진화된 비콘 기술, 일상생활·산업 ‘스마트’하게 바꾼다

몇 년 전만 하더라도 생소했던 비콘(Beacon)은 스마트폰을 통해 우리의 일상생활에서 유용한 기술로 자리매김했다. 비즈니스 인사이더에 따르면 비콘의 전세계 시장 규모는 2015년 400만달러에서 2018년 4500만달러까지 성장할 것으로 전망됐듯이 비콘은 IT업계에서 성장 가능성이 높은 기술 중 하나로 주목받고 있다.

그동안 가장 잘 알려진 비콘 기술은 위치인식을 기반으로 O2O(Online to Offline, 온·오프라인연계) 플랫폼과 연계해 소매점 근처를 지나치거나 방문했을 때 스마트폰의 콘텐츠 푸시 기능으로 사용자가 관심 있어 하는 물건 정보를 알려주는 기능이다.

이 외에도 비콘은 실내 근거리 위치 인식과 통신기술을 이용해 병원이나 야구장 안에서 길을 안내해주는 이정표 서비스를 제공하고 박물관과 전시관 안에서 전시품을 지나칠 때 실시간으로 해당 작품 설명을 해주기도 한다.

더 나아가 비콘에 온습도 센서, 가속도 센서 등을 탑재시키면 스마트 제조시설, 스마트 농장, 스마트 리테일 등의 산업현장, 헬스케어, 운송업, 재해 방지, 고속도로 등에서 유용하게 사용될 수도 있다.

이처럼 비콘의 활용 범위는 다양하게 확대되고 있는 추세지만 국내에서는 아직까지 O2O 애플리케이션 서비스, 실내 길안내, 미아찾기 밴드 등에만 국한돼 해외에 비해 활용도가 미흡한 실정이다.

현재 비콘 기술 개발 현황과 이 기술이 향후 새롭게 활용될 가능성이 있는 산업분야는 무엇인지 전망해 보자.

비콘, 통신기술 ‘블루투스’ 활용도 가장 높다

비콘은 근거리 위치 인식과 통신 및 신호 기술을 이용해 가까운 범위 안에 있는 사용자 위치를 찾아내는 원리다. 다시 말해 사용자가 ‘비콘단말기’에서 내보내는 신호 범위 내에 들어가면 ‘모바일기기의 비콘 애플리케이션’이 신호를 인식하고 사용자의 위치를 파악해 특정 정보를 전달해주는 방식이다.

비콘을 통해 정보를 전달하기 위해서는 블루투스, NFC, 저주파, LED, 와이파이 등의 통신기술의 활용이 매우 중요한데 그 중 비콘에서 가장 많이 사용되는 무선통신 기술은 블루투스 로우 에너지(Bluetooth Low Energy, BLE)라고 불리는 블루투스 4.0이다.

블루투스 4.0은 배터리 수명에 거의 영향을 끼치지 않는 저전력과 50~70미터(m)까지 신호를 감지하는 수신거리가 장점으로 꼽히면서 O2O(온오프라인연계) 마케팅에서 가장 널리 사용되고 있다. 예로 애플이 도입한 ‘아이비콘(iBeacon)’ 역시 블루투스 4.0 기술을 활용한 프로토콜이다.

비접촉 무선통신 기술인 NFC(Near Field Communication) 경우에는 적용범위가 10센치(cm) 이내로 매우 짧다. NFC는 ‘반드시 접촉해야 한다’는 점 때문에 보안에 강하고 이러한 장점으로 인해 그동안 스마트폰의 보안 결제, 출입증 등에 많이 사용되고 있었다. 그러나 이는 비콘 기술 측면에서 약점이 될 수 있는 부분이다.

반면 비콘은 70미터(m) 범위에서 통신이 가능하다. 만약 비콘이 모바일 결제까지 가능하게 된다면 70미터(m) 통신 범위는 상당히 심각한 보안 문제를 일으킬 위험이 있다. 따라서 비콘의 양방향 통신 기능은 NFC 보다 제한적이다.

이 외에도 비가청 영역에 해당하는 초음파 신호(Ultrasonic signal) 기반 비콘도 있으며 미국의 위치기반 모바일앱 샵킥(Shopkick)이 대표적이다.

한편 블루투스 통신 기반 비콘은 지난 6월 신기술 블루투스 5.0이 선보여지면서 비콘 시장에서 더 시장우위를 보일 것으로 기대된다. 블루투스 5.0은 기존 블루투스 4.2보다 데이터 전송 범위가 4배 더 넓어졌으며 최대 1200피트(약 365미터) 거리까지 데이터를 전송할 수 있다.

이는 기기연결이 최대 80미터까지 가능함을 뜻하며 데이터 전송 속도는 최대 50Mbps(초당 6.2MB)의 속도로 기존 블루투스 4.2에 비해 2배 빨라졌다. 특히 GPS와 와이파이 도움 없이 사용자와 기기의 위치 움직임을 파악할 수 있어 비콘의 동선파악 기술이 더욱 향상됐다. 블루투스SIG 측에 따르면 빠르면 올해 말부터 비콘을 비롯한 스마트 기기에 블루투스 5.0이 탑재될 것으로 밝혔다.

비콘 기술 어디까지 왔나?

해외, 비콘 SoC로 기술 초석 다진다 = 반도체 업계에서는 비콘을 차세대 신성장 분야로 예측하고 일치감치 비콘 기술 개발에 적극적인 움직임을 보여왔다. 특히 글로벌 반도체 기업들은 블루투스 기반 비콘 SoC와 레퍼런스 디자인 공급에 집중하고 있다.

블루투스 BLE SoC 전문 반도체 기업인 노르딕세미컨덕터(이하 노르딕)는 비콘을 위한 레퍼런스 디자인뿐 아니라 관련 코드를 오픈소스 형태로 배포하며 비콘 시장 활성화에 적극적으로 앞장서고 있다.

노르딕이 발표한 nRF51822 멀티프로토콜 블루투스 기반 비콘 키트(Beacon Kit)는 애플의 아이비콘 표준을 이용해 비콘 애플리케이션을 개발하거나 OEM 및 ODM 업체들이 독자적인 사양으로 비콘 하드웨어를 개발할 수 있게 한다.

더불어 노르딕은 구글이 보안을 강조하며 선보인 비콘 플랫폼 ‘에디스톤-EID’을 지원하는 소프트웨어개발키트(SDK)를 지난 4월 출시하면서 블루투스 기반 비콘 기술을 지속적으로 향상시키고 있다. 

비콘은 크게 롬타입과 플래시 타입의 메모리로 구분된다. 롬타입은 한 번의 쓰기만 가능해 병원 등에서 길안내 서비스와 온도 센서 등을 탑재해 제조업, 스마트농장 등에서 유용하다. 반면 플래시 타입은 여러 번의 쓰기 기능의 메모리로 펌웨어 업그레이드가 가능해 소매점, 리테일 등에서 활용될 수 있다.

김재오 노르딕세미컨덕터코리아 부장은 “비콘의 메모리는 사용 용도에 따라 용량 및 사양을 선택할 수 있다”며 “노르딕 비콘은 플래시타입이기 때문에 소매점 등에서 수시로 데이터를 업데이트 할 수 있어 마케팅을 위한 비콘에 가장 보편적으로 사용될 수 있는 타입이다”고 설명했다.

브로드컴은 블루투스 스마트 SoC인 ‘BCM20737’는 아이비콘(iBeacon) 위치 인식 기술을 지원해 마이크로-로케이션(micro-location) 인식을 앱에 제공한다. 특히 RSA 4000 비트 암호화/암호해독 지원을 포함하고 있어 보안 위협 문제를 강화시킨 제품이다.

텍사스인스트루먼트(이하 TI)는 블루투스 중 가장 최신 기술인 블루투스 4.2 규격의 소프트웨어 개발 키트(SDK) ‘BLE-스택(Stack) 2.2 소프트웨어’를 공개했다. 블루투스 4.2는 4.0보다 최대 2.5배까지 빠른 데이터 전송과 더 빠른 펌웨어 업데이트가 가능하다. TI의 소프트웨어는 강력한 보안과 저전력 무선 제품 개발을 강점으로 소매점, 리테일, 스마트 빌딩을 위한 비콘을 타겟으로 한다는 것이 TI측의 설명이다.

국내, 비콘 모듈로 상용화에 ‘집중’ = 국내 기업들도 산업별로 적합한 비콘 칩과 모듈 개발에 나서면서 시장 변화에 발 빠르게 대응하고 있다. 비콘 칩과 모듈은 시스템 반도체 기술 개발과 비교해 비교적 접근이 어렵지 않기 때문이다.

반도체 기업 바른전자는 비콘 모듈과 단말기를 개발하고 있는 대표적인 기업 중 하나다. 바른전자의 비콘 단말기는 블루투스 4.0 무선주파수칩과 코인배터리를 채용해 저전력 기술로 2년 이상 장기간 사용이 가능하고 2.58㎝로 500원짜리 동전과 비슷한 크기로 매장 내 인테리어를 해치지 않고 손쉬운 설치가 가능하다.

이 외에도 바른전자는 블루투스 제어 목적의 소프트웨어가 내장된 마이크로컨트롤러(MCU)가 탑재된 비콘 단말기를 선보이면서 다양한 솔루션으로 확장할 수 있도록 했다.

회사측에 따르면 현재 바른전자 비콘 모듈은 미아방지 밴드로 유명한 리니어블 웨어러블 제품에 독점으로 공급되고 있으며 비콘 단말기는 O2O 서비스 ‘얍(Yap)’에도 공급되고 있다고 밝혔다.

국내도 비콘 리테일 외의 시장 확대를 위한 움직을 보이고 있다.

설명환 바른전자 커뮤니케이션팀 팀장은 “현재 바른전자의 비콘 모듈은 소매점 중심으로 공급하고 있지만 비콘 시장 확장에 따라 리테일, 금융, 운송업 등 다양한 산업 전반을 타깃으로 특정 센서가 결합된 비콘 제품을 개발 중에 있다”고 밝혔다.

비콘 모듈은 동전 형태 외에도 산업 및 디바이스 니즈에 따라 목걸이 타입, 카드 타입, 패치 타입 등으로 새롭게 개발되고 있다.

비콘 전문기업 이퓨는 USB 타입, 시계 및 목걸이 타입 등 다양한 형태의 비콘과 산업용 비콘을 선보였다. USB 타입(GO+01)은 USB 전원(DC+5V)을 사용해 배터리 교체가 필요 없어 배터리 교체가 어려운 곳에 설치해야 할 경우 유용하다.

목걸이 및 손목시계 형태(GO+03)는 IP66 등급을 받아 생활방수가 가능하고 산업용 비콘(GO+04)는 경도가 아주 단단해 조선소, 제철소, 건설 및 토목현장, 대형 생산공장 라인, 물류창고, 열악한 환경이나 옥외용에 최적화 됐다.

비이인터랙티브는 스티커처럼 얇은 박막형 비콘과 태그형 비콘을 개발했다. 박막형 비콘은 소지가 간편해 ID카드에 탑재시켜 사원증, 학생증, 출입카드, 제품보증 카드 등에 활용할 수 있다.

비이인터랙티브의 박막형 비콘을 탑재한 ‘하이콘카드’는 30미터 이내에서 BLE 게이트웨이와 RSSi 신호의 세기를 이용해 공간인지가 가능하므로 특정 인물이 특정 공간에 머물렀던 시간을 확인할 수 있어 스마트 출입보안시스템을 구현할 수 있다.

석금란 비이인터랙티브 기획실장은 “보안을 중요시 하는 기업에서 비콘 출입증을 구축하면 공간 인지 시스템으로 일부 직원만 출입 가능한 공간을 관리할 수 있다”며 “의도 하지 않고 그냥 지나가기만 해도 문이 열리는 것을 방지하기 위해서는 지향성 안테나를 비콘 모듈과 함께 설치해야 한다”고 설명했다.

이 외에도 박막형 비콘은 온도 센서, 자외선 센서 등을 탑재해 웰리스, 냉동 제품을 운송하는 차량 등에도 활용할 수 있다.

또 태그형 비콘은 감지영역을 벗어난 중요자산의 위치를 확인하는 기능으로 공장의 원재료, 계측장비 등을 본사에서 실시간 모니터링으로 통제를 할 수 있으며 노트북 등의 귀중품 분실방지에 유용하다.

국내, 비콘 기술 활용한 서비스 빠르게 확산 중

비콘을 활용하면 사물과 상황인식(Object & Context Awareness), 콘텐츠 푸시, 실내위치 측위, 자동 체크인, 지오펜스(GeoFence) 등의 응용 서비스를 바탕으로 여러 산업에서 다방면으로 활용 가능성을 가지고 있다. 

현재 비콘 기술 중 가장 많이 사용되는 기술인 위치측위는 크게 체크포인트(Check Point), 존(Zone), 실시간 위치(Track) 방식 등 3가지 방식으로 구현된다.

체크포인트 방식은 비콘 한대의 신호를 받아서 그 위치를 통과한 경우 그 대상물이 그 위치를 통과한 정보를 기록하는 것으로 RFID 태그가 RFID 리더를 통과했을 때의 위치정보를 확인하는 방식이다. 이 방식은 O2O 서비스 및 입출입 등이 대표적이다.

기존 방식은 비콘 1대, 혹은 여러 대가 신호 범위별로 배치돼 있고 대상물이 특정 비콘 주변에 놓여 있을 때 그 비콘 위치 주변에 있다는 정보를 기록한다. O2O 서비스 및 박물관 전시 안내 등에서 유용하며 대부분의 BLE 비콘이 이 방식을 사용하는 것으로 알려졌다.

또 실시간 위치 방식은 여러 대의 비콘이 실내에 신호 범위별로 배치돼 대상물이 3대 이상의 비콘으로부터 ID신호와 신호세기를 수신해 그 위치를 측위 알고리즘으로 계산하고 위치를 파악하는 방식으로 건물 내 길내비게이션에 유용하다.

비콘의 위치측위 기능은 콘텐츠 푸시 기능과 결합해 다방면으로 활용되며 일상생활에 많은 변화와 편리함을 주고 있다. 비콘은 상점 근처를 걸어가거나 또는 차에 탄 채 주변을 지나가는 사람들에게 자동으로 스마트폰의 전용앱을 통해 할인쿠폰이나 광고를 전달받을 수 있게 됐다.

기존에는 길에 걸어가는 특정 다수에게 전단지를 돌리는 방식으로 판촉행사를 했다면 비콘은 빅데이터를 기반으로 사용자의 선호 및 관심 있는 정보를 제공함에 따라 더 효과적인 홍보가 가능해졌다.

더불어 비콘은 통신 가능 범위 안의 사용자들의 행동 패턴을 정확히 파악할 수 있고 얼마나 많은 시간을 사무실, 버스정류장, 매장 등의 특정 공간에서 소비하는지 사용자 빅데이터를 포착할 수 있어 스마트한 마케팅이 가능하게 한다. 

해외에서는 일치감치 애플의 ‘아이비콘’, 구글의 ‘에디스톤’ 등 비콘을 활용한 디지털 마케팅이 활발히 진행되고 있다. 국내도 위치기반 기술을 활용한 ‘시럽(Syrup)’, ‘얍(Yap)’ 등의 O2O 플랫폼이 쇼핑몰, 은행, 커피숍, 주유, 미용 등에서 서비스를 제공하면서 가장 대중화 됐다.

일례로 KB국민카드는 얍과 제휴를 통해 블루투스와 고주파가 결합된 하이브리드 비콘 기술을 도입했다. 이를 통해 블루투스를 켜지 않더라도 방문객이 쿠폰, 모바일 스탬프 등의 안내 메시지를 받을 수 있어 편리해졌다는 평이다.

이 외에도 비콘은 병원, 박물관, 전시관, 테마파크, 공항, 쇼핑몰 등으로 빠르게 확산되고 있다. 세계다문화박물관은 비코닉스의 비콘 서비스를 적용시켰고, 국립민속박물관은 씨온드림의 비콘 서비스를, 서대문자연사박물관는 아루바휴렛팩커드엔터프라이즈의 무선근거리통신망(WLAN)·비콘을, 테마파크 에버랜드는 무선주파수(RF) 전문업체 기가레인의 비콘을 설치한 것으로 알려졌다.

부산시는 지하철 전 차량에 비콘을 설치해 열쇠고리 모양의 비콘을 소지한 임신부가 탑승하면 임신부 배려석 옆에 설치된 ‘핑크라이트’가 비콘의 신호를 감지하고 깜빡여 임신부에게 자리를 자연스럽게 양보하도록 유도하도록 돕는 캠페인을 실시하고 있다.

통신사들도 앞다퉈 비콘 실내 내비게이션 구축에 한창이다. 분당 서울대병원, SK나이츠 홈구장, 교보문고 등은 SK텔레콤과 제휴로 비콘을 활용한 실내 내비게이션을 구축했으며 부산대병원은 KT 통신과 연계한 비콘을 도입했다고 밝혔다.

지오펜스 비콘 기술은 가상의 지리적 경계선(fence)을 휴대폰 GPS로 인식하는 기능으로 설정된 경계선을 벗어나면 메일 송신이나 상황에 맞는 정보를 화면에 표시해주는 서비스다.

이 기술을 활용한 예로 어린아이의 미아방지 웨어러블 밴드 중 리니어블이 대표적이다. 또 캐리어 브랜드 샘소나이트는 여행가방 분실을 예방하기 위해 비콘을 가방 안에 내장시키고 구글의 에디스톤을 통해 사용자의 위치를 찾아 메시지를 전송해주는 ‘트랙앤고’ 지난 5월 공개한 바 있다.

그 밖에 비콘의 지오펜스 기술은 병원에서의 환자의 위치 관리, 노약자 돌봄 서비스, 노트북, 귀중품 등의 분실방지 시스템을 위해 사용되고 있다. 

활용 가능성 무궁무진한 ‘비콘’, 센서 활용한 기술개발 필요

비콘은 온습도, 가속도 등의 여러 센서와 결합하면 스마트 공장 및 스마트 농장을 포함해 더 다양한 산업에서 활용될 수 있다. 시장조사기관 마켓 앤 마켓 애널리시스에 따르면 비콘 등 사물인터넷 기반 스마트공장의 세계시장 규모는 매년 6.8% 성장해 2020년에는 9348억원의 경제가치를 창출할 것으로 전망했다.

이처럼 해외에서는 독일, 미국, 일본 등을 중심으로 센서 비콘을 활용한 생산설비 구축이 빠르게 확대되고 있는 추세다. 반면 국내의 경우 센서 비콘을 활용한 산업이 아직 시작단계에 있으며 점차적으로 산업 현장에서 비콘 사용을 늘려나가고 있다.

국내에서 센서 비콘을 활용한 사례로 스마트팜 기업 엔씽(n.thing)은 화분 속 비콘과 센서가 토양 속 상태를 파악하고 모니터링 상태를 스마트폰으로 알려주는 스마트화분 ‘플랜티’를 개발하면서 눈에 띄는 행보를 보이고 있다. 엔씽 관계자에 따르면 경기도 시흥시에 위치한 ‘함께 그린 농장’ 내에 1750㎡(약 530평) 규모의 농장 운영에 참여하면서 본격적으로 IoT를 결합한 도시형 스마트팜 연구에 박차를 가할 계획이다.

대우건설은 건설 현장에 설치된 각종 센서 비콘을 활용해 위험 상황을 미리 인지할 수 있는 ‘안전 모니터링’을 실시하고 있다. 가스 센서는 산소 농도와 일산화탄소 등 유해가스 농도를 실시간으로 파악하고 위험을 감지하면 근로자들이 차고 있는 스마트 워치 등을 통해 대피 명령을 내리게 된다.

더 나아가 콘크리트 타설시 무선 온도 센서 비콘을 함께 매립하면 실시간으로 온도 데이터를 온도추종양생기를 통해 전달받아 콘트리트 상태를 확인할 수 있다. 이를 통해 건설 현장에서 타설된 콘크리트는 추운 날씨 등으로 내부 수분이 얼었다 녹았다를 반복하면서 갈라지는 현상을 방지할 수 있게 된다.

비콘 송신기는 실내에서 GPS보다 정교하게 스마트폰 이용자의 위치를 파악하기 쉬운데 여기에 센서 기능을 결합시키면 재난 상황에서 활용도가 더욱 높다.

따라서 센서 비콘은 평소에 웰컴서비스나 쿠폰, 안내 등으로 이용되다가 건물이나 리조트, 선박 등에서 불이 나거나 배가 15~30도로 기우는 긴급상황이 발생할 경우 자동으로 재난 모드로 바뀌어 경보음을 울리고 실시간으로 안전한 탈출 경로와 대처 요령을 안내할 수 있다.

또 자율주행차 및 무인자동차에도 비콘이 활용될 수 있다. 자동차에 탑재된 레이더, 라이더, 카메라 등이 사물을 인지하지만 고속도로에 비콘을 심어 놓으면 자동차와 신호교환을 통해 방애물과 차선 등을 알려줄 수 있다. 더불어 비콘의 위치기반 기능은 CCTV 보다 훨씬 정교하기 때문에 빅데이터를 활용해 범인을 보다 쉽게 잡을 수 있게 한다.

이처럼 비콘은 여러 산업에서 다망면으로 활용되면서 스마트한 시스템 구축하게 한다. 비콘과 같은 새로운 기술의 상용화를 위해서는 연구소 등의 국한된 공간을 벗어나 실제로 테스트를 할 수 있는 환경이 무엇보다 필요하다.

그 일환으로 미래부는 SK텔레콤과 협력해 2014년 8월, 안양시 범계역 상권과 성남시 판교 테크노밸리 인근에 ‘비콘 테스트베드 거리’를 시범 조성했으며 이 곳을 활용해 비콘 시나리오 개발을 해오고 있다.

반도체 업계에서도 리테일 분야를 넘어 산업분야로 비콘 수요를 확대하기 위해서는 비콘칩 개발과 동시에 플랫폼 및 다양한 애플리케이션 영역을 발굴하는 것이 중요하다는 의견이다.

이정아 한국정보화진흥원 미래전략기획부 연구원은 “비콘 시장이 활성화되기 위해서는 비콘 기술 및 플랫폼의 개발뿐 아니라 사용자의 인식변화와 의지가 중요하다”고 말했다.
이어서 “비콘을 조난방지, 고속도로, 공공분야 등에서 사용하기 위해서는 주변 지형, 지물을 활용한 새로운 시나리오를 발굴하고 빅데이터, IoT, 클라우드 등의 기술과 융합하는 것이 필요하다”고 조언했다.