사물인터넷의이해 3주차

초연결사회 정의(hyperconnectivity)

사람과 사람을 둘러싸고 있는 다양한 사물이 생성한 데이터 간 연결을 통해 사회 전 분야에 변화와 혁신을 이끄는 사회

환경 인식(Sensing), 상황 판단(Thinking), 자율적 동작 수행 과정(Action) => 초 연결 사회

 

초연결 사회로의 패러다임

1. 1970년대 VAN의 등장 (부가통신망, Value Added Network)

- 업무시스템 최적화, 인프라의 네트워크화 (컴퓨터 이용 중심으로 비지니스 구조)

2. 1990년대 인터넷 보급

- 전자상거래 확대, 데이터를 활용한 업무 개선 (폭넓은 디지털화,네트워크화 된 사회)

3. 2000년대 모바일 보급

- 개인 정보 발신력 강화, 플랫포머의 에코시스템 확대 (개인과 연결된 데이터 활용이 가능한 사회)

4. 현재 IoT, AI진화 (사물인터넷의 등장) -> 초연결사회로의 진화

- 데이터가 부가가치 창출 핵심, 실세계와 사이버 공간 융합 (CPS에 의한 데이터 구동형 사회)

 

사물인터넷 시장 전망

- 지속적으로 성장 2016~2022 년 까지 연 평균 12.8%성장 전망

 

초연결사회 미래 전망

- 초연결사회 에는 5G이동통신, AI, 빅데이터, IoT기술 결합으로 인류 삶 대변혁 전망

-> 초연결사회의 현실화가 되면 우리일상에 영향을 미치지 않을 영역이 없다.

 

초연결사회를 규정하는 6A개념

기존 통신 개념 = 3A : 언제(Anytime), 어디서(Anyplace), 누구나(Anyone, 사람) 의 3-Any

초연결사회 = 3A + 무엇이든(Anything, 사람/사물), 어떤 서비스 든(Any Service), 어떠한 네트워크 든(Any Network)

=> 6-Any 형태로 진화

 

CPS등장 배경 (가상물리시스템(CPS : Cyber Physical System))

- 4차 산업 핵심 기술간 상호연동시 H/W, 운영체계, 네트워크, 프로토콜, 식별체계의 이질성 및 S/W규모, 복잡성으로

인한 결함 발생 가능성 증대

=>결함 극복 및 이종 복합 시스템 간 고신뢰성, 실시간성 보장을 위한 무결점 자율제어시스템 CPS 등장

 

CPS 정의

- 현실세계와 가상세계 간 연결 통해 현실과 가상 데이터 융합,분석 및 결과 데이터를 현실세계에 환류(feedback)

개념도

- 초연결 : 센서가 부착된 IoT 기기에서 발신된 각종 데이터를 클라우드 상에서 빅데이터로 수집

- 초지능 : 방대한 데이터는 인공지능과 결합된 빅데이터 처리 기술로 정보 지식화

 

CPS 핵심 기술

1. 컴퓨팅 및 S/W 기술

- 시스템 수준 오류 탐지 및 복구 기술, 정형 검증 기술

2. 통신 기술

- S/W 중심 네트워크 기술

3. 자율제어 기술

- 자각기반 상황인지 기술, 자율제어 기술

 

CPS 주요 활용분야

- 스마트제조 (CPS 이용 생성 공정 모니터링 및 제어)

- 스마트교통 (자동차, 교차로, 신호 등 물리 시스템에 CPS 활용)

- 스마트시티 (CPS 이용 사람의 이동과 활동 데이터 수집)

- 스마트빌딩 (스마트 단말과 CPS 활용)

- 스마트전력 (풍력, 태양광, 지열 등을 전력 그리드에 접속, 자원낭비 최적화, 에너지 신뢰성, 효율성 향상)

- 스마트의료 (원격/실시간 모니터링 또는 치료 로봇으로 환자 상태 관찰)

- 스마트농업 (토지 관련 정보, 데이터 수집으로 정밀도 높은 농업관리 시스템 실현, 센서로 모니터링 가능)

 

사물인터넷이란 Service-Platform-Network-Device-security구조

- 명칭의 변화 : M2M -> Ubiquitous -> NFC - RFID

- 객체가 인터넷에 연결되는 것.

좁은 의미 : 단순히 연결

넓은 의미 : 단순 연결 + 가치 추가 => 가치를 사용자에게 제공

 

사물인터넷 4대 활성화 요소

1.소형화(nm)

- 미세전자제어기술, 나노 기술

2.저전력화

- 저전력 블루투스 (2.4 GHz, 10m~ 100m, 무선개인영역통식(WPAN))

3.표준화(규격 통일)

- 표준 API통해 다른 디바이스 연결, 다른 디바이스와 데이터 교환을 위한 모듈화

4.저가격화

 

사물인터넷 기술 발전 단계 (단말->연결->지능->자율)

1단계(연결형) - 주변환경 센싱, 결과 전송, 원격에서 사물 제어

2단계(지능형) - 센싱 및 전송한 데이터 분석,예측하는 지능적 행위

3단계(자율형) - 상호 소통, 자율 의사 결정 =>물리 세계 자율적으로 제어

 

외국 사물인터넷 정책

미국

- 제조업 - 리쇼어링 정책(혜택과 규제 완화로 공장을 자국으로 불러들임)

- 기후,환경 - 지능형 배수 시스템

- 에너지 - 스마트 그리드

유럽 IoT-A프로젝트

- 지능형 가정 분야, 지능형공장, RFID기술을 이용한 공급 체인, 농업, 에너지(스마트 그리드)

일본

- IT융합에 의한 신산업 창출 전략

- 세부 분야 6개(스마트 농업, 스마트커뮤니티, 헬스케어, 로봇, 차량,교통 시스템, 콘텐츠,창조 사업)

- 유비쿼터스 사물인터넷 실현을 위해

=>디지털 식별체계 부여, 객체-객체 톡(talk), 어디에서나 컴퓨터 사용, 객체들 표준 추적 등 관심

중국

- 스마트 그리드, ... 10대 분야 중점적 연구

- 주요기술

1) 센싱 및 프로세싱 담당 인지 계층

- IC, 센서/MEMS, RFID, 임베디드 소프트웨어 같은 센싱/프로세싱 기술

2) 통신 인프라 제공 통신 계층

- 3G/4G 이동통신망과 IPv6(128bit 주소 체계)기반 무선센서 네트워크, RFID/USN 통합 기술

3) 응용 서비스 제공 응용 계층

- 미들웨어(운영체제와 소프트웨어 중개)포함 클라우드 컴퓨팅, 스마트그리드, 지능형 교통망 등 응용 시스템 기술

 

국내 사물인터넷 정책

- 핵심기술 개발, 국내외 표준화 추진, 법제도 개선

- 데이터 3법 처리, 자율차 레벨3 허용 등 규제 완화

- M2M 표준화를 적극 참여 oneM2M, 3GPP, ITU등 국제 표준화 활동 기관을 통해 지원

개인 IoT 서비스 (사람들에게 편리하고 쾌적한 삶)

1) 자동차 분야

- 자율주행, 긴급구난자동전송

2) 헬스케어 분야

- 팔찌케어 서비스(워치)

3) 홈 분야

- CCTV 서비스

산업 IoT 서비스 (산업 여러 분야에서의 생산성, 효율성 향상, 부가가치 창출)

1) 건설 현장 작업 교육

2) 기능 개선 협의

공공 IoT 서비스(재난 예방, 환경오염 감시 등의 서비스 제공)

 

자율 주행차 레벨(미국자동차 공학회 기준)

0(수동)~5(자동)

 

표준

공식적표준 - 국제 및 국내 표준화 기구가 관여

-국제(ISO, IEC, ITU), 지역(ETSI, APT), 국가(ANSI, 기술표준원), 단체(TIA, TTD, ARIB, TTA)

=>국제 제정 표준화 속도가 느림 (약 3~6년 소요)

사실상 표준 - 주로 제품에 관련된 표준, 제품 제조사들이 관여(국내외 표준화 기구와 협력)

=>시장원리에 따라 시장 지배기능 가짐

포럼/컨소시엄 표준 - 사실상 표준의 낙오 기업의 연합(선두 기업 대항 수단)

=>사실상 표준에서 낙오된 기업이 연합, 선두 기업 대항 수단

앞으로는 컨소시엄에 의한 표준화보다 다수 표준을 복수로 지원할 확률이 크다

 

건강관리

- 스마트 밴드 (헬스케어 기기)

->걸음 수, 소모 칼로리, 수면시간 분석 등 확인 가능

- 휴대용 건강측정기

->체온, 심박수, 혈중 헤모글로빈 농도 등 확인 가능

- 스마트 운동화

->기존 운동화에 활동 추적 장치 부착 (개인 건강 관리를 돕는다)

- 스마트 의류

->운동선수들의 과학적 훈련을 위해 의류에 부착 (운동 시 신체변화 기록, 관리)

- 스마트 신발

->신발 깔창에 내장된 압력 센서 8개, 1개의 3축 가속도 센서로 족적 분석 (자세교정, 열량분석, 척추질환 조기 진단)

- 스마트 방석

->방석에 내장 압력 센서 활용하여 자세 모니터링 (자세에 대해 경고)

- 스마트 슬리퍼 (기울기 인식 기술 + 무선 통신 기술)

->실버산업에 최적화 된 슬리퍼 (슬리퍼 바닥의 내장된 센서가 발로 가해지는 압력, 보폭 데이터 수집)

->환자, 고령자의 비정상적 움직임 감지 시 슬리퍼 무선 송신 장치가 의사, 가족에게 경보 발송

- 스마트 벨트

->허리둘레 변화를 측정(당뇨 위험 사전 통보)

- 스마트 체중계

->체중 및 체질량 지수 변화 관리(BMI)

- 스마트 줄넘기

->줄넘기 횟수 기록, LED이용, 전용 앱과 연동

- 스마트 칫솔

->블루투스 기능, 메모리카드로 모바일 디바이스와 연동 (칫솔질 패턴으로 치아 건강상태 분석)

- 스마트 포크

->사용자의 식사 속도, 포크질 횟수로 식습관 개선(bluetooth)

- 스마트 물병

->건강 유지를 위한 물 양 조절

- 스마트볼

->축구 선수들 측정에 도움이 되는 공(bluetooth)

- 스마트 축구화

->스피드 센서 장착, 축구선수 측정에 도움

- 스마트 라켓

->일반 라켓+센서 (bluetooth)

- 스마트 플로그

-> 플로그 전원 ON/OFF, 전력사용량 모니터링

- 스마트미터

-> 가전제품 전력사용량 확인, 전력이용 패턴의 빅데이터 분석(전력 낭비 예방)

- 스마트 에어컨

-> 에어컨 + 스마트폰 앱간 연동 (원격 제어 가능)