사물인터넷: 4.0 시대 혁명의 첨단 기술

현재 4.0 시대의 기술 경쟁을 선도하는 것은 IoT, 즉 사물인터넷입니다. 이 정의는 점차 생활과 비즈니스에서 친숙해지고 있으며, 널리 적용되고 그 혜택이 명확히 입증되었습니다. 아래 글에서 저자는 많은 흥미로운 정보를 제공할 것입니다!

1/ IoT란 무엇인가?

IoT 기기는 “스마트 기기”라고도 불리며, 첨단 산업 장비와 교통 시스템에서 스마트 워치와 RFID가 장착된 의류에 이르기까지 다양합니다. 기술자들은 심지어 IoT 기반의 “스마트 시티”까지 상상하고 있습니다.

이러한 스마트 기기들은 IoT 덕분에 인터넷에 연결된 다른 기기들과 상호 통신할 수 있습니다. 이를 통해 데이터를 공유하고 다양한 기능을 스스로 수행할 수 있는 거대한 네트워크를 구축할 수 있으며, 이는 휴대폰과 게이트웨이와 유사합니다.

IoT 기술의 돌파구 (출처: IZISolution)

IoT는 다양한 잠재적 사용 사례가 있으며, 제조업, 교통, 헬스케어, 농업 등 여러 분야에서 이미 그 효과가 나타나고 있습니다. 인터넷에 연결된 기기의 수가 증가함에 따라 사물인터넷(IoT)은 우리의 환경에 더 큰 영향을 미칠 것으로 예상됩니다. 또한, IoT는 우리가 생활하고, 일하며, 상호 작용하는 방식을 변화시키고 있습니다.

비즈니스 환경에서 IoT 기기는 기계 성능, 에너지 사용량, 온도, 습도, 공기질 등 다양한 특성을 모니터링하는 데 사용됩니다. 이러한 데이터의 실시간 분석을 통해 패턴, 추세, 이상 현상을 발견할 수 있으며, 이는 기업이 수익성을 높이고 운영을 간소화하는 데 도움이 됩니다.

2/ IoT 구조

IoT 아키텍처의 기능을 이해하려면 성공적인 구현을 가능하게 하는 주요 계층을 인식하는 것이 중요합니다. 이러한 주요 요소는 다음과 같습니다:

• 인식/감지 계층 (Perception/Sensing Layer)
• 연결/네트워크 계층 (Connectivity/Network Layer)
• 데이터 처리 계층 (Data Processing Layer)
• 사용자 인터페이스/응용 계층 (User Interface/Application Layer)

이제 각 요소를 개별적으로 탐구하여 효율적인 IoT 시스템을 구축하는 데 어떻게 통합되는지 이해해보겠습니다.

IoT는 생활의 많은 영역에 영향을 미칩니다 (출처: Didongviet.vn)

• Perception/Sensing Layer

IoT 시스템의 기초는 센서 계층입니다. 이 계층은 외부 소스로부터 데이터를 수집하고 분석하는 센서와 액추에이터로 구성되어 있습니다. 이 계층은 실제 세계로부터 데이터를 수집하여 상위 아키텍처 레벨에서 분석을 위한 원시 데이터를 제공하는 데 중요한 역할을 합니다.

예를 들어, 자동차 조립 라인에 센서를 배치하여 로봇 작업을 통한 품질 관리를 평가할 수 있으며, 그 결과는 추가 처리를 위해 상위 계층으로 전송됩니다.

이 계층이 없으면 모든 사물인터넷 네트워크에서 현실과 상호작용하기 위해 필요한 필수 정보를 얻을 수 없게 되어, 외부 요인에만 의존하게 되고 그 잠재력이 감소하게 됩니다.

• Connectivity/Network Layer

디지털 데이터가 사물인터넷 아키텍처의 모든 요소들 사이에서 흐르기 위해서는 네트워크 계층을 통과해야 합니다. 네트워크 계층은 전송 계층 또는 디바이스 계층이라고도 불리며, AMQP, MQTT, HTTP와 같은 기술을 사용하여 디바이스와 애플리케이션 간의 통신을 용이하게 합니다.

또한, 완전한 정보 전송 제어를 제공하는 사설 5G 모바일 네트워크와 같은 기능과 결합되면 동일한 수준의 연결성을 통해 안전한 환경을 만들 수 있습니다.

HTTP, MQTT, AMQP는 웹에서 모든 데이터 공유의 기반입니다. 이러한 프로토콜은 클라이언트-서버 프로토콜이므로 요청은 주로 웹 브라우저와 같은 수신자에 의해 이루어집니다.

이 시스템은 인터넷 게이트웨이, 로컬 시스템에서 인터넷 게이트웨이 및 액세스 포인트 역할을 하는 내부 네트워크 게이트웨이, 여러 디바이스를 동시에 연결하는 네트워크 게이트웨이, 그리고 시스템 전체에서 센서 판독값을 수집할 수 있는 데이터 수집 시스템(DAS)으로 구성됩니다.

• Data Processing Layer

데이터 처리 계층에서는 데이터가 처리되고 분석되어 기업의 의사 결정과 운영 효율성을 지원합니다. 머신 러닝 기법을 사용하여 사물인터넷 시스템에서 수집된 원시 데이터를 해석하고, 자동화된 의사 결정을 위해 관련 정보를 저장할 수 있습니다.

이 단계는 또한 엣지 분석과 AI 기법을 포함하여 분석 전에 무의미하거나 관련 없는 기기 데이터를 걸러내는 데 도움을 줍니다. 이러한 조치가 성공적으로 구현되면 수집된 원시 데이터로부터 얻은 통찰력의 품질이 향상되어 필요한 사항에 대해 효과적으로 대응할 수 있습니다.

이는 실질적인 결과를 개선하는 데 도움이 되며, IoT 기기가 수집한 데이터를 사용하여 더 효율적인 결과물을 생성하는 중요한 단계입니다.

• User Interface/Application Layer

사물인터넷 설계에서 사용자/응용 프로그램 인터페이스 계층은 사용자가 시스템과 상호 작용하고 특정 서비스를 이용할 수 있게 하는 중요한 프레임워크를 제공합니다. 이를 통해 사용자는 모바일 앱을 터치하거나 컴퓨터의 중앙 패널을 사용하여 가장 편리한 시간에 기기를 이용할 수 있습니다.

예를 들어, 스마트 홈용으로 특별히 제작된 앱을 사용하는 경우, 버튼 하나로 커피 머신을 쉽게 켤 수 있습니다. 간단히 말해, 이러한 앱은 IoT 시스템 사용자에게 원활한 경험을 제공하여 최대한 활용할 수 있도록 보장합니다.

3/ 사물인터넷(IoT)의 장단점

4.0 시대에 사물인터넷(IoT)이 가져오는 장점 (출처: Imagenz)

장점:

• 효율적인 운영을 감독하고 보장하는 능력
• 실수, 고장 및 인간 개입 필요성을 줄이기 위한 프로세스 자동화 증가
• 생산성 및 기기간 데이터 교환 증가로 인한 시간 및 비용 절감
• 인력 및 전반적인 생산성 향상
• 비즈니스에서의 더 나은 의사 결정을 용이하게 함
• 여러 소스에서 데이터 세트를 수집하고 결합하여 분석, 비즈니스 모델링 및 혁신을 용이하게 함

단점:

• 연결된 기기 수의 증가로 해커가 네트워크를 침투하고 개인 데이터를 도난할 기회가 늘어남
• 시스템에서 실수가 발생할 때 연결된 기기가 서로에게 피해를 줄 수 있음
• 더 많은 IoT 기기는 더 많은 데이터 생성을 의미하며, 이는 데이터 관리의 필요성을 증가시킴 – 아마도 불필요한 것
• IoT 기기에 대한 표준 부재는 여러 벤더가 제작한 제품 간의 호환성 문제 가능성을 증가시킴

4/ 사물인터넷(IoT)가 왜 중요한가요?

사물인터넷(IoT)는 현대 생활에서 많은 기회와 도전을 열어줍니다 (출처: FUNiX)