 전혀 사용하지 않고 달성하는 것이다. 이는 매끄럽고 신뢰성 있는 물체의 위치 측정을 실내와 실외 모두에서 가능하게 할 것이다. 널리 퍼지는 스마트폰의 이용가능성과 직거래 같은 새로운 시장의 발전 결과로 인해, 우리는 매끄러운 실내/실외 위치 측정과 내비게이션이 이후 수 년 안에 가능해지리라는 것을 예측할 수 있다. 통합의 측면에서, 중심 역할은 한편으로는 질이 높아져가는 고급 센서와, 다른 한편으로는 이들 센서의 대규모 물량에 의해 수행된다. 다른 유망한 접근법은 “유사위성”의 사용에 관련된다. 이들 “유사 위성”은 위성 신호를 건물 안에서 증폭시켜 일반 GPS 수신기를 통해 실내 위치 측정을 가능하게 하는 전송기이다. 추가로, 우리는 증가하는 소형화된 위치측정 부품들이 기기, 인프라, 차량에 표준으로 통합되어 서로 소통 가능하게 하리라고 예측한다. 이는 새로운 표준, 프로토콜, 인터페이스가 탄생하게 한다. 증가하는 표준화, 통합, 네트워킹은 기술 성능을 향상시키고 새로운 어플리케이션과 서비스-산업 4.0의 영역에서는 자동차들이 서로 연결되거나(Car2Car) 주차장이나 기계 같은 인프라와 연결되는(Car2X)-를 가능하게 할 것이다. 우리는 Fraunhofer IIS 의 Dr. Stephan Otto 에게 그가 이 챕터에서 무선 실내 위치 측정에 기여한 것에 감사한다.

indoo.rs 와 협력하고 있는 KLM Royal Dutch Airlines은 암스테르담 스키폴 공항에서 환승 승객에 의해 사용될 그들의 KLM 앱을 실내 위치 잡기와 내비게이션 프로토타입 기능성 면에서 향상시켰다. iOS와 안드로이드에서 가동되는 그 어플리케이션은 사용자의 위치를 지도상의 점으로 보여주며 현재 위치에서 다음 게이트로 가는 경로를 보여준다. 그 어플리케이션은 또한 그곳으로 걸어가는데 필요한 시간도 계산해준다.

프로젝트의 주요 목적은 게이트 폐쇄 시간을 향상시키고 환승 시간을 추가 서비스를 고객에게 제공하여 단축시키는 것이다. 또한, 항공사의 고객에게 지도 지시를 제공하여, 그들의 도착 게이트에서 연결된 항공편으로의 여정이 훨씬 더 쉬워질 것이다.

전송 영역에서 정확한 위치 잡기를 가능하게 하기 위해, iBeacons가 KLM 키오스크에 설치되었다. KLM 앱을 폰에 설치한 고객이 iBeacon을 통과할 때, 경로 정보가 이용 가능하다면 푸시 알림이 스마트폰에 보내질 것이다. 만약 사용자가 이 정보를 좋다고 결정한다면, 앱은 열리고 현재 위치에서 다음 게이트로 가는 경로를 보여줄 것이다.

내비게이션 서비스는 애플과 안드로이드 앱 스토어에서 다운로드할 수 있는 최신 출시된 KLM앱에서 이용 가능하다.

프로젝트 특유의 과제는 아래와 같이 요약될 수 있다:

• 스키폴 공항에 위치한 솔루션은 BLE 신호등이 환승 구역에 설치되는 것과 사용자의 스마트폰에서 나온 이들 신호의 수신을 요구한다. 역사적으로, 블루투스는 배터리 소모로 유명했다. 그래서 KLM은 앱 사용자들이 내비게이션 기능을 사용하면서 블루투스 4.0(블루투스 저전력(BLE))을 켜두지 않는 것을 우려했다. 또한 모든 사용자가 BLE를 표준으로 지원하는 스마트폰을 소유하지는 않는다.
• 후자의 제약은 시간이 지나 새로운 스마트폰 세대가 BLE를 표준으로 지원하게 됨에 따라 무관해질 것이다. 새롭고 떠오르는 기술이 옛 기기들과 약간의 호환성 문제를 겪는 것은 흔한 일이다. 초기 블루투스 버전과 비교하면, 블루투스 4.0은 매우 낮은 전력 소모가 특징이다(예를 들면, iBeacon은 한 배터리로 4년간 켜놓을 수 있다). 새 스마트폰에서 가능한 블루투스 연결을 가지는 것은 초기 블루투스 버전에 비해 전체 배터리의 오직 작은 부분만을 차지한다. BLE의 핵심 혜택에 대한 설명은 블루투스 기반 솔루션에 대한 반대를 넘어서는데 도움이 된다.
• 작은iBeacon은 전송 영역의 KLM 키오스크에 설치되었다. 흥미롭게도, 신호는 이들 키오스크를 지나가는 사람들의 호기심을 끌었고 때때로 제거되거나 치워졌다. 공항에서의 iBeacon 설치는 프로젝트가 공항이 아닌 항공사와 협력하고 있었기 때문에 다양한 이유로 여러 제한에 종속되어 있다 그러므로, 신호는 아무 장소에나 설치되지 못하고 KLM 키오스크(예를 들어, 더 높은 곳)에 설치된다. 작은 iBeacon 기기는 분실을 방지하기 위해 접착제로 확고히 고정되었다.

여러 이해당사자가 공항의 사업 운용 환경(예를 들면, 공항 오퍼레이터, 항공사)에 관련되어 있다. 성공적인 공항 내 실내 내비게이션 시스템은 다양한 참가자들의 협력을 요구한다: 기술 회사, 건축설비 관리사, 승객 서비스.

모든 건물은 고유의 특징을 가지고 있으며 이들은 BLE 신호의 설치에서 고려될 필요가 있다. 공항들은 365일 1년 건축 부지로 간주될 수 있다: 외관과 공항 영역의 배열이 계속 진행 중인 변화(임시 진급, 추가 스탠드 등)에 종속된다. 블루투스 신호는 단열과 흡수 재질의 물체에 영향을 받는다. 이런 이유로, 신호등은 고도의 가시성이 보장되는 장소에 설치되어야 계속 변화하는 환경의 영향이 최소화될 수 있다.

포함된 높은 수준의 혁신은 IoT 프로젝트와 계획이 시장의 사용자들이 그런 기술들의 잠재력에 대한 교육을 받는 것을 요구당한다는 것을 의미한다. 오직 그때 운용자와 사용자가 가치를 완전히 인식할 수 있다.

우리는 indoo.rs의 COO인 Bernd Gruber에게 이 사례 연구에 대한 지원에 감사한다.