IoT 표준화 경쟁 및 동향

Posted by ironmask84
2017. 9. 19. 10:03 나는 프로그래머다!/Sensor


4차 산업혁명의 핵심키워드에는 인공지능, 빅데이터, 로봇, IoT 등이 있습니다.

그 중에 IoT 관련 업무를 회사에서 맡게 되면서 자연스레 관심을 가지게 되었는데요 ㅎㅎ

개인 스터디도 해볼까 하여 라즈베리 파이 프로젝트도 진행 중에 있습니다..
( http://ironmask.net/349 )

매우 더디긴 합니다만 ㅜㅜ

이번에 다룰려는 얘기는 IoT 표준화의 동향과 경쟁입니다.


IoT 표준화 경쟁

몰랐지만, 이미 몇 년전부터 IoT 표준화를 선점하기 위한 그룹들이 생겨났습니다.

그 중에 대표적인 것들이 아래 그룹입니다.

1. 오픈커넥티비티재단(The Open Connectivity Foundation)


   - 2016 2월 창립, 기존의 OIC(Open Interconnect Consortium) 승계
   - 회원수 185개
   - 주요회원사 : 삼성전자, 시스코, 아리스, 인텔, GE디지털, MS, 퀄컴 등
     (창립과 함께 올신라이언스 그룹에 있던  MS와 퀄컴이 합류)

2. 올신얼라이언스(AllSeen Alliance)


 - 2013.12월 창립, 리눅스 재단이 주도
 - 회원수 161개
 - 주요 회원사 : LG전자, MS, 필립스, 퀄컴, 소니, 샤프 등 

3. 스레드그룹(Thread Group)


 - 주요회원사 : 구글, 실리콘랩스, 퀄컴, ARM


IoT 동향

삼성전자는 오픈 커넥티비티 재단 OCF의 멤버로 스마트홈과 IoT 플랫폼 표준화를 진행 중입니다.

알렉사, 구글홈과 같이 다른 업체와 연동한 서비스를 제공하는 등 외부 협업도 강화

아마존 알렉사와 냉장고, 세탁기, 에어컨 로봇청소기 연계

구글홈과는 로봇청소기 연동


SK텔레콤은 '누구', KT '기가지니' 서비스로 삼성 가전을 음성으로 제어하는 서비스들도 나왔습니다.


삼성그룹인 삼성벤처투자는 싸이월드에 50억 투자하는 일이 있었습니다.

-> 싸이월드는 1999년에 시작해서 2003년에 SK커뮤니케이션즈가 인수 - 2014년 사원주주 회사로 독립 

   - 2016년 크라우드 펀딩 실패 - 2016년 에어라이브와 합병 한 회사이며,

   한 때, 우리 나라에서 가장 잘나가던 SNS였으나, 현재는 혁신 실패로 카카오스토리와 인스타그램에 발린 상태

   삼성에서 이를 다시 어떻게 활용해 나갈지는 지켜봐야 알 수 있겠네요. ㅎㅎ


관련 행사

올해 10월 10일 ~ 13일 동안 OCF(Open Connectivity Foundation) 주관으로 행사가 있습니다.

이 기간을 IoT Week Korea 라고 칭하는군요. 

매년 하반기에 개최하는 것 같습니다.

IoT에 대한 동향을 한눈에 볼 수 있는 좋은 기회가 되겠군요!

저도 참석을 고려해봐야 겠습니다. ㅎㅎ



올해는 10월 10일 ~ 10월 13일이  IoT Week Korea (사물인터넷 진흥주간) 이라고 합니다.

자세한 내용은 사이트를 참조해주세요 ㅎㅎ ( http://www.iotweek.kr/ )



 
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유동IP 환경을 고정IP로~ DDNS 포트포워딩

Posted by ironmask84
2017. 8. 4. 13:46 나는 프로그래머다!/Sensor


1. 소개


집에 설치한 PC에 접근하는 방식은 보통 "팀뷰어" 같은 화면 공유 프로그램을 활용합니다.

그런데, 화면 공유 프로그램이 아닌 무엇인가 제어를 하고 싶을 때는 집에 설치한 장치가 인터넷에 연결이 되어있고, 
IP 주소를 가지고 있어야 합니다.

대부분의 가정에서는 대기업이 제공하는 인터넷을 쓰다보니 IP주소를 모르고 그냥 연결해서 사용하는 것이 다반사입니다.

사실 보통 사람들은 집에 설치된 공유기에 대기업에서 어떤 IP를 할당해주었는지 알필요가 없죠. 거의 집에 있는 장치에 
접근할 일이 없기 때문입니다.

대기업의 인터넷 서비스는 많은 사용자들이 쓰다보니 유동IP를 할당합니다.

다시말하면, 사용자에게 임의로 공인IP를 할당하고 수시로 그 IP가 바뀌기 때문에 외부에서 집에 있는 장치를 
직접 연결할 수가 없습니다.

마치 집전화 번호가 바뀌니 우리집에 전화걸 방법이 없다는 것이죠. 대신 집에서는 외부에 전화하는것이 문제가 없습니다.

그래서 몇몇 공유기 제조사에서 DDNS라는 기능을 넣은 제품을 판매합니다.

IP가 바뀌어도 그 바뀐 IP를 이름으로 기억하게 만드는 것이죠. 그것이 URL입니다.

 
       DDNS의 개념 : 인터넷과 DDNS의 개념을 설명합니다.
  • IP, Domain, URL에 대한 이해

       인터넷에서 어떤 컴퓨터에 접근하는 데는 IP 라고 하는 주소를 사용합니다.   IP 는 192.168.0.1 과 같은 형태를 하고 있으며 컴퓨터가 이해하기 쉽도록 숫자만으로 구성되어 있습니다.   그러나 실제로 인터넷을 사용하는 주체는 사람이며 사람이 수많은 IP 들을 모두 기억하는 것은 어려운 일입니다.   그래서 고안된 것이 Domain 이라는 것입니다.
       Domain 은 zonesoft.co.kr 과 같이 사람이 기억하기 좋은 형태로 되어 있는 주소이며 실제로 우리가 많이 사용하는 인터넷 주소도 바로 이 Domain 을 기초로 한 URL (http://www.zonesoft.co.kr/default.html 과 같은 형태) 이라는 것입니다.   즉, Domain 이란 특정 컴퓨터를 지정하는 것이며 URL 은 특정 컴퓨터 내의 특정 디렉토리 또는 파일까지 지정하는 것으로 보면 됩니다.
       그런데 문제는 Domain 이나 URL 만 가지고는 컴퓨터가 다른 어떤 컴퓨터를 찾아가지 못한다는 것입니다.   그래서 나온 것이 DNS 라는 것입니다.

  • DNS 의 개념




  •    DNS 는 Domain 을 숫자로 된 IP 로 바꾸어 주는 일을 하는 컴퓨터로서 인터넷 곳곳에 자리를 잡고 Domain 에 대한 질의를 기다리고 있습니다.   즉 인터넷을 사용하는 사람이 zonesoft.co.kr 이라는 Domain 만 알고 있더라도 211.169.248.107 이라는 실제 주소 (IP) 로 찾아갈 수 있도록 해주는 매개체 역할을 하는 것입니다.
       그런데 이 DNS 라는 것이 실상은 "zonesoft.co.kr : 211.169.248.107" 형식의 "Domain : IP" 쌍을 파일에 저장해 두었다가 zonesoft.co.kr 에 대한 질의가 오면 211.169.248.107 을 회답으로 보내주는 구조로 되어 있습니다.   즉 파일의 내용은 정적으로 구성되어 있고 그 내용에 대한 변경은 사람이 손으로 직접 해야 하는 구조로 되어 있는 것입니다.   이러한 방식은 전용선을 사용하는 사람들만 DNS 의 혜택을 누리는 것과 같은 것입니다.   물론 일반 네티즌들도 DNS 로부터 서비스를 받고 있지만 (웹브라우저로 yahoo.co.kr 을 찾아가는 정도) 독자적인 웹 서버를 구축하여 인터넷 서비스를 할 수는 없습니다.   왜냐하면 전세계 어느 DNS 에도 자신의 Domain : IP 쌍이 기억되어 있지 않기 때문입니다.
  • 고정 IP (Static IP) 와 유동 IP (Dynamic IP) 의 차이점

       위에서도 언급했지만 DNS 는 정적으로 고정된 IP 만 기억할 수 있으며 반면 요즘 보급되고 있는 염가의 초고속 인터넷 서비스들은 회원의 컴퓨터에 수시로 변경되는 유동 IP 만 부여하고 있습니다.   유동 IP 로는 인터넷 서비스를 할 수 없습니다.   그 이유로는 첫째, Domain 으로 해당 컴퓨터를 찾을 수 없습니다. (DNS 에서 기억하지 못하므로)   둘째, IP 가 수시로 변하므로 외부에서 IP 만으로 해당 컴퓨터에 접근하기가 어렵고 일반 대중을 대상으로 하는 것은 불가능합니다.

  • 고정 IP 를 사용하기 위한 방법들

       그래서 요즘 많이 보급되어 있는 것이 웹 호스팅입니다.   웹 호스팅이란 전용선을 사용하고 있는 서비스 제공자의 컴퓨터에 작은 공간을 할당받아 자신의 홈페이지를 운영하는 방법입니다.   일반적인 사용에는 별 불편함을 느낄 수 없지만 컴퓨터가 자신의 것이 아니므로 많은 제약을 가질 수 밖에 없습니다.   CGI, DB 등의 사용에 제약이 많고 어떤 새로운 프로그램을 설치할 수도 없습니다.   자신은 하나의 계정을 가지고 있는 사용자일 뿐 슈퍼 유저가 아니기 때문입니다.
       고정 IP 를 부여받는 가장 일반적인 방법은 전용선을 사용하는 것입니다.   물론 대형 시스템에서는 전용선을 사용하는 것이 가장 안정적이고 확실한 방법입니다.   그러나 전용선을 설치하고 운영하는데는 많은 비용이 소요됩니다.   또한 전용선이 안정적이지만 그 속도는 가격에 비해 떨어지는 것이 사실입니다.

  • Dynamic DNS (DDNS) 의 개념

       DDNS 시스템은 유동 IP 를 전용선에 부여되는 고정 IP 처럼 사용할 수 있도록 해주는 시스템입니다.   DDNS 가 하는 일은 일반 DNS 가 하는 일과 같습니다.   그러나 Domain : IP 쌍을 파일에 저장하지 않고 주메모리에 저장합니다.   왜냐하면 유동 IP 를 대상으로 하는 본 시스템의 특성상 IP 를 영구 저장할 필요가 없으며 또한 수시로 그 내용을 갱신하면서 관리하는데는 주메모리가 가장 적당하기 때문입니다.
       DDNS 시스템을 구성하는 또 하나의 요소에는 Noti 가 있습니다.   DDNS 는 각 회원의 컴퓨터에 설치되어 있는 Noti 로부터 그 컴퓨터에 현재 할당되어 있는 IP 를 통보받아서 그 IP 를 Domain : IP 쌍으로 기억합니다.    그러면 자신만의 Domain : IP 쌍을 기억하고 있는 DNS 가 인터넷 상에 있는 것이 되므로 자신의 컴퓨터로 인터넷상에서 모든 네트워크 서비스 (Web, FTP, Mail, Chatting 등 전용선에서만 가능한 모든 서비스) 를 제공할 수 있으며 자신이 슈퍼 유저이므로 CGI, DB 등을 최대한 활용할 수 있습니다.





2. 구성

보통 가정에 들어온 인터넷은 아래 그림같은 구성을 가지고 있습니다.




"서비스 제공자 모뎀"은 SKT 같은 회사가 인터넷 설치 시에 집에 놓아주는 기기입니다. 보통은 여기에 바로 PC 를 연결했었는데요. 

요즘은 인터넷 전화, 인터넷 TV도 같이 보다보니 무선공유기를 놔줍니다. 그 무선 공유기를 IPTIME으로 교체를 해야 됩니다.

그 방법은 각 통신사업자마다 내용이 달라 인터넷에서 찾아보셔야 됩니다.


보통은 모뎀까지만 연결해주니 모뎀에 연결한 IPTIME 공유기를 설정하면 됩니다.

IPtime의 DDNS설정은 아래에 정리하였습니다. 사실 보면 그렇게 어렵지는 않습니다.


IE, 크롬, 파폭 기타 여러 브라우저로 관리자 페이지에 http://본.인.I.P 쳐서 들어갑니다.

관리도구로 들어가면 메인 설정 페이지가 나옵니다.


DDNS 설정 페이지 – DDNS 설정

  • 서비스 공급자: ipTIME DDNS
  • 호스트이름: 원하는 도메인명.iptime.org (ex: abcd.iptime.org)
  • 사용자 ID: my@mail.com 본인 메일 계정
  • 사용자 암호: 원하시는 아무 암호

정상 등록이 나오면 끝났습니다.


원격포트를 열고 외부에서 DDNS 주소를 이용하여 접근하면 이렇게 외부에서도 공유기 관리도 가능합니다.


 발췌 : https://nas.moe/archives/75


3. 설정

DDNS 가 설정이 되었으면, 사실 집에 대표번호가 설정되었다고 보면됩니다.

대표번호는 내선번호가 있어야 하부에 연결된 장치들과 개별 연결이 가능한데 그것이 바로 포트포워딩 설정입니다.





예를들어, DDNS 주소를 tinyfarmer.iptimes.org 라고 설정을 했고, 외부에서 tinyfarmer.iptimes.org : 9000 을 치면 
집에 있는 PC 에 설치된 내 홈페이지가 뜨게 하고 싶을 때 다음과 같이 설정합니다.


DDNS주소 / 외부 포트 9000 ------ 내부IP    192.168.0.15  /  내부 포트  80


위와 같이 매핑 해 놓으면 무조건 설정된 내부 IP의 해당 포트로 찾아 들어가게 됩니다.

설정은 다음을 참고하세요.

                                                             
    ※ IPTIME의 기본 설정 페이지 접속 주소는 "192.168.0.1"입니다.

접속이 안되신다면 누군가는 수정한것이기 때문에, 

아래 링크를 참조해서 진행해 주세요.

→ 공유기 설정 페이지 접속 주소 확인 방법 바로가기


1) 인터넷 창을 열고 인터넷 주소창을 "192.168.0.1" 을 입력해 주세요.






2) IPTIME 설정 페이지 접속이 되셨으면 [관리도구]를 클릭 해 주세요






3) 좌측 매뉴의 [고급설정]→[NAT/라우터 관리]→[포트포워드 설정]을 차례대로 클릭 주세요.






4) 아래의 같은 창이 나오면 이제, 내가 포트포워딩 하려는 기기의 IP주소와 포트번호를 입력해 주시면 되요.

<예시 : IP주소가 "192.168.0.100 이고 포트번호가 3100"인 경우



규칙이름 : 임의지정

내부 IP주소 : 192.168.0.100

외부 포트 : 3100

내부 포트 : 3100 (포트번호는 전부 동일하게 입력해 주시면 됩니다.)

포로토콜 : 대부분 TCP 로 진행하시면 됩니다.


5) 이렇게 전부 입력 후 저장을 해주시면 포트포워딩 완료!!!



출처: http://brand-me.tistory.com/194 [Happy Day.]




4. 마무리

사실 공인 IP 서비스를 신청해도 됩니다.

하지만, 별도의 비용이 들어가므로 공유기가 제공하는 서비스를 이용해도 충분합니다. 단, 자신이 직접 설정해야된다는 수고가 필요하죠. 

인터넷 구성을 집적할 수 있는 수준이면, 외부에서 집에 있는 기기들을 제어하는데 이정도 설정이면 충분합니다.

한번 도전해보세요. ^^


 
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  1. 프로필사진
    • 인간
    • 2018.08.25 11:15
    그럼 이제 어떤 것으로 접속하면 제 웹서버로 연결되는 건가요? 어떤 걸 도메인에 연결하면 되나요?
    • 위 설정을 마치셨다면,
      인터넷 환경이 가능한 어느 기기에서든 접속을 시도해보시면 되겠습니다 ^^
      PC 혹은 스마트폰으로 설정한 도메인 주소 및 포트를 웹브라우져에서 입력해서 접속해보세요~~
  2. 프로필사진
    • ㄱㄱ
    • 2019.01.12 22:55
    오! 제가 바라던게 이거였는데 고맙습니다 ㅋㅋㅋ 공인 ip 서비스를 신청해야하나.. 고민중이었거든요
    • 도움이 되셨다니 기분이 좋네요 ^^
      2019년 첫 댓글!! 감사합니다.
      새해 복 많이 받으세요 ㅎㅎ
  3. 프로필사진
    • hello
    • 2019.03.21 16:20
    감사합니다!
    그런데 제가 노트북을 사용하고 있는데 DDNS로 하게 되면 설정한 공유기의 와이파이나 랜선이 아닌
    다른 와이파이를 사용하게 되면 기존 공인IP로 접속을 못하게 되나요..?

    • 넵 ㅎㅎ
      당연히 설정한 공유기를 통해서만
      공인아이피 기능이 가능합니다 ㅎㅎ
  4. 프로필사진
    • 익명
    • 2019.07.05 10:39
    비밀댓글입니다
    • 집에서 쓰시는 통신사 모뎀을 iptime공유기에서 wifi를 끌어다 쓰는 경우인가요?
      멀티브릿지의 경우라면, dhcp 기능을 중지해야 되서 안될 것 같고, 무선WAN을 이용한다면 가능할 것 같습니다.
      일단 무선WAN으로 해보세요!
  5. 프로필사진
    • 으라차차
    • 2019.08.21 22:34
    와우 좋은 정보 고맙습니다.
    출장지에서 모바일핫스팟으로 사용하다보니 아이피가 계속 바뀌어
    본사에서 엄청 싫어하네요.
    수시로 ip요청을 해야해서 ㅋㅋㅋㅋㅋ
    인터넷 회선 하나깔라는 얘기까지 나옵니다.
    아무튼
    공유기만 있으면 되겠네요~~usb테더링 되는 모델로 말이에요
    • 도움이 되셨다니 저도 기분이 좋네요 ㅎㅎ
      타지에서 도움되셔서 더 의미가 있네요!! ㅋ
      고생많으시고, 화이팅 하세요!
  6. 프로필사진
    • 이용희
    • 2020.01.02 00:30
    안녕하세요.
    비볼디의 DDNS 서비스를 이용해 보세요.
    ipTime에서 제공하는 DDNS를 이용할 경우, 도메인에 iptime.org가 포함되는데
    비볼디의 DDNS 서비스를 이용하면 본인 소유의 도메인을 이용할 수 있고
    HTTPS 연결도 가능합니다.
    서브 도메인 무제한으로 사용할 수 있고 HTTPS도 무제한입니다.

    비볼디 DDNS 페이지: https://server.vivoldi.com/network-server/ddns

    감사합니다.

라즈베리 파이 프로젝트 준비#1 - 스펙 리뷰

Posted by ironmask84
2017. 8. 3. 14:46 나는 프로그래머다!/Sensor



센서 연구개발에 뛰어들게 되어, 기본 도메인 지식이 부족한 저는 라즈베리 파이를 이용해서

기본 도메인 지식도 쌓고 재밌는 프로젝을 진행해보려고 합니다.

의욕이 앞선탓에.. 아직 주제도 선정하지는 않았지만.. 

우선은 프로젝에 적절한 보드와 자재 구입 그리고 개발 환경 구축을 먼저 해보죠!


이에 앞서 간단하게 라즈베리 파이 스펙과 '아두이노' 와의 차이 대해 조금 살펴봤습니다.

살짝 검색해본 결과 이미 3~4년 전부터 유행하기 시작한 것으로 보이네요. ㅎㅎ


그.래.서 인지 이미 아래와 같이 여러 몇가지 모델이 있고, 최신이 3세대 입니다.


(그림 출처 : http://blog.naver.com/kiyeonah/220761250972)



다음으로는 '아두이노' 와의 차이점 입니다.

아두이노는 입출력 단자들이 별로 없는 반면, 라즈베리파이는 입출력 단자들이 많습니다.

아두이노는 입출력 단자가 암,숫놈이 다 보이는데, 라즈베리 파이는 숫놈만 40개네요!

 


 

 


아래는 아두이노는 일반적으로 쓰이는 ATMega328을 쓰고있는 아두이노 우노입니다.

전압 : 5V, 램 : 2k, 플래시메모리 : 32k, 타이머와 Serial, I2C, SPI 등

  


 

 

아두이노는 HW 제어프로그램으로 유일한 Sketch라는 프로그램을 제공해서
인터프리터도 필요없고, 운영체제도, 펌웨어도 필요 없습니다. 

 


 



아래는 라즈베리 파이입니다. 

보드의 소형처리장치(Microprocessor)는 음향, 영상, USB, 이더넷 및 HDMI까지 지원합니다.
통상적인 입출력(GPIO, General Purpose Input/Output) 장치가 있습니다.

리눅스와 같은 운영체제를 설치해서 HW제어가 가능합니다.


 

아두이노는 소형 제어장치(MicroController)라고 하며, 라즈베리파이는 소형 처리장치(MicroProcessor)라고 함

두개 다 명령을 수행하는 중앙처리장치(CPU)가 있고, 타이머(Timer)와, 기억장치(Memory), 입출력 핀(I/O Pin)들이 들어있습니다.

하지만, 가장 큰 차이점이 있는 부분은 입출력 핀입니다.

소형제어장치는 입출력에 강점이 있어서, 외부의 기기를 직접적으로 제어합니다.

하지만, 소형처리장치는 입출력 부분이 약한 경향이 있습니다. 그래서, 트랜지스터가 외부의 기기를 다룹니다. 


위에 설명한 차이점은 여러 블로그에서 동일하게 언급하는 내용인데, 

특히, 연두색 박스로 친 부분에 보면,

소형 제어장치가 입출력에 강점이 있고, 소형처리장치는 입출력에 약하다는게 무슨 뜻인지 정확히 모르겠네요..

추측으로는 단순히, 아두이노는 sketch라는 플랫폼형 프로그램을 이용해서 쉽게 제어프로그램을 만들 수 있다라는
정도의 얘기로만 생각되네요.. (아직 지식이 짧아서.. ^^;)


사실 '아두이노' 도 사용해본적은 없습니다만 검색을 통해 여러 사람들의 후기를 리뷰해보면,

간단하게 IoT, 임베디드 맛만 보고자 하면 아두이노를 쓰지 않을까 조심스럽게 생각해봅니다.

왜냐면 아무래도 Sketch라는 프로그램으로만 제어를 하게되니, 이런저런 제한도 많을 것으로 생각되고,

대중화되어 여러 오픈소스 환경이 구축이 되지 않을 것 같이 생각이 됩니다.


라즈베리 파이의 경우는 OS를 설치하고, 좀 더 여러가지 다양한 SW 라이브러리를 사용 가능하므로

다양한 프로젝트를 구성하기에 적합하지 않을까 합니다.


물론 위의 생각은 어디까지나 저의 생각입니다.

틀린 내용이 있다면 언제나 태클 댓글 환영입니다. ^^

앞으로 프로젝트를 계속 잘 진행해 나가면서,

일부 잘못된 내용들은 수정하고 필요한 내용은 추가해 나가겠습니다. :)


참조 : http://nickoo.tistory.com/93


 

 라즈베리파이 프로젝트

라즈베리파이 프로젝트 실전#1 - LED 컨트롤
라즈베리파이 프로젝트 준비#4 - WIFI 설정
라즈베리파이 프로젝트 준비#3 - OS 설치 및 Putty SSH 접속
라즈베리파이 프로젝트 준비#2-1 - 구성품 리뷰

라즈베리파이 프로젝트 준비#2 - 구입 리뷰

라즈베리 파이 프로젝트 준비#1 - 스펙 리뷰
  





 
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IoT 사례 연구 - 빅데이터와 연계

Posted by ironmask84
2017. 7. 11. 16:23 컴퓨터공학/IT 트렌드


(출처 : 소프트웨어 센터 웹진 자료)

IoT 사례 연구 - 빅데이터와 연계 



IoT(Internet of Things)의 시대에는 빅데이터를 빼놓고 말할 수 없을 만큼 중요한 요소이다. 엄청난 양(Volume)의 다양한(Variety) 데이터가 엄청난 속도(Velocity)로 쏟아지기 때문이다. 반대로, 빅데이터는 대량의 데이터가 입력되지 않으면 가치를 찾기 어렵기 때문에 빅데이터와 IoT는 뗄 수 없는 관계일 수 밖에 없다. 이번 회에서는 IoT와 빅데이터를 활용하기 위해 사용되는 구성에 대해 알아보기로 한다. 상호 보완적 개념인 빅데이터와 IoT를 연결한 컴퓨팅 구성을 이해하는데 도움이 되기를 기대한다. 



사례 연구 전 확인 사항 


IoT와 빅데이터 


IoT는 사물이 다양한 센서를 통해 수집한 데이터를 네트워크를 통해 전달하는 것이 일반적인 역할이라고 할 수 있다(그림1). IoT에서 수집하는 데이터는 실시간 데이터가 대부분이기 때문에 사물이 24시간 동안 인터넷에 접속되어 있으면서 쉬지 않고 데이터를 수집한다. 이러한 일을 위해 과거에는 많은 비용과 기술이 필요했지만 현재는 디바이스가 점점 소형화 되면서 비용도 함께 내려가는 추세다. 따라서, 지금은 거의 모든 산업에서 IoT를 이용해 빅데이터를 수집하고 있다. 



 <그림1> IoT의 데이터 수집과 전달 


 출처: http://www.tkt.cs.tut.fi/research/waps/ 



IoT와 빅데이터, 그리고 클라우드 


IoT, 클라우드(Cloud), 빅데이터를 ‘제3의 IT혁명’이라고 불리고 있다. IoT 센서를 통해 빅데이터를 수집하고, 수집된 빅데이터를 정제하고 분석, 이를 다시 서비스하기까지 클라우드 환경이 구축되어 있어야 가능하기 때문이다. 실제 세상의 정보를 센서를 통해 수집하고, 이를 디지털화하여 정제, 분석한 후 디지털 세상에 저장하고, 분석된 결과를 실제 세상에 다시 제공한다. 실제 세상과 디지털 세상을 이어주는 역할을 클라우드가 하게 된다(그림2). 


 

<그림2> IoT, Cloud, Big data의 연결 

 


출처: SK Telecom - The ERA of Smart things 



지금까지도 수집된 데이터는 대부분 실시간으로 저장하는 경우가 많았다. 하지만, IoT가 쏟아내는 빅데이터의 양은 시간이 갈수록 기하급수적으로 늘어나기 때문에 데이터센터를 구축해도 감당하기 힘든 경우도 발생할 수 있다. 따라서, 센서에서 수집되는 데이터를 효율적으로 수집하고 분석하는 것도 중요하지만 효율적인 데이터 전송, 저장 방법도 중요한 요소로 남아있는 상태다(그림3). 



<그림3> IoT, Cloud, Big data의 연결의 예 

 


출처: Cisco blog - IoT Platform Architecture 



IoT를 통한 실시간 빅데이터 분석의 필요성 증대 


IoT에서 수집하는 빅데이터의 증가로 인해 수집된 빅데이터를 분석하기 위해 저장할 수 있는 시간과 공간이 점차 줄어들고 있다. 이로 인해, 필요성이 증가하고 있는 것이 실시간 빅데이터 분석이다. 일반적인 데이터 분석은 데이터의 생성 시점과 분석 시점을 크게 고민할 필요가 없지만, 실시간 분석은 데이터가 생성되는 시점에 분석을 해야 하기 때문에 다양한 방법들이 연구되고 있다. 센서나 소셜 미디어에서 생성되는 시계열 데이터나 로그 데이터가 주 대상이며, 머신 데이터는 빅데이터 중에서도 증가세가 가장 빠른 영역이다. IoT 활용에서 실시간 빅데이터 분석의 중요성이 강조되는 이유는 IoT에서 수집하는 데이터가 워낙 방대하기 때문에 계속 쌓아놓고 데이터를 볼 경우 원하는 IoT 활용이 어렵기 때문이다. 그림4와 같은 방법으로 IoT를 활용한 실시간 데이터 분석이 가능하다. 

 


<그림4> 실시간 데이터 분석 방법 

 


출처: http://www.openwith.net/?page_id=976 


 

<참고사이트> 

 - 실시간 빅데이터 분석 원리 http://d2.naver.com/helloworld/694050



사례 연구 


시스코(Cisco) - 포그 컴퓨팅(Fog Computing) 


IoT의 확산과 빅데이터의 양과 실시간 처리의 필요성이 증가하고 센서 디바이스의 한계로 인해 클라우드 컴퓨팅의 영역보다 더 확대된 역할이 필요하게 되었다. 클라우드 컴퓨팅을 실제 네트워크에 보다 근접한 경계 영역까지 확장하는 새로운 아키텍처가 제시되었는데 이 것이 포그 컴퓨팅이다(그림5). 

 


<그림5> 포그 컴퓨팅의 구성 

 


출처: Cisco 



포그 컴퓨팅은 센서나 디바이스에서 생성된 데이터를 실시간으로 처리할 수 있는 노드를 기지국처럼 두고 컴퓨팅 파워가 필요한 데이터만 클라우드로 넘겨서 처리하는 방식이다. 노드에는 컴퓨팅에 필요한 메모리나 저장 기능을 가지고 있어 즉각적인 데이터 분석이 가능하도록 되어 있다. 스마트폰과 같은 디바이스에서 생성된 데이터를 근거리 통신망을 이용해 포그 노드에 연결하여 분석하고, 그 이상의 컴퓨팅 파워가 필요한 작업은 클라우드로 보내 처리하게 한다. 이러한 방식은 간단한 데이터 분석은 포그 노드에서 해결하기 때문에 데이터 분석에 필요한 비용과 시간을 절약할 수 있고, 대부분 데이터 분석이 완료된 데이터가 네트워크를 통해 저장되기 때문에 빅데이터 저장공간도 줄일 수 있는 장점이 있다. 아키텍처를 보면 컴퓨터, 네트워크, 저장장치가 있고, 사용자 위치 파악해 주는 엔진과 그 위에서 애플리케이션이 구동된다. 이러한 아키텍처가 라우터나 셋톱박스, AP 등에 탑재될 수 있다. 즉, 전통적인 컴퓨팅 모델과 비교하면, 물리적인 디바이스와 인터넷 사이에 분산 플랫폼을 가지고 있는 것이다.(그림6). 

 


<그림6> 전통적 컴퓨팅 모델과 포그 컴퓨팅 모델의 비교 

 


출처: Cisco 



파스트림(ParStream) 


고성능 압축 비트맵 인덱스(HPCI; High Performance Compressed Index) 기술을 특허 등록하여 사용하는 파스트림은 수십억 건의 데이터도 1초 이내 분석 결과를 도출할 수 있다고 알려져 있다. IoT를 통한 빅데이터 분석에 강점이 있는 이유가 여기에 있다. 파스트림의 가장 큰 특징은 하둡 기반이 아닌 관계형 데이터베이스 기술을 적용한다는 점이다. 이 것은 사용자가 기존에 사용하던 SQL과 관련 기술을 그대로 사용할 수 있다는 장점이 있다. HPCI 기술은 압축 해제 없이 바로 쿼리가 가능하도록 한 것(그림7)으로 압축 해제에 필요한 CPU나 메모리의 성능 저하나 처리 시간이 필요 없다는 장점을 가지고 있다. 

 


<그림7> HPCI 개념 

 


출처: 파스트림 



데이터스트림즈의 TeraStream Bass 


데이터스트림즈에서는 IoT를 통한 빅데이터 실시간 분석을 위한 메모리 기반 플랫폼을 제시하고 있다(그림8). 전력장비, 보안장비, 로그데이터 등을 실시간으로 수집하여 실시간 인덱싱 후 데이터를 메모리에 분산 저장하는 방식이다. 오래된 데이터나 사용자 설정을 벗어나는 데이터는 Hadoop의 HDFS에 분산 저장 처리하여 실시간 처리 요건과 Batch처리 요건을 동시에 만족할 수 있는 Hybrid 분석 기능을 제공하는 것이 특징이다. 수집된 데이터를 메모리와 디스크에 분산 저장하기 때문에 사용 빈도가 높은 것은 메모리에 위치할 수 있어 분석과 검색 속도가 빠르다는 장점이 있다. 메타데이터를 활용해 메모리와 하둡에 저장하는 데이터를 구분하는 것도 좀더 체계적인 기준으로 데이터를 분산 배치할 수 있다. 

 


<그림8> 데이터스트림즈의 IoT를 통한 실시간 데이터 처리 

 


출처: 데이터스트림즈 



기대 효과와 결론 


IoT와 빅데이터 간의 연계는 소프트웨어적인 요소보다는 아키텍처적 요소가 많이 반영되어 있지만 센서나 디바이스의 네트워크 연계, 빅데이터의 분석, 저장 등을 위한 입력 데이터의 연계 방법에 대해 알고 있어야 효율적으로 전체 아키텍처를 구성할 수 있다. IoT를 통한 빅데이터 활용의 최근 트렌드는 실시간 분석이기 때문에 IoT의 센서나 디바이스의 데이터 수집 부담과 데이터를 분석하고 저장하는 부담을 줄이기 위한 노력이 계속되고 있다.

출처 : 
http://www.sw-eng.kr/member/customer/Webzine/BoardView.do?boardId=00000000000000045319&currPage=1&searchPrefaceId=&titOrder=&writeOrder=&regDtOrder=&searchCondition=TOT&searchKeyword=IoT+%EC%82%AC%EB%A1%80+%EC%97%B0%EA%B5%AC 



 
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IoT 사례 연구 - 개발 기법

Posted by ironmask84
2017. 7. 11. 16:04 컴퓨터공학/IT 트렌드


(출처 : 소프트웨어 센터 웹진 자료)

IoT 사례 연구 - 개발 기법 



IoT(Internet of Things) 소프트웨어는 기존 ICT(Information & Communication Technology) 소프트웨어와는 다소 상이한 부분이 있다. IoT 기반 소프트웨어의 경우 IoT 디바이스를 중심으로 개발되어야 하기 때문에 소프트웨어 개발부터 운영까지 확인해야 할 사항들이 존재한다. 이번 회에서는 IoT을 위한 소프트웨어의 구성과 개발에 관해 알아보기로 한다. IoT 기술 적용을 위한 소프트웨어의 요소를 이해하는데 도움이 되기를 기대한다. 



사례 연구 전 확인 사항 



IoT는 사물을 이용한 방식이기 때문에 디바이스와 네트워크에 대한 제어를 소프트웨어에 포함시켜야 하는 경우가 많다. 기존에는 각 산업이나 서비스에서 필요한 정보만을 수집하다 보니 소프트웨어의 규모도 그리 크지 않았지만, 최근에는 엄청난 양의 정보가 수집되어 소프트웨어의 규모도 커지고 그에 필요한 아키텍처도 다양해지는 추세다. 이렇게, 정보를 한 곳으로 모았다가 다시 필요한 곳으로 정보를 제공하는 중앙 집중 식 클라우드 형태가 현재 많이 사용되는 모델이고, 이후 분산 클라우드 형태의 IoT가 많이 연구되어 발표되고 있는 추세다. 


<참고사이트>



이처럼, IoT의 모델이 다양하게 존재하지만, 소프트웨어 입장에서 근본적인 IoT의 모델은 다양한 사물에서 데이터를 수집하는 형태다(그림1). 기존에는 단독 사물에서 데이터를 수집하는 형태였지만, 여러 사물에서 중앙집중식으로 변화가 일어나면서 소프트웨어는 더 많은 디바이스와 연결하고 더 많은 데이터를 가져오는 것으로 변화됐다. 

 


<그림1> IoT 모델의 변화 


 



출처: 전자부품연구원  



그림1에서 보는 것처럼, 소프트웨어 관점에서는 표준화된 플랫폼을 구축하여 다양한 디바이스와 네트워크의 제어가 가능하게 된다. 아래는 이렇게 표준화된 플랫폼 기반에서 다양한 IoT 서비스 위한 소프트웨어 개발에 필요한 능력이다. 



IoT 디바이스를 제어하기 위한 시스템 소프트웨어 개발 능력 


IoT를 위한 디바이스들은 모바일폰과 같은 스마트 디바이스와는 다르게 센서와 같은 하드웨어 측면의 부가적인 기능을 가진 디바이스가 많다. 이러한 기능을 원활히 동작하게 하고 다양한 하드웨어를 추가하기 위해서는 유연성과 확장성이 필요하다. 이를 위해, 펌웨어보다는 임베디드 적용이 필요하고 임베디드 기반의 소프트웨어 개발 능력이 요구된다. 여기서, 기존의 임베디드는 하드웨어 중심의 기능은 단순하고 독립적으로 구성되었지만 IoT가 적용되면서 최근에는 소프트웨어를 중심으로 구성되어 많은 기능을 제어할 수 있고 확장이 용이하게 변화되었다(그림2). 하드웨어의 비중이 줄어들고 유연한 확장이 용이한 소프트웨어 중심의 임베디드 시스템 설계가 이루어지고 있기 때문이다.


 

<그림2> IoT 모델 변화에 따른 임베디드 시스템의 변화 

 


출처: RENESAS 



IoT 네트워크와 인터페이스를 위한 소프트웨어 개발 능력 


IoT의 발전과 함께 빠질 수 없는 요소가 IoT 게이트웨이(Gateway)다. IoT 게이트웨이는 각 디바이스에서 수집되는 데이터를 모아 전송하기 때문에 IoT 게이트웨이가 있으면 디바이스가 꼭 인터넷에 접근할 필요가 없어 네트워크 대역폭의 부담을 낮출 수 있다. 또한, 불필요한 데이터는 거르고 필요한 데이터만 전송하도록 한다면 데이터의 신뢰도를 높이고 네트워크의 트래픽을 낮출 수 있다. 또, 통신 네트워크와 인터페이스의 유연한 확장을 위해서도 소프트웨어를 통한 제어가 필요하다. 

 


<그림3> IoT 게이트웨이를 적용한 IoT 구성 

 



출처: Intel 



IoT에서 수집된 빅데이터를 지식화 하기 위한 소프트웨어 개발 능력


IoT는 엄밀히 IoT 자체적인 서비스는 거의 없다. 대부분 IoT에서 수집된 정보를 활용하는 서비스이다. IoT 소프트웨어에 빅데이터 관련 개발 능력이 필요한 이유다. 사물에서 데이터를 수집하고 네트워크를 통해 전달한 후 빅데이터 활용 프로세스에 맞춰 서비스를 제공한다(그림4). 


 

<그림4> IoT를 통한 빅데이터 수집 및 활용 

 

출처: 공개소프트웨어포털  



<참고링크>



IoT 플랫폼은 위 세 가지를 적용하여 구성할 수 있다(그림5). 특정 디바이스만이 아닌 일반적인 디바이스는 모두 제어할 수 있고 인터페이스를 통해 데이터를 주고 받을 수 있으며, 빅데이터 수집, 분석, 정보화 등을 통해 다양한 서비스를 제공하게 된다. 이러한 일들은 소프트웨어를 통해 유연하게 확장할 수 있고, 서비스 특성에 따라 소프트웨어를 설계하면 된다. 


 

<그림5> IoT 플랫폼의 예 


 



출처: 사물인터넷 - 개념, 구현기술 그리고 비즈니스 



IoT 플랫폼을 사용하게 되면 전통적인 소프트웨어 개발보다 현저히 줄어든 개발 기간을 확인할 수 있다(그림6). 왜냐하면, 센서와 디바이스, 네트워크와 인터페이스의 제어 방법이 플랫폼에서 제시될 수 있고, 빅데이터 수집과 분석 후 서비스를 제공하는 방법까지 플랫폼에서 정의될 수 있기 때문이다. 

 


<그림7> 전통적인 개발과 플랫폼을 사용한 개발의 비교 

 


출처: RENESAS 



그림7을 살펴보면, 위 쪽의 전통적인 개발에서는 드라이버, 미들웨어 설계까지 포함되어 있지만 아래는 그 부분이 모두 플랫폼에 포함되어 있기 때문에 별도의 설계나 개발이 필요하지 않다. 그리고, 기존 개발에서는 요구사항에 따라 기능에 필요한 하드웨어를 선택하고 주변 하드웨어를 설계하지만, 플랫폼 기반에서는 사용자가 사용하는 기능에 따라 플랫폼에서 사용자가 필요한 부분을 정의하고 적당한 소프트웨어를 개발하면 된다. 




사례 연구 


AWS 플랫폼 


AWS IoT 플랫폼은 디바이스에 SDK(Software Development Kit)을 제공하고, 게이트웨이를 통해 애플리케이션과 디바이스 간의 통신을 제공해주고 있다(그림8). 플랫폼 밖인 디바이스에서 정보를 쉽게 전달 받고 플랫폼의 인증과 다양한 개발 라이브러리 등도 활용할 수 있도록 SDK를 제공하고 있다. 

 


<그림8> AWS IoT 플랫폼 

 



출처: Amazon 



규칙 엔진(Rule Engine)을 사용하면 인프라를 관리할 필요 없이 디바이스에서 수집된 데이터를 처리, 분석할 수 있고, 비즈니스 규칙에 따라 다른 디바이스나 클라우드 서비스로 이를 변환하거나 전송할 수 있다. 그림에서 보는 것처럼 IoT 서비스에 따라 달라질 수 있는 디바이스나 애플리케이션을 제외한 부분을 플랫폼으로 구성하면서 아키텍처의 강건성이 매우 높아질 수 있고 개발 기간이나 복잡도를 낮출 수 있다. 


 

<참고사이트>


AWS IoT 플랫폼 https://aws.amazon.com/ko/iot/how-it-works/  





LG CNS의 IoT 플랫폼 


LG에서는 나날이 발전하고 있는 IoT 시장을 위해 6가지 기술을 정의하여 발전 전략을 수립했다. 아래를 살펴보면, 디바이스 관련 기술(⑤), 네트워크와 인터페이스 관련 기술(①②), 빅데이터 관련 기술(③)과 이를 통합 지원하는 기술(④⑥)로 구분된 것을 확인할 수 있다. 이를 통해, LG가 지향하는 바는 “다양한 디바이스로부터 수집된 대량의 센서 데이터들을 안정적으로 송/수신하고, 클라우드 환경에 저장된 데이터의 처리 및 분석을 통해 지능형 서비스까지 제공하는 플랫폼”이다. 


① Gateway와 Edge Device 관련 기술  

② 대량의 데이터를 안정적으로 전달할 수 있는 통신 기술 

③ 이벤트 처리와 데이터 분석 및 추천을 위한 빅데이터(Big Data) 관련 기술 

④ 위의 언급한 기술들의 Base 제공 및 융합을 지원할 플랫폼과 Enabler 관련 기술 

⑤ 인증/권한을 통한 데이터 보안뿐만 아니라 디바이스와 칩(Chip) 레벨의 보안 기술 

⑥ 사용자와 상호 작용할 수 있는 UI/UX 기술 



LG에서는 디바이스의 쉼 없는 발전과 폭발적으로 증가하는 데이터를 활용한 새로운 비즈니스가 IoT를 통해 나타난다고 하고 있다. 이 때, 특정되지 않은 디바이스나 서비스를 쉽게 받아들이고 표준화된 서비스를 통해 쉽게 IoT 서비스에 접근할 수 있도록 가이드 하고 있다. 그림9는 LG에서 제시하는 IoT 플랫폼인데, 다른 곳에서 제시하는 IoT 플랫폼과 레이아웃이 거의 유사하다.  디바이스→네트워크→서비스 로 이어지는 흐름을 기본으로 하고 있고, 다수의 디바이스와 사용자에 대한 인증, 보안이 추가되어 있기 때문이다. 



<그림9> LG CNS의 IoT 플랫폼 

 



출처: LG CNS 



기대 효과와 결론 


지금까지 IoT에 대해 아키텍처, 보안, 빅데이터 연계, 개발에 대해 살펴보았다. IoT는 소프트웨어보다는 많은 부분이 하드웨어 중심으로 서비스되어 왔던 것이 사실이다. 하지만, 기하급수적으로 늘어나는 IoT 관련 디바이스와 서비스로 인해 개별적으로 개발이 이루어지는 것은 매우 소모적이고 많은 손실을 가져온다. 체계적이고 표준화된 플랫폼 사용으로 IoT를 활용한 신규 서비스가 더 많이 늘어나기를 기대한다. 



참고자료 

□ https://aws.amazon.com/ko/iot/how-it-works/ 

□ http://www.lgcns.com/ 

출처 : 
http://www.sw-eng.kr/member/customer/Webzine/BoardView.do?boardId=00000000000000045453&currPage=1&searchPrefaceId=&titOrder=&writeOrder=&regDtOrder=&searchCondition=TOT&searchKeyword=IoT+%EC%82%AC%EB%A1%80+%EC%97%B0%EA%B5%AC

 
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IoT 사례 연구 - 아키텍처

Posted by ironmask84
2017. 7. 11. 15:45 컴퓨터공학/IT 트렌드



(출처 : 소프트웨어 센터 웹진 자료)


IoT 사례 연구 - 아키텍처 



최근 ICT(Information & Communication Technology)의 최고 관심 대상 중 하나는 IoT(Internet of Things)이다. IoT를 다양한 형태로 해석하고 사용하지만 가장 큰 특징은 사물 스스로가 정보를 수집하고 스스로 전달한다는 것이다. 불과 몇 년 전만해도 사물에 네트워크가 연결이 되어도 사람이 지시하지 않으면 아무 일도 할 수 없었지만 이제 스스로 일을 하는 사물을 사용한 다양한 형태의 서비스가 거의 모든 산업에서 나타나기 시작했다. 그만큼 사물이 네트워크에 연결된 일은 매우 흥미롭고 고부가가치를 창출하는 일이기 때문이다. 이번 회에서는 IoT의 아키텍처에 대해 살펴보면서 IoT의 구성 방법에 대해 알아보기로 한다. 체계적인 IoT 아키텍처 구성으로 효율적인 IoT 서비스가 제공되기를 기대한다. 



사례 연구 전 확인 사항 



IoT 모델의 변화 


현재의 IoT가 나오기 이전에도 사물을 활용한 정보 수집은 존재했지만, 필요에 의해 사물에 별도의 네트워크가 연결이 되었고 수집하는 정보도 극히 일부로 제한되었다. 이미 필요한 데이터만 미리 정해서 수집했기 때문에 데이터 양도 적고 데이터 활용처도 한정되어 있었다. 하지만, 최근 들어 빅데이터(Big Data) 활용이 늘어나고 빅데이터 속에서 사람들이 생각하지 못하는 인사이트를 찾아내면서 빅데이터를 수시로 수집할 수 있는 IoT에 대해 더 관심을 갖기 시작했다. 

기존에는 각 산업이나 서비스에서 필요한 정보만을 수집하다 보니 소프트웨어의 규모도 그리 크지 않았지만, 최근에는 엄청난 양의 정보가 수집되어 소프트웨어의 규모도 커지고 그에 필요한 아키텍처도 다양해지는 추세다. 이렇게, 정보를 한 곳으로 모았다가 다시 필요한 곳으로 정보를 제공하는 중앙 집중 식 클라우드 형태가 현재 많이 사용되는 모델이고, 이후 분산 클라우드 형태의 IoT가 많이 연구되어 발표되고 있는 추세다(그림1).  



<그림1> IoT 모델의 변화 




 출처: “분산형 데이터베이스 기반 비중앙식 IoT 플랫폼을 이용한 스마트 홈 서비스”  



IoT는 사물을 상호 연결하여 어떤 서비스를 제공할 것인지가 가장 큰 목표이기 때문에 사물과 사람, 그리고 사물과 사람을 이어주는 디바이스를 기본으로 필요한 서비스를 제공하게 된다. 사물 간 통신을 나타내는 M2M, 사물인터넷을 나타내는 IoT, 그리고 IoT에 공간 개념을 도입한 만물인터넷이 IoT 모델의 변화 모델로 정의할 수 있다. 



IoT 아키텍처의 기본 구성 



IoT는 사물 기반이기 때문에 임베디드(Embedded) 아키텍처와 유사하게 보일 수 있다(그림2). 하지만 사물이 인터넷(Internet)에 연결이 되어 있고 다양한 데이터를 수집한다는 것이 주목적이기 때문에 임베디드 아키텍처와 다소 차이가 있다. 인텔(Intel)에서는 <그림2>와 같은 IoT 아키텍처 구성도와 <표1>과 같은 IoT 아키텍처의 특징을 5가지로 정의하고, 이러한 특징을 고려하여 소프트웨어를 설계하도록 가이드하고 있다.  



<그림2> IoT 아키텍처 구성도의 예 


출처: Intel  



<표1> 인텔에서 제시하는 IoT 아키텍처의 특징 

구분

내용

확대성 (Scale)

다량의 디바이스 지원

자율성 (Autonomous)

사람의 제어가 거의 불필요

탄력성 (Resiliency)

장애를 극복하고 기능을 지속적으로 수행

내구성 (Durability)

장시간 사용에도 견딜 수 있는 성능

접속성 (Connected)

M2M 또는 H2M 간의 원활한 커뮤니케이션



IoT로 연결된 디바이스는 일반적으로 게이트웨이(gateway)를 거쳐 시스템으로 연결된다. IoT 게이트웨이를 통해 디바이스가 직접 시스템에 연결되지 않기 때문에 네트워크 대역폭을 낮추는 역할을 하고, 분석이 불필요한 데이터를 제거하고 과도한 데이터 수집을 줄이는 역할도 한다(그림3). 그림3을 살펴보면, 무선 네트워크 노드에서 수집된 정보가 게이트웨이에서 걸러져서 빅데이터로 저장되고 필요한 서비스에 제공된다. 


 

<그림3> IoT 게이트웨이 


 

출처: www.seminartoday.net



IoT 서비스 아키텍처 



IoT 서비스의 주요 기능에는 IoT 보안인증, 리소스 및 서비스 관리, 수집 데이터의 가공 및 처리 등이 있다. 이러한 서비스는 맞춤형 서비스인 응용 서비스(Application & Service) 형, 빅데이터 기반으로 정보를 분석하여 예측 정보를 제공하는 지식정보(Semantics & Knowledge) 형, IoT와 소프트웨어의 인증, 연동 등을 제공하는 보안인증(Security & Privacy) 형 등이 있다. 이런 내용을 기반으로 그림4와 같은 IoT 서비스 아키텍처가 구성될 수 있다. 



<그림4> IoT 서비스 아키텍처 




출처: KT - IoT 서비스 플랫폼 아키텍처 분석  



그림4를 살펴보면, 센서 등을 통해 수집된 정보는 게이트웨이를 통해 보정되거나 걸러지고, 사용자에게 제공되는 서비스 별로 서비스 플랫폼을 가지게 된다. IoT 서비스 플랫폼은 앞 단의 IoT 구성요소를 연결하는 역할과 데이터 기반 서비스를 제공하는 역할을 수행하게 된다. 서비스 플랫폼을 표준형으로 구성한다면 초기 공수는 많이 들어갈 수 있으나 확장이 용이하고, 또한 제공하는 IoT 서비스들을 독립적인 모듈 형태로 제공되도록 구성하면 IoT 서비스 아키텍처에 IoT 서비스를 쉽게 추가할 수 있다. 




사례 연구 



KT에서 제시하는 IoT 서비스 



현재의 IoT 서비스의 아키텍처는 비 표준형인 경우가 일반적이다. 비 표준형인 경우는 IoT 서비스와 아키텍처의 확장이나 사용자, 디바이스 추가가 쉽지 않다. 최근에는 표준 프로토콜을 적용하고 IoT 서비스나 디바이스에도 표준이 적용되는 노력이 이루어지고 있다. KT에서는 비 표준 식의 Integral과 표준 식의 Modular 식으로 구분하여 IoT 아키텍처 변화를 제시하고 있다(그림5). 


 

<그림5> KT의 IoT 아키텍처 변화 

 



출처: KT - IoT 서비스 플랫폼 아키텍처 분석  



현재는 하드웨어 특성이 강하고 표준화 영향이 적은 센서, 디바이스 위주로 IoT 발전이 이루어졌지만 향후에는 IoT 서비스 전용 플랫폼 개발, IoT 전용 디바이스 개발과 표준화와 모듈화가 적용된 IoT 서비스가 필요하다고 제시한다. 표준화된 플랫폼 중심으로 IoT가 구성되면 그에 따른 IoT 센서, 디바이스 등의 표준화도 쉽게 이루어질 것으로 보인다. KT는 Integral과 Modular 방식에 따라 IoT 서비스와 소프트웨어 개발 방식도 달라진다고 말하고 있는데 그림6에 나타나 있다. 

 


<그림6> KT의 IoT 서비스 개발 프로세스 


 



출처: KT - IoT 서비스 플랫폼 아키텍처 분석  



그림5의 Integral 형의 경우, 요구사항에 따라 서비스 기능과 소프트웨어, 시스템을 설계해야 하고, 이에 따른 플랫폼과 디바이스 등을 고민해야 한다. 반면에, 표준이 적용된 Modular 형의 경우는 표준화된 환경에 맞춰 플랫폼, 소프트웨어, 시스템 등을 개발하기 때문에 설계에 필요한 공수가 매우 줄어들게 된다. 물론, 최초로 IoT 서비스를 개발할 경우는 표준 설계에 필요한 공수가 필요하겠지만, 범용적인 IoT 아키텍처가 이미 만들어져 있다면 서비스 요청 업체에 따라 별도로 구성하는 부담을 피할 수 있다. Modular 형으로 발전하기 위해 오픈소스를 활용하는 것도 방법이다. Ocean은 IoT 플랫폼을 구성하도록 하는 오픈소스를 제공한다. 오픈 디바이스 플랫폼인 &Cube와 서버 플랫폼인 Mobius 오픈소스로 구분된다(그림7). 

 


<그림7> ocean의 IoT 아키텍처 

 



출처 : http://www.sw-eng.kr/member/customer/Webzine/BoardView.do?boardId=00000000000000045080&currPage=1&searchPrefaceId=&titOrder=&writeOrder=&regDtOrder=&searchCondition=TOT&searchKeyword=IoT+%EC%82%AC%EB%A1%80+%EC%97%B0%EA%B5%AC



 
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IoT의 중요성과 SW개발 방향

Posted by ironmask84
2017. 7. 11. 15:36 컴퓨터공학/IT 트렌드



(출처 : 소프트웨어 센터 웹진 자료)

 IoT (사물인터넷 : Internet of Things) 모든 사물이 컴퓨팅  통신 기능을 지니는 것을 기반으로 서로 연결되어 다양한 형태의 정보를 주고받음으로써 기존에는 가능하지 않은  융합형 응용  제공해   있는 개념이다이러한 IoT  대두는 세계적인 ICT (Information and Communication Technology) 패러다임을 변화시키고 있으며우리나라 정부에서도 미래창조과학부 주관하에 소프트웨어중심사회 라는 과제를 진행함으로써 국가산업시장인력 교육 등의 다양한 분야에서의 범국가적 IoT 융합화를 시도하고 있다.

이러한 IoT 개념을 현실화  보급하기 위해서는 IoT 기반 소프트웨어 개발이 선행되어야 하며최근 국내 기업들 중심으로 IoT 기반소프트웨어 개발이 활발하게 진행되고 있다하지만 IoT 기반의 소프트웨어는 기존의 IT-orient 소프트웨어와는 달리  IT 와의 융합을 통해 새로운 형태의 응용을 창출하는 것을 목표로 하고 있으므로소프트웨어 요구사항 분석  설계 단계에서부터 개발/검증 단계까지 세심한 주의가 필요하다이러한 IoT 기반 소프트웨어 개발  주의사항에 대해 창신대학교 소프트웨어공학과 김범석 교수로부터조언을 구할  있었다.

 

 


< 창신대학교 소프트웨어공학과 김범석 교수 >


1. IoT SW의 정의 및 파급력

2. IoT SW의 종류

3. IoT SW 개발 시 주의사항

4. 향후 IoT SW 개발의 방향


 

Q)  시점에서 IoT SW 중요한 이유가 무엇인가요?

 

 IoT SW  사물간 통신을 통해 수집되는 방대한 양의 데이터를 기반으로 새로운 형태의 서비스를 창출할  있는 SW  정의될  있습니다. IoT 라는 개념이 있기 전에 SW  IT 뿐만 아니라 다른 산업의 생산성을 높일  있는 도구로 사용되었지만지금은 사회 전반을 이끌어나갈  있는 핵심 솔루션 역할을 하고 있죠따라서 IoT SW  기존에 독립적으로 운용되어오던 응용과의 융합을 위한 키워드가   있고이를 기반으로 새로운 형태의 응용을 개발할  있는 계기를 제공하는 역할을 합니다. [ 그림 참조 ]

 

< 그림 1> 스마트 기기들의 증가 추세


 

자료 : Cisco IBSG, 2011 -   http://keminet.net/source/web/about/ac79/index.html

 

Q) 그렇다면 IoT  파급으로 인해 생긴 새로운 SW 어떤 것들이 있을까요?

 

 IoT  모든 사물에게 연산  통신 자원을 부여함으로써 상호  연결을 통해  사물에서 수집되는 방대한 양의 데이터를 가공하여새로운 서비스를 제공하는 일종의 인프라 요소가 강합니다, IoT 기술의 활용은  세계에서 운용되고 있는 모든 영역에 적용 가능하다고 보아도 무방합니다실제로 최근 IoT 기술은 의료운송홈서비스공장  다양한 방면에서의 융합을 시도하고 있으며, IoT 관련 기기들의 성능 향상  보급이 가속화되면서 다양한 서비스로의 IoT 융합을 위한 SW 들의 개발이 시도되고 있습니다상세히 살펴보면의료 분야에서는 인체정보를 수집할  있는 IoT 기기들을 환자에게 장착시켜 실시간으로 환자의 상태를 파악하고 치료할  있는 SW  개발을 추진 중에 있으며운송 분야에서는 차량에 부착된 GPS, 가속도 정보를 공유하여 현재 교통정보를 얻고이를 활용하여 교통량을 고려한 신호관리 시스템과 같은 SW 개발을 진행 중에 있죠홈서비스 분야에서도 집안에 존재하는 온도습도 센서로부터수집되는 정보와 기상청과 같은 외부 날씨 정보를 결합하여외출을 하고자 하는 사용자에게 의상을 추천해주는 등의 서비스를 고려하고 있습니다뿐만 아니라최근 여러 산업에서 주목하고 있는 스마트 공장에서는 공장  기계들의 부품 상태 모니터링기자재/제고관리 등의 부문에서 IoT  활용한 생산성 향상 솔루션들을 개발 중에 있습니다. [ 그림 참조 ]

 

< 그림 2>  IoT 기반 융합 가능 

 


자료 : http://www.intel.com/content/www/us/en/internet-of-things/infographics/iot-platform-infographic.html )

 

Q) IoT SW 개발에 있어 개발자에게 요구되는 사항은 어떤 것이 있나요?

 

  초연결을 지향하는 IoT 에서의 SW 다양한 요구사항이 존재하게 됩니다.

 

첫째, IoT  구성하는 end-device  스마트 기기에서의 시스템 레벨의 프로그래밍 능력이 필요합니다.

IoT  위한 스마트 기기들은 기존의 단순한 임베디드 시스템과는 달리 센서와 같은 부가 장치를 장착할  있어야 하며이를 기반으로 새로운 형태의 서비스를 추가로 적용하여 수행함에 있어 유연성과 확장성을 제공해줘야 합니다기존의 펌웨어 기반의 시스템에서는 이러한 요구사항을 만족 시킬  없기 때문에 embedded OS  적용해야 하며이를 위해서는 embedded OS  전반적인 이해와더불어상용화된 IoT 기기 플랫폼과 OS 레벨의 프로그래밍에 대한 다양한 경험이 필요합니다.

 

둘째, IoT 스마트 기기에 장착된 다양한 형태의 통신 인터페이스를 위한 네트워크 지식  프로그래밍 능력이 필요합니다.

IoT  기존의 단일 통신 기술을 사용하는 기기들과는 달리 하나의 기기에 다양한 통신 기술을 적용시킬  있으며필요에 따라서는새로운 통신 인터페이스를 추가할  있어야 합니다따라서이러한 통신 기술들을 SW  구동시키기 위해서는 IoT 기기에 적합한 네트워크 인터페이스 관련 디바이스 드라이버  이를 활용한 SW 개발을 위한 지식  프로그래밍 능력이 필요하게 됩니다.

 

셋째방대한 양의 데이터를 저장하기 위한 데이터베이스 구축과 융합 서비스의 기초가 되는 정보를 창출하기 위한 데이터 프로세싱이 필요합니다.

IoT 시대에서는 Cloud  통해 방대한 양의 데이터를 Big Data 라는 형태로 구축하게 됩니다따라서 수집된 데이터를 BigData  저장하고 관리하는 기법이 필요하며이렇게 수집된 데이터를 기반으로 새로운 형태의 정보를 창출하기 위해 기계학습이나 데이터마이닝과 같은 데이터 프로세싱이 요구됩니다.

 



마지막으로, End user  사용할  있는 융합된 형태의 응용 소프트웨어 개발 능력이 요구됩니다

현재 많이 사용되고 있는 안드로이드, iOS  물론, Web 기반의 프로그래밍, embedded OS 기반의 응용 소프트웨어  이들을 원활하게 동작하게   있는 미들웨어 개발 능력도 필요합니다.

 

Q) IoT SW 개발에 있어 주의사항은 어떤 것이 있나요?

 

위에서 언급한 요구사항을 기반으로 IoT SW 개발하는데 있어 개발자가 주의해야  사항은 기존의 SW 개발과는 상이한 부분이 있습니다.

먼저개발하고자 하는 SW  어떤 Data  활용하여 어떤 서비스를 제공해 주는 것을 목표로 하는지를 면밀히 검토하여이를 기반으로 IoT SW  설계하는 것이 중요하게  것입니다기존의 SW  단일 목적으로 개발되는 사례가 대부분이었으며이에 따라 SW 설계 부분이 단순화되었습니다하지만 IoT 기반의 SW  다양한 응용과의 융합을 지향하고 있으므로 상이한 목적을 결합한 새로운 형태의 SW 되며이에 따른 요구사항  고려사항의 절대적인 양이 많아지게 되므로 설계 단계의 세밀함이 보다 중요하게 됩니다.

보안 또한 IoT SW 에서 중요한 유의사항이   있습니다. IoT 기기들은 기존의 기기와는 달리 서로의 연결을 위해 통신 인터페이스를 가지고 있으며이를 역이용하여 외부에서의 데이터 변조정보탈취는 물론기기 자체의 시스템 장악 등의 보안관련 이슈가 일어날 있습니다이를 해결하기 위해서는 기존의 네트워크에서의 보안 뿐만 아니라 기기 자체의 보안 강화가 필요하게 되며효율적인 보안 향상을 위해서는 시스템 레벨에서의 보안도 고려되어야 합니다실제로 최근 개발되고 있는 ARM 프로세서 기반의 상용 IoT 기기를위한 개발 플랫폼에서는 시스템 레벨의 보안을 위해 TrustZone  지원하며기기 자체에서의 보안을 위해 TPM (Trusted Platform Module)  적용하여 제품을 생산하고 있습니다따라서 이와 같은 보안 향상을 위해 추가된 부분에 대한 이해도는 물론이를 활용하여 IoT SW  높은 보안 수준을 유지할  있는 방안을 고려해야  것입니다. [ 그림 3,4 참조 ]

 

< 그림 3>  ARM 사의 TrustZone

 


자료 구글 이미 


< 그림 4>   TPM (Trusted Platform Module)


자료 구글 이미 

 

마지막으로, embedded 기반의 IoT 기기를 위한 SW 개발에 따른 SW 최적화가 필요합니다.

최근 생산되는 IoT SW  구동시킬  있는 기기들의 성능이 비약적으로 향상되고 있지만, PC  Server  같은 높은 성능을 지니고있지는 않으며오히려 전력연산능력저장장치의 용량 등의 제약적인 성능을 가지고 있습니다특히 IoT framework  말단에서 정보를 수집하는 센서는 기존의 스마트 기기에 비해 더욱 제약사항이 많은 특징을 지닙니다따라서 SW 자체의 구현 복잡도를 최소화 하고구동 성능을 최적화하여 성능의 제약이 많은 기기에서도 개발된 SW  정상적으로 동작할  있도록 해야할 것입니다

출처 : 
http://www.sw-eng.kr/member/customer/Webzine/BoardView.do?boardId=00000000000000040729&currPage=1&searchPrefaceId=&titOrder=&writeOrder=&regDtOrder=&searchCondition=TOT&searchKeyword=iot

 
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I2C 통신

Posted by ironmask84
2016. 10. 27. 15:11 나는 프로그래머다!/Sensor




센서 연구개발에 첫 발을 떼고 있습니다..

센서와 브레드보드(일명 빵판) 사이에는 I2C로 통신을 많이 하는 것으로 보여,
첫 관심사로 잡았습니다. ㅎㅎ


이미 블로그에 정리를 잘해주신 분들의 자료를 참고하려고 하며,
아래에 간단히 머리에 들어오는 블로그 링크 걸어 둡니다. ^^


* I2C통신으로 검색

http://blog.naver.com/jinoh9272/220578118650  <-- I2C 통신에 사용되는 SCL, SDA 와 레지스터들 기본 설명

http://cubloc.blog.me/220051675031  <-- I2C 통신 예시

http://blog.naver.com/gkf9876/220453341286 <-- MPU6050 가속-자이로 센서 +  ATmega128 PCB 예시
http://playground.arduino.cc/Main/MPU-6050 <-- MPU6050  아두이노 페이지

 

  1. I2C 통신에는 Master가 되는 PCB와 Slave가 되는 것들 (센서 등)이 있다.
  2. RS232에 비해 큰 장점이 1 : N 통신이 가능하다는 점이다. (1이 Master, N이 Slave)


 
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