IoT/M2M 편집위원 : 김용진 ( 모다정보통신 ) IoT(M2M) 기술동향및발전전망 표철식, 강호용, 김내수, 방효찬 한국전자통신연구원 요약 사물인터넷 (IoT: Internet of Things) 은지능화된사물들이연결되는네트워크를통해사람과사물 ( 물리또는가상 ),

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인석 반
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1 IoT/M2M 편집위원 : 김용진 ( 모다정보통신 ) IoT(M2M) 기술동향및발전전망 표철식, 강호용, 김내수, 방효찬 한국전자통신연구원 요약 사물인터넷 (IoT: Internet of Things) 은지능화된사물들이연결되는네트워크를통해사람과사물 ( 물리또는가상 ), 사물과사물간에상호소통하고상황인식기반의지식이결합되어지능적인서비스를제공하는글로벌인프라이며, 2017 년 2,900억달러시장이예측되는스마트폰이후유망기술이며모바일, 클라우드, 빅데이터기술등과융합하여초연결사회의핵심이될전망이다. IoT의성공적인실현을위해서는데이터분석및추론, 개방형시맨틱플랫폼, 고신뢰네트워크, 센서-스마트단말인터렉션및협업, 에너지하베스팅, 스마트센서등의핵심기술개발과글로벌표준화, 정보보호, 사생활침해우려등의장애극복을위해 IoT 생태계참여자모두의협력이필요하다. Ⅰ. 서론 현재우리는모든사물이네트워크를통해인간과연결되는초연결 (hyper-connectivity) 시대로진입하는길목에서있다. 2000년대이후모든사물이네트워크에연결된다는유비쿼터스네트워크 (ubiquitous network) 에대한논의가진행되어왔으나, 센서비용, 단말의크기와접속능력및네트워크접속비용등의한계로좀처럼본격화되지못했다. 스마트폰이후의스마트센서의대중화, 통신모듈가격의하락및스마트기기보급확산, 무선통신네트워크의확대, 미래인터넷으로의변화등핵심동인에의해, 기술적, 경제적한계를극복하면서사물통신 (M2M: Machine to Machine) 또는사물인터넷 (IoT: Internet of Things) 기술이본격적으로활용될전망이며, 스마트폰의급속한확산과착용형컴퓨팅의실현과맞물려다양한센서와 IoT 시장이본격적으로동반성장할것으로기대되고있다 [1]. 맥킨지는 2025년까지인류의삶을가장급진적으로변화시킬기술중하나로 IoT기술을선정하고, 향후거의모든산업분야 에서적용될것으로전망하였다 [2]. IoT는사물들이향상된컴퓨팅능력과상황인식능력, 그리고전원공급의독립성등을확보하게되고새로운정보에접근할수있게되면세상의모든만물이상호밀접하게연결되어프로세스를중심으로연결된수많은사람들과사물, 그리고데이터가다시프로세스간의연계를통해수십억또는수조개가연결될수있는네트워크들의네트워크개념인만물인터넷 (IoE: Internet of Everything) 으로발전하고궁극적으로는인간을중심으로사물, 데이터, 프로세스, 시간과공간, 지식등의지구와인류문명의모든요소가상호연결되는만물지능인터넷 (IIoE: Intelligent IoE) 으로발전하여초연결사회의핵심이될전망이다. 현재는약 100~150억개의사물 (RFID태그제외 ) 이인터넷에연결되어있고 2020년까지 200~700억개로그수가증가할것으로전망되며, 만물인터넷에의해향후 10년간 7.2~14.4조달러의경제적효과가창출될것으로기대된다 [3] [4]. 본고에서는 IoT(M2M) 개념, 시장및기대효과, 개방형시맨틱 IoT 플랫폼, 센서-스마트단말인터렉션, 사물간통신및네트워크, 에너지하베스팅및스마트센서등핵심기술동향및앞으로해결할과제를소개한다. Ⅱ. IoT(M2M) 개념및시장 1. IoT(M2M) 개념및정의 IoT(M2M) 는 < 표 1> 과같이여러가지로사용되고있으며개념적으로 지능화된사물들이연결되어형성되는네트워크상에서사람과사물 ( 물리또는가상 ), 사물과사물간에상호소통하고상황인식기반의지식이결합되어지능적인서비스를제공하는글로벌인프라 로정의할수있다 [1][4][5][6]. < 그림 1> 은 IoT의개념을설명하기위한서비스개념도로서, 1) 식물의상태를실시간으로모니터링하여자동으로물을공급해주는사물간지능통신서비스, 2) 주변상황을인지하여인간에게필요한상태로환경을제어하는사물과사람의소통서비스, 3) 에너지 AUGUST

생산과소비상황을실시간으로수집하고분석하여실시간에너지요금을결정하여소비자에게제공함으로써에너지사용을최적으로제어하는집단지능서비스등예제를보여준다. 표 1.

가장낮은등급인정보가없는수동형객체로부터상황정보를갖는 Connected Car와같은지능수준이높은사물로구분되어진다.

에센싱과같은지능을내장시키고사물간통신을함으로써인간의행동패턴이나상황을인식하여추가적인기술비용을초과하는가치를창출함으로써새로운스마트제조시장을만들수있다 [4][7].

모든사물은인터넷을통한원격사물간통신에의해서연결되며, 필요시사물간지협적통신을통해통신비용절감및효율성제고그리고재난상황에대한대응이가능해진다.

정보처리측면에서는도메인별정보를 Cloud 저장소를활용해서글로벌인프라에제공함으로써, 다양한도메인별정보를모두공유하고필요에따라서도메인별정보를융합한집단지능정보 (collective

동시에, 공유하기예민한정보들은폐쇄형로컬데이타저장소에저장하여외부의필요한정보와융합한 embedded intelligence를도출할수도있다.

2 생산과소비상황을실시간으로수집하고분석하여실시간에너지요금을결정하여소비자에게제공함으로써에너지사용을최적으로제어하는집단지능서비스등예제를보여준다. 표 1. 여러가지 IoT(M2M) 정의 라 9가지유형으로분류하고각유형의예제를설명해준다. 가장낮은등급인정보가없는수동형객체로부터상황정보를갖는 Connected Car와같은지능수준이높은사물로구분되어진다. IoT는고유의기능이있는제품 ( 사물 ) 에센싱과같은지능을내장시키고사물간통신을함으로써인간의행동패턴이나상황을인식하여추가적인기술비용을초과하는가치를창출함으로써새로운스마트제조시장을만들수있다 [4][7]. < 그림 3> 과같이 IoT를형성하는글로벌네트워크인프라는기본적으로모든정보 / 제어 / 컴퓨팅요소들이연결되어목적에따라접근하여활용된다. 모든사물은인터넷을통한원격사물간통신에의해서연결되며, 필요시사물간지협적통신을통해통신비용절감및효율성제고그리고재난상황에대한대응이가능해진다. 글로벌로연결되는사물은게이트웨이를통해서, 혹은직접인터넷에연결될수도있다. 정보처리측면에서는도메인별정보를 Cloud 저장소를활용해서글로벌인프라에제공함으로써, 다양한도메인별정보를모두공유하고필요에따라서도메인별정보를융합한집단지능정보 (collective intelligence) 를생성함으로써인간의삶을보다지능적으로지원할수있게될것이다. 동시에, 공유하기예민한정보들은폐쇄형로컬데이타저장소에저장하여외부의필요한정보와융합한 embedded intelligence를도출할수도있다. 이러한정보처리및제어처리를글로벌하게공유하거나혹은폐쇄적으로운용하는데있어서 public cloud computing기술과 private cloud computing 기술이진화하여지속적으로발생되는대량의이종데이타처리기술 (big data) 을효과적으로지원하게될것이다 [4]. 그림 1. IoT 서비스개념도 IoT에의해서인터넷에연결되는사물은수동형또는능동형, 정보의보유형또는단순식별 ID보유형, 물리적사물또는가상객체등제한없이그형태가매우다양하다. < 그림 2> 는 IoT 사물을객체의기능과정보보유형태에따 그림 3. 글로벌네트워크인프라로서 IoT 그림 2. IoT 사물유형별지능화수준 (Source: Gartner, Inc.[7]) 한편, M2M의개념및범위는연구자및기관마다상이하나공통적으로기기간또는기기에서사람으로의통신을의미한다. M2M은 IoT와유사한개념으로사용되지만, 사물간통신혹은기기간통신, D2D(Devices To Devices) 등다양한용어와혼 4 정보와통신

용되고있다. M2M의개념이초기에는사람의개입이최소화한사물간의통신으로정의되었으나, 현재는원격지의사물, 사람, 환경등의상태정보를확인할수있도록지원하는제반솔루션으로확장되었으며, 나아가 M2M의개념은인터넷으로영역을확장하여사물은물론, 현실과가상세계의모든정보와상호작용하는 IoT개념으로진화중이다.

응용분야별시장규모는 < 그림 6> 에서보는바와같이 Retail 분야와 Public Safety & Urban Security 분야시장이가장크다 [9]. 한편, 매킨지에의하면 IoT의직접적경제적파급효과는 2025년에 2.7 ~ 6.2조달러에이를것으로전망되며헬스케어 (1.1~2.5조달러 ) 와제조 (0.9~2.3조달러 ) 분야의경제적효과가가장크다 [2].

3 용되고있다. M2M의개념이초기에는사람의개입이최소화한사물간의통신으로정의되었으나, 현재는원격지의사물, 사람, 환경등의상태정보를확인할수있도록지원하는제반솔루션으로확장되었으며, 나아가 M2M의개념은인터넷으로영역을확장하여사물은물론, 현실과가상세계의모든정보와상호작용하는 IoT개념으로진화중이다. M2M은사물간연결을위한기술에중점을두고있으며 IoT를구현하는핵심기술이다 [1][4]. 조원규모에서연평균 14.1% 의성장을보이며 2016년에는 2.7 조원규모를기록할전망이다 [1][4]. IoT & M2M의세계시장은 < 그림 5> 에서보는바와같이 2012년 777억달러에서 2017년 2,900억달러로연평균 30.1% 성장할것으로예측된다. 응용분야별시장규모는 < 그림 6> 에서보는바와같이 Retail 분야와 Public Safety & Urban Security 분야시장이가장크다 [9]. 한편, 매킨지에의하면 IoT의직접적경제적파급효과는 2025년에 2.7 ~ 6.2조달러에이를것으로전망되며헬스케어 (1.1~2.5조달러 ) 와제조 (0.9~2.3조달러 ) 분야의경제적효과가가장크다 [2]. 그림 5. IoT & M2M 세계시장전망 그림 4. IoT 요소기술범위 < 그림 4> 에서보는바와같이 IoT는사물기반식별및통신, 인터넷기반연결성, 시맨틱기반데이터관리기술로구성되며, RFID, NFC, 센서네트워크, 사물간연결과협업기술을포함하며사물정보융합, 서비스메쉬업, 시맨틱, 상황인식및추론등지능서비스로확장된개념으로, M2M을포함하는것으로볼수있다. IoT서비스를제공하기위한에코시스템은지식융합서비스, 개방형 IoT플랫폼, 사물통신 / 네트워크, 지능형 IoT 디바이스, 개체식별 / 센싱계층으로구성되며유무선네트워크, 클라우드컴퓨팅, 빅데이터기술등과융합하여초연결을기반으로신지식서비스, 도시기반라이프케어, 산업지능화등을제공할것이다 [1][3][4][5][8]. 시스템구성계층의주요핵심기술동향과전망은 III장에서소개된다. 그림 6. IoT & M2M 분야별세계시장전망 2. IoT(M2M) 시장규모및기대효과 M2M 시장은크게셀룰러모듈, 통신서비스, SW 솔루션으로구성되며, 세계 M2M 시장규모는 2016년 480.5억달러에이를것으로전망된다. 2016년세계 M2M 시장별비중은 SW 솔루션분야가 71.3%(342.5억달러 ) 로가장크며, 통신서비스와셀룰러모듈분야는각각 25.0%(119.9억달러 ), 2.8%(18.2억달러 ) 를차지할것으로전망된다. 국내 M2M 시장은 2011년 1.4 Ⅲ. IoT(M2M) 핵심기술동향및전망 1. 개방형시맨틱 IoT 플랫폼기술 [10][11] 센서정보를함께활용하기위해서는센서데이터의개방이필연적이며, 개방된센서데이터가외부에적극적으로활용되도 AUGUST

록하기위해개발자들이쉽게데이터를찾고적용할수있는개방형데이터플랫폼이요구된다. OGC(Open Geospatial Consortium) 에서는 SWE(Sensor Web Enablement) 표준을개발하였으며, 이는 GIS관점에서웹서비스아키텍처를기반으로센서가제공할수있는여러서비스를정의하고이를위한프레임워크를표준화하였다.

특히, EU를중심으로 IoT 기술개발과함께시맨틱기술의중요성이부각됨에따라향후자원의시맨틱화기술은매우유용하게개발될것으로전망된다. 2011년부터 ITU-T Q25/16에서는 ITU-T F.

4 록하기위해개발자들이쉽게데이터를찾고적용할수있는개방형데이터플랫폼이요구된다. OGC(Open Geospatial Consortium) 에서는 SWE(Sensor Web Enablement) 표준을개발하였으며, 이는 GIS관점에서웹서비스아키텍처를기반으로센서가제공할수있는여러서비스를정의하고이를위한프레임워크를표준화하였다. W3C 는 SSN-XG(Semantic Sensor Network Incubator Group) 을통해 SWE와센서 / 센서네트워크온톨로지와의연계표준기술을개발하였다. 이를활용하여 icore, OPENIoT등 EU의 FP7 프로젝트들이다수진행되고있다. 특히, EU를중심으로 IoT 기술개발과함께시맨틱기술의중요성이부각됨에따라향후자원의시맨틱화기술은매우유용하게개발될것으로전망된다. 2011년부터 ITU-T Q25/16에서는 ITU-T F.OpenUAN (Requirements and reference architecture for open USN service platform) 표준화를통해개방형시맨틱기반 USN 프레임워크표준화를진행하고있다. 이동통신사들은사물들을이동통신단말을통해인터넷에연계하기위해 ETSI, 3GPP 등을통해 M2M플랫폼을개발해왔으며글로벌표준을통해시장규모를확대하기위해 onem2m 표준화에적극적으로참여하고있다, IBM, NEC, Atos, CISCO 등제조사들은사물인터넷통신인프라, 스마트단말장치, 스마트홈, 노약자원격진료를비롯한서비스솔루션기술등에대한기술력확보와관련시장선점에주력하고있다. 국내에서도 SKT, KT, KETI, ETRI 등에서 ETSI 표준기반플랫폼을개발하고있다 [4][5]. LogInMe는 Xively라는이름으로새로운플랫폼사업을시작하였으며, Xively는 IoT단말, 장치를 REST 인터페이스로웹에연결할수있는서비스플랫폼을제공하고, 오픈소스마이크로컨트롤러인 Arduino 플랫폼을웹에연동시키는기능을제공한 다 [12]. ThinkSpeak는개방형사물웹응용플랫폼을제공하며, 사물들이웹을통해연동될수있도록하며, 소셜네트워크와의연동을통해사물들을활용하게한다. 또한, 플랫폼을통해다른사용자와정보공유가가능하며, 자신만의채널을운용하고다양한시각화도구를지원하고있다 [13]. < 그림 7> 에서보여지는 ETRI에서개발중인개방형시맨틱 USN 서비스플랫폼 (COMUS: Common Open Semantic USN Service Platform) 은 USN 인프라와사용자가설치 운용 활용하는다양한 IoT 기기와센서를활용하여시공간에구애받지않고언제어디서나원하는기기및센싱정보를쉽게이용할수있도록개인맞춤형실시간기기및센싱정보서비스를제공하는의미정보기반의서비스플랫폼이다. 시맨틱데이터표현방식인 RDF(Resource Description Framework) 표준에따라각 USN 자원의메타데이터를변환하고, 센싱값에의한이벤트정보추론을통해추론된정보를시맨틱데이터로가공하여고부가가치정보를재생산하게된다. 또한다양한서비스간매쉬업과 OpenAPI, LOD(Linked Open Data) 서비스등을제공하여, 개발자들이쉽게창의적인서비스재생산이가능하도록지원하는기능을수행한다. 향후개방형 IoT 플랫폼은단말의연결성을강조한 M2M 플랫폼, 센서를통한서비스를강조한 USN 플랫폼, 단말간협업과웹을통한서비스가가능한 WoT(Web of Things) 플랫폼등을기반으로시맨틱, 서비스 mash-up, 상황인식및예측등의기술이추가되어지능적인서비스를제공하고클라우드와빅데이터기술과융합되어발전될전망이다 [4][5]. 2. 센서-스마트단말인터렉션기술 [14] 센서및스마트기기모두가인터넷연결을기반으로정보를 그림 7. COMUS 플랫폼서비스개념도 6 정보와통신

교환하는방식과달리스마트기기와센서에내장된네트워크인터페이스를이용해서두기종간의직접통신이가능한기술은 IoT서비스를위해매우중요하다. < 그림 8> 에서보는바와같이직접통신방식으로는유선방식인 USB, 무선방식인블루투스, IEEE 802.15.

보저장및관리의목적성이외에도추상화작업을통해센서들간의융합및매쉬업 (mashup) 을통해새로운가상센서들을만들어낼수있게한다.

< 그림 9> 에서보이는바와같이 ETRI에서개발중인 SVM은외부의물리센서는소프트웨어상에서가상화시켜관리를편리하게하고, 그조합을통해새로운센서정보를만들어낼수있다. 센서-스마트단말인터렉션기술은향후스마폰중심의 IoT 서비스의매우중요한역할을할것으로예상된다.

외부센서와스마트기기의직접연결 이미우리생활속에있는다양한스마트기기는다양한네트워킹방식을지원하므로이러한직접적인소규모네트워킹방식을가능케한다. 이런방식에서센서데이터처리프레임워크를제공하는연구는아직은초기단계에있지만활발히진행이되고있다.

외부센서의정보를수집및관리하여응용계층에효율적으로전달하고기존의정보관리미들웨어와는다르게네트워킹계층까지추상화시켜스마트기기용응용서비스를개발시에개발의편의성을높이고소프트웨어적인오류발생의확률도줄일수있다.

5 교환하는방식과달리스마트기기와센서에내장된네트워크인터페이스를이용해서두기종간의직접통신이가능한기술은 IoT서비스를위해매우중요하다. < 그림 8> 에서보는바와같이직접통신방식으로는유선방식인 USB, 무선방식인블루투스, IEEE (Zigbee), RFID/NFC, WiFi 등의기술이활용될수있다. 통신을위한인터넷접속을피하면서보다강화된보안기능또는다른네트워크상태에구애를받지않는독립적이고개인화된안정적인네트워크를구축할수있다는장점이있다. 보저장및관리의목적성이외에도추상화작업을통해센서들간의융합및매쉬업 (mashup) 을통해새로운가상센서들을만들어낼수있게한다. 새로이개발되는응용들은 SVM을활용함으로서네트워킹계층을매번수정해야하는번거로움을피할수있으며, 다양한종류의센서를활용하고제작할수있게하여스마트기기를위한응용개발과정을보다손쉽게도와줄수있다는장점이있다. < 그림 9> 에서보이는바와같이 ETRI에서개발중인 SVM은외부의물리센서는소프트웨어상에서가상화시켜관리를편리하게하고, 그조합을통해새로운센서정보를만들어낼수있다. 센서-스마트단말인터렉션기술은향후스마폰중심의 IoT 서비스의매우중요한역할을할것으로예상된다. 스마트폰은스마트폰에최적화된센서정보처리미들웨어및다양한프레임워크기술을기반으로 WoT, 모바일클라우드기술과연계하여단순한 IoT 게이트웨이를넘어서사람중심의다양한 IoT 서비스를제공할것이다 [4][5] 그림 8. 외부센서와스마트기기의직접연결 이미우리생활속에있는다양한스마트기기는다양한네트워킹방식을지원하므로이러한직접적인소규모네트워킹방식을가능케한다. 이런방식에서센서데이터처리프레임워크를제공하는연구는아직은초기단계에있지만활발히진행이되고있다. 워싱턴대학교에서발표한 ODK Sensor framework 는 sensor managing 계층을두어외부로부터유입되는센서정보를저장하고관리하는프레임워크이다. 외부센서의정보를수집및관리하여응용계층에효율적으로전달하고기존의정보관리미들웨어와는다르게네트워킹계층까지추상화시켜스마트기기용응용서비스를개발시에개발의편의성을높이고소프트웨어적인오류발생의확률도줄일수있다. 현재 ETRI에서도외부센서네트워크와의연동을통해외부에위치하고있는다양한센서정보를직접수집또는제어할수있는 Sensor Virtualization Machine (SVM) 을개발하여센서로부터수집된정보를가상화시켜다양한센서기반의응용서비스및센서앱을손쉽게개발또는응용할수있는스마트디바이스기반의센서단말지원소프트웨어공통플랫폼을개발하고있다. 개발중인 SVM은기존의소프트웨어가제공하는정 그림 9. ETRI 에서개발중인 SVM 3. 고신뢰, 저전력통신및네트워크기술무선센서네트워크기술은무선근거리개인통신망 (WPAN) 전송규격을위한 IEEE 표준과이를기반으로상위계층규격을정하여관련산업에적용하려는 ZigBee 규격이있으며, IP기술을센서네트워크에접목하기위한 IETF의 6LoWPAN, RoLL 기술등이있다. < 그림10> 에서보는바와같이최근에는통신거리및전송속도의한계, 장애물 / 간섭에의한 그림 10. 새로운통신기술개발동향 AUGUST

6 통신품질저하, 저전력화의어려움등기존기술의문제점을극복하고 1Km 이상의통신거리, 음영지역에서신뢰성있는통신,10년이상의밧데리수명을위한저전력화, 최소인프라기술요구사항등을만족시키기위하여새로운통신방식이개발되고있다 [15]. 유틸리티네트워크나공장자동화와같이취약한무선환경을갖는현장을위한 WirelessHART 표준규격을제정하고현재이규격을따르는센서노드디바이스가출시되어 HART 회원사를중심으로현장에적용되고있다. 또한, 공장자동화표준단체인 ISA는무선시스템표준인 ISA a 규격작업을완료하였다. IEEE802.15에서도기존표준기술을개선하여 15.4e,g 표준을 2012년도에제정하였으며, 최근에 15.4k 표준이제정되었고, 현재는 15.4m, 15.8 등의표준을논의하고있으며 < 표2> 와같이여러가지통신및네트워크기술이개발되고있다 [4][15]. 표 2. 여러가지무선통신및네트워크기술 15.4g 기술은 15.4 PHY에비해증대된전송거리와다양한전송률그리고다중경로페이딩에대한강건성을높이고자 FSK, OFDM, Multi-rate DSSS (MDSSS) 를기반으로하는 PHY 기술로구성되어있다. 15.4k는옥외환경에서 40kbps이하전송속도에서 1km 이상전송거리와 10~20년밧데리수명규격을만족시키기위한표준으로신뢰성을강조한 DSSS 방식과저전력을강조한 FSK 방식으로나누어진다. MAC기술은 15.4e MAC을기반으로수천개의노드를에너지효율적으로관리할수있는 Fragmentation, Flexibility, Sleep/Wakeup mechanism 중심이다. 또한전송거리를 10km 이상으로늘리면서밧데리수명을 10년이상유지하기위한 Weightless 기술 이주목된다. 15.4e는서비스영역에따라복수의동작모드를두어사용자가목적에따라 MAC 모드를선택해네트워크를운용할수있도록하고있다. 구체적으로 DSME (Deterministic and Synchronous Multi-channel Extension) MAC 모드, TSCH (Time Slotted Channel Hopping) MAC 모드, LL (Low Latency) MAC 모드, RFID BLINK 프레임지원모드등이있다. 시분할기반의채널접근방식은 CSMA와같은임의채널접근방식의특성에서기인하는패킷충돌에의한재전송을줄여유효통신전력을최소화하는한편, 시의성 ( 時宜性 ) 이요구되는경보및모니터링정보전달을위해확정적지연시간을보장함으로써전송정보의품질을향상시킬수있는 MAC 기술이다. 시분할기반채널다이버시티기술은예약된주파수채널시퀀스를이용해두디바이스가채널을옮겨다니며프레임을주고받는채널호핑방식과, 채널상태가정해진수신조건보다열악해질때새로운채널로변경하여프레임을주고받는적응채널방식으로나뉜다. IETF는 15.4전송규격을기반으로하는네트워크에 IPv6를적용하기위한기술을표준화하고, ZigBee의최근 IP기반 ZigBee Smart Energy Profile 2.0 규격에서는기존 IEEE 기술만을전송규격으로국한한제약성을없애고 15.4e와 15.4g와같이새롭게추가될표준규격을포함해어떠한 MAC/PHY 기반으로다바이스를제조할수있도록하고있다. 사물간연결성을제공하는통신및네트워크기술은기본적으로 5G 등유무선네트워크기술과융합은필수적이며 2020년상시인터넷에연결되는 700억개사물과간헐적으로인터넷에연결되는 2,000억개사물의원활한연결성을확보하기위해클라우드네트워크기반으로연결범위를확대하는기술, 다양한센서망기술및이종기기간중단없는연결과협업기술의발전이전망된다 [4][5]. 4. 에너지하베스팅및센서기술사물전원공급제약이 IoT 사물의종류를제한하고있으므로에너지하베스팅은매우중요한기술이다. 태양광, 열변화, 인간의동작, 신체의열, 진동, RF 에너지등이주위의전형적인에너지원이다. 이들에너지원들을수집하는방법에대해많은연구결과들이있다 [16][17][18][19][20][21]. 현재 IoT 에너지하베스팅기술로이용되는유효한기술로는 < 표3> 에서보는바와같이태양광과 Photovoltaic cell을이용해전기에너지를얻는방법, 온도차를이용한방법및진동을활용하는방법들이주로활용되고있다. 그밖에 RF 주파수에너지를이용한방법, 인체정전기이용방법, 풍력을이용한방법및압력변화를이 8 정보와통신

용한방법등이있다. 주변진동을이용하여전기에너지를얻는 방법으로압전 (piezoelectric), 정전기 (electrostatic) 및전자기 (electromagnetic) 등의방법이있다. < 표 4> 에서알수있듯이 실질적인관점에서압전재료가주목을받고있다. 표 3.

15mW-15mW) ( 실내 : < 10mW) 15mW (10 Gradient) 1mW-200mW ( 정전방식 : 50mW-100mW ( 전자기방식 : <1mW) ( 압전방식 : ~200mW) Aggressive maximum (millijoules/ cm3 ) Piezoelectric 35.

센서는측정대상으로부터물리 화학 생물학적정보를측 정하여관측자나시스템에서읽을수있는신호로변환하는정 보소자이며, 스마트센서는기존센서에논리판단통신기능이 그림 11. 스마트센서의제품예 결합되어데이터처리, 자동보정, 자가진단, 의사결정기능을수행하는고기능, 고정밀, 고편의성및고부가가치센서를의미한다.

IoT는스마트센서디바이스를기반으로모바일, 빅데이터, 클라우드컴퓨팅기술등과융합하여만물인터넷을거쳐만물지능인터넷으로발전하여초연결사회의핵심이되어향후 10년간 7.2~14.4 조달러의만물인터넷경제적효과창출에중심역할을할것으로기대된다.

7 용한방법등이있다. 주변진동을이용하여전기에너지를얻는 방법으로압전 (piezoelectric), 정전기 (electrostatic) 및전자기 (electromagnetic) 등의방법이있다. < 표 4> 에서알수있듯이 실질적인관점에서압전재료가주목을받고있다. 표 3. 에너지원비교 에너지원 Light Thermal Vibrations 도전 작은표면면적에적합 작은온도차 진동변동성 표 4. 진동에너지하베스팅방법비교 Type Practical maximum (millijoules/ cm3 ) 예상전력밀도 ( 기준 : 1cm3 or 1cm2 ) 10mW-15mW ( 실외 : 0.15mW-15mW) ( 실내 : < 10mW) 15mW (10 Gradient) 1mW-200mW ( 정전방식 : 50mW-100mW ( 전자기방식 : <1mW) ( 압전방식 : ~200mW) Aggressive maximum (millijoules/ cm3 ) Piezoelectric Electrostatic 4 44 Electromagnetic 압전소자를이용하여사람의행동이나동물의움직임에서에 너지를하베스팅하기위한방법이연구되고있다. 이방법을 위해혈압에의해구동되는얇은압전사각판을사용하여에너 지하베스팅을구현하였고, 전자기기를간혈적으로사용할때 필요한전력공급이가능한것으로입증되어자가발전무선센 서분야에서주목을받고있다. 센서는측정대상으로부터물리 화학 생물학적정보를측 정하여관측자나시스템에서읽을수있는신호로변환하는정 보소자이며, 스마트센서는기존센서에논리판단통신기능이 그림 11. 스마트센서의제품예 결합되어데이터처리, 자동보정, 자가진단, 의사결정기능을수행하는고기능, 고정밀, 고편의성및고부가가치센서를의미한다. 스마트센서는저전력, 소형화, 지능형및무선센서가요구되며, 첨단나노기술과집적반도체기술로구현이가능하다. 미국 독일등일부선진국을중심으로 Digital Sensor 단계를지나스마트센서에대한연구가활발하게진행되고있어국내도스마트센서시대를대비할필요가있다. Ⅳ. 결론 본고에서는 IoT(M2M) 개념및정의, 시장및기대효과, IoT 구현을위한핵심기술동향및전망을알아보았다. IoT는스마트센서디바이스를기반으로모바일, 빅데이터, 클라우드컴퓨팅기술등과융합하여만물인터넷을거쳐만물지능인터넷으로발전하여초연결사회의핵심이되어향후 10년간 7.2~14.4 조달러의만물인터넷경제적효과창출에중심역할을할것으로기대된다. IoT 구현을위해향후 10년간가격하락, 전원공급문제의해결, 더넓은연결등기술의성숙, 정부주도의의무적용, 광범위한성공적인비즈니스모델발굴, 효율성제공, 클라우드의증가등이주도할것이며, 편리한에코시스템, 글로벌표준화, 개방형프로토콜, 신뢰성있는네트워크, 정보보호와사생활침해에대한고객의염려등의장애를극복하기위해 IoT 생태계관련자모두의협력이필요하다 [4][23]. 참고문헌 [1] 석왕헌, 송영근, 고순주, 통신환경변화에따른 M2M 산업생태계및파급효과분석, IT 이슈리포트 , ETRI, [2] James Manyika, Michael Chui, Jacques Bughin, Richard Dobbs, Peter Bisson, and Alex Marrs, Disruptive technologies: Advances that will transform life, business, and the global economy, McKinsey Global Institute, [3] 최민석, 하원규, 김수민, 만물지능인터넷관점으로본초연결사회의상황진단및시나리오, IT 이슈리포트 , ETRI, [4] 표철식, M2M Techonolgy and Its Standardization Trends, onem2m 2013 Seoul International Conference, AUGUST

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IOT 반도체 시장 전망

IOT 반도체 시장 전망 IOT 반도체시장전망 목차 1. 서론 2. IoT이란 3. IoT의동향및사례 4. IoT의미래 5. 결론 *IOT 의정의 IoT 라는용어는 1999 년에 P&G 社의케빈애쉬튼 (Kevin Ashton) 이 RFID 및기타센서를일상생활속사물에탑재함으로써 IoT 이구축될것 이라고언급하며최초로사용해왔다. 2005 년국제전기통신연합 (International Telecommunication