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■사물인터넷의 역사

1982년
. 미국 카네기멜론 대학의 코카콜라 자판기 - 자판기와 인터넷을 연결하여 콜라의 재고 파악 및 콜라의 상태확인

1992년
.1992년 영국 캠프리지 대학의 커피포트
.트로이룸 복도에 설치된 한 대의 커피포트
.WebCam
.컴퓨터 화면에 20초에 한 번씩 업데이트된 커피포트 이미지 노출

 


■사물인터넷의전망

 

Gartner
.사물인터넷 기기수
-. 2009년 9억 개
-. 2020년 260억 개

 


IDC
.글로벌 시장규모
-. 2014년: 6500억 달러
-. 2020년: 1조 7천억 달러

 


IC insights

.2020년

-.인터넷으로 연결되는 모든 사물의 수가 300억 개
-.85%: 순수한 사물과 연결
-.15%: 기존의 통신수단 연결
-.2015년 세계인구 73억 명: 1명당 약 4.1개의 사물이터넷 기기
-.사물인터넷 시장의 연 평균 성장률(CAGR) 15.9%

 


IBM
.2020년
-.사물인터넷 기기 수는 260억~400억 개
-.시장규모 1조 7000억 달러

 


CISCO
.2020년
-.IoT에 편입도리 사물이 500억 개
-.IoT가 창출하는 경제적 효과 19조 달러

 


미래창조과학부
.대한민국의 사물인터넷 시장규모
-.2014년 3.4조원
-.2020년 30조원

 


맥킨지
.전 세계 사물인터넷 과련 기술 및 서비스 매출 규모
-.2012년 4조7000억 달러
-.연평균 8.8%의 성장
-.2017년 7조3000억 달러
-.2025년 11조1000억 달러


■사물인터넷의 기술적 동인

 

Sensor Technology
.스마트 센사의 등장
.단순히 온도, 습도, 열, 가스, 조도, 위치, 모션 등 독립적인 정보를 생산해 내는 센서가 아닌 프로세서가 내장되어 스스로 판단하고 정보를 처리할 수 있는 스마트 센서들이 등장

.Wired & Wireless Telecommunication and Network
.Infra Tachnology(유무선 통신 및 네트워크 인프라 기술)
.통신모듈의 기기 탑재의 획기적인 확장
.네트워크기술표준 정착, 대역폭 확대, 대용량데이터 통신비용 하락 등으로 과거에 있었던 가격, 연결속도, 호환성, 연결복잡성 등의 문제가 해결됨
.실험수준에만 있던 홈네트워킹, 스마트유통 등 사물인터넷 영역으로 본격적인 상업화가 진행되고 있음

Interface Technology for IoT Service
(IoT 서비스 인터페이스 기술)
.서비스 인터페이스 기술의 비약적인 발전
.다양한 형태의 스마트기기(ex: Wearable) 등장하면서 사물간의 정보를 최적으로 저장, 처리 및 검색하도록 하고 서비스 목적별로 직관적이고 편리하게 사용하도록 하기 위해 서비스 인터페이스 기술을 발전시킴

Battery Technology(베터리 기술)
.배터리 소형화 및 용량의 비약적 발전
.사물이 센싱, 통신 및 연산을 하기 위해 필수적인 배터리의 효율성, 작업시간, 크기, 형태, 원가 등이 크게 개선되었음

 


■사물인터넷의 구조

 

.구조
-.데이터 생성
-.연결
-.데이터 처리
-.세비스제공

 


.IoT 표준
OIC(Open Interconnect Consortium)
-.인털, 삼성전자, 시스코, GE등

AllSeen Alliance
-.퀄컴, LG전자, 하이얼, 파나소식, 샤프, 소니, 캐논, MS 등

Thread Group
-.구글, 삼성전자, ARM 홀딩스, 프리스케일 반도체, 실리콘 랩 등

 


■사물인터넷의 센서

 

.센서
-.직접 피측정 대상에 접촉하거나 그 가까이서 데이터를 알아내어 필요한 정보를 신호로 전달하는 장치
-.스마트 디바이스에 사용되는 센서의 종류
*동작인식 센서
*위치센서
*환경센서

 


동작인신 센서
-.가속도 센서
-.중력 센서
-.선형가속도 센서
-.자이로 센서
-.회전벡터센서

 


위치 센서
-.GPS
-.지자기 센서
-.방향 센서
-.근접센서

 


환경 센서
-.주변온도센서
-.온도 센서
-.조도 센서
-.기압 센서
-.상대습도 센서

 


RFID
. Radio frequency identification
.전자태그
.제2차 세계대전 당사 영국군 사용
.구성요소
-. Tag = chip + antenna
-. Reader
-. Middleware

 


.Passive Tags (수동형 태그)
-.내장 배터리: 없음
-.통신거리 : 최대 6m
-.통신패턴: 수동적
-.메모리 유형: real-only

 


.Semi-Passive Tags (반수동형 태그)
-.내장 배터리: 있음
-.통신거리 : 최대 30m
-.통신패턴: 수동적
-.메모리 유형: real-write

 


.Active Tags (능동형 태그)
-.내장 배터리: 있음
-.통신거리 : 최대 220m
-.통신패턴: 능동적
-.메모리 유형: real-write

 


.RFID 전망
-.시장조사기관 IDTechEx
-.2014sus 92억달러
-.2024년 300억달러

 


.NFC
.Near Fidld Communication
-.10cm 이내의 가까운 거리에서 다양한 무선 데이터를 주고받는 통신 기술
-.13.56㎒의 주파수 대역을 사용
-.비접촉식 통신 기술
-.통신거리가 짧기 때문에 상대적으로 보안이 우수하고 가격이 저렴
-.데이터 읽기와 쓰기 기능을 모두 사용할 수 있기 때문에 기존에 RFID 사용을 위해 필요했던 리더가 필요하지 않다.
-.블루투스처럼 기기 간 설정을 하지 않아도 된다.

 


Beacon
.저전력 블루트스(BLE)를 통한 차세대 스마트폰 근거리통신 기술
-.반경 50~70m 범위 안에 있는 사용자의 위치를 찾아 메시지 전송, 모바일 결제 등을 가능하게 해주는 근거리통신 기술
-.NFC보다 가용거리가 길어 온라인과 오프라인을 연결하는 O2O 서비스에 적합
-.특정 장소에서 안내 서비스, 모바일 쿠폰 등을 이용가능
-.저전력으로 스마트폰의 배터리 소모량도 적음
-.실내에서는 GPS보다 정교한 위치 파악이 가능
-.스마트폰 사용자의 위치를 정확히 파악할 수 있어 개인정보 수집에 활용될 가능성

 


Actuator
-.동력을 이용하여 기계를 통작시키는 구동 장치
-.진동모터

 


■사물인터넷 통신기술


.통신기술의 분류
-.단거리 통신기술 : NFC, RFID, Dash7
-.근거리 통신기술: Bluetooth, Wi-Fi, Zigbee, Z-Wave

 


.Bluetooth
-.휴대폰과 휴대폰 또는 휴대폰과 PC간에 사진이나 벨소리 등 파일을 전송하는 무선전송기술
-.저렴한 가격에 저전력(100mW)으로 사용
-.주파수 대역을 나누기 때문에 데이터 전송을 여러 주파수에 걸쳐서 분할해 보낼 수 있기 때문에 무선 전송에 따른 보안 위협에서도 상대적으로 안전
-.벽이나 가방 등을 통과해서 전송될 수 있으므로 배선이나 연결 상황을 육안으로 확인할 필요가 없고 장애물이 있어도 신호를 주고받을 수 있다.
-.주파수 특성도 전 방향으로 신호가 전송되므로 각 장치를 연결하기 위해 일정한 각도를 유지할 필요가 없어 사용하기에 편리

 


.Wi-Fi
-.Wireless-Fidelity
-.2.4㎓대를 상요하는 무선 랜(WLAN) 규격에서 정한 제반 규정에 적합한 제품에 주어진 인증 마크
-.인터넷에 데이터를 전달해 주는 기능을 하는 AP(엑세스 포인트)와 노트북이나 스마트폰과 같이 사용자가 서비스를 받는 단말간의 통신

 


Zigble
-.저속 전송 속도를 갖는 홈 오토메이션 및 데이터 네트워크를 위한 표준 기술
-.버튼 하나로 하나의 동작을 잡아 집안 어느 곳에서나 전등 제어 및 홈보안 시스템 VCR on/off 등을 할 수 있고, 인터넷을 통한 전화 접속으로 홈 오토메이션을 더욱 편리하게 이용하려는 것에서부터 출발한 기술

 


Z-Wave
-.무선 통신 프로토콜
-.가정 자동화: 주거환경 및 조명의 원격제어
-.센서 네트워크와 같은 저전력과 저대역폭을 요구하는 장치를 위해 설계

 

 

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사물인터넷이란? 인터넷을 기반으로 모든 사물을 연결하여 사람과 사물, 사물과 사물간의 정보상호 소통하는 지능형 기술 및 서비스를 말한다.

 

미국 플로리다 주의 어벤추라 병원은 GE가 개발한 위치 추적 시스템 애자일트랙을 도입 하였다. 이번 환자 및 외래 환자들에게 위치 추적 센서가 부착된 팔찌를 부착 하여 의료진들은 환자의 위치를 실시간으로 확인 할 수 있도록 하여 응급 상항 발생시 신속하게 대처 하도록 하였다. 의료장비에도 센서를 부착하여 의료정보를 종합적으로 확인 하도록 하였다.

이 시스템을 통해 9개월동안 불필요한 입원 시간 3156시간을 단축 하였고, 407개의 병실을 추가 운영하며 32만 달러의 비용을 절감 하였다.

 

미국의 헬스케어사 VITALITY약병을 인터넷에 연결한 클로우캡을 개발하였고, 이 약병은 환자가 약을 먹어야 할 시간을 알려주고, 정해진 복약 시간이 되면 약병 뚜껑에 부착된 LED램프에 불이 들어오면서 동시에 경고음이 울린다. 약병에 뚜껑이 열리면 센서가 이를 감지하고 환자가 약을 먹었다는 정보를 통신망을 이용해 SERVER로 전송하고, 제 시간에 복약을 하지 않았다면 환자에게 문자나 전화로 이 사실을 통보 한다. 하루 세 번, 한번에 10알이 넘는 약을 시간에 준수하여 복용하도록 돕고, 결액환자와 당뇨병 환자들의 복약률을 획기적으로 높이고 있다.

 

아마존대시버튼은 식료품, 생활용품등 생필품의 주문버튼을 냉장고, 세탁기등 관련된 사물에 부착하고 제품이 떨어지면 버튼을 눌러 주문하는 사물인터넷 기기 이다.

 

구글은 사물인터넷의 중요 응용분야인 스마트홈에 역량을 집중 하고, 벤처회사인 네스트를 32억 달러라는 거을 들여 인수 하였다. 네트스는 사물인터넷 기술을 활용해 온도조절기와 화재경보기를 만드는 회사다. nets는 움직임을 감지하는 센서와 무선인터넷을 내장하고 있어 사용자의 원격제어와 인공지능을 통해 집안의 온도를 관리하는데 집안의 온도를 자동으로 관리하면 연각 약 21만 원의 요금을 절약 할 수 있다. 집안 곳곳에 설치되어 있는 센서가 집안에 사람이 존재하는지 여부와 주변온도등을 부석 하여 그동안 비슷한 환경에서 설정되엇던 온도를 클라우드 서버에 저장된 데이터를 기반으로 알애내어 온도를 설정한다.

 

 

시장조사기관 BI 인텔리전스가 선정한 2015년 세계 최고의 스마트시티는 바로셀로나 이다.

바로셀로나에는 200개가 넘는 스마트시티 관련 프로젝트가 진행 되고 있으며, 시물인터넷 디바이스에 대한 인프라를 조정하고 있다.

 

스마트폰 어플리케이션 파커 접속하면 어디에 몇 개의 주차 공간이 비어있는지를 실시간으로 보여주기에 앱검색 한번으로 빠르게 주차공간을 찾을 수 있게 되었고, 운전자는 시간관 연료를 아끼고 발로셀로나 시는 교통체증을 감소 시키는 효과를 보았다.

 

LED조명을 이용한 스마트 가로등은 와이파이 라우터와 동시에 소음수준, 공기 오염도를 통해 인구 밀도까지 파악하고, 사람이 많으면 조명 밝기를 높이고 사람이 없는 늦은 밤에는 조명세기를 낮춰 전력을 절약함으로 연간 최소 30%의 절약 효과를 볼 수 있다.

 

 

미국 코벤티스픽스라는 이름의 15cm 길이 밴드를 개발 하였다. 가슴 부위에 이 밴드를 붙이면 체온, 심장박동, 호흡속도, 체액, 신체움직임과 같은 생체 징후를 감지하여 이상 생체 징후를 포착하면 이밴드는 그 정보를 GPS위성을 통해 의사에게 전달 한다. 휴대전화, 이매일, 인터넷 사이트등으로 환자의 이상을 확인한 의사는 곧바로 환자에게 적절한 처방 진단 할 수 있어 환자가 세계 어느 곳에 있는지 의사는 환자의 상태를 실시간으로 확인 할 수 있다.

 

 

미모는 거북이 모양의 센서와 이를 탈.부착 할 수 있는 순면의료로 구성된 스마트 베이비 모니터를 개발 하여 아기의 피부에 직접 닿지 않으면서 자세, 체온, 호흡, 음성, 수면여부등의 정보를 거북이 모약의 센서에 전달하고 전용 을 이용하여 아기의 상항을 알수 있고 아기가 울면 문자로 알려주기도 한다.

 

구굴 글라스는 구글이 만든 스마트 안경으로 증강현실 기술을 활용한 웨어러블 컴퓨터 디바이스다. 스마트 폰처럼 안드로이드 운영체제를 통해 대부분의 편의 기능 사용이 가능 하다. 구글 글라스는 음성 명령을 통해 작동되며 구글글라스에 내장된 소형 마이크에 오케이클라스 라는 명령어를 사용하여 음성명령으로 실시간 촬영이나 SNS공유, 문자전송, 내비게이션사용등이 가능 하다. 블루트스 기능으로 스마트폰과 연동할 수 잇으며, 손동작을 통해서도 기능을 수행 할 수 있다


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