IoT/ M2M 서비스 사례 및 구축 기술 ④ - Special Report

2013년도 5월에 발표한 매킨지의 리포트‘생활, 비즈니스 및 글로벌 경제를 변화시킬 파괴적 기술’에 의하면, 2025년 IoT 기술이 경제에 미칠 잠재적 영향력이 연간 3~6조 달러에 이를 것으로 예상하고 있다. 본 고는 임베디드소프트웨어·시스템산업협회 주윤영 선임연구원의 연구내용을 바탕으로 정리하였음을 밝힌다.

출처/임베디드소프트웨어·시스템산업협회주윤영선임
기고/한국오라클 최윤석 전무
정리/이공흠 기자(leekh@semiconnet.co.kr)

(6) 교통 및 운송(TRANSPORT)
미국은 오래 전부터 Telematics서비스가 발달되고 있다.
이는 넓은 국토가 있고 협곡/사막과 같은 일상적인 상황과 다른 극한 상황이 있기 때문에 발생할 수 있는 다양한 사례들 때문이다. 향후 차량마다 차별화된 Telematics 서비스는 차량 구입에 중요한 역할을 하게 될 것이라고 예상이 된다.

Telematics 서비스는 사람의 안전과 생명에 관련된 서비스이고, 수많은 가입자들이 이용하는 시스템이기에 운영/관리에 있어 미션크리티컬한 서비스라고 할 수 있다.

OnStar | General Motors

대표적인 Telematics 서비스로 미국의 GM에서 제공하고 있는 OnStar 서비스이다. OnStar 서비스는 GPS시스템과 휴대폰 시스템을 이용하여 자동차 운전자에게 위기 상황에서 편익을 제공하고 자동차 도둑이 차를 훔치는 것을 막는 기능부터, 자동차 기능의 이상진단 및 모바일 기기 연동 서비스까지 지속적으로 새로운 서비스들이 출시되고 있고 기존의 서비스도 지속적으로 기능 업그레이드를 해오고 있다. 이러한 2008년의 당시 통계 자료에 하루 평균 8만 5000명이 이용하고 있다고 한다. 구체적으로 충돌사고 발생 시 자동 통보가 한 달 평균 750건, 긴급 전화가 1만 1000건, 펑크 등에 대응하는‘Roadside Assistance’전화가 3만 5000건에 이른다고 한다. 또 핸즈프리 통화 처리가 한 달 평균 2900만 분(약 48만 시간), 도난 차량의 추적 서비스 대응이 800건이라고 한다. 현재 2013년에는 이러한 서비스에 대한 이용료 만으로도 매년 15억 달러에 이른다.

이 텔레매틱스 서비스는 그 동안 지속적인 변화를 거쳐왔다. 초기에는 IoT/M2M 서비스가 아닌 사람을 통한 단순한 요청 서비스였다. 이후 기술의 발전에 의해 차량에 단말기가 접목이 되고, 초기의 휴대전화를 통하여 교환원과 통신 후 목적지를 단말기에 내려 받는 반 자동형식의 기기에서, 지금은 차량에 부착된 기기가 룸미러의 형태로 진화하고, 지금은 양방향 서비스 및 단말기와 자동차의 구동계와 연동하여 원격으로 직접 차량을 제어하는 형태로 진화해왔다.
또한 텔레매틱스 서비스의 경쟁이 심화되고 있는 상황에서 빠른 서비스를 개발과 출시는 시장을 선도하는 GM의 입장에서 중요한 사항중의 하나이다. GM-OnStar는 서버에서 이러한 기능들을 지원하기 위해서 유연한 미들웨어 아키텍처를 도입하여 다양한 서비스들간의 손쉬운 접목 및 빠른 서비스 출시를 가능하도록 만들었다.

이러한 GM의 텔레매틱스 서비스는 최근 차량용 스마트폰 앱 개발을 위한 개방형 플랫폼을 제시하고, API(Application Program Interface)배포를 시작했다. 차량 내 대시보드와의 연동형태로서, GM의 커넥티드카 시스템 3종을 모두 커버하는 통합 개발환경을 통해 다양한 인포테인먼트 앱을 확보하고 자체 앱스토어까지 구축하겠다는 것이 GM의 궁극적인 목표이다.
이제 Telematics 에서 좀더 확장된 커넥티드 카 까지 바라볼 수 있게 되었다. GM은 2014년 양산 모델부터 커넥티드카 앱을 지원할 계획임을 밝혔다.

Verizon Telematics | Verizon

미국의 대표적인 통신사인 Verizon Wireless가 Hughes Telematics를 2012년 7월에 6억 1,200만 달러에 인수해 텔레매틱스 역량을 강화하기 위하여 인수하여 Version Telematics로 변경이 되었다. 휴즈의 Telematics 서비스 또한 GM의 OnStar 와 유사한 서비스를 제공하며, After Market 형태로 서비스를 제공한다. GM의 OnStar와 차별되는 점은 휴즈는 다양한 차량제조사에게 텔레매틱스 서비스를 대행한다는 점이다. Verizon(HUGHES)의 텔레매틱스 서비스는 벤츠 및 크라이슬러 등의 서비스를 대행하며 벤츠의 Mbrace2가 대표적인 대행 서비스이다.

버라이즌은 이에 더하여 무선 운송 업체 차량 관리용 원격차량 진단, 통합형 GPS 추적 및 배출 감시 시스템을 공급하고, 향후 In-Drive라는 서비스를 통하여 커넥티드 카로 진화하여 현재의 Safety 위주의 서비스에서 차량용 카 인포테인먼트로 변화를 추구 하고 있다.
그 외에 한국의 현대자동차와 BMW등도 텔레매틱스 시스템을 구축하고 있으며, 이미 그 초기단계인 BlueLink와 같은 서비스를 제공하고 있는 중이다. 조만간 차세대 자동차와 같이 중요한 부분으로 발전하게 될 것이다. 승용차 외의 Volvo와 같은 트럭 및 물류 운송을 위한 시스템에도 차량의 위치 추적 및 물류시스템 관리를 위하여 차량 내 스마트 단말기를 통하여 관리를 하고 있다. KT와 현대자동차도 2013년 2월 현대차의 BlueLink서비스를 트럭에 적용한‘블루링크 트럭&버스 with 올레’서비스를 출시하기도 했다.

Smart Ship

자동차 산업과 마찬가지로 선박 또한 이러한 IoT/M2M 환경이 접목되고 있다. 이를 적용하기 위하여 선박에 많은 센서 장비와 통신기기를 설치하고 있다. 이렇게 최근 항해장치 사이의 통신량 증가로 기존의 시리얼 인터페이스로는 모든 트래픽을 수용하는 데에 한계가 발생하게 되었다. 이를 위해 ETRI와 현대중공업의 협력으로 선박용 네트워크 시스템을 개발하고, 최근 국제 표준으로 인정받게 되었다. 선박 내의 네트워크기술의 국제 표준안으로 채택된 기술을 적용하여 SAN(Ship Area Network)을 개발하였고, 이 네트워크를 통해 선박 내 모든 기능을 실시간으로 모니터링하고 제어할 수 있는 유·무선 선박통합 네트워크 기술로 발전하였다. 선박 내 관리자뿐 아니라 원격지 관리자도 엔진, 항해 시스템, 각종 센서, 제어기의 상태를 한 화면을 통해 실시간 모니터링하고 통제할 수 있게 해준다.

또한, 과거에는 항해장치 이상이 발생하면 전문가가 헬기 등으로 선박에 직접 파견돼야 했으나 이 기술을 활용해 원격유지보수가 가능하게 되면서 비용을 크게 절감할 수 있게 되었다. 이는 전체 시스템의 구조상 자동차의 Telematics 시스템과 무척이나 흡사하고 각각에 적용되어 있는 기술도 비슷하다. 이를 통하여 SmartShip 이라는 개념을 구축하고 현재 2.0버전까지 발전이 되었다.

(7) 유통(RETAIL)

주변에서 흔히 경험할 수 있는 Retail 분야의 IT사례는 편의점 혹은 마트의 POS시스템이다. POS를 통하여 기록된 각 상품의 재고 현황을 통하여 사전에 물류시스템에서 필요한 배송내역을 판단하고, 제공하는 형태이다. 여기에 IoT/M2M을 접목하여 좀더 사람의 개입을 축소한 것이 자판기 분야이다.

Smart Vending Machine | Coca-cola

기존의 자판기 시스템은 자판기 관리자가 각각의 자판기를 돌아다니면서, 기기의 상태를 확인하고, 물건의 판매상황 및 기기의 상태를 자판기 앞에서 확인하고 물품을 채워 넣거나, 수리를 진행하였다. 관리자는 항상 모든 물품을 가지고 자판기 앞에까지 가야지만 확인이 가능했다. M2M/IoT기술이 적용된 자판기는 자판기에서 보내오는 데이터를 통하여 어떤 물품을 가지고 어디에 위치한 자판기에 채워야 할지 그리고 고장이 발생한 경우 수리기사는 어디로 보내야 할지를 원격에서 확인하고 대응할 수 있도록 하였다.

이를 통해 관리하는 사람의 이동경로 및 거리 그리고 가지고 가야 할 물품의 무게를 상당히 줄일 수 있게 되어 효율적인 자판기 관리가 가능하도록 되었다.

(8) 공공관리 및 안전(Security/Public Safety)

현재의 IoT/M2M 산업은 공공기관의 주도로 가장 많이 적용되고 있다. 안전한 도시, 공공시설물 관리 및 특정 취약 계층을 위한 복지서비스 등의 분야에서 사례들이 많이 나오고 있는 중이다.

Public SECURITY | IZMIR CITY

터키의 이즈미르라는 도시는 효율적인 도시 관리를 위하여 도시 전체에 광케이블을 설치하고, 각 지점에 CCTV와 검침 센서를 설치하였다. 각 센서기기를 통하여 들어오는 정보를 토대로 경찰의 배치 및 순찰계획 작성 그리고 순찰 시간 이외의 시간까지 관리가 가능하게 되었다. 이러한 도시 전체를 35개의 경찰서의 240명의 경찰관들이 구축된 시스템을 통하여 도시의 안전을 지키고 있다. 향후 설치된 인프라를 활용하여 공공시설과 같은 다른 도시기반 자원까지 통합적으로 관리하는 시스템으로 확장하고 있다.

Parking Area Management System | SF Park

최근 마트 주차장에 가면 입구에 각 층별로 몇 대의 주차공간이 있는지 표시하면서 각각의 주차공간에는 녹색등과 붉은색 등이 주차장에 켜져 있는 것을 종종 켜져 있는 것을 볼 수 있다. 과거에는 사람들이 모이는 주말 시간대에는 내부 주차장을 몇 바퀴를 돌아서야 겨우 주차 공간을 구할 수 있었고, 경우에 따라 그 자리를 뒤에 온 사람이 차지하는 경우가 종종 발생한다.

마트 같은 작은 공간에서도 공간을 찾아 이리저리 도는 경우가 많지만 일반 도로 및 넓은 공간을 활용한 공공주차장을 활용하는 것은 더욱 넓은 거리를 대상으로 주자공간을 찾아야 했다. 이러한 불편함을 개선하기 위하여 미국의 샌프란시스코에 도입이 되었다. 주차공간에 차량 유무를 판단할 수 있는 센서를 설치하고, 차량의 존재여부 및 기록된 시간을 활용하여 주차 공간의 활용 여부를 확인할 수 있도록 하였다. 또한 기록된 시스템은 모바일 기기를 통하여 확인이 가능하여 원거리에서 오는 사람에게 판단 할 수 있도록 하였다. 주차 요금도 거리에 세워져 있는 기기를 통하여 지불이 가능하여 신속하게 정산 할 수 있도록 하였다. 또한 이러한 편리한 시스템의 도입으로 주차요금 징수률도 상승하여 효율적인 관리라 가능하게 되었다.

Smart Road Security | Motorola

Motorola Solutions가 멕시코 정부로부터 수주를 받아서 진행한 내용이다. 멕시코의 광대한 지역에서 들어오는 데이터를 실시간으로 분석하고, 운전자를 식별해서 범죄여부를 가리는 시스템을 도입하였다. 수많은 도로상의 비디오 카메라에서 전송해오는(이미지와 얼굴을 인식하여) 멕시코의 수상한 차량을 모니터링 하고 추적하는 시스템을 구축하였다. 특히 동일한 차량번호판을 단 차는 둘 중 하나는 불법이기에 이를 짧은시간 안에 구분하여 이를 추적하는 시스템을 구축하고, 과속과 다른 불법행동에 대해서 실시간으로 경고하는 시스템을 구축하였음. 이 사례에서는 CCTV로부터 수집한 비디오를 시스템에서 분석하여 자동으로 추적에 필요한 메타데이터를 추출하고 분석을 위해 실시간으로 들어오는 데이터를 분석하기 위해 데이터센터 시스템에 CEP라는 실시간 패턴 확인 기술을 접목하였다.

u-Care | SK Telecom

취약 계층 중 하나인 독거노인을 위한 u-care 시스템이다.
2012년 서울거주 독거노인의 수는 2011년에 비해 12.9% (27,325명) 증가하였다. 이러한 독거노인은 2002년 이후 꾸준히 증가하여 10년 동안 162.8% 증가(2002년 90,769명 →2012년 238,551명)으로 증가하고 있다. 이러한 증가하는 독거노인을 위한 복지예산을 꾸준히 증가하고 있지만, 아직은 턱없이 부족한 현실이다. 또한 이를 위한 인력도 많이 부족하여 복지 서비스 혜택을 원활하게 제공하지 못하고 있다. 이러한 부족한 복지 자원의 효율적인 제공을 위해 IT기술을 접목하여 집안온도 측정 및 전기공급 여부 사람의 집안에서의 활동 여부 확인 등 사람이 대신 할 수 있는 부분을 IoT/M2M센서를 통하여 대치하였다. 이런 센서 데이터의 전송을 통합하기 위해 집안에 Gateway를 설치하고 원격의 데이터센터를 통하여 집안의 상태 및 응급 대응시스템을 구축하고 복지를 담당자가 여러 명을 동시에 관리 할 수 있도록 하였다. 아직 시범사업단계 이지만 향후 많이 필요한 사례라고 생각한다.

(9) 국방(DEFENSE)

C4I개념 | 국방

국방의 사례는 특수한 분야이긴 하지만 IoT/M2M중에서도 고도의 기술을 접목한 사례이다. 국방분야는 전 세계적으로 논의되고 있는 C4I(Command, Control, Communications, Computers, and Intelligence) 전술 지휘 체계를 이야기 할 수 있다. 전장에서는 정보가 승패를 가를 만큼 중요한 시대가 되었고, 이를 구현한 장비가 도입에 결정적인 영향을 미치고 있다. 국방관련 기기는 평상시에도 다양한 첩보자료를 수집하고 분석하는 시스템이 중요하지만, 전쟁 상황과 같은 긴급 시에는 수많은 정보가 끊임 없이 수집이 이루어진다. 이를 위한 실시간 판단과 완벽한 보안 통신 체계는 그 무엇보다도 중요한 내용으로 구성이 된다.

(10) 산업간 융합(CROSS INDUSTRY CONVESION)

HYDRA PROJECT | ENGLAND

M2M분야는 두 개 이상의 산업이 융합되어 나오는 사례가 많이 적용이 되고 있다. 2012년에 완료된 영국에서 진행한 HYDRA프로젝트는 두 개의 서비스가 융합되었다는 의미로 ‘하이드라’라는 프로젝트 이름이 붙었다. 영국 내 홀로 사는 독거노인들을 위한 시스템으로 Smart Metering 분야와 Home Security 그리고 Home Automation 기능을 한데 묶은 Gateway 기기를 설치하고, 특히 독립거주 노인의 가정에 설치하여 운영을 하는 시스템이다. 특히 의료분야의 경우에는 컨티뉴아 헬스 얼라이언스에서 제정한 원격의료를 위한 표준 프로토콜을 적용하였다.

이와 같이 앞으로의 M2M 비즈니스 환경은 다양한 산업군의 솔루션을 접속하여 시너지를 만드는 방향으로 갈 가능성이 높다. 센서기기들과 Gateway역할을 하는 스마트 미터링 기기와는 ZigBee 통신을 구성하고 스마트 미터와 서버 사이에는 GPRS무선통신을 적용하였다. Health data와 Energy 데이터는 구분하여 전송합니다. 이를 통하여 의료 데이터는 Healthcare 전문가 그룹에게 전송하고, 전력 미터링 정보는 해당 Utility업체에 전송하는 구조로 되어 있다. 물론 Health Data전송에는 컨티누아 프로토콜을 적용하였다.

(11) M2M플랫폼(M2M PLATFORM)

센서디바이스로부터 데이터센터 및 관련 응용소프트웨어의 흐름은 많은 시스템들이 유사한 구성을 가진다. 이러한 서비스를 위하여 센서디바이스와 관련 시스템을 플랫폼 형태로 제공해주는 비즈니스 모델이 생겨나게 되었다.

M2M PLATFORM SERVICE | SEECONTROL

SEECONTROL이라는 회사는 중장비 및 다양한 기기들의 보안, 감시 교통 및 보험 관련한 M2M 디바이스를 판매하고, 이를 자체 제공하는 SaaS클라우드 시스템에서 서비스를 제공하고 있다. 웹사이트에서 필요한 어플리케이션과 센서 디바이스를 구매한 후 클라우드 상에서 서비스를 구축하여 사용할 수가 있다.

<반도체네트워크 10월>