센서 네트워크는 많은 IoT 솔루션에서 중요한 역할을 할 것이다. 아래 그림에 도시된 바와 같이, 센서 네트워크는 일반적으로 백엔드 통신 (7)을 보장하고, 센서 또는 센서 노드의 로컬 네트워크를 통합하기 위해 지능형 게이트웨이 (4, 1)에 의존한다. 다수의 센서는 멀티 센서 장치에 통합되거나 추가 처리를 위한 로컬 게이트웨이로 데이터를 다시 전송하도록 로컬 무선 통신을 사용하는 센서 노드들로 물리적으로 배치될 수 있다. 멀티 센서 장치는 통상적으로 Arduino, FPGAs 등의 센서 통합 (2)에 특화된 기판을 사용한다. 다수의 센서가 직접 하나 이상의 로컬 버스 시스템을 통해 연결된다 (3). 로컬 무선 통신을 통해 (5) 무선 센서 네트워크가 다수의 센서 노드들 (6)을 연결한다.

AIA for sensor networks

우리가 볼 수 있도록, 대부분의 센서 네트워크는 지역 비즈니스 로직과 IoT 게이트웨이 (위에서 설명한대로)의 기능을 결합하는 로컬 구성 요소를 중심으로 만들어진다. 아래 그림은 이러한 지능형 센서 게이트웨이의 주요 구성 요소에 대한 개요를 제공한다.

Key features of an intelligent sensor gateway (Source: Bosch Connected Devices and Solutions)

기술의 선택은 주로 일부 구체적인 요구 사항에 따라 달라지며, 심지어 이는 서로 모순될 수도 있다. 예를 들어, 시스템의 정확도에 대한 요구 사항은 비싼 센서 요소의 선택을 초래할 수도 있지만, 예산이 이를 허용하지 않을 수도 있다. 이러한 경우, 최선의 가능한 타협을 찾거나 그에 따라 요구 사항을 조정해야 한다. 당면한 작업에 따라, 일회성 투자는 (특히 소프트웨어 개발), 예를 들어 데이터 융합 수단과 매우 좋은 알고리즘에 의해 비용을 근거로 선택된 센서 요소의 한계를 피해서 작동함으로써, 단위 제조 비용을 감소시키는 데 도움이 될 수 있었다.

물론, 센서 연결은 중요한 역할을 한다. 우리는 이미 위의 IoT 게이트웨이 부분에서 근거리 무선 기술의 일반적인 세부 내용을 설명하고 비교했다. 다음 표는 영역별로 그룹화되어 일반적으로 무선 센서 네트워크에 사용되는 연결 기술의 개요를 제공한다.

                Sensor connectivity (Source: Bosch Connected Devices and Solutions)
              

대부분의 센서는 하나 이상의 센서 요소를 포함한다 (요구되는 지표에 따라). 큰 생산량 (> 10,000)의 경우, ASIC (주문형 반도체)가 사용된다. 두 부분은 외부에 전기 및 전자 인터페이스와 패키지로 보관된다. 이 패키지는 장착에 사용된다 (보통 회로판에 납땜하여).

자동차 산업과 같은 대량 생산 환경에서, ASIC는 주변 시스템 (센서 노드)에 의해 제공되는 구성에 따른 센서 요소를 제어한다. 또한 예를 들어 측정된 값을 선형화하고 편차를 보정하여, 센서 요소로부터의 데이터를 미리 처리한다. 센서는 일반적으로 I2C 또는 SPI와 같은 디지털 인터페이스를 사용하여 바깥쪽으로 (주변 시스템과) 통신한다. ASIC는 종종 다른 어플리케이션에 대한 서로 다른 운영 모드를 지원한다. 예를 들어, 현대의 가속도 센서는 매우 적은 전력 및 작동 대기 시간으로 실행되는 모드를 지원한다. 움직임 감지되는 경우 (가속도가 발생하기 때문에), 센서는 주변 시스템을 이를 알리는 메시지를 전송한다. 결과적으로, 주변 시스템은 가능한 한 오래 절전 모드로 남아있을 수 있고, 흥미로운 사건이 발생할 때에만 활성화된다.

현대의 센서는 센서 요소의 증가를 포함한다. 오늘날 모든 세 개의 공간 축에 회전, 가속도, 자기장을 측정 할 수 있는 센서는 일반적이다. 각 축과 각 유형의 측정은 상응하는 자유도 (DOF)를 지닌다. 따라서, 고도로 통합된 센서는 9DoF 센서가 될 것이다.

Bosch Connected Devices and Solutions의 센서 네트워크 전문가인 Stefan Schuster는 핵심 센서 범주에 대해 아래에서 설명한다.

많은 IoT 어플리케이션은 특정 자이로스코프와 가속도 센서에서 동작 및 방향 센서를 필요로 한다. 자이로스코프는 세 개의 공간 축을 따라 시스템의 회전 (선회)을 측정한다. 하나의 축만을 측정하는 고도로 전문화된 센서와 달리, 소비자 기기의 센서는 일반적으로 세 가지 축을 측정한다. 소비자 기기에서 센서의 일반적인 측정 범위는 몇 100 °까지이다. 스마트폰은 이러한 센서를 위한 어플리케이션의 한 분야를 나타낸다. 예를 들어, 획득된 정보는 게임을 실행하는데 사용될 수 있다. 자동차 산업에서, 자이로스코프는 차량의 흔들림을 파악하고 필요한 경우 이를 수정하기 위해 사용된다 (ESP). 회전에 대한 정보는 공간에서 장치의 위치를 알아내기 위해 중력 가속도 (참조, 가속도 센서)에 대한 정보와 통합된다.

가속도 센서는 세 개의 공간 축을 따라 가속도를 측정한다. 이것은 중력 가속도 (지구의 중심 방향에서 1g)를 포함한다. 이 지표 또한 결정되면, 세 개 축의 가속도 센서는 어떤 방향이 “다운”인지 식별할 수 있다. 이는 스마트폰 및 태블릿에서 예를 들어 디스플레이 방향을 설정하는데 사용된다. 소비자 기기에서 이러한 유형의 센서의 일반적인 측정 범위는 모든 세 축에서 +/- 16 G이다. 산업 어플리케이션의 한 예는 사고 감지 (충격 센서)이다. 또한, 가속도 센서는 종종 위치 어플리케이션을 위해 사용된다. 그들은 일반적으로 MEMS 요소의 형태로 소비자 기기에 설치된다. 진동이 측정을 왜곡시킬 수 있지만, 또한 감지될 수도 있다 (센서 능력의 범위 내에서).

센서의 또 다른 중요한 범주는 자기장 센서와 관련이 있다. 이 센서는 설계에 따라, 모든 세 개의 공간 축에서의 자기장을 측정한다. 일반적인 측정 범위는 몇 uTesla에서 1000 uTesla까지이다. 비교의 방법으로 다음과 같은 시나리오를 생각해보자. 슈투트가르트 지역의 자기장은 약 50 uTesla이다. 자기장 데이터를 기반으로, 나침반이 구현될 수 있다. 그러나 높은 정확도를 달성하기 위해, 이 데이터는 중력 가속도 및 회전 장치에 대한 데이터와 결합된다.

이 센서의 가능한 어플리케이션은 나침반 기능, 전류 흐름으로 인해 발생하는 자기장의 검출 (예를 들어 장치의 전원이 켜져 있는지를 확인하기 위해), 또는 방향 및 위치를 변경하기 위한 자기 지문 등록을 포함한다.

다음 범주는 환경 센서에 관한 것이다. 이 센서는 온도, 습도, 압력, 조명 또는 소음을 감지한다. 가스 또는 공기 중의 물질도 감지할 수 있다. 정확도를 높이기 위해, 상이한 센서 데이터가 종종 결합되고 비교된다. 예를 들어, 정확한 온도 측정은 정확한 상대 습도를 계산하는 필수 조건이다. 이들 센서는 예를 들어 집의 상태를 알아보기 위해 스마트 홈 영역에서 사용된다. 광 센서는 근접 센서로서도 사용될 수 있다. 예를 들어, 센서가 갑자기 가려지는 경우, 이는 스마트폰이 귀에 대어져 있다는 것을 나타낸다.

마이크는 잡음 이상의 것을 인식할 수 있다. 또한 특정 위치에서의 소음 수준을 파악하기 위해 간단한 센서로 활용될 수 있다. 그러나, 지표에 의해 제공된 정보의 수요가 증가함에 따라, 향상된 처리 동력 또는 마이크로프로세서 내의 해당 기능 장치는 곧 주파수 분석을 위해 요구될 것이다.

마이크 및 광 센서는 여전히 디지털 인터페이스가 없는 아날로그 센서라는 것을 흔히 알 수 있을 것이다. 데이터는 이에 따라 다른 곳에서 처리되어야 한다.

현대 센서 네트워크는 종종 센서 융합이라고 알려진 기술에 의존한다. 센서 융합은 여러 센서로부터의 입력을 단일 디지털 모델에 융합하는 것을 말한다. 이 책에서 논의된 첨단 센서 융합의 한 예는 자율 주행이다 (IoT 어플리케이션 영역의 “커넥티드 카” 부분 참조). 이 예시의 경우, 카메라, 레이더, LIDAR와 같은 여러 센서로부터의 데이터는 다른 차량, 보행자 및 자전거 등의 개체를 포함하는 차량 주변 환경의 3D 모델을 만들기 위해 결합된다.

Bosch Connected Devices and Solutions의 센서 네트워크 전문가인 Stefan Schuster는 스마트 홈, 스마트 웨어러블, 운송 및 물류, 산업 4.0 영역에서의 일반적인 센서 네트워크 사용 행태에 대한 다음과 같은 간단한 개요를 작성했다. 이러한 사용 행태는 특정 영역에서의 대표적인 개발을 위한 출발점으로 사용될 수 있다. 그리고 사용 행태가 새로운 기술이나 새로운 요구 사항 때문에 끊임없이 진화하고 있다는 것에 주목하는 것이 중요하다. 또한, 요구 사항은 개개의 경우에 더욱 최적화될 수 있을지 몰라도, 제조 업체의 플랫폼 전략은 미리 정의된 구성 요소로 만든 센서 노드들로 이어질 수 있다. 이는 구매, 제조, 노하우의 재사용 또는 소프트웨어 부품에 대한 규모의 경제로 개발 시간, 위험 및 비용을 절감할 수 있기 때문이다.

스마트 홈에서의 센서 노드

스마트 홈 영역은 문, 창문, 심지어 조명과 난방의 상태를 모니터링하고 그에 따라 적절하게 제어하는 솔루션이 포함되어 있다. 정보는 또한 사용자에게 전송되며, 사용자는 시스템을 구성하거나 직접 제어 명령을 사용하여 필요 시 개입할 수 있다.

이 영역에서 센서 노드가 충족해야 하는 요건을 다음과 같이 크게 분류할 수 있다.

• 우리가 초점을 맞추어야 하는 소비자 부문에서, 목표 비용은 매우 빠듯하고, 단위 수는 ‘중간’에서 ‘높음’이다. 제품 라이프사이클은 짧으며, 이는 소프트웨어 업데이트가 가능해야 한다는 것을 의미한다. 센서 노드는 가능한 한 눈에 띄지 않게 가정에 통합되어야 하므로, 그들은 보통 작아야 한다. 사용자는 설치가 용이할 것으로 기대하기 때문에, 통신은 무선으로 이루어져야 한다. 고객은 많은 정비 소요를 원하지 않기 때문에, 배터리 수명은 길어야 한다 (보통 2년). 배터리도 쉽게 사용할 수 있어야 하며, 표준 배터리 형식이 사용되어야 한다. 제조 업체의 전략에 따라, 다른 제조업체 시스템과의 상호 운용 가능성이 중요할 수 있으므로 표준 연결이 필요할 수 있다.

• 시스템은 약속대로 작동해야 한다. 그러나, 필수적인 기능적 신뢰성은 예를 들어 자동차 부품 시스템에 필적하지는 않는다. 목표는 보통 “충분히 좋은” 성능이다.

이러한 요구 사항을 기반으로, 다음과 같은 행태는 시작점으로 정의될 수 있다.

• 센서 요소가 기록해야 하는 데이터는 센서 노드의 의도된 사용에 의해 결정된다. 보통 필요할지도 모르는 추가 센서를 제공하는 것은 좋은 생각일 수 있지만, 향후 기능 향상을 감안해야 한다. 하나의 예는 온도를 측정하는 센서 노드에 가속도 센서를 포함하는 것이다. 향후 소프트웨어 향상에 있어서, 예를 들어 다른 활성화된 사이클 외부에서의 측정을 통해, 고객은 흔들림에 반응하는 센서를 갖도록 기능을 구현할지도 모른다. 센서에 대한 주요 우선 순위는 최소 소비 전력으로 필요한 수준의 정확도를 유지하는 것이다. 소프트웨어는 종종 정확도의 감소를 보완하기 위해 사용될 수 있다.

• 최소 소비 전력이 반드시 활발한 작동 중 낮은 소비를 의미하는 것은 아니다. 대신, 센서가 가능한 한 오랫동안 절전 모드를 유지하고 등록된 실제 지표에 변경 사항이 생길 때만 완전히 활성화되도록 (예를 들어, 자이로스코프와 가속도 센서의 모션 활성화 비절전 모드) 종종 작동에 대한 지원을 포함한다.

• 마이크로프로세서는 처리 동력과 메모리에 대한 ‘낮음’에서 ‘중간’까지의 수요를 충족해야 한다. 일반적인 프로세서는 Cortex M3 또는 M4 core를 기반으로 하고 있다. M4는 디지털 신호 처리 (DSP) 장치를 구비하고 있어, 마이크로부터의 오디오 신호 분석 등 신호 처리를 포함하는 작업에서 선호된다. 일반적인 메모리 크기는 16~128 KB의 램과 64~512 KB의 플래시 메모리이다. 에너지 효율 또한 이러한 맥락에서 중요하다. 이는 일반적으로 작동 중 저전력 소비를 통해서뿐만 아니라, 마이크로프로세서의 매우 작은 부분만이 작동하는 모드를 지원할 때도 달성된다. 이 작은 부분은 데이터와 신호를 미리 처리한 후, 필요 시 전체 마이크로프로세서를 활성화 모드로 이동시킨다. Cortex M3를 기반으로 한 현대 마이크로프로세서는 이러한 모드를 셋, 넷 이상을 가지고 있다. 마이크로프로세서가 작업을 완료하기 위해 완전히 활성화되어야 하는 시간은 가능한 한 짧게 유지되어야 한다. 마이크로프로세서의 비절전 시간도 고려되어야 한다. 이는 짧은 사이클 타임을 보장하기 위해 가능한 한 짧아야 한다.

• 물론 알고리즘은 기능적 요건을 충족시켜야 하지만, 가능한 한 비용이 적게 들고 비용 효율적인 마이크로프로세서가 선택될 수 있도록, 에너지 효율에 최적화되어야 한다 (전자 부품이 가능한 한 자주 그리고 길게 전원이 꺼진 상태로 유지되도록).

• DC/DC 변환기는 일반적으로 사용되며, 매우 효율적이다. 예산이 매우 빠듯할 경우, 선형 레귤레이터가 사용될 수 있다. 이는 효율적이지는 않지만, 시스템의 배터리 수명 비용 면에서 훨씬 저렴하다. 배터리는 보통 시장에서 쉽게 이용 가능하고 (즉 AA, AAA), 제한된 사용 공간에 적합한 종류에서 선택된다. 스마트 홈 분야에서 사용되는 무선 기술은 매우 다양하다. 대표적인 기술은 위의 무선 연결 표에 제시되어 있다. 데이터 전송률은 일반적으로 낮다. 에너지 효율 때문에, 되도록 적은 양의 데이터를 가급적 거의 전송하지 않는다. 이는 장치에서 되도록 멀리 있는 센서 데이터를 평가하고 높은 수준의 정보만을 전송해야 하는 알고리즘에 영향을 준다. (다음 예를 생각해보자. 알고리즘은 1초 간격으로 문의 가속도 및 회전에 대한 데이터를 수신한다. 그러나, 알고리즘은 데이터에서 “문의 개방” 사건만을 뽑아 전송하다. 이 사건은 훨씬 덜 자주 발생하고 심지어 한 자리 수의 비트로 전송될 수 있다.)

와이파이는 2 년의 배터리 수명이 필요한 경우 배터리 작동에 실제 적합하지 않으며, 예외적인 경우에만 사용된다. 센서 노드에의 연결은 종종 블루투스 (특히 저에너지 “LE” 변종) 또는 ZigBee를 통해 이루어진다. ZigBee의 경우, 표준은 “문 개방/폐쇄” (참조, ZigBee Home Automation)와 같은 사건들을 명시하기에 충분하다. 반면 블루투스 LE의 경우, 이러한 명시가 높은 수준에 도달하지 못한다. 범위는 일반적으로 중요하지 않다. 그러나, 문제는 매우 두꺼운 콘크리트 (또는 유사) 벽으로 된 집, 또는 큰 집에서 발생할 수 있다. 이 경우, 대체 기술이 선택될 수도 있고, 중간 기착지를 이용할 수도 있다. (ZigBee는 각 노드가 다른 노드들 사이에 데이터를 주고받는 촘촘한 네트워킹을 지원하며, 따라서 전체적인 커버리지를 증가시킨다).

호환성 요건에 따라, 사용되는 프로토콜은 LWM2M, 독점적 프로토콜, 또는 ZigBee로 명시된 상위 단계일 수 있다. LWM2M 및 양단간 IP 연결은 특히 개별 전송 기술에서 최대의 독립성을 보장하기에 적합하다.

스마트 웨어러블

이 영역은 예를 들어, 스포츠 장비에 내장되거나 신체에 직접 착용하는 센서 노드를 포함한다.

이러한 장치에 대한 수요는 스마트 홈 영역처럼 소비자 부문에서 비롯된다. 항목 당 목표 비용은 매우 빠듯하며, 단위 수는 ‘중간’에서 ‘매우 높음’이다. 구성 요소의 공간 요건은 중대한 요소이다. 장치는 일반적으로 배터리로 작동되기 때문에, 에너지 요건도 매우 중요하다. 그러나, 사용자는 보통 배터리 수명에 한계가 있다는 사실을 받아들이고, 이는 재충전 가능한 배터리를 이용함으로써 보완된다. 통신 요건은 일반적으로 짧은 전송 경로 (스마트 폰)로 특징지어 진다. 유사하게, 연결은 스마트폰, 전화에서 사용할 수 있는 무선 표준과 프로토콜에의 연결로 특징지어 진다. 기능적 관점에서, 데이터 수집에서의 사소한 실수가 매우 적고 낮은 비용을 위해 수용되도록 (예를 들어, 하루 중 손목 밴드의 녹음 기능 허용 오차), 요건은 종종 우선시된다. 업데이트 기능은 종종 제한된다. 새로운 기능은 센서 노드에서 구현되지 않고 백엔드 또는 스마트폰에 (앱으로) 추가된다. 그러나, 센서 노드에의 무선 업데이트가 증가하는 추세이다.

이용 가능한 공간 및 전력 요건은 센서 요소를 선택하는 중요한 기준이다. 대체로, 포함된 센서는 필요한 데이터를 수집하기 위한 것이다. 크로스 커플링 효과 때문에 더욱 평가하기 어렵고 데이터 수집에서 더 높은 허용 오차 폭이 발생할 수 있다는 사실에도 불구하고, 공간적 제한으로 인하여, 고도로 통합된 센서 요소 (9 DOF)를 사용하는 것이 좋을 수 있다.

마이크로 프로세서가 충족시켜야 하는 처리 동력 요건은 ‘낮음’에서 ‘중간’이다. 이용 가능한 공간 및 배터리 요건은 결정적 요인이다. SoC (system-on-chip) 시스템은 마이크로프로세서와 하나의 집적 회로 (IC)에서의 무선 연결을 결합시키므로, 이러한 경우에 중요한 이점을 제공한다. 일반적인 메모리 크기는 4-64 KB의 램과 16-256 KB 플래시 메모리이다.

선택된 마이크로프로세스는 공간, 비용 및 에너지 사용 요건으로 인해 보통 매우 작기 때문에, 알고리즘은 많은 양의 데이터가 사이클에 전송되는 방식으로 설계될 수 있다. (무선 전송 범위의 전력 소비는 특별히 중요하지 않은데, 이는 필요한 출력 영역이 일반적으로 낮고 배터리를 충전할 수 있기 때문이다.) 데이터는 스마트폰 또는 백엔드에서 평가된다. 더 많은 데이터가 거의 미리 처리되지 않고 전송될수록, 더 새로운 기능들이 업데이트를 통해 스마트폰 또는 백엔드에서 구현 될 수 있다. 그러나, 이 경우 특정 사용 사례에 크게 의존한다. 예를 들어, 단계 계측기는 확실히 센서 노드의 단계를 식별하고, 오직 스마트폰에만 사건 “단계”를 보고한다.

자산 통합 아키텍처가 몇몇 IoT 아키텍처 패턴을 정의한다는 것을 기억해내 보십시오. AIA에서, 이 영역 대부분의 사례는 게이트웨이의 역할을 하고 비즈니스 로직을 매핑하는 스마트폰과 함께 M2M 패턴에 의해 커버될 수 있다. 다수의 센서가 존재하고 아키텍처가 Device2Device 패턴을 기반으로 하는 경우, 센서들은 서로 연결된다 (인체 통신망).

배터리는 보통 매우 작고 최대 순간 전류가 제한되어 있기 때문에, 전력 요건과 과전류 및 최대 순간 전류는 설계 단계 동안 모든 구성 요소에서 고려되어야 한다. 전력 공급은 적절한 완충 장치를 제공할 필요가 있다.

블루투스 LE는 스마트폰의 광범위한 상호 운용성, 낮은 전력 요건 및 충분한 출력 영역 덕분에, 현재 이용되고 있는 지배적인 무선 연결 기술이다.

운송 및 물류

이 영역은 저장 또는 운송되는 동안 컨테이너와 상자 등의 자산을 모니터링하는 데 사용되는 센서 노드를 포함한다. 그것은 위치 (실내 / 실외), 진동, 온도 등의 모니터링을 포함한다. 사용 사례에 따라, 기록된 데이터는 요청에 따라 또는 주기적으로 무선 전송되거나, 지속적으로 기록되고 직접 열람된다 (데이터 이력 기록 장치 사용 사례에서). 데이터가 직접 열람되는 경우 (USB 또는 유사한 장치를 통해), 무선 접속은 필요하지 않다. 전력은 일반적으로 배터리에 의해 제공된다. 신뢰성 요건은 일반적으로 높다. 모니터링되는 자산에 따라서, 많은 단위 수에 대한 단위당 저비용 또는 적은 단위 수에 대한 단위당 중간 비용 중 어느 한쪽으로 결정될 것이다. 배터리 사용 수명은 모니터링되는 자산의 사용 사례와 특히 시간의 길이에 크게 좌우된다. 공간 요건도 모니터링되는 관련 자산에 크게 좌우되지만, 일반적으로 중간 수준의 중요도를 지닌다. 환경적 영향에 기인하는 요건은 특정 환경에 따라 높을 수 있다 (예를 들어 극한의 온도).

센서 요소의 선택은 모니터링되는 데이터에 좌우되며, 필요한 정확성 수준 또는 다른 요건에 대해 일반적으로 단언하는 것은 불가능하다. 모니터링되는 자산에 따라, 측정 범위는 보통 통상적인 소비자 어플리케이션에서 발견되는 범위 이상으로 확장된다 (예를 들어 냉각실에서의 상품 모니터링).

마이크로프로세서가 충족해야 하는 요건은 ‘낮음’에서 ‘중간’이다. 이들은 일반적으로 녹음 및 데이터 전송을 위한 어플리케이션이다. 데이터가 열람되기 전에 오랜 시간 동안 기록된 설계의 경우, 메모리 요건은 더 높다. 추가 메모리는 종종 이러한 경우에 사용된다. 자산이 모니터링되어야 하는 시간에 따라, 전력 요건은 결정적 요인이 되며 또한 마이크로프로세서 선택에 영향을 미친다.

많은 경우에, 알고리즘은 비교적 간단한 임계 트리거이다. 예를 들어, 모니터링되는 자산이 특정 기간 동안 특정 온도를 초과할 경우, 경보가 작동된다. 그러나, 사용 사례에 따라서 (움직임 감지 등), 알고리즘은 복잡할 수도 있다.

데이터 전송은 사용 사례에 크게 좌우된다. 세 가지 일반적인 사례는 다음과 같이 구별될 수 있다.

장치가 넓은 영역 내에서 (예컨대 옥외 등) 모니터링 될 필요가 있는 경우, 그리고 모니터링 중 데이터 전송이 우선시될 경우, GSM 기반 데이터 전송과 같은 기술은 유용하다. 이는 센서 노드를 매우 비싸게 만들고, 많은 양의 에너지를 소비하며, 전원 공급에 높은 수요를 초래하는 높은 최대 순간 전류를 가진다. AIA에서 이는 Device2Backend 패턴일 것이다.

자산이 관리 가능한 통제된 공간에 있을 경우, 그리고 데이터가 모니터링 중에 전달될 경우, 와이파이 (낮은 에너지 효율을 갖는), BLE, LoRa, 또는 독점적 무선 표준과 같은 기술들이 보통 기존 인프라에 따라 사용될 수 있다. 게이트웨이는 또한 자주 사용된다. AIA에서 이는 기업IoT 패턴일 것이다.

데이터가 모니터링 중에 전송되는 것이 아니라 필요에 따라 열람될 경우, 하나의 선택지는 케이블 기술을 사용하는 것이다 (예를 들어, 동시에 센서 노드를 재충전하는 데 사용될 수 있는 USB). 그 대신에, 단거리 무선 기술도 좋은 선택이 될 수 있다. BLE는 태블릿, 스마트폰, 또는 PC가 데이터를 열람하기 위해 사용될 때, 이러한 장치들이 폭넓게 지원되므로 특히 적합하다.

산업 4.0

이 영역은 운송 및 물류 분야로 연결된다. 이는 중고 기계 및 장비뿐만 아니라, 재료 및 부품의 모니터링에 관한 것이다. 신뢰성 요건은 높다. 단위 수 당 비용 압박은 스마트 홈과 스마트 웨어러블의 영역의 소비재만큼 높지는 않다. 최소한의 설치 공간에 대한 필요성은 센서 노드가 설치될 위치에 달려 있지만, 우리는 여기에서 공간 요건을 ‘중간’으로 분류한다. 어플리케이션에 따라, 전력은 케이블을 통해 이용 가능할 수 있다. 그러나, 배터리는 일반적으로 이런 유형의 센서 노드를 새로 장착하는 데 필요한 노력을 최소화하기 위해 사용된다. 환경적 영향에 기인하는 요건은 매우 높다 (예를 들어, 극한의 온도, 오일 미스트 또는 진동을 포함하여).

센서를 선택할 때, 보통 높은 수준의 신뢰도 및 정확도가 주요 결정 요인이다. 기계는 광범위 내장형 센서를 지닌다. 사용 사례와 이러한 센서들의 연결에 따라, 센서가 수집하는 데이터는 전체 솔루션이 전용 센서 노드 없이 달성될 수 있도록 활용될 수 있다. 그러나 솔루션을 새로 제공하는 경우, 설치될 센서 노드는 이후 유용해질 것이다.

마이크로 프로세서는 ‘중간’에서 ‘높음’의 요건을 충족시켜야 한다. 알고리즘은 매우 복잡해질 수 있으며, 높은 신뢰성은 상응하는 높은 메모리 및 처리 동력 요건과 함께 복잡한 소프트웨어를 필요로 한다. 센서 요소와 마찬가지로, 비용 압력은 적은 단위 수를 고려하면 높은 단위 수의 소비자 어플리케이션에서만큼 중요하지는 않다.

솔루션이 (특히 새로 제공된 솔루션) 완전히 무선으로 이루어져야 하는 경우에는 에너지 효율이 중요하다. 센서를 숨겨진 위치에 설치하는 경우, 배터리를 교체하는 것은 필요한 고장 시간과 작동 시간에의 영향으로 고비용 요인이 된다. 센서가 설치된 위치에 따라, 큰 배터리를 선택함으로써 긴 배터리 수명이 달성 될 수 있다.

알고리즘에 관해서는 많은 경우 에너지 효율 요건 및 이용 가능한 에너지에 좌우된다. 이러한 요건이 매우 빠듯할 경우, 상위 시스템과의 통신이 거의 필요하지 않도록, 센서 노드에서 데이터를 처리하는 것이 좋다. 예를 들어, 특정 마모 수준에 도달했을 때만 사건이 전송된다. 데이터 평가에서 유연성이 우선시되는 경우, 그리고 진동 데이터 등의 다른 정보가 백엔드로 전송되어야 하는 경우, 배터리 수명을 대가로 데이터 전송이 더 자주 일어나야 한다.

많은 경우에 무선 통신 환경에 유리한 조건을 제공하지 않기 때문에, 무선 연결은 산업 부문에서 매우 중요하다. 예컨대 LoRa 같은 기술은 여기에서는 유용할 수 있지만, 무선 표준은 아직 확립되지 않았다. 대부분의 기계 사업자 및 제조 업체는 보통 독점적으로 사용되는 필드 버스 시스템에의 연결을 원한다. 이는 이후 어플리케이션을 위해 특별히 개발된 적절한 게이트웨이를 이용하여 수행될 수 있다.

IoT 게이트웨이, 센서 네트워크 등의 전체 영역은 빠르게 변화하는 IoT 분야이다. 베를린에 위치한 openBerlin Cisco IoT Innovation Center의 CTO인 Mitko Vasilev와의 다음 인터뷰에서, 우리는 게이트웨이 기술의 일부 현재 동향에 대해 논의할 것이다.

Dirk Slama: Mitko, Cisco는 포그 컴퓨팅 방향에 대규모 지원을 하고 있습니다. 우리가 이 분야에 어떤 발전을 기대할 수 있습니까?

Mitko Vasilev: 우리는 우리의 사업 절차, 사회 소통, 개인적 삶을 최적화하기 위해 우리 환경을 디지털화하고 있습니다. 지수적 데이터 성장과 실시간 디지털화 요구는 인터넷이 끝나고 현실 세계기 시작되는 완전한 네트워크의 끝에 분배될 클라우드 기능성이 있는 추가적인 지능 층을 요구할 것입니다. 많은 주요 회사들이 “포그”라고 알려진 가장자리에 새로운 지능 층을 포함하는 공개 IoT 건축을 도입했습니다. 포그 층은 분산된 계산, 저장, 분석에서 패러다임 전환을 이끌 것입니다. 오늘날, 사업들은 일반적으로 다양한 서비스를 위한 분리된 기기와 다양한 소프트웨어 컨트롤러를 배치합니다. 포그 개념은 단일 분산 플랫폼에서 서비스, 조직화, 관리능력, 프로그램능력을 결합시킵니다.

포그 기반 건축은 Enterprise IoT와 Home IoT의 게이트웨이에서 어떻게 기기들이 연결되고 데이터가 처리되는지를 변화시킬 것입니다. 오늘날, 데이터는 공공 혹은 개인 클라우드에 보내지고, 처리되고, 저장됩니다. 그곳에서 데이터는 분석되고 명령이 그 정보에 대응하라는 기기로 다시 보내지고 그러면 오퍼레이터가 통지를 받습니다. 포그 컴퓨팅은 비용이 많이 드는 지속적으로 데이터를 단일 데이터 호수에 이동시키고 흐름 분석과 그대로인 데이터를 실시간 분석에서 데이터 포인트에 가까운 움직일 수 있는 데이터로 변화시킬 필요를 극복하도록 돕습니다. 새로운 방법론들이 새로운 사업 모델을 열어놓고 새로운 준수와 규제 정책에 부합되도록 돕고 있습니다. 이는 오늘날 IoT의 대량 도입을 가속시키는데 중요하며, 미래 성장에 요구되는 비용 효율이 높고, 측정가능하며, 안정적인 인프라를 제공할 것입니다.

Dirk Slama: 가정 게이트웨이에 잠깐 초점을 맞춰봅시다. 이 공간에서 무엇이 일어나는 겁니까?

Mitko Vasilev: 가정 IoT 게이트웨이는 생겨나고 있으며 사용되는 소프트웨어와 서비스 면에서는 다른 여러 흔한 하드웨어 플랫폼으로 계속 생겨날 겁니다. 근본적인 작동 시스템은 조직화와 기기 관리를 위한 많은 공개 커뮤니티 지원 도구와 결합된 오픈 소스 리눅스 시행 (대부분 Debian variations, Busy Box, 혹은 Yocto)에 일반적으로 기반하고 있습니다. 엔터테인먼트 가능 게이트웨이 분야의 현재 경향은 모든 기기에 대한 비디오 스트리밍, 가정 미디어 서비스, 통합된 가정 감시 관리 능력에 대한 큰 강조와 함께 계속될 것입니다. 게이트웨이는 기기들과 가정 내의 라디오와 IoT 통신 스택 (Bluetooth 저 에너지나 ZigBee와 Z-Wave 처럼 802.15.4 on 868 MHz/902 MHz ISM 밴드의 변형 같은)을 사용하는 통제 시스템과 상호작용할 필요가 있습니다. IoT 미들웨어 시스템은 환경감지 능력을 확장하기 위해 게이트웨이를 내장 센서나 주로 무선 기술로 연결된 센서와 함께 사용할 것입니다. 이는 IoT 어플리케이션이 완전히 개인화된 가정 경험을 제공하는데 필요한 데이터와 플랫폼을 제공할 것입니다. 일반 목적 CPU에 기반한 오픈 소스 하드웨어 플랫폼은 이들 어플리케이션을 비용과 사용 편의성 면에서 더 매력적으로 만들어 기온, 빛, 보안 시스템을 위한 컨트롤 기기 같은 개인화된 서비스의 대량 도입을 위한 길을 닦고 있습니다.

대부분의 게이트웨이는 여러 ISM(산업, 과학, 의학 Industrial, Scientific, and Medical) 라디오 밴드에 동시에(i.e. 169/433/868/902 MHz, 2.4 GHz, and 5 GHz) 연결성을 제공할 것입니다. 이는 커넥티드 사물이 밀집된 환경과 기가 비트 범위의 더 높은 데이터 통신 속도에 대한 대응입니다. 게이트웨이에 통합된 라디오는 이미 BLE, 무선, 새로운 표준기반 802.15.4 라디오와 단일 내장 칩간의 결합을 시작했고 이 경향은 더 큰 규모로 계속될 것 입이다. 여러 산업 연합이 지역 영역 연결성과 네트워킹과 소프트웨어 통신 수준 모두에서 IoT 게이트웨이와 가정 적용간의 정보 처리 상호 운용을 가능하게 하기 시작할 것입니다. 하지만 정보 처리 상호 운용은 여전히 가까운 미래에 극복되어야 할 주요 과제로 남아있습니다.

가정 IoT 게이트웨이의 어플리케이션 호스팅 능력은 새로운 “서비스로서의 플랫폼”(PaaS) 스타일 어플리케이션 인도를 커넥티드 가정에 향상된 최종소비자 경험으로 가능하게 할 것입니다. 게이트웨이, IoT Paas, IoT 클라우드에서의 미들웨어 소프트웨어 층의 결합은 개방된 양단간 수직 건축을 만들어낼 것입니다.

IEEE 표준 (기기 비준을 위한 802.1x, 무선 전파를 보호하기 위한 802.11i 등 같은)사이버보안 구조는 대다수의 가정 IoT 게이트웨이와 그에 연결되는 기기들에서 자동화될 수 있을 것이다.

멀티미디어 처리와 프로토콜 번역을 없애기 위해 일반 목적 CPU와 DSP와 결합된 SoC 서킷은 가정 IoT 게이트웨이에서 점점 흔해지고 있습니다.

Dirk Slama: 감사합니다! 그리고 기업 측에서는 어떻습니까?

Mitko Vasilev: Enterprise IoT 게이트웨이의 하드웨어 건축은 두 주요 CPU 건축으로 나뉩니다: 로우엔드를 위한 ARM기반CPU와, 특정 사례에서, 중간 범위 게이트웨이, 그리고 특정 중간 수준과 모든 고 수준 제품 라인을 위한x86기반 CPU로 말입니다. CPU건축의 통합은 플랫폼간 사업 어플리케이션 개발을 가능하게 할 것이고 가상 현실화 통합에 더해 네이티브 서비스를 단순화시킬 것입니다. 대부분의 게이트웨이는 이미 고도로 양단간 IoT 건축 보안에 최적화된 하드웨어와 소프트웨어 스택의 결합을 제공할 것입니다.

모놀리식 운용 시스템은 내장 하드웨어의 최적화 증가를 이루기 위해 가상 현실화될 것입니다. 현대Enterprise IoT게이트웨이에서, 다양한 하이퍼바이저 기술들 (KVM, WR 등 같은)이 만연한 멀티코어 건축들을 최적화하기 위해 사용될 것입니다. 기업 수준 지원을 받는 리눅스/유닉스 기반 운용 시스템은 유연성과 사업 어플리케이션 생태계로 인해 지배적으로 될 것입니다. 가장 최신의 게이트웨이 운용 시스템이 강요된 내장 환경의 사용을 최적화할 수 있는 역동적인 마이크로 서비스 (즉. 루팅, 보안, 컨텐츠 인도, 어플리케이션 컨테이너 호스팅 등)에 포함될 것입니다. 기업 시장에서는, 하드웨어 재생 사이클은 일반적으로 20+년의 범위 내에 있고 이는 더 특별히 만들어진 확장된 하드웨어 라이프사이클이 있는 IoT 하드웨어를 도입할 것입니다. 새로운 게이트웨이와 서비스의 주류 이용가능성은 단일 유연 건축을 복제할 특정 수직을 위한 특별히 만들어진 게이트웨이의 수요를 추진하고 있습니다. 참조 설계는 여러 그룹으로 주로 다양한 확인, 준수, 사업 요구사항들로 인해 구조화될 것입니다. 게이트웨이 모듈성은 유연한 IoT 개발을 위해, 그리고 다양한 인터페이스– IEEE 802.11, IEEE 802.15.4, Modbus, RS485/232 – 와 많은 다른 개방되고 소유된 연결에 대한 수요로 인해 커질 것이고 다가올 수십 년간 중요한 역할을 할 것입니다..

포그 컴퓨팅은 미들웨어 서비스와 분산 계산과 저장 용량이 모든 게이트웨이 범위에 걸쳐 가능해지게 할 것이다. 더 진보된 조직화와 관리 구조는 자원을 전체 기업 영역의 최첨단에서 최적화시킬 것이다. IoT 기업 어플리케이션을 위한 순수한 연결성 게이트웨이는 사물인터넷처럼 사업에 지장을 주는 경향이 요구하는 새로운 사업 모델 인프라를 제공할 수 없을 것이다.

지역 무선 연결성은 더 표준화된 ISM 밴드인 IEEE 802.11와 IEEE 802.15.4에 기반한다. 강한 기업 수준 사이버보안 정책 구조는 산업 보증 준수(802.1x, 802.11i, 등)를 보장하기 위해 모든 통신에 강요될 것이다. 지역 무선 연결성은 지배적인 낮고 중간 수준 IoT 게이트웨이에서는 Gigabit Ethernet으로 이동하고 있고 고급 게이트웨이에서는 다중 기기비트 인터페이스(2.5 Gbps, 5 Gbps, 10 Gbps)의 높은 도입율을 보인다. 다중 기가 비트 속도는 고속 IEEE 802.11ac 무선 인터페이스, 고속 처리량을 위한 사업 요구사항, 대역폭 요구 어플리케이션을 결합시키는 게이트웨이에서 필요해질 것이다. 속도는 통제 없이는 아무것도 아니며, 이 원칙은 또한 기업 네트워킹 영역에도 적용된다. 결정적인 네트워킹은 보증된 네트워킹 서비스를 제공하며, 한번 IEEE 시간 감지 네트워킹(TSN)에 기반하면, 그 기술은 Enterprise IoT 게이트웨이가 새로운 사용 사례와 제조, 자동화 등 같은 산업 수직을 위한 사이버보안 구조를 가능하게 할 것이다. 독점 결정적인 네트워크는 산업 소비자의 재생 사이클이 IEEE 표준에 기반한 개방 TSN 건축에 조정됨으로 인해 이후 10년간에 사라질 것이다.

Enterprise IoT 게이트웨이는 게이트웨이 자체의 복잡한 분석과 프로그램 가능 기능에 필요한 출력 능력을 제공하는 멀티코어 계산 효율 하드웨어 건축에 기반한다. 매우 많은 프로토콜 번역과 데이터 일반화 기능이 IoT 목적으로 특별히 만들어진 CPU와 소프트웨어 스택에 의해 하드웨어 가속이 될 것이다. 하이퍼비전은 포그 층에서의 보안 고립과 다양한 마이크로서비스에 더해 내장 하드웨어의 비용 최적화 사용을 위해 필요한 추상화 층을 제공할 것이다.

영구적인 저장 용량은 SSD 저장장치에서 테라바이트 수준으로 증가하여 분산 저장 층이 데이터 할당과 저장 운용을 최적화할 수 있게 할 것이다. 처리 전문 데이터의 다수는 기업 영역의 끝에서 흐름 처리되고 분산된 방식으로 포그와 클라우드 층 사이에 저장될 것이다. 흐름 분석은 데이터원에 밀접한 데이터에 행동하고 영업 부문과 클라우드 간의 잠재를 완화시키기 위한 원리를 제공한다.

IoT 미들웨어는 포그 게이트웨이에서 클라우드 층까지 이와 같이 데이터 제공, 어플리케이션, 정책, 분석, 사업에 걸친 향상된 사용자 경험을 조정할 것이다. 경량 분석 엔진은 게이트웨이 스택 안에 만들어지고 프로그램 되어 중앙집권화된 사업 지능 어플리케이션에 의해 REST API를 통해 통제될 것이다.

요소 관리 기능성은 진정한 소프트웨어 정의 네트워킹 건축에서 대부분의 기능들이 네트워크와 기기 컨트롤러에 추상화되어 가상현실화에 결부될 것이다. 통신을 위한 개방 프로토콜은 더 넓은 사업 기반 표준 MQTT, XMPP, AMQP, 그리고 특정 사업과 운용 수요에 봉사할 수십 가지의 도입으로 지배적이 될 것이다.

사물인터넷은 전례 없는 속도로 기업과 가정 네트워크의 디자인과 운용을 교란하고 있다. 개방된 표준 기반 건축으로 시작하는 것의 중요성은 오늘날 빠르게 미래에 사업의 성공을 보장하는 주요 요소가 되어가고 있다.

IoT 게이트웨이에 대한 이 부분을 프로젝트 관리자를 위한 일련의 행동 가능한 추천들로 결론짓기 위해, 우리는 두 전문가와 시행 측에서의 그들의 경험에 대해 이야기했다. 우리는 게이트웨이 판매 회사 측면부터 시작할 것이다: Adi Reschenhofer는 M2M/산업 인터넷 게이트웨이의 판매사인 Wyconn의 CEO이다.

Dirk Slama: Adi, 왜 게이트웨이가 IoT 프로젝트에서 중요한 역할을 수행합니까?

Adi Reschenhofer: 게이트웨이 기반 건축은 미래 IoT 프로젝트의 주요 접근법입니다. 게이트웨이 기반 건축은 보안, 첨단 기기 기능성, 게이트웨이 자체를 통한 프로토콜 같은 주요 프로젝트 요소를 업데이트하게 해 줄 것입니다.

Dirk Slama: 주문제작 요소를 게이트웨이에 시행할 최선의 방법은 무엇입니까?

Adi Reschenhofer: 특정 요소가 스마트폰에 필요하다면, 그저 앱을 앱스토어에서 다운로드하면 됩니다. 이것이 IoT 플랫폼이 가까운 미래에 제공할 수 있을 것입니다. IoT 프로젝트는 현재 주문제작 소프트웨어와 하드웨어 개발을 포함하지만, 이 발상은 가능한 한 상품화하는 것입니다. 이는 하드웨어가 곧 표준 기성 제품으로 이용가능해지리라는 것을 의미합니다. 소프트웨어 요소는 시장에서 구입될 수 있고 디자인된 게이트웨이에 분배될 수 있는 앱에 포장될 것입니다.

Dirk Slama: 보안은 어떻게 시행됩니까?

Adi Reschenhofer: IoT 프로젝트에서의 보안에 관한 우리의 어려운 문제는 게이트웨이와 다른 기기(사물)이 사용자 상호작용 없이 입증될 필요가 있다는 사실입니다. 이는 게이트웨이나 기기의 정체성이 제조 도중에든 혹은 이후 예비 과정에서든 세워질 필요가 있다는 것을 의미합니다. 네트워크의 끝부분에서 게이트웨이가 시행되게 하는 것은 보안 정책의 업데이트나 필요할 경우 전체 보안 알고리즘의 교환을 제공합니다.

Dirk Slama: 준비된 게이트웨이를 가지는 것의 다른 이점은 무엇입니까?

Adi Reschenhofer: 게이트웨이 기반 건축의 추가 이점은 원천에 가까운 데이터의 처리나 저장에 사용될 수 있고 대량의 데이터를 백엔드 시스템에 보내는 것을 피할 수 있는 자원을 포함합니다. 그에 더해, 단순히 앱을 개발하여 미래 요구사항에 적응할 가능성을 가지는 것은 시장의 시간을 가속시키는 큰 이익입니다.

Dirk Slama: 어떻게 프로젝트를 위한 올바른 게이트웨이 범주를 선택합니까?

Adi Reschenhofer: 잘 맞는 것을 찾는 것이 주요 과제입니다. 게이트웨이의 적절한 배열은 사용 사례에 의해 정해집니다. 컴퓨터와 인터넷 연결성은 비싸고 에너지를 소비하는 동인입니다. 계산과 연결성 수요 추정에 노력을 쏟는 것이 지속 가능한 솔루션을 시행할 열쇠입니다.

Dirk Slama: 어떻게 주문제작 게이트웨이와 기성품 게이트웨이 사이에서 결정합니까?

Adi Reschenhofer: 자가제조와 구입 결정은 특정 요구 표준 제품의 이용가능성에 기반합니다. 표준 게이트웨이가 당신에게 당신의 IoT 프로젝트에 요구되는 요소들을 제공할 수 있는 사례에서, 그것을 사용하는 것은 명백합니다. 이는 디자인, 개발, 테스트, 증명, 주문제작 기기 생산에 필요한 시간을 절약하게 해줍니다. 몇몇 사례에서, 시리얼, USB, 이더넷, 혹은 다른 포트 같은 하드웨어 모듈의 추가 같은 현존 제품에 대한 소수 적응은 또한 요구되는 솔루션을 인도할 수 있습니다.

특정 사례에서, 비 기술 요소는 의사결정과정에 영향을 줄 수 있습니다. 게이트웨이가 소비자 솔루션에 필요하다면, 브랜드 디자인은 매우 중요하고 가장 아마도 고객 인클로저의 결과가 나올 것입니다. 만약 당신이 게이트웨이를 현존하는 기계에 새로 장착하고 있다면 재디자인이 또한 필요할 수도 있습니다.

Dirk Slama: 관리가능성 면에서 주의해야 할 주요 측면이 무엇입니까?

Adi Reschenhofer: 당신은 기본적으로 당신의 솔루션이 완전한 솔루션 라이프사이클 즉, 계획/개발/가동을 지원한다는 것을 보장해야 합니다. 모든 단계에서, 관리 시스템은 완전한 가시성과 통제를 제공해야 합니다. 또한 CPU 사용, 메모리, 결함 없는 운용을 보장하기 위한 저장 사용 같은 게이트웨이의 중요 수치를 감시하는 것이 중요합니다. 관리 플랫폼은 또한 펌웨어와 전문 앱을 분산시키기 위해 사용됩니다. 판매 회사의 관점에서 이들 통찰을 만들면서, 우리는 또한 Managing Director of Dr. Wehner, Jungmann & Wambacher GmbH이며 컴퓨터 통신과 M2M에서 부티크 소프트웨어 회사에 강한 뿌리를 둔 고도의 전문가인 Roman Wambacher 와 대화했다. 아래 인터뷰에서, Roman은 우리에게 일반적인 프로젝트 관리자의 관점을 제공한다.

Dirk Slama: Roman, 게이트웨이 관점에서, 무엇이 복잡하고 광범위하게 배치된 자산의 M2M/IoT 프로젝트에 포함된 중요 과제입니까?

Roman Wambacher: 처음으로 떠오르는 것은 이질성입니다. 많은 우리 고객들은 수만 개의 자산을 실지에 수년간 배치해왔습니다. 우리가 관여한 많은 프로젝트들은 게이트웨이를 현존하는 제품 라인에 새로 장착해왔습니다. 매우 자주, 각각 다양한 제품 변종이 전 세계에 롤아웃된 복잡한 자산 클래스나 제품 종류의 다양한 생성이 있습니다. 이는 이들 제품에서 다양한 기기의 인터페이스가 매우 이질적이라는 것을 의미합니다. 우리는 종종 아주 많은 인터페이스를 다루어야 하고, 퇴보는 심지어 새로운 솔루션에게도 치명적입니다. 많은 고객들이 이미 실제로 사용되는 자산들에 초점을 맞추며 솔루션을 시작합니다. 이 방식으로, 그들은 커넥티드 자산의 큰 기초에 매우 빠르게 접근할 수 있습니다.

Dirk Slama: 그래서 당신은 어떻게 이 이질성을 다룹니까?

Roman Wambacher: 글쎄, 우리가 추천하는 하나는 우리의 고객들이 그들의 프로젝트 포트폴리오를 위한 전용 인터페이스 관리 시스템을 만들게 하는 것입니다. 이 시스템은 하드웨어와 소프트웨어 인터페이스를 프로토콜 수준과 기술적 수준에서 다루어야 합니다. 그것은 또한 버전차별전략, 제품 변종, 하위호환성을 고려해야 합니다. 밀접하게 관련된 문제는 제품 변종 관리에 관련됩니다. 오직 이를 중앙에서 다룸으로서 당신은 세계 M2M과 IoT 솔루션을 큰 규모로 다룰 수 있습니다. 예를 들어, 당신은 어떻게 특정 제품의 다양한 설정을 다룰지를 통제하는 중앙 구조를 필요로 합니다. 만약 당신이 이를 적절히 다루지 않으면– 자동화 방식을 통해 이상적으로– 비용 면에서 나중에 큰 타격을 받을 것입니다.

Dirk Slama: 데이터 이용가능성은 어떻습니까?

Roman Wambacher: 네, 그것은 또한 데이터 질만큼이나 중요한 문제입니다. 전IoT 세계에서 디자인되고 배치된 대부분의 제품은 단순히 이 문제게 관심을 둘 필요가 없습니다. 제품의 생명은 현장에서 고립된 삶입니다. 배터리 충전 수준을 예로 들어봅시다. 모든 가능성에서, 비개념 제품은 이 기능에 고수준 인터페이스를 제공할 노력을 쏟을 필요가 없습니다. IoT 세계에서는, 이 상황은 매우 다릅니다. 연료 소모나 작동 시간 같은 사물의 인터페이스는 갑자기 매우 중요해 집니다. 많은 프로젝트에서, 솔루션 측의 사람들은 그런 기초 자산 기능이 전혀 가능하지 않거나 요구되는 수준이 아니라는 것에 놀랍니다. 내장 소프트웨어 개발자가 커넥티드 세계에서는 자산이 일시적으로 작동 시간을 시작 시에 0으로 만들어 버리면 그게 문제가 될 수 있다는 사실에 대한 생각을 가지지 못할 충분한 가능성이 있습니다. IoT 세계에서 이는 즉시 드러납니다.

대신, 제품 확인 같은 것을 들어봅시다. 매우 적은 현존 제품 라인이 실제로 현장에서 자동화된 인터페이스나 전자 확인 판을 통해 자산을 특유의 방법으로 확인하는 일관된 방식을 가지고 있습니다. 그러므로 당신은 아마도 창의적이게 되고 이 문제를 솔루션 수준으로 이동시켜야 할 것입니다. 예를 들어 QR 코드나 비슷한 것에 기반한 짝을 이루는 방식을 사용하는 것처럼 말입니다.

Dirk Slama: 당신은 이런 종류의 솔루션을 어떻게 다룹니까?

Roman Wambacher: 당신은 이것을 제품 종류마다, 버전마다 구조적으로 다루어야 합니다. 제품에서 나온 모든 데이터는 제품 타입과 버전마다 승인되어야 합니다. 당신은 다양한 제품 버전이 가질 수 있는 “제품 건강” 같은 기초적인 것들의 많은 다양한 의미들에 놀랄 수도 있습니다. 통합 테스트는 매우 중요합니다– 당신은 충분히 이르게 시작할 수 없습니다. 그리고 물론, 당신은 현장 테스트를 행해야 합니다. 마지막으로, 당신의 프로젝트 계획은 예상외의 것을 제공해야 합니다. 특히 자산 면에서 변화를 요구하는 경우, 환경 같은 인터페이스 문제 수정의 복잡성을 과소평가하면 안됩니다.

Dirk Slama: 당신은 어떻게 게이트웨이를 선택합니까?

Roman Wambacher: 글쎄, 주문제작 게이트웨이 개발의 비용 때문에 기성품 게이트웨이를 사용하는 것은 항상 매력적으로 들립니다. 많은 경우에, 하지만, 그것은 피하기 어렵습니다. 일반적인 게이트웨이는 종종 너무 기능이 다양하고 그런 이유로 너무 비쌉니다. 혹은 다른 경우 특정 당신이 프로젝트에서 필요로 하는 중요한 인터페이스가 빠져있을 수 있습니다. 당신이 10,000개나 더 많은 게이트웨이를 필요로 한다면, 주문제작 솔루션을 택하는 결과가 될 가능성이 충분합니다.

Dirk Slama: 세계적 롤아웃에 어떤 것을 고려합니까?

Roman Wambacher: 글쎄, 이상적으로는 복잡성과 TCO를 줄이기 위해 단일 종류의 게이트웨이를 모든 나라에 원할 것입니다. 하지만, 많은 사례에서 여러 이유로 이는 가능하지 않습니다. 특히, LTE의 다양한 주파수라던가, CDMA 대 GSM 같은 국가 전용 기술 요구사항이 있습니다. 다양한 옵션을 지원하는 모뎀도 존재하지만, 이는 비용 면을 늘릴 것입니다. 당신은 다양한 게이트웨이 종류를 지원하여 발생할 수 있는 추가 비용을 과소평가하지 말아야 합니다. 그저 각 게이트웨이 종류와 각 새 버전에서 통과해야 할 정부 승인 과정을 생각해야 합니다!

Dirk Slama: 이 종류의 프로젝트에 포함되는 다른 비용 동인은 무엇입니까?

Roman Wambacher: 많은 사람들이 주요 비용 동인이 모바일 데이터 교환을 위한 통신 비용이라고 생각합니다. 하지만, 최소한 우리 경험상으로는 이는 보통 문제가 아닙니다. 더 큰 문제는 수동이고 비효율적인 SIM 카드 활성화/비활성화나 자산 설정 같은 게이트웨이 및 관련 문제 관리 과정에서 옵니다. 자산 설정은 특히 자동화될 수 없는 것이지만 이것은 개발 비용에 추가될 수 있습니다– 심지어 TCO 관점을 통하더라도 매우 타당합니다.

다른 비용 동인은 특성 크립입니다. 많은 자산에서, 게이트웨이의 라이프사이클은 자산 자체보다 훨씬 짧을 것입니다. 그러므로 게이트웨이의 최소한의 특성의 집중하고 차세대 게이트웨이가 어느 미래에 개발되리라고 믿어도 상관없습니다.

마지막으로 많은 회사들이 첫 출시 후 추가 개발 예산을 계획하지 않습니다. 하지만 우리 경험상, M2M/IoT 프로젝트 대부분은 끝나지 않는 이야기입니다. 그리고 이것은 긍정적인 것으로 받아들여질 수 있습니다. 만약 프로젝트가 성공적이라면, 새로운 부가가치 특성에 대한 지속적인 수요가 있을 것입니다.