2015. 04. 19

사물인터넷 기술을 활용한 위한

스마트시티 구현

[한국CM협회]

최 귀 남 상무IoT 사업개발담당Cisco Systems

IoT(사물인터넷) 정의 + 관계/구성요소

IoT(Internet of Things)의 용어는 1999년 MIT Auto-ID Center 캐빈 애시톤(Kevin Ashton)소장에의해 제안되었으며, 이후 시장분석 자료를 통해 대중됨

세상의 모든 것들이 연결되고 소통하여, 더 나은 미래를 만들어가는 기술이나 환경

소비 사회에서 공유 사회의 인터넷 경제를 이끌어가는 주체

정확한 정보를 적절한 시점에알맞은 사람 또는 사물에 전달

프로세스 (Process)

지능적인 의사 결정을 위해물리적 장치와 물체를 인터넷을통해 연결

사물 (Things)

더욱 적절하고 높은 가치를사람들과 연결

사람 (People)

의사결정 할 수 있도록데이터를 분석하여유용한 정보로 제공

데이터 (Data)

IoT 정의1

관계및

구성요소2

사람

데이터

프로세스

사물

사람 대 사람(P2P)

모바일

비즈니스

사람 대 사물(P2M)

사물 대 사물(M2M)

시공간

구성 요소 및 기술

핸드폰, 모바일 기기,

Wearable device, 카드 등빅 데이터, 클라우드,

LBS(GPS), CRM 등

Social Network, Analytics,

상황인식, Hadoop 등Wi-Fi, 5G, Giga Internet,

초저전력, IPv6, Gateway 등

2

IoT 연결 Devices

2020년이 되면 전세계 네트워크에 연결된 Device 수가 약 500억 개로 증가할 것으로 예상됨

현재 인터넷에 연결된 사물은 약120억 개로 1% 연결되어 있으며 99% 사물이 미 연결됨

2010 2015 2020

12.5 Billion

25 Billion

50 Billion

사물 인터넷(Internet of Things) 연결 Devices

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IoT Domain과 구현 요소(SPNDSe)

IoT의 서비스 인프라 구현요소는 5개(SPNDSe-서비스,플랫폼,네트워크,디바이스,보안)로 구성됨

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사물인터넷 도메인

도메인 설 명

어플리케이션

• 실제 사물인터넷 서비스를 실현하기 위한 어플리케이션이 위치• 실제 사용자에게 보이는 부분인 어플리케이션 영역의 서비스는

스마트 시티, 스마트 홈, 스마트 자동차, 헬스케어 서비스 등• 또한, 해당 서비스의 실현을 위해서는 사물 인터넷 디바이스와 관

련된 수집과 제어의 기본 기능에서부터 데이터 분석, 디바이스 관리, 서비스 이용 과금 체계 등 확장 기능이 지원되는 플랫폼이 필수적으로 요구

네트워크• 디바이스 도메인 영역과 게이트웨이를 통한 액세스 네트워크 및

코어 망이 위치

디바이스 • 센서, 액츄에이터, 디바이스가 위치

4

구현 요소 현 황

서비스(S)

(공공) 다양한 시범사업을 추진하였으나, 개발·운영비용 부담 등으로 확산저조

(산업) 대기업 중심으로 도입, 중소기업은 비용문제로 도입 저조 (개인) 웨어러블, 가전, 자동차 등은 글로벌 기업 간 경쟁 중 중소기업은 다

양한 생활제품 응용분야에 진출 노력 중 (정부) 중소벤처의 서비스 개발 지원 (창의적 서비스 시장 창출 등)

플랫폼(P) 국내 대기업은 플랫폼을 개발 중이나, 글로벌 시장 주도력 부족 국내 중소기업은 플랫폼 부재로 시장진입 어렵고, 글로벌 기업에 종속우려 (정부) 개방형 플랫폼 제공(기술개발, 표준화 및 인력양성 등)

네트워크(N)

급증하는 트래픽을 SW로 유연하게 처리하는 기술개발 중 원격지 사물연결을 위한 저전력 장거리 비면허대역 통신요구 증대 5G, Giga인터넷, IPv6 등 사물인터넷 활성화를 위한 인프라 개발·구축 중 (정부) 인프라 투자 유도(유무선 인프라 확충-5G, Giga 인터넷 등)

디바이스(D)

스마트폰 이후 글로벌 기업 중심으로 실감·지능·융합형 디바이스 개발 경쟁 중

웨어러블 디바이스, 스마트센서 등을 중심으로 시장 확대 전망 (정부) 센서/디바이스 경쟁력 강화(디바이스 및 센서 시장 육성)

보안(Se)

IoT 서비스(홈·가전, 의료 등) 보안 침해사고 사례가 나타남에 따라 보안 대책 논의를 시작하는 단계

설계단계부터 보안, 프라이버시 등을 고려한 기술 및 서비스 개발 필요 (정보보호, Privacy, 인증/암호 등)

(정부) 기획단계부터 보안 고려(정보보호 인프라 강화)

1

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사물인터넷 구현 요소(SPNDSe) 및 미래부 기본 계획(‘14.5)

참고자료] 사물인터넷 기본계획(안)(미래창조과학부, ‘14.5)oneM2M 서비스 플랫폼 표준 해설서(TTA:한국정보통신기술협회, ‘14.11.30)

개인 IoTCar as a Service Healthcare as a Service Home as a Service

산업 IoTFactory as a Service Farm(&Food) as a Service Product as a Service

공공 IoTPublic Safety as a Service Environment as a Service Energy as a Service

IoT 구현 요소(SPNDSe) (서비스-S)

주변의 모든 것에 센서․SW․통신기능 등이 내장되고 인터넷에 연결되어 클라우드 기반의서비스(Everything as a Service)로 이용

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1

사용자 중심의편리하고 쾌적한삶

차량을 인터넷으로 연결→ 안전하고 편리한 운전※ (예시) 긴급구난 자동전송, 무인자율 주행 서비스 등

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3

심장박동, 운동량 등IoT정보 제공→ 개인 건강 증진※ (예시) 심장박동 케어, 건강팔찌 케어서비스 등

주거환경 IoT 통합 제어→ 생활 편의, 안전성제고※ (예시) 가전·기기 원격제어, 홈 CCTV 서비스 등

생산·가공·유통 IoT 접목→ 생산성향상 및안전유통체계※ (예시) 스마트 팜·축사· 양식장, 식품생산유통이력정보 제공 서비스 등

주변 생활제품의 IoT접목 → 고부가 서비스제품화※ (예시) 식습관관리 포크, 심장박동음 전달 베게, 행동패턴 분석 신발 등

공정분석 및 시설물모니터링 → 작업 효율 및안전 제고※ (예시) 제조설비 실시간모니터링,위험물 감지·경보서비스 등

대기질, 쓰레기양 등IoT정보제공 → 환경오염최소화※ (예시) 스마트 환경정보 제공, 스마트 쓰레기통 서비스등

에너지 관련 IoT정보제공 → 에너지 관리효율성 증대※ (예시) 스마트 건물에너지관리, 스마트 미터, 스마트플러그 서비스 등

CCTV, 노약자 GPS 등IoT정보제공 → 재난·재해예방※ (예시) 어린이/노인 안심이, 재난재해 예보 서비스 등

생산성·효율성향상 및 신부가가치 창출

살기좋고 안전한사회 실현

IoT 구현 요소(SPNDSe) (플랫폼-P)

각 서비스 분야별로 별도의 시장이 형성되어 있음 (동일 제조사 또는 동일 서비스 영역에서만 동작-Silo)

사물인터넷(M2M/IoT) 글로벌 표준인 원엠투엠(oneM2M) 릴리즈 1.0이 2014년8월 승인됨

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IoT 서비스 표준 플랫폼 IoT 서비스 사업자 현황

IoT 구현 요소(SPNDSe) (네트워크-N)

데이터 트랙픽은 현재 대비 ’17년까지 2.2배 증가 예상

IoT Device 생산의 확대 적용으로 상호 통신을 위한 IPv6 주소 자원이 확대 적용 예상

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SW 기반으로 유연하게 트래픽 처리하는 기술개발* 국내 트랙픽 전망 : '12년 28.6EB '17년 61.6EB, 2.2배 (시스코, '13)

유무선 인프라[5G, 기가인터넷] 및 무제한 주소자원[IPv6] 활용 확산 전망

트랙픽 증가

커버리지 확대 원격지 저전력(~5년) / 장거리(~10Km), 비면허 대역

IoT 구현 요소(SPNDSe) (디바이스-D)

드론, 센서 등 다양한 형태의 디바이스 및 센서 개발 중

스마트 디바이스 및 센서 육성을 통한 IoT 제품 · 서비스 확산

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국내 IoT 디바이스 및 센서 산업 육성 정책

디바이스 핵심부품에 대한 소형화 · 저전력화 · 모듈화 범용기술 개발

* 초저전력 전력증폭기, RF칩셋 등

사물인터넷 서비스 수요을 고려한 차세대 디바이스핵심기술 확보 및 각 부처 시범 · 확산사업에 도입

스마트 디바이스 육성1

사물인터넷 특화 스마트 센서 핵심 기술 확보

유망 스마트센서(로봇 · 의료 · 군수 등) 응용분야발굴 및 IoT 실증사업 연계

* 원천기술개발 설계/엔지니어링 지원 범부처및 민간 협력, 실증사업 적용

스마트센서 기반 서비스 개발·확산2

웰니스(스마트 케어)

고실감 미디어

스마트 카

IoT 구현 요소(SPNDSe) (디바이스-Galaxy S5, S6)

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5.1형Galaxy S6

5.1형Galaxy S5

센서 주요 기능 및 동작 원리

RGB 센서• 광원의 Red, Green, Blue, White별 세기를 측정• 디스플레이에 화면 밝기 선명도 등을 조정하여 눈 부담을 줄임

근접 센서• 적외선을 활용하여 스마트폰이 신체에 가까이 위치한지를 인식• 통화 중 불필요한 터치를 방지하기 위해 화면을 꺼주는 기능 등 활용

제스처 센서• 손바닥에 반사되는 적외선을 감지하여 손동작을 인식측정• 터치 없이 손동작으로 스마트폰을 사용할 수 있게 해줌

기압 센서• 현재 위치의 기압을 파악• 기압차를 측정한 후 경사도를 계산하여 칼로리 소모량을 측정

지문 센서• 지문 인식• 잠금 해제, 모바일 결재, 개인 파일 잠금 설정 기능 등에 사용

홀 센서• 플립 커버의 개폐 상태를 인지• 커버를 열지 않고도 정보 확인 등, 화면 자동 온/오프로 배터리 절감

자이로 센서• 단말기 회전 상태를 3축으로 감지하여 스마트폰의 기울기 인식• 얼굴인식기능과 함께 글읽기 시 스크롤 기능에 활용

가속도 센서• 단말기 이동상태를 3축으로 감지• 만보계인 ‘워킹 메이트(Walking Mage)’에 활용

심박 센서• 신체 정보를 인지하고 활용• 손가락을 접촉하여 심박수를 직접 측정 및 앱과 연동하여 확인

지자기 센서• 자기장 세기를 3축으로 감지• Maps에 활용되어 정확한 방위 측정에 활용

Samsung Galaxy S6, S5

RGB/근접/제스처센서

기압센서

심박센서

지자기센서

자이로/가속도센서

지문센서

홀센서

IoT 구현 요소(SPNDSe) (디바이스-iPhone 6)

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4.7형iPhone 6

5.5형iPhone 6 Plus

센서 주요 기능 및 동작 원리

지문 인식(Touch ID)

• 홈 버튼에 내장된 지문 인식 센서• 터치하는 순간, 홈 버튼을 둘러싼 스테인리스 스틸 링은 손가락을 감지하고 정전식 터치 센서를 작동함. 레이저로 절삭된 사파이어 크리스털 재질의 홈 버튼 표면은 손가락 이미지를 센서로전송하고, 센서는 당신의 피부 표면 밑의 정보를 읽어, 보다 자세하게 지문을 인식함

기압계

• 공기압을 측정하여 사용자의 상대적 고도를 측정하는 센서• 사용자가 얼마나 높이 올랐는지를 파악하고, 계단이나 언덕을오를 때 고도의 변화도 측정할 수 있음

3축 자이로센서(Gyro Sensor)

• 회전, 기울어짐, 충격, 진동을 측정하는 센서• 운전 중이라는 것도 감지하고, 파노라마 사진을 찍거나 동작 인식형 게임을 플레이하고 있을 때에도 사용자의 움직임을 인식하여 바로 반응함

근접 센서

• 접근 상황을 감지하는 센서• 터치감지, 접근, 움직임, 손 흔들기, 음성 등의 접근에 의해 발생되는 움직임을 측정하여 반응함

주변광 센서• 주변광 및 온도 감지 센서• 주변 상황에 따라 디스플레이의 조명을 조정하여 전력 소모량을 줄이고 배터리 사용 시간을 늘림

Apple iPhone 6

IoT 구현 요소(SPNDSe) (디바이스-홈 Home)

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제품 제조사 구현 방안 및 서비스 내용

온도 조절기(Nest Thermostat)

• 구글 (네스트(NEST))- 애플에서 아이팟 개발의아버지라고 불리우는 토니파델이 창업한 회사- 2014년 1월, 구글이 네스트라는 기업을 3조 4,000억 원(32억 달러)에 인수- 3년간 110개의 특허

• 인공지능 냉난방 조절 장치• 주변 환경과 사람의 생활 패턴을 학습해서 지능적으로 냉난방

을 제어하는 장치로, 집안의 온도를 자동으로 적당하게 조절하는 인공지능 냉난방 조절 장치

[참고]- 네스트 직원(3백명) 대부분이 애플에서 전직한 사람들로 구성- NEST Smart Home Platform을 외부 개발자들에게 공개하여IoT 생태계 구축을 위한 발판을 마련 즉 IoT OS로 거듭나고 지배

IoT 홈 서비스(IoT@home)

• LG U+- 3주만에 고객 1만명 가입- 무제한 안심팩 월7,000원(정상가 22만원, 3년 약정, VAT별도 : 허브(기본), 열림감지센서, 플러그, 에너지미터, 가스락 각1개)- Wi-Fi 통신 기반

• 열림감지센서 : 창문이 열리면 바로 스마트폰으로 알려 줌• 에너지 미터 : 집안의 전기 사용량과 누진세 구간을 알려 줌• 가스 락 : 가스 밸브를 제어• 플러그 : 사용 중인 전자/전기 기기의 실 전력 소모량을 파악해

효율적 사용 (스마트폰과 음성을 통한 끄고 켜기)• 허브 : IoT 홈 서비스를 통합 관제• 스위치 : 스마트폰으로 언제 어디서나 집안의 조명을 제어• 홈CCTV맘카 : 실시간 모니터링, 침입감지, 양방향 워키토키 등

플러그

에너지미터

열림감지센서

가스락허브

스위치(단품 구입)

홈CCTV맘카(월7,000원)

IoT 구현 요소(SPNDSe) (디바이스-Wearable)

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제품 제조사 구현 방안 및 서비스 내용

졸도감지 센서(SENSEAFALL)

• 24에이트(24eight)

• SenseAFall: PERS(Personal Emergency Response System) 디바이스• 사람이 넘어진 상태를 분석해서 자동으로 Call Center과 연결하고 양

방향 통신을 지원하는 디바이스(만약에 사람이 응답하지 않으면Local 응급센터로 연결)

• 양방향 통신 및 GPS 지원

신체활동량 측정손목밴드

(라이프밴드 터치)

• LG전자- 미국 라스베이거스에서열린 2014 CES(세계최대가전박람회)에서 공개

• 가속도 센서와 고도계를 통해 이동 거리, 속도, 걸음 수, 칼로리 소모량 등의 운동량을 측정하여 데이터로 정리할 수 있게 돕는 디바이스

• 다른 제품들과의 차이점 : 방수기능과 OLED 터치 디스플레이를 탑재• 스마트폰과도 연동이 가능하고, 안드로이드와 iOS에서 모두 사용 가

능하며, 블루투스와 이어폰을 사용해 심장 박동수나 혈압도 체크• 동작 인식 알고리즘(Motion-sensing Algorithm)’은 사용자가 시계를

보는 동작에서처럼 손목을 돌리면 자동적으로 스크린을 켜준다

심박이어폰(Heart Rate

Earphones)

• LG전자• 귀 뒤쪽으로 착용하는 클립온(Clip-on) 형태의 이어폰이며, 사용자의

심박동을 측정하여 심박동 데이터 실시간 제공• 귀에서 혈류량을 체크해 심박동 데이터를 측정하는 기술을 탑재

아기 전용 옷(미모 Mimo)

• 레스트 디바이시스(Rest Devices)

• 아기 전용 옷으로 아기의 호흡 상태와 체온, 자세, 움직임 등의 정보를 수집

• 부모는 실시간으로 스마트폰이나 태블릿으로 전송된 정보를 확인

IoT 구현 요소(SPNDSe) (디바이스-기타)

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제품 제조사 구현 방안 및 서비스 내용

스마트 컵(Vessyl)

• Mark One- ‘13.12월 회사 창립- 블루투스 통신 기반

• 마시는 음료가 무언지 칼로리는 어느 정도인지, 안에 설탕, 단백질, 지방 등의 함량은 어느 정도인지, 하루 중 언제 마셨는지등을 꼼꼼히 체크해 주는 똑똑한 컵

• 음료수의 정보를 Database화하여 관리 중 (특정 브랜드와 맛을인식, 요구르트와 스무디 인식)

• 수집된 정보를 블루투스 4.0 LE 기반으로 스마트폰 앱으로 전달• 판매 예상가 $199 (예약 판매가 $149)

스마트 라이터(Quitbit Smart

Lighter)• 큇빗(Quitbit)

• 담배를 끊도록 도와주는 라이터• LED 화면을 통해 담배 피는 습관을 분석해 주는 똑똑한 라이터

로 사용자가 하루에 얼마나 담배에 불을 붙이는지 알려주고, 그수를 줄일 수 있도록 도와주는 제품

• 타이머 기능 : 하루에 몇 개비의 담배를 피겠다고 설정해 두면스스로 계산해 그 시간 동안은 불이 켜지지 않는다. (예를 들어하루에 4개비의 담배를 피우겠다고 설정해 두면 라이터를 사용후 6시간 동안은 사용할 수가 없다)

• 마지막으로 피운 담배가 언제였는지도 기억• iOS or Android와 연동• 전기 코일 방식, 70~90달러 사이에 구매

IoT 구현 요소(SPNDSe) (보안-Se)

스마트홈, 스마트의료, 스마트카 등 IoT 서비스가 일상생활로 확산되면서 기존 사이버세계의 위험이현실세계로 전이(轉移)ㆍ확대 IoT 환경 도래에 따른 정보보호 패러다임 변화

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센서/디바이스

IoT

환경

네트워크 플랫폼/서비스

보안

위협

저사양 디바이스 해킹

디바이스 관리 취약점 증가

무선 네트워크 취약

네트워크 트래픽 공격량 급증

공개 플랫폼의 취약

사용자 정보 유출/추적

보안위협

경량·저전력 암호기술

운영체제 위·변조 방지 및 디바이스 정지·오작동 방지

불법 복제 방지를 위한 하드웨어보안 기술

통합 네트워킹에 요구되는 단말 상호간 인증·보안

통합 해킹공격 탐지·대응

악성코드에 감염된 사물봇에 의한DDoS 방지

기기간 인증, 키 관리 및 접근제어기능

프라이버시 침해 방지

IoT 동작환경에 특화된 보안 플랫폼

IoT 구현 요소(SPNDSe) (보안 위협 사례)

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○ SKBB, 악성코드에 감염된 무선공유기가 DDoS 공격 (미래부,’15년 5월)

- ’14.11.29 1,000여대의 좀비화된 무선공유기가 약 70분간 SKBB 망에 트래픽 과부하 발생

○ 스마트 가전 해킹을 통해 75만건 ‘피싱’, ‘스팸’ 발송 (Proofpoint. 14년 1월)

- ’13.12.23~’14.1.6 기간 해킹된 스마트TV, 냉장고를 통해 하루 3회 10만건씩 스팸 발송

○ 가정용 보안카메라가 해킹되어 온라인에 영상 유출 (美 FTC, ‘13년 9월)

- 약 700대의 TRENDnet社 SecurView 카메라의 실시간 영상이 인터넷에 제약없이 방송

○ 호주 구글 사무실 빌딩제어시스템 해킹 시연 (wired.com ‘13년 5월)

- Tridium社 산업제어시스템 플랫폼의 보안 취약점으로 빌딩관리시스템 권한 탈취

▶ 보안이 적용되지 않은 IoT Device의 보안 취약점은,

△사생활 침해 △생명의 위협 △재산상의 손실 △사회적 혼란 등을 초래

IoT 서비스 프로세스

IoT 프로세스 : 상호 연결 데이터 수집 저장 체계화 분석 공유

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주요 기능 주요 역할 해당 기술 및 서비스 해결 과제

상호 연결(Interconnect)

• 사람, 센서, 기기 간의 상호연결

• 필드, 센서 네트워크 기술의 협력

• 다양한 프로토콜의 지원(Multiple Protocol Support)• 연결 용이성 확보(Easy Connectivity)• 센서 권한부여(Sensor Web Enablement)

데이터 수집(Collect)

• 사물, 사람, 어플리케이션 간의 데이터

• 메세징, 웹서비스, 배포및 수집

• 정확한 객체 식별• 데이터의 지리적 분산 해결(Geographical Distribution)• 다수 노드 관리(Very Large Number of Nodes)• 이동성 지원(Support to Mobility)• 프라이버시 침해 최소화와 서비스 효용의 균형 도출

저장(Store)

• 사물, 사람, 어플리케이션 데이터의 저장

• 인메모리 및 퍼시스턴트스토어

• 실시간 상호작용(Real-time Interactions) • 상호정보교환(Interoperability)• 분산 저장(Distributed Storage)

체계화(Organize)

• 데이터의 의미화 • 데이터 모델, 메타데이터분석, 온톨로지

• 이종 데이터와 컨텍스트의 체계화 및 프로세스 관리

분석(Analyze)

• 해석, 카럴레이트, 데이터 분석

• 이벤트 프로세싱, 데이터마이닝, 분석, 분산 컴퓨팅

• 저 지연(Low Latency) • 상황인지(Context Awareness) • 실시간 분석(Real-time Analytics) • 컴퓨테이션 비용 감소(Reduce Computational Cost)

공유(Share)

• 사람, 사물, 어플리케이션과의 정보 공유

• 배포서비스, 안내 서비스 • 온라인을 위한 분석과 클라우드와의 연동 지원• 글로벌 서비스 지원(Globalization Service) • 실시간 상호작용(Real-time Interactions)• 상호정보교환(Interoperability)

Interconnect StoreCollect Organize Analyze Share

시장 동향

글로벌 선도 기업들은 자사의 핵심역량을 바탕으로 IoT 생태계를 주도하기 위해 지배적 플랫폼 및표준선점 경쟁 중

아직 지배적 사업자가 없어 어떤 기업이 승자가 될지 모르는 상황에서 상호 경쟁과 협력을 모색 중

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“사물인터넷의 핵심은 네트워크!”장비? 망서비스?

<네트워크 및 통신기업>

“사물인터넷의 핵심은 자동화!”센서? 공장 자동화?

<제조/자동화 기업>

“사물인터넷의 핵심은 기기!”반도체칩? 완성품?

<가전/반도체 기업>

“사물인터넷의 핵심은 플랫폼!”Application? OS?

<S/W 인터넷 기업>

IoT(E) 플랫폼경쟁/협력

플랜트, 공장/건물자동화, 자동차 IoT 개발

자사 인터넷 플랫폼을기반으로 IoT 플랫폼으로 영역 확장

통신장비 및 회선 + 플랫폼 사업을 통한

IoT 주도권 지속 확보

가전 및 반도체전문업체를 중심으로

개발 협력

IoT 국외 동향

세계 ’13년 2천억 달러 ’20년 1조 달러, 연평균 26.21% 성장 전망(*출처)

2020년 1조 달러 디바이스 및 부품(38%), SI/플랫폼(30%), 서비스(29%), 네트워크(3%)

18*출처] Machina Reserch, STRACORP, 2013

독일과 영국

미국 / 일본 / EU / 중국

IoT 서비스 분야

모든 분야에 적용 가능하며, 클라우드 및 빅 데이터와 연계하여 다양한 서비스를 창출함

사물 인터넷 클라우드 컴퓨팅 빅 데이터 다양한 서비스 (Biz 프로세스 개선, 새로운 가치 전달)

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스타디움 유통(+Shop, Mall)

자동차(+Bus, Train, Metro)

제조(공장/플랜트)

도시(+City)빌딩/홈

(+Town, APT)

학교(+Education Institute)

호텔/오피스

터미널/물류(Train, Bus, Airport)

사물 인터넷

+ 클라우드

+ 빅 데이터

병원(+Healthcare)

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스마트시티 추진배경 및 필요성

국내 스마트시티의 현황 및 문제점 해 외 사 례

공공중심의추진으로 인한 민간 수익 창출형비즈니스 모델 부재

단발성 칸막이식 사업 추진으로 인한 서비스의지속성 및 효과 미비

시설관리 중심 서비스로 낮은 시민 체감

Service

공통 플랫폼 부재로 파편화된시스템 구축으로리소스의 중복투자및 지속적 운영에 한계

플랫폼/시스템간 상호운용성을고려하지 않아통합 및 연계의 어려움

Platform

공공 주도 사업으로 인한 산학연관의개방형 혁신에코시스템구축 부재

스마트시티기술의 국제 표준화 주도 노력 미흡지역사업자및 시민의 전문성을 발휘를 지원하는

사업화 지원 기능 부족

Ecosystem

2007년 Friedrichshafen市를시범지역으로선정

2007~2012년 1차사업 완료 (현재 2차 사업 진행 중)

유무선 인프라 및 40여가지의시범 서비스 구축

독일 T-City 사례 >>>

수행 내역

주택/학교/유치원등지에 체험형 서비스 구축 후모니터링 통한 실효성 검증

인구통계적다양성 고려한 실증 참여자 선발

다양한 계층의 민간 홍보대사를선발하여 홍보

수행 평가

1차사업 기간중 본대학(U.of Bonn)이 수행실적 평가

매년 천여명의 시민과 150개의 사업소를 대상으로전화설문조사와인터뷰 실시

개요

도이치텔레콤과 Friedrichshafen市 공동수행

스마트시티 & U-City

스마트시티 시장

스마트시티 표준화

스마트시티 표준화

스마트시티 추진 전략 (부산사례)

스마트시티 서비스 전략 (부산사례)

스마트 시티관점 IoT 대표 사례

IoT 국내외 대표 사례

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IoT 서비스 적용 대상 구현 방안 및 서비스 내용 적용 효과 적용 예

스마트 워터 시스템• 카타르(도하), 브라질(상파

울로), 중국(베이징) 등• 펌프와 상하수도 시스템에 누수

탐지 센서 설치 40 ~ 50%의 누수 방지

쓰레기 관리 시스템 • 미국(신시내티)• 가정 쓰레기 배출량 모니터링 –

쓰레기 종량제 (쓰레기통에RFID 태그)

쓰레기 배출량 17% 감소 재활용 49% 증가

지능형 운영센터 운영 • 브라질(리우데자네이루)• 기상데이터 분석을 통해 폭우

가능성을 40시간 전에 90% 정확도로 예측

대응시간 약30% 개선 사망자 수 10% 감소

지능형 교통시스템• 영국(M42 고속도로 – 버밍

엄 남서부와 워익셔 간)• 카메라와 센서를 이용한 고속도

로 지능형교통 시스템 구축 통행시간 25% 단축 교통사고 50% 감소

스마트 가로등 • 스페인(바로셀로나)

• 가로등에 센서를 설치하여 소음수준, 공기오염도 등을 통해 인구 밀집도를 파악하여 자동으로조명 세기 조절

연간 30% 에너지 절감

1) 스타디움 (스마트 경기장)

Cisco의 스마트 경기장 주요 사례

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경기장 이름 경기장 설명 구현 솔루션

Eden Park

• 뉴질랜드 오클랜드의 럭비, 크리켓 경기장

• 수퍼 럭비의 오클랜드 블루스와 ITM 컵의오클랜드 럭비 풋볼 유니언, 플런켓 실드의 오클랜드 에이시스의 홈구장

• 수용인원 60,000명

• HD 무선 솔루션 (Lan, Wifi, StadiumVision)• CCTV, Video, VoIP 등 통합 인프라• 디지털 사이니지 및 스크린를 통해 스폰서 메신저, 길찾기, 정보, 디지털 메

뉴판 등 제공

Land SharkStadium

• 미국의 종합경기장으로, 현재 마이애미• 돌핀스의 홈구장• 수용인원 야구 3만 6,331명, 축구 7만

4,916명, 풋볼 7만 5,540명의 거대 경기장

• 1,500개의 디스플레이를 통한 HD비디오 및 타겟 광고 제공• 럭셔리 스위트 내 관객들에게 IP폰을 통해 HD뷰, 음식, 광고 제공• 텔레프리즌스를 통한 실황 인터렉션• 전세계 2,500개의 시스코 텔레프리즌스를 경기장 내 텔레프리즌스와 연결,

선수들과 1:1 인터렉션• 개인 모바일을 통해 실시간 경기비디오, 타겟광고, 홍보, 개인비디오, 맞춤형

콘텐츠 제공

Kauffman Stadium

• 미국 미주리주 캔자스시티에 위치한 메이저리그 야구 경기장

• • Kansas City Royals의 홈구장• • 수용인원 37,000명

• 디지털 디스플레이를 통한 HD 비디오 및 디지털 컨텐츠, 타겟 광고 전달• 스타디움 내 디스플레이를 통한 실시간 스포츠 뉴스, 점수, 날씨 및 교통정

보, 관련 광고 등• IP 폰을 통한 비디오 컨트롤 및 실시간 각종 통계 채널 선택 (Luxury Suites)• 커넥티드 스타다움 인프라를 제공하는 UC

CONSOL EnergyCenter

• 미국 펜실베니아주 피츠버그에 위치한 하키 및 풋볼 경기장

• Pittsburgh Penguins의 홈경기장

• Wi-Fi 기반의 다양한 인프라를 통해 실감나는 양방향 HD 경험 제공• HD비디오, 디지털 사이니지를 통해 경기, event footage, 타겟광고, 실시간

정보 등 제공• 18,000석 도처에 781개의 HD 스크린, 44개의 디지털 메뉴판 설치

Yankee Stadium

• 미국 뉴욕에 위치한 뉴욕 양키스의 새로운 야구장

• 건설비용은 15억 달러

• 1,100개의 디스플레이를 통한 타겟 광고, HD 비디오, 각종 정보 전달• 67개의 스위트 내에서 IP폰을 통해 비디오 컨트롤 및 음식 주문

2) 스타디움 (스마트 경기장 – CONSOL Energy Center)

미국 펜실베니아주 피츠버그의 CONSOL Energy Center 사례

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’11년에 스포츠비즈니스저널에 의해 Best National Hockey League 경기장으로 선정 광고주 200% 증가 및 콩코스 광고 및 스폰서십 매출 300% 증가 80%의 관람객이 그들이 본 디지털 컨텐츠를 기억 (임팩트 있는 경험)

주요 특징및 시사점

3) 유통 (스마트 쇼핑&몰 – 개요)

고객의 실시간 위치, 구매 이력, 그리고 기본 정보를 활용하여 실시간으로 최적의 구매 환경을 조성

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스마트 쇼핑 시나리오

시나리오 제공 서비스

1. Planning a visit

2. Entering the mall

3. Guiding shoppers

4. Virtual Fitting

5. Connecting Friends

6. Continue shopping

스마트 쇼핑 구성도

추진 로드맵

맞춤형 정보 안내

맞춤형 쿠폰 전송

스마트폰 앱 실행

주차 현황 정보 확인

1 2 3 해당 매장 길안내

보유 쿠폰 조회

매장 근처알람 메시지

4

5

6

4) 유통 (스마트 쇼핑&몰 – 주요 서비스)

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Context Aware

Info. Guide

• Display에 부착된 센서를 통해 현재 위치, Display 수량, 시간 등 상황을 인식하여 지능적으로 정보를제공하는 Context Aware Information Guide 서비스

• 백화점 로비• 엘리베이터• 이벤트 홀• 개별 매장

Shopping

Agent

• 점원이 Tablet을 이용해 고객 별로 상품을추천하고 추천한 상품을 이용해 AR (증강현실)기반 가상으로 적용해보는 Virtual Concierge

• 화상통신을 통한 전문가 상담(Expert) 서비스

• 화장품 매장• 쥬얼리 매장• 전자제품 매장• 스포츠용품

매장

• 고객이 의류를 직접 또는 AR(증강현실)을 기반으로착용한 상태를 촬영하여 다수의 착용샷을 비교하고선택하는 Time-Shift PVR 서비스

• AR 기반 가상으로 옷을 착용하고 연계 상품 조회, SNS 연계를 지원하는 Style Me 서비스

Virtual Fitting

• 명품 패션매장

• 고급 쥬얼리매장

5) 학교 (스마트 캠퍼스)

스마트 캠퍼스는 학생들이 언제 어디서나 학습이 가능하도록 교수-학습 콘텐츠와 플랫폼을 구축하고, 다른 캠퍼스와 네트워킹 할 수 있는 대학교육 환경

교육환경 내에서도 IoT 기반의 “Connected Learning”으로 진화 중임

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IoT 기반 스마트 캠퍼스 (예시) 【 사물인터넷 기반의 Smart Campus 】

디지털 교과서, 온라인 강의 등 ICT 기술을 통한 교육매개체의 진화는 교육공간을 확장함• 교과서, 참고서를 벗어나 동영상 강의, 디지털 교과서 등으로 진화하고,

스마트폰, 태블릿 보급이 확대됨에 따라 언제 어디서나 자율적으로 학습

모바일 인터넷이 빠르게 성장하며 교육도 E-Learning Mobile-Learning Connected Learning으로 진화중• 학생은 더 이상 교육의 객체가 아니며, 교육방식은 학생과 교사간 또는

학생간 연결에 의한 상호작용이 강조되는 Connected Learning으로 진화

스마트폰과 NFC(근거리무선통신) 기술을 활용• 스마트폰으로 강의실, 식당, 서점 등 교내 각종 시설의 이용 예약과 결제• 스마트폰을 이용해 원하는 도석의 위치확인 및 대출 예약/신청, 열람실 자리

배정 (열람실 좌석에 부착된 RFID번호판에 스마트폰을 접촉해 좌석을배정받고, 자리로부터 일정반경(시간) 이상 벗어나면 좌석 반납 or 비움 처리)

• 강의실 의자에 NFC태그 또는 위치기반 인식을 통한 출석 체크

향후 IoT에 감정컴퓨팅, 증강현실 등을 활용한 Smart Classroom으로 진화예상

6) 빌딩/홈 (스마트 홈)

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• 어떤 기업의 제품도 허브에 연동하여 하나의시스템으로 확장하는 원격 홈 컨트롤 시스템

• Nest와 연동, 사용자의 현재 상태에 따라빨래/건조 시간을 맞추는 세탁기

• 방 안의 온도와기압에 따라적절하게작동하는 환풍기

• 화초상태를 측정하는 센서를통해 물과 비료 자동 공급

• 얼굴인식기술 통해 가족과 외부인구분, 모바일에 알리는 카메라

• SleepIQ: 매트리스 장착 센서를통해 취침 패턴을 분석하는침대

IRIS

• 수면상태를 센싱하여 불빛과음향으로 취침/기상에 적절한환경을 제공하는 수면 보조기기

Whirlpool Smart Washer

SleepIQ Withings Aura:

Netatmo

• 실내외 공기질을 측정하고, 현위치의 정확한 날씨 정보를 제공, 이에 대해 전세계 사람들과공유하는 개인용 기상 관측소

Keen Home Smart Vent

• 조도, 모션, 생활패턴 등 파악,Nest와 연동하여제어하는 조명

Alba Light Bulb

Wemo• 다양한 종류의센서를 통해 누수, 침입, 화재 등을알림Welcome

Parrot Pot

7) 호텔 (IoT 컨셉룸)

스타우드호텔 IoT 컨셉 룸 “손님 접대의 미래를 기술에 맡기다”

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핸드폰 룸 키 로봇 벨보이 보틀러

보틀러는 귀여운 로봇이다. 투숙객이요청을 보내면, 호텔 직원이 필요한물건을 보틀러에 실어서 터치스크린에 방번호를 입력하면 프로그램에 따라 요청한물품을 배달해 준다. 보틀러의 위쪽두껑을 열면 수건이나 기타 작은 물품을넣을 수 있는 수납 공간이 나타난다. 물론알투디투처럼 삐삐 소리를 내며돌아다닌다. 스타우드는 현재 쿠퍼티노와실리콘 밸리의 어로프트 호텔에서보틀러를 시험 운영하고 있다.

가상 체력 단련운동을 좀 하고 싶은 호텔을벗어날 수 없는 투숙객을 위해스타우드는 가상 자전거 형태의몰입형 경험을 제공한다. 오큘러스 리프트용 가상현실비디오를 제작하는토털시네마360(TotalCinema360)과 손 잡고 헬스 자전거에가상현실 디바이스를 추가했다.

전화와 TV의 만남스타우드는 올해 말부터 이거울을 포포인트 호텔욕실에 배치할 계획인데, 투숙객은 아침 준비를하면서 원하는 정보를 볼수 있다. 여기에 더해스타우드는 투숙객의스마트폰을 이 거울에 비출수 있도록 할 계획이다

어른을 위한 야간등한밤중에 야간등을 켤 필요는없다. 스타우드는 이런경우를 대비해 카펫 아래에설치하는 RFID 스티커를시험하고 있다. 물론 카펫자체가 빛 나는 것은아니지만, 전자기파를사용하는 RFID 칩이 정보를전송해 욕실로부터 부드러운빛이 비치도록 해 준다.

호텔 객실의 홈키트

핸드폰으로 객실 문을 열 수있는 열쇠 없는 호텔

스타우드의 궁극적인 목적은완전히 개인화된 호텔 숙박경험을 제공하는 것이고, 이는애플 홈키트 허브와 같은 것을호텔 객실에 구현하는 것이다. 사용자는 스타우드의 SPC 앱을이용해 열쇠없이 객실에들어가고 전통적인 체크인과정도 생략되며, 조명이나스피커, 네스트 온도감지기등을 조절하고, 필요한 것은보틀러에게 바로 요청한다.

8) 도시 (Smart City -암스테르담)

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사업 개요네덜란드 수도인 암스테르담市를 대상으로 EU 협약에 따른 탄소량 감소를

위해 2009년 시작된 1조 4천억원 규모의 스마트시티 사업

사업 특성암스테르담市와 민간 출자로 설립된 혁신추진기관*) 주도로 지역 전력/에

너지 기업인 Liander와 합동사업으로 진행*) 암스테르담 혁신모터(Amsterdam Innovation Motor: AIM)

2019 ~ 2025년까지

연간 탄소배출량 40% 절감 및

연간 에너지사용량 25% 절감*

*) ’90년 측정치 대비

사업목표

9) 도시 (IoT 관광 테마)

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IoT 관광테마도시

대중교통

관광상품/안내

관광안전

미디어서비스

해양 안전

미아방지 시스템

드론 등을 통한 해양 사고 감지 및 신속한 대응

외국인 대상 스마트 안전 단말 대여

긴급통화 기능, 위치추적, 통역서비스, WiFi

접속 기능을 제공하는 단말을 외국인 대상대여

홀로그램 관, 스마트 Pole 등 다른 도시에서 볼 수 없는새로운 볼거리 제공

증가 추세에 있는 외국 관광객 대상으로 차별화된 관광컨텐츠 제공 및 편리한 접근 환경 구현

CCTV 기반 교통 빅데이터 인프라 분석 ,스마트 파킹, 스마트교통 Station등 내/외국인의 교통 편의 서비스 제공

내국/외국 관광객의 안전과 편의를 위한 서비스 제공

홀로그램 관

K-POP, 한류 영화 등 영화의 전당내 홀로그램 상영관

스마트 Pole

Display를 통한 행사/관광 정보 제공, 다국어긴급비디오 통화 서비스 제공

스마트 Parking

불법 주차를 감소시키기 위한 인근 지역 주차 정보를 실시간으로 제공

대중교통 이용의 편의성 제고

서비스 제공으실시간 버스, 지하철 정보, 택시호출 로 대중교통 편의성 증대

위치기반 관광 안내 및 컨텐츠 제공

위치 기반 관광지, 맛집, 교통정보 등 제공

AR 등 활용하여 사용 직관성 제공

영화촬영지에서는 영화 속 활영지 영상 컨텐츠를비콘 기반으로 감상

지능형 교통정보

실시간 적인 상황인지를 확보하는 스마트한 대시민 교통정보서비스 제공

스마트 Stadium

구장내 무선인프라 기반 Multi-Channel

비디오 영상 서비스

10) 도시 (지능형 영상/센서 기반 통합 안전 관리)

다기능 복합 IoT 시스템을 통합적으로 관리/운영하며, ①안심귀가, ②방범/재난/ 환경 및 고객 맞춤형정보 제공, ③모바일 영상 관제, ④ 지능형 CCTV 서비스를 제공하여 도시민들이 안전하고 쾌적한도시생활을 영위할 수 있도록 함

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서비스 개념도

서비스 개념도

11) 도시 (스마트 주차)

바르셀로나는 주차공간에 차가 있는지 없는지를 감지하는 지름 약15cm 크기의 동그란 센서를아스팔트에 심고, 센서를 주변에 설치된 똑똑한 가로등과 무선으로 연결

자동차가 빈 공간에 주차를 하는 즉시 연결된 가도등을 통해 데이터센터에 '주차 중'이라는 정보가전달되고 중앙관제시스템을 통해 주차 공간에 대한 정보가 스마트폰 앱에 반영

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1. 시민들은 주차 공간에 대한정보를 실시간으로 확인

2. 주차 단속 공무원은 주차 위반정보를 실시간으로 확인

3. 시는 원활한 주차 요금 및 위반범칙금을 통한 수익 확대

IoT Point

스마트시티 파급효과 (부산사례)

Thank you.