사물인터넷 개요

사물인터넷이란 무엇인가?
사물인터넷의 기반 기술은 무엇인가?
사물인터넷의 이슈는 무엇인가?
사물인터넷의 주요 사례는 어떠한 것들이 있는가?

1. 사물인터넷 개념

1.1 사물인터넷이란?

사물인터넷의 단어적 의미는 사물들(things)이 서로 연결된 인터넷 환경을 말함.
사물인터넷의 본질은 다양한 사물들을 센서와 통신기술을 더해 사물과 사물, 사물과 사람을 연결함으로써 정보를 주고 받으며 새로운 가치를 만드는 것임. 즉, 기본의 개별적인 사물이 제공하지 못했던 새로운 서비스를 제공해주는 데 의의가 있음.
- 스마트 홈: 침대에서 사람이 잠들면 집안에 켜진 전등을 끄고, 잠에서 깨면 창문을 열어 환기를 하고, 커피를 자동으로 내려줌

1.2 사물인터넷 역사

사물인터넷(Internet of Things)이라는 용어의 탄생은 1999년에 비누, 샴푸, 칫솔 등 다양한 종류의 소비재를 제조 및 판매했던 P&G에서 브랜드 매니저로 근무하던 캐빈 애시턴(Kevin Ashton)이 이 용어를 처음으로 사용.
- 자사의 제품들에 RFID 태그를 부착함으로써 제품들의 가시성을 확보
사물인터넷의 개념은 RFID뿐만 아니라 다양한 센서 및 통신기술들과 결합하며 발전해 나가기 시작
- WSE(Wireless Sensor Network): 무선 센서 네트워크는 근거리 무선 통신 기능을 포함하고 있는 소형의 센서 장치들이 결합하여 산불 감시, 하천 범람, 건물 내 온도 분포 등 특정 장소의 상태 및 환경 변화 정보를 종합적으로 수집하여 관리하기 위한 기술
- M2M(Machine-to-Machine): 이동통신 기술을 이용하여 멀리 떨어져 있는 기계장치와 기계장치를 연결함으로써 효율적으로 장치를 운용하는 기술
  - 병원에서는 응급상황, 환자의 상태모니터링, 의학 데이터 등을 연결하여 건강관리 시스템을 구축
이후 다양한 센서장치와 디바이스를 결합함으로써 새로운 사용자 가치를 창출하려는 시도가 나타나면서, 소비자 유통, 헬스케어, 스마트홈 등 다양한 분야에서 사물인터넷 시대가 본격화되기 시작됨

참고자료: https://terms.naver.com/entry.nhn?docId=3386811&cid=58369&categoryId=58369&expCategoryId=58369

1.2 사물인터넷에서 사물이란?

네트워크에 연결된 사용자 단말이나 다양한 형태의 장치
임의의 프로세서를 장착한 일종의 내장형 시스템
- 스마트폰이나 태블릿과 같은 모바일 기기
- 안경이나 시계 같은 착용형 기기
- 자동차, 로봇, 드론
- TV, 냉장고와 같은 가전제품
- 폐쇄 회로 텔레비전(Closed Circuit Television, CCTV) 등
사물에 부착된 장치
- 주변 상황을 인지하고 필요한 데이터를 수집할 수 있는 센서
- 수집한 데이터를 처리하거나 저장할 수 있는 처리기 및 저장 공간
- 인터넷 망과 연결하여 데이터를 주고받을 수 있는 통신 모듈
- 자체 전원으로 구성
사물들은 자율적으로 동작하면서 필요한 정보를 공유

1.3 사물인터넷의 개념적 변화과정

사물 통신의 개념이 사물인터넷에 흡수되어 차세대 지능통신으로 발전

1.4 사물인터넷의 발전단계

출처: IBM GTO 2014 - IoT 3.0, http://klabcamss.blogspot.kr/2014/08/iot-30.html

IoT 1.0 : 디바이스 연결 단계 (초기 단계)
- 사물을 인터넷에 연결하는 기술 중심
- 네트워크에 연결된 사물의 기능이나 정보가 제한적이고, 대시보드를 통해 실시간으로 데이터를 조회하는 수준의 단계
- 사례1: IoT 디바이스 관리 플랫폼 NeoIDM 적용사례
IoT 2.0 : 인프라 구축 단계 (중간 단계)
- 사물이 주변 환경을 센싱하는 능력으로 다른 사물과 연결이 가능해지는 시기
  - 센서가 직접 센싱한 데이터나 이벤트를 구동기에 보내고 구동기는 전달된 신호에 따라 기계를 작동시키거나 간단한 동작이 가능
  - 사례2: 스마트 홈 시스템
- 센서와 통신모듈 가격 하락, 통신기술 발전 등으로 인터넷에 연결된 기기 수가 급격히 증가, 대량의 데이터 수집, 분석을 위한 빅 데이터 플랫폼, 예측분석 IoT 미들웨어 등 다양한 인프라 기술이 개발되는 단계
IoT 3.0 : 산업별 혁신 솔루션 개발 단계 (마지막 단계)
- 사물의 자동 수행 능력과 상호 연결성을 이용하여 산업혁신을 위한 솔루션을 만들어가는 시기
- 자동차, 교통, 스마트홈, 에너지, 유틸리티, 보안, 금융, 헬스케어, 제조업 등 광범위한 분야에서 서비스가 구현되는 단계
- 현실 세계의 물리적 원인과 그에 따른 물리적 결과의 복잡한 현상을 사물을 통해 관측되는 데이터를 기반으로 추상화하고 사업 문제 해결을 위해 프로그램화한 사업 솔류션 개발
- 사물은 더욱 지능화되어 주변 환경을 센싱, 다른 사물이나 센서, 서비스 등과 상호작용하면서 스스로 정보를 수집하고 공유
- 기업은 자체 인프라 구축보다는 저비용, 구축 신속성, 고가용성, 고확장성 등의 이유로 클라우드 기반 서비스를 점차 선호
- 사례3: 스마트 시티

2. 사물인터넷 기반 기술

2.1 센싱 기술

사물과 주위 환경에서 정보를 얻기 위한 기술
센서
- 대상으로부터 물리, 화학, 생물학적 요소를 측정하여 사용자나 시스템에서 사용할 수 있게 해주는 기능을 제공
- 온도, 습도, 열, 가스, 조도, 위치, 모션 센서 등 다양한 기능의 센서가 활용
- 센서 내에 프로세서를 내장하여 스스로 판단하고, 정보를 처리할 수 있는 스마트센서(Smart Sensor) 등장

2.2 통신 및 네트워킹 기술

인간-사물-서비스를 연결하는 데 필요
IP(인터넷프로토콜)를 사용하는 기기 간 통신 기술
- 와이파이(Wireless-Fidelity, Wi-Fi)
- 3세대 이동통신(3rd Generation Mobile Communication, 3G)/4세대 이동통신(4th Generation Mobile Communication, 4G)/LTE(Long Term Evolution)
- 5세대 이동통신(5th Generation Mobile Communication, 5G, IMT-2020)
IP를 사용하지 않는 기기 간 통신
- USB(Universal Serial Bus)
- 블루투스(Bluetooth)
- 지그비(ZigBee)
- 전파 식별(Radio Frequency IDentification, RFID)
  - RFID 활용 사례
- 근거리 무선 통신(Near Field Communication, NFC) 등

2.3 서비스 인터페이스 기술

사물인터넷 주요 구성요소(사람·사물·서비스)를 통해 특정 기능을 수행하는 응용 서비스와 연동하는 역할
- 즉, 단순한 네트워크 인터페이스 개념이라기 보다는 사물인터넷 망을 통해 정보를 센싱, 처리 및 변환, 저장, 검색, 판단 등 다양한 서비스를 제공하는 인터페이스 역할을 수행
개방형 웹 아키텍쳐인 REST가 가장 대표적으로 사용됨

2.4 사물인터넷과 클라우드, 빅데이터, 인공지능 기술

빅데이터
- 센서로부터 수집된 방대한 양의 데이터에 대한 분석 및 가공의 필요성이 증가
인공 지능의 딥 러닝(Deep Learning)
- 수많은 데이터를 학습하고 해당 데이터가 의미하는 바를 스스로 해독하여 목적에 맞는 최적의 답안을 찾아내는 기술의 필요성 증가
- 고객 개인의 취향과 수요(needs)를 예측하여 가장 적합한 맞춤 서비스 제공, 고객이 원하는 정보 검색, 고객 상황에 맞는 기기 제어(조명, 온도 등), 고객에게 필요한 상품 주문 등이 가능
클라우드 컴퓨팅(Cloud Computing)
- 방대한 센싱 데이터를 다양한 분석 방법으로 패턴, 연관관계 등을 추출함으로써 의미 있는 정보로 가공해내어 다양한 서비스에서 활용하기 위해 대용량의 저장장치와 분석을 위한 고성능의 컴퓨팅 처리능력이 필요

3. 사물인터넷의 특징 및 이슈

3.1 사물인터넷의 특징

기술적인 특징
- 사물 인터넷 환경에서는 다양한 종류의 디바이스가 서로 다른 플랫폼에서 서로 다른 프로토콜을 이용하여 통신을 하면서 동작
  - 상호운용성 문제
  - 이종성으로 인한 효율적인 보안 서비스 제공이 어려움
  - 표준화를 통한 상호운용성 문제 해결
- 자원제약성을 가진 사물 인터넷 기기들은 최소 자원(Minimum Resource) 요구사항을 만족해야 함
- 사물 인터넷은 높은 이동성(Mobility)으로 인해 네트워크 토폴로지(Topology)가 동적
  - 수많은 기기들이 수시로 재연결 요청과 함게 인증을 요청하므로, 사물인터넷 환경은 크게 구성될수록 유연하고 확장성을 가져야 함
시장의 특징
- 사물 인터넷은 완전히 새로운 카테고리의 상품이라기보다는 기존상품의 가치를 높이는 경우가 많음
  - 예, 스마트 냉장고
- 하드웨어, 소프트웨어, 네트워크, 보안 등 여러 기술적 요소를 결합한 시스템 상품(System Goods)
  - 다양한 요소를 결합하는 통합 역량이 중요하고 복잡성 관리가 사업의 관건
- 플랫폼 주도권 경쟁 치열
  - PC 시대 플랫폼: 인털+윈도우
  - 모바일 시대 플랫폼: 안드로이드, IOS
  - 사물인터넷 시대 플랫폼: ??

3.2 사물인터넷의 이슈

보안 및 사생활의 침해 위협
- 개인정보 유출로 인한 사생활 침해
- 제조공장, 전력을 포함한 사회 인프라, 자동차, 의료, 가전제품 등 모든 사물이나 서비스가 악의적 공격의 대상
- 상호 연결되는 사물이나 기기들 간의 보안은 센서를 포함한 하드웨어, 서비스, 응용 프로그램 모든 수준에서 고려
- 도입 초기부터 보안을 위한 기술적 문제 해결책과 법·제도적 측면의 대비책 등 종합적인 방안 마련이 전제

상호운용성을 위한 글로벌 표준 확보

표준단체	개요
키비콘(Qivicon)	2011년, 독일 통신사 도이치텔레콤(Deutsche Telekom; DT)의 주도로 설립. 엔베베(EnBW), 미에레(Miele), 삼성전자, 필립스(Phillips) 등 통신, 에너지, 가전 분야의 약 30개 기업이 가입
oneM2M	2012년, 글로벌 사물 인터넷 서비스 플랫폼 표준 개발을 위해 유럽통신표준협회 (ETSI), 미국 통신 산업 협회(TIA), 미국 통신정보표준협회(ATIS) 등 7개의 세계 주요 표준화 단체가 공동으로 oneM2M을 설립
올씬얼라이언스(AllSeen Alliance)	2013년, 퀄컴(Qualcomm)과 리눅스 파운데이션(Linux Foundation), 시스코, 마이크로소프트, LG전자 등이 참가하여 결성한 표준화 단체
산업 인터넷 컨소시엄(IIC)	2014년, 인텔과 시스코, AT&T, GE, IBM은 산업용 사물 인터넷에 목적을 둔 표준을 개발하기 위해 결성, 이후 마이크로소프트가 합류
IEEE P2413	2014년, IEEE는 사물 인터넷 아키텍쳐 구축을 통해 다양한 산업과 기술 영역으로 확장을 목적으로 IEEE P2413 프로젝트를 공식 개시
쓰레드그룹(Thread Group)	2014년, 구글(Nest Labs) 주도로 설립된 사물 인터넷 프로토콜 컨소시엄으로 삼성전자, 암(ARM), 프리스케일(Freescale), 실리콘 랩(Silicon Labs) 등이 참여
오픈 인터커넥트 컨소시엄(OIC)	2014년, 인텔, 아트멜(Atmel), 델(Dell), 삼성전자 등은 퀄컴 주도의 올씬얼라이언스에 대항하고, 사물 인터넷 기기의 연결성 확보를 목표로 설립

참고자료

양순옥, 김성석, 4차 산업혁명을 견인하는 다이버전스 기술, 사물인터넷 (IoT), 생능출판사, 2018.
민경식, 사물인터넷 (Internet of Things), http://www.kisa.or.kr/uploadfile/201306/201306101740531675.pdf