[테크월드=이나리 기자] 사물인터넷(IoT) 시장은 2017년에 접어들면서 크게 확대될 것으로 예측되고 있다. 로옴은 IoT용 솔루션을 폭넓게 제안하고 있으며, 그 중에서도 무선, 센서, 마이크로 컨트롤러는 중요한 구성 요소로서 개발을 추진하고 있다. 또 시장이 요구하는 무선 센서 모듈의 조기 제품화를 계획 중에 있다.

공장의 IoT화, 머신헬스 모니터링 실현

IoT는 다양한 분야에서 확산되고 있다. 특히 독일의 인더스트리 4.0(Industry 4.0)과 미국의 IIC(Industrial Internet Consortium)와 같은 공업의 인터넷화는 생산성과 품질 향상이라는 명확한 목표를 실현하기 위해 구체화되고 있다.

공장내의 설비는 일부에 문제가 발생할 경우에도 많은 손실로 이어질 가능성이 있으므로, 공장 내의 환경, 설비를 모니터링을 통해 고장을 미연에 방지하는 ‘머신헬스’라는 개념이 확대되고 있다. 머신헬스는 공장 가시화의 일부로서 취급되고 있으며, 공장 내의 기기와 설비의 상태, 정보를 수집해 분석함으로써 예방보전에서 예측보전으로의 이행을 목적으로 한다.

로옴은 일본에서 개최된 CEATEC JAPAN 2016과 임베디드 테크놀로지 2016(Embedded Technology 2016)에서 공장 IoT화의 일례로서 ‘머신헬스 모니터링’을 소개했다. 모니터링을 통한 예측보전을 실현하기 위해서는 기기와 설비를 상시 감시하는 시스템이 필요하며, 그 도입을 위해서는 막대한 비용과 시간이 필요하다. 이 같은 과제에 대해 로옴은 IoT 기기의 기본 구성 디바이스라고 일컬어지는 센서‧무선‧마이크로 컨트롤러와 같은 디바이스로 실현하는 데모기를 구축했다.

데모기는 공장 내의 일반적인 펌프를 가정해 탱크에 축적된 액체를 펌프를 통해 순환시킨다. 펌프, 수조에는 11종류의 센서 노드를 설치하고, 각 센서 노드에서 취득한 데이터를 무선을 통해 제어 장치로 송신한다. 제어 장치는 취득 데이터의 이상 유무를 검출하면, 즉시 경보를 발령해 장치를 정지시키는 등의 제어를 실시한다. 또 취득 데이터는 게이트웨이를 통해 클라우드 서버에 송신함으로써 다양한 단말기를 통해 어디에서나 모니터링할 수 있다. [그림 1]

[그림 1] 머신헬스 모니터링 전시

무선은 EnOcean 통신과 Wi-SUN 통신(이하, EnOcean, Wi-SUN으로 기재)을 병용했다.
EnOcean은 환경 발전 소자와 무선 통신 기능을 탑재해 필요한 장소에 설치하는 것만으로 배터리 없이 센서 데이터를 무선으로 송신할 수 있다. 컴팩트한 패키지로 배터리 교환 등 유지보수가 필요없을 뿐 아니라 전원 케이블, 통신 케이블도 없기 때문에 공장의 기존 설비에 추가하는 것만으로 IoT화를 실현할 수 있다.
한편, Wi-SUN의 경우 스마트미터에 채용된 소전력 920MHz대의 무선 기술을 이용하고 있다. 쌍방향 통신이 가능하며, 예측 도달 거리가 300~500m로 길어, 공장 도입에 적합하다.
이런 무선에 각종 센서를 추가하고, 제어에는 로옴 그룹의 라피스 세미컨덕터의 16비트 마이크로 컨트롤러가 탑재된 오픈 플랫폼 라주라이트 베이직(Lazurite Basic)을 사용함으로써 다양한 센서의 조합을 쉽게 테스트할 수 있다.[그림 2]

[그림 2] IoT화를 실현하는 제품군

이런 머신헬스 데모는 도입이 용이하고 기존의 설비와 장치도 IoT화할 수 있다는 점이 최대 특징이다. 로옴은 이런 토탈 솔루션을 통해 비용과 시간의 과제를 대폭 저감할 수 있음을 보여준다.

EnOcean에 2.4GHz대 라인업 추가, Battery-less 무선 제품 확충

로옴은 2017년에 새로운 EnOcean 제품군을 시장에 투입할 예정이다. 새로운 제품군에는 기존의 Sub-GHz대와 더불어, 2.4GHz대를 이용한 제품 등이 추가될 예정이다.
기존의 Sub-GHz대(868MHz, 902MHz, 928MHz)는 장해물에 대한 전파의 회절 특성이 우수하며, Wi-Fi 등의 기기와 전파 간섭이 발생하지 않는 것이 장점이다. 그러나 Sub-GHz대는 현재 국가별 사용 가능한 주파수가 다르기 때문에 도입 시에는 각국의 주파수를 고려할 필요가 있다. 따라서 전세계에서 공통으로 사용할 수 있는 2.4GHz대의 제품을 새롭게 라인업에 추가함으로써 도입 지역에 따라 선택할 수 있다. 송신기는 기존과 동일하게 에너지 하베스팅을 통한 구동을 실현했다.         
그 제1탄으로서 전자 유도 발전 소자를 내장한 배터리 없는 무선 스위치, 전자 유도 발전 소자 ECO200과 조합해 사용하는 송신용 무선 모듈, 수신용 무선 모듈의 샘플 제공을 준비 중이다.

최신 Wi-SUN 규격에 대응, 저소비전력에서 대규모 시스템까지

로옴은 신형 Wi-SUN 모듈(BP35C0, BP35C2)의 양산 개시에 이어 최신 Wi-SUN 규격 대응을 추진하고 있다. 가전 제품 등을 연계하는 Wi-SUN HAN (Home Area Network)은 2017년 초에 Extended HAN으로 확장, 낮은 소비전력, 중계기 기능 등이 새롭게 도입된다[표 1].

 [표 1] Wi-SUN Ext HAN의 특징

저소비전력 기능은 한층 작은 배터리로 구동이 가능해짐에 따라 더욱 다양한 소형기기에 적용할 수 있게 된다. 또 중계기 기능은 중계기를 통해 마스터 유닛에서 슬레이브 유닛으로의 통신이 가능해짐에 따라 보다 넓은 구역의 네트워크 구축을 실현할 수 있다. 로옴은 이 같은 Extended HAN에 발 빠르게 대응해 시장 진출을 계획하고 있다.

또 2017년에는 새로운 국제 무선 통신 규격 Wi-SUN FAN(Field Area Network)에 대한 대응을 추진하고 있다. Wi-SUN FAN은 전기‧가스‧수도의 계량 이외에도 사회 기반 시설, 고속도로 교통 시스템 등 스마트 시티, 스마트 그리드를 구축하는 다양한 애플리케이션에서 상호 운용 가능한 통신 네트워크 기술로서 기대를 모으고 있다.

IEEE802.15.4/4g/4e 기술을 핵으로 Wi-Fi 시스템에 도입 실적이 있는 인터넷 접속용 국제 규격을 이용함에 따라 애플리케이션 개발이 용이하고 멀티 홉을 이용한 대규모 IoT를 실현할 수 있다. 이미 기초 무선기를 통한 복수대의 멀티 홉 IP 통신 테스트에 성공해 2017년 제품화를 위해 개발을 진행하고 있다.

결론

로옴은 2017년에 IoT용 솔루션 개발을 더욱 가속시키고 있다. 센서와 에너지 하베스팅을 조합한 제품을 확충해 배터리 없는 IoT를 추구해 나가고자 한다. 무선은 LPWA용 무선 통신 모듈을 개발, 2.4GHz대를 이용한 근거리 무선에서 Sub-GHz대를 이용한 장거리 무선까지 폭넓은 라인업을 구비할 예정이다.

또 센서, 마이크로 컨트롤러를 융합한 차세대 무선 센서 모듈의 개발에 착수해 IoT에 요구되는 디바이스를 지속적으로 투입함으로써 시장에 적극 대응하고자 한다.

자료제공 : 로옴 주식회사(www.rohm.co.kr)

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