EPNC(월간 전자부품 뉴스) UPDATED. 2018.5.25 금 13:58

상단여백
HOME EM INDUSTRY 스마트시티
사물인터넷 기술의 현재산업과 사물인터넷의 만남, IIoT(Industrial IoT) ①
정환용 기자 | 승인 2018.03.09 18:07

[EPNC=정환용 기자] 처음에는 대부분의 기기, 기계들이 독립적으로 존재했다. 하나의 기계가 수행할 수 있는 일은 한 가지였고, 그것이 당연했다. 하나의 기기가 다른 기기와 연결하려면 특별한 매개체가 필요했다. 호출기는 일반전화기가 있어야 그 역할을 수행할 수 있었고, 반짝했던 시티폰 역시 공중전화기가 필요했다.

국내에 현재 개념의 스마트폰이 도입된 2009년 당시, 이미 이동통신 가입자 수는 인구수를 넘어선 상태였다. 그리고 지금은 휴대전화 사용자 10명 중 8명이 스마트폰을 사용하고 있다. CDMA에 이어 LTE로 모든 사람들이 연결(Connectivity)에 대한 가능성을 높여가고 있고, 다양한 방법으로 서로가 연결될 수 있는 환경은 점점 완성을 향하고 있다.

현재 IT 업계 최대의 관심사 중 하나는 사물인터넷(Internet of Things, 이하 IoT)이다. IoT는 LTE, 5G와 같은 이동통신 네트워크, Wi-Fi나 블루투스와 같은 근거리 네트워크를 넘어 로라(LoRa), 지그비(Zigbee)와 같은 새로운 형태의 메시 네트워크를 활용해 모든 사물을 연결하는 개념이다. 단지 사물끼리 연결되는 것만으로도 그 자체가 가지는 가능성이 매우 큰  IoT는, 사물이 만들어내는 정보를 수집·공유·분석할 수 있게 되는 시점에서 그 효과가 배가된다.

가정에서는 피트니스나 실버케어 개념으로 만들어진 스마트 웨어러블 기기를 필두로 냉장고, 세탁기, 청소기, 전등, 보일러, 에어컨 등 전기를 사용하는 모든 기기가 IoT 솔루션의 대상이다. 이동통신기기인 스마트폰 하나로 모든 기기를 제어할 수 있다는 특징을 볼 때, 홈 IoT 솔루션의 목적은 여러 모로 더 나은 삶을 영위하는 것으로 볼 수 있다.

그러나 IoT 솔루션은 가정보다 공장에서 먼저 도입하기 시작했다. 좀 더 전문적인 목적을 가진 공장의 기계들이 만들어내는 수많은 정보들은, 기존에는 그저 인간이 선택적으로 직접 수집해 오랜 시간을 거쳐 ‘경험’이란 결과물로 나타나곤 했다. IoT의 도입으로 인해 아날로그 정보가 디지털 정보로 바뀌었고, 이는 빠른 시간 내에 가치 있는 정보로 분석될 수 있는 가능성을 갖게 됐다. IoT를 도입한 산업의 사물인터넷(Industrial IoT, 이하 IIoT)은 점점 선택에서 필수 요소로 그 가치를 더하고 있다.

 

Part 1 사물인터넷(IoT) 기술의 현재
Part 2 IIoT 기술이 적용되는 각종 산업들
Part 3 다양한 산업에 적용되는 IIoT의 특징과 효과는?

 

하드웨어가 먼저냐, 소프트웨어가 먼저냐
IoT 기술의 현재

IoT는 이미 우리가 가능할 것이라고 상상했던 거의 모든 부분에서 현실이 되고 있다. 스포츠 브랜드 나이키는 수 년 전 신발에 삽입해 운동 관련 정보를 수집할 수 있는 센서를 만들었고, 스마트밴드로 운동량과 심박 측정을 간단하게 알 수 있다. 심지어 피하 혈관의 당 수치를 측정할 수 있는 센서를 장착한 스마트워치도 개발에 박차를 가하고 있다고 하니, 인간의 삶이 점점 편해지고 있다는 것을 실감할 수 있다.

기존에는 기기에서 만들어지는 모든 정보를 사람이 직접 수집해야 했다. 정보를 객관적으로 처리하기도 어려웠고, 수집·분석·통계 역시 제대로 된 가이드라인을 잡을 수 없어 ‘경험’이란 말로 통칭하는 수준이었다. 하루 30분씩 운동을 하는 계획을 수립할 때도 15분 유산소 운동-15분 무산소운동 등 체계적인 시스템을 만들기 어려웠다.

지금은 스마트폰과 웨어러블 기기만으로 구체적인 운동 계획과 통계를 내기가 쉬워졌다. 블루투스로 스마트폰과 연결한 스마트밴드로 매일 일정 거리를 걷거나 뛰는 것을 설정할 수 있고, 이번 달 운동량을 체크하는 것도 다이어리에 메모할 필요 없이 스마트밴드 애플리케이션에서 확인할 수 있다.

기존의 기기가 발전한 결과, 과거에는 사람이 직접 해야 했던 일을 기계가 대신 해주는 사례가 계속해서 늘고 있다. 현재의 IoT 기술은 개인에서 가정으로, 사무실에서 기업으로, 공방에서 공장으로 확대되고 있는 과정에 있으며, 머지않아 IoT는 전기를 사용하지 않는 사물에도 적용되며 모든 사물이 연결될 수 있는 가능성을 가지게 될 것이다.

IoT는 우리가 생각하는 것보다 인간의 삶에 훨씬 가까이 다가와 있다. IoT와 IoT를 위한 기술이 인간의 삶에 어디까지 흘러들어 왔는지, 곧 상용화될 수 있는 기술은 어떤 것이 있는지 살펴보자.

‘아이페이브먼트’(iPavement)

스페인의 ‘비아 인텔리젠테’(Via INtelligente)는 사람이 지나다니는 인도에 Wi-Fi 신호를 발산하는 보도블록 ‘아이페이브먼트’(iPavement)를 개발했다. 이 스마트 블록은 리눅스 운영체제가 탑재된 임베디드 시스템 ‘비아박스’(ViaBox)를 내장해, 이 블록 근처의 모든 사람들에게 무선인터넷 연결을 제공한다. 뿐만 아니라 쇼핑몰, 극장, 식당, 공항 등 특정 장소에 이 블록을 설치하면 주변 환경 관련 통계도 조사할 수 있다. 제조사는 보도블록을 배치할 수 있는 거의 모든 공공장소에 설치할 수 있다고 소개하고 있다.

스마트 주차장 정보 공유 웹

중국은 2016년 기준 자동차 보유량이 2억 대에 육박하며 꾸준히 증가하고 있다. 300만 대 이상의 차를 보유한 도시가 6개, 100만 대 이상을 보유한 도시도 49개나 된다. 급격한 보유량 증가로 인해 가장 큰 어려움을 겪고 있는 것은 주차 문제다. 현재 중국 전역에 5000만 대 이상의 주차공간이 부족한 것으로 추측되는 실정이다. 하지만 주차공간의 부족함에 비해 빈 주차장 비율도 절반 정도로 높아 효율이 떨어지는 문제가 심각하다.

그래서 최근 이 문제를 해결하기 위해 주차장 정보 공유, 예약, 공유 등의 비즈니스 모델을 제시하는 기업들은 IoT 솔루션을 자사 서비스에 적극 활용하고 있다. 앱을 통해 실시간으로 빈 공간 정보를 제공하고, 빈 주차장을 미리 예약하는 시스템이나 주차공간을 가진 사람과 공간을 공유할 수 있는 공유경제 서비스 제공업체도 늘고 있다. ETCP, 지에슌 테크놀로지(捷顺科技) 등 몇몇 기업은 주차장 설비에 IoT 솔루션을 적용해 효율적으로 관리할 수 있는 스마트 주차장 서비스를 제공하고 있다.

기가지니(Giga Genie)

KT에서 제공하는 음성비서 서비스 ‘기가지니’는 그나마 기존의 국내 음성비서 서비스보다 조금 낫다. 셋톱박스를 탑재하고 있어 TV와 연결할 수 있고, 자사의 음악 스트리밍 서비스와 연동하는 것도 이용할 수 있다. 사용자들의 후기에 따르면 자연어 처리 음성인식 기능으로 대부분의 명령어를 비교적 정확하게 알아듣고 반응한다. 가정의 전자기기에 IoT 솔루션을 적용했다면, 그 모든 기능을 기가지니를 통해 컨트롤할 수 있다.

아직은 음성인식 대응 시스템 자체의 누적 기술 부족으로 명령어의 범위가 한정돼 있고, 자사의 IoT 솔루션이 아닌 서드파티와의 협력은 부족하다. 헤드 솔루션을 보유한 기업의 환경에 맞추려면 개발자 역시 저마다 다른 기준을 가져야 하기 때문에 통일성을 기대하기도 어렵다. 아직은 이르지만, 연결되는 사물과 기기가 꾸준히 증가하고 인식할 수 있는 명령어가 더욱 다양해진다면, 종국에는 가정 내 모든 기기를 기가지니와 같은 음성비서 서비스로 조작할 수 있게 된다.

 

부산광역시가 SK텔레콤과 협력해 조성하려 하는 글로벌 스마트시티 실증단지의 스마트 가로등은, 기존의 일반 가로등을 CCTV와 다양한 센서가 장착된 스마트 LED 가로등으로 교체하는 사업 계획이다. 스마트 가로등은 WI-Fi, LoRa 등의 네트워크 시스템을 적용하고, 영상관제 시스템과 더불어 필요에 따라 가로등의 on/off와 조도 등을 조절할 수 있다.

쉽게는 IBS(Intelligent Building System)나 가정의 현관문에 적용돼 있는 감지 센서로 전력소모를 줄이는 것부터, 카메라로 주변 상황을 파악해 특이상황이 발생하면 경보를 울리고 위치와 상황 정보를 관제센터에 전달하는 등의 동작도 가능해진다. 스마트 가로등이 도로변에 적용되면, 각종 불법 주·정차 감지와 더불어 사건사고를 빠르게 파악할 수 있고, 가로등에 적용하는 각종 센서를 통해 대기환경, 소음 등의 일반 정보도 수집하게 된다.

스마트 가로등 시스템.

스마트 가로등 관제 시스템에는 카메라에서 수집할 수 있는 정보를 분류·분석하고, 각종 센서로부터 수집되는 정보를 처리할 수 있어야 한다. 물론 가로등과 더불어 스마트시티에 적용할 수 있는 신호등, 차량관제 시스템, 각종 전자기기 등의 운용을 통합 관리할 수 있는 실시간 운영체제의 개발이 선행돼야 한다.

현재 가장 활발하게 IoT 솔루션이 적용되는 분야는 공장, 그 중에서도 생산 공장이다. 공장을 직접 운영하는 기업들은 자재의 입고부터 일련의 생산 공정, 품질관리, 출하까지 기존의 생산 라인에서 발생하는 데이터를 수작업으로 처리해야 했다. 제품의 품질이 떨어지거나 라인에 문제가 발생해도, 어디가 문제의 시작인지 알기 어려워 처리 또한 늦어졌다. 물론 대형 마트의 로스율처럼 일정 분량을 불량률로 잡는다 하더라도, 품질을 꾸준히 관리할 수 없다면 결국 불량률이 늘고 생산성이 떨어지게 된다.

이 공정에 IoT 솔루션을 적용하면 얘기가 달라진다. 각 라인과 공정 기계에서 발생하는 데이터를 수집할 수 있는 센서를 배치하고, 이 센서에서 수집되는 데이터를 중앙제어 시스템으로 모아 분석을 통해 유효한 데이터로 정리한다. 기존의 MES(Manufacturing Execution System)처럼 공장의 시작부터 끝까지 모든 공정을 ERP(Enterprise Resource Planning)와 연동하는 방식과 비슷한 개념이다. 여기서 바코드나 QR코드 등으로 일부 이력을 직접 수집해야 했던 기존의 시스템에서 IoT 솔루션을 통해 모든 데이터의 수집과 송·수신을 자동화할 수 있다.

 

더 넓어지는 폭, 지키기 어려워지나
양날의 검, IoT 네트워크

IoT 솔루션을 적용하는 데 있어 장애물도 만만치 않다. IoT를 언급할 때 항상 등장하는 기술표준부터 난관인데, IoT 센서부터 종합 솔루션까지 개발하고 있는 기업들은 각자 독자적인 규격으로 자체 표준을 내세우며 자신들의 제품을 표준으로 해야 한다고 주장한다. 당장 로라(LoRa), NBLTE, 시그폭스(sigFox), 지웨이브(Z-Wave) 등 기업들이 개발 중인 저전력 네트워크의 종류도 많고, 표준도 정해지지 않았다. 센서에서 만들어지는 데이터를 수집·분석·처리하는 프로그램도 제조사마다 다르며, 윈도우 IoT나 리눅스 기반의 다양한 운영체제 역시 통일되지 않았다.

이런 현상은 새로운 기술이 등장할 때 으레 벌어지는 일 중 하나다. 어느 회사도 자사의 제품을 국제 표준으로 내세우고 싶어 하지, 표준이 되는 것을 마다하는 기업은 없다. 기업을 탓할 수는 없는 부분이다. 게다가 윈도우나 안드로이드처럼 일반 소비자들이 접근할 수 있는 영역이 아니어서 점유율을 독점하는 것도 쉽지 않다. 결국은 데이터 전송이나 수집 방식처럼 완성형 솔루션보다는 개발자 단계에서 기업들이 표준을 정하는 것이 필요하다.

또한, 보안 역시 좌시할 수 없는 문제 중 하나다. 모든 기기에 네트워크가 적용된다는 것은 드나들 문이 생긴다는 것으로, 언제나 침입에 대비해야 하는 수고를 들여야 한다. 완벽한 보안은 없듯, 보안 솔루션은 항상 완벽에 가까워지며 해커와의 싸움에 대비해야 한다. 이를 지키지 못한다면 IoT 냉장고에 해커가 침입해 밤새 전원을 꺼버리거나, 전자 도어록의 비밀번호가 바뀌거나, 한여름에 보일러의 난방 기능이 돌아갈 수 있다. 생산 라인의 축 이동 기계를 해킹해 횡 이동으로 바꿔 제품을 망쳐버리거나, 물류센터에서 배송 물품의 주소지가 뒤바뀌는 일도 충분히 발생할 수 있다. 이는 하드웨어나 소프트웨어 중 어느 한 쪽에서 맡아야 할 것이 아니라, 모든 부분에서 철저히 대비해야 하는 중요한 요소다.

국내 통신사 중 SK텔레콤은 로라, KT와 LGU+는 NB-IoT 방식을 자사의 IoT 솔루션 전용망에 활용하고 있다. 지난해 GSMA의 보안 특성 비교에서 저전력 네트워크 중 NB-IoT가 가장 우수한 것으로 드러난 바 있다. 하지만 현재까지 개발 중인 기술 중에서 낫다는 것이지, 객관적 보안 수준이 뛰어나다고는 볼 수 없다. IoT 솔루션 자체의 특성상 침입할 수 있는 경로가 하나 이상이기 때문에, 사용자가 안전을 염두에 두지 않을 만큼 안전하게 IoT 솔루션을 활용하기 위해선 지금보다 더 높은 수준의 안전장치가 필요하다.

#커버#사물인터넷#iot#산업#iiot#industrial#저전력#웨어러블#공장#물류#농장#유통#스마트#통신#스마트시티

정환용 기자  hyjeong@epnc.co.kr

<저작권자 © EP&C News, 무단 전재 및 재배포 금지>

정환용 기자의 다른기사 보기
icon인기기사
여백
여백
여백
여백
여백
여백
Back to Top