개요

 

IoT(Internet of Things)는 기술과 에코시스템, 비즈니스 적용 사례들이 진화하면서 빠르게 발전하고 있다. 전통적으로 독립형 기기로 간주되던 머신들도 이제는 연결성을 갖추게 됐다. 예를 들어, 세탁기는 세탁이 완료되면, 휴대폰에 알림을 제공하는 원격 제어 및 모니터링 기능이 새롭게 탑재되고 있다. 이는 세탁물을 건조기로 옮기는 것을 잊지 않도록 해준다. 그렇다면, 이러한 유형의 기본적인 적용 사례 및 사용자 경험이 실제로 투자 수익을 창출하는데 기여할 수 있을까?

 

이 글에서는 간단한 예제를 통해 기기를 연결하는 이유를 살펴보고, 연결성이 제공할 수 있는 가치와 추가적인 옵션, 그리고 노르딕 세미컨덕터(이하 노르딕)의 nRF 클라우드 디바이스 관리(nRF Cloud Device Management) 서비스를 통해 어떻게 이를 지원할 수 있는지 알아보고자 한다. 

 

 

연결을 통해 통합되고 있는 세상

 

휴대폰 앱을 통해 사용자와 인터페이스하는 연결된 세탁기를 생각해보자. 이는 알림, 서비스 리마인드, 간편한 사용자 인터페이스 등을 통해 사용자 경험을 향상시키는 것은 물론, 수집할 수 있는 데이터도 생성된다. 알림, 서비스 경고, 보다 직관적인 사용자 인터페이스와 같은 즉각적인 이점 외에도, 온도, 세탁 빈도, 작동 시간, 세탁물 중량, 오류 코드 등과 같은 데이터는 유지보수 서비스를 비롯해 향후 제품 개발 및 타깃 마케팅 전략에 유용한 정보로 활용될 수 있다.

 

세탁기에 대한 서비스가 필요한 경우에도 이러한 활용 데이터는 문제 해결에 도움을 준다. 이외에도 사용자가 추후 가전 제품을 구매하는 경우 이미 휴대폰에 설치된 앱으로 인해 동일한 브랜드를 선호할 가능성이 크기에 브랜드 충성도를 높이는 데에 기여한다.

 

세탁기 사례에서 사물의 연결성이 필요한 다양한 이유를 확인할 수 있었다. IoT의 핵심은 작업 방식에 영향을 미치고, 효율성을 개선하며, 삶을 편리하게 만들기 위한 아이디어에서 비롯된 것이다. 연결된 기기의 통합은 사용자가 기기의 존재여부를 인지하지 못할 때 효과적이다. 스마트 쓰레기통은 용기가 얼마나 채워져 있는지 감지하여 필요에 따라 비울 수 있도록 해준다. 사용자는 뚜껑을 열고 쓰레기를 버리기만 하면 된다. 스마트 용기는 채워진 정도를 나타내는 데이터를 서비스 제공업체에게 자동으로 전송한다. 

 

IoT는 모두 데이터와 관련돼 있다. 스마트 쓰레기통을 생각해보면, 채워진 정도에 따라 비우기 및 쓰레기차 방문 자동 예약 등과 같은 기본적인 사용 사례는 크게 의미가 없다. 다만, 채워진 정도에 대한 데이터가 가장 중요하다. 이를 기반으로 채워진 정도를 예측하고, 트리거 임계값을 조정하고, 서비스 응답 시간을 모니터링할 수 있다. 또한 추가적인 혁신을 통해 해충 경보, 화재 경보, 온도 기반 조기 비우기(악취 방지) 및 이동식 용기 추적 등과 같은 기능을 도입할 수도 있다. 

 

IoT 내에서 데이터 흐름을 유지하기 위해서는 효과적인 기기 관리가 중요하며, 사용자와 직접적인 상호작용을 하지 않고 동작하는 기기들에 대해서는 추가적인 고려가 필요하다. 사용자가 직접 문제를 해결할 수 있는 세탁기와 같은 가전기기와 달리, 스마트 쓰레기통과 같은 기기들은 동작 상태를 전달할 수 있는 강력한 펌웨어 및 관리 시스템이 필요하다. 낮은 배터리 잔량이나 ‘마지막 확인’ 데이터에 대한 경고를 통해 운영자에게 각 기기의 기능에 대한 정보를 제공할 수 있다. 이를 통해 신속한 유지관리를 지원하고, 기능 중단을 방지할 수 있다.

 

nRF 클라우드 디바이스 관리 서비스 기반의 통합 솔루션

 

IoT 기술을 구현한다고 해서 쓰레기통 제조사나 트럭 운영사가 자체적으로 IoT를 개발해야 하는 것은 아니다. 협력업체들이 향후 제조 과정에 통합되거나 기존 용기에 추가할 수 있는 패키지 IoT 솔루션을 제공할 수 있다. 가장 일차적인 제품은 IoT 기기 자체가 아닌 채워진 정도를 나타내는 데이터가 될 것이다. 많은 산업 분야에서는 이미 프로세스에 대한 관리 툴을 구축하고 있기에 기존의 ‘쓰레기 수거 스케쥴러’ 시스템에 데이터를 통합하는 것이 해결책이 될 수 있다. 

 

nRF 클라우드 디바이스 관리 서비스는 애플리케이션 서비스에서 기기 관리를 분리해 이러한 멀티 벤더 설정을 가능하게 한다. 이를 통해 통합 업체들은 상용 제품을 이용해 쓰레기 수집과 별도로 데이터 운영을 관리할 수 있다. 비즈니스 차원의 핵심 고려사항은 용기의 채움 정도 데이터를 관리하는 전담 회사가 있을 정도로 규모가 큰 시장인지의 여부다. 이와 동일한 기술을 쓰레기통 및 이동 화장실 모니터링과 장작 저장고, 물탱크, 자판기 보충 또는 주차장 점유공간 모니터링 등 다양한 적용 사례에 언제쯤 적용할 수 있을지 판단해야 한다.

 

 

 

nRF 클라우드 디바이스 관리

 

디바이스 관리는 제조 과정부터 폐기 단계에 이르기까지 4가지 주요 영역으로 구분하며, 수명주기 전반에 걸쳐 주어지는 과제가 있다. 

 

∙기기 온보딩 – 클라우드 연결을 위한 자격증명을 추가하고, 해당 기기를 클라우드 서비스에 연결한다. 
∙기기 구성 – 다양한 적용 사례에 따라 기기의 기능을 최적화한다.
∙기기 펌웨어 업데이트 – 기기의 기능을 유지하고, 안전하게 보호한다.
∙기기 모니터링 – 모든 기기들이 예상대로 동작하는지 확인하고, 문제를 디버깅한다.

 

nRF 클라우드는 상단에 해당 애플리케이션 서비스를 구현할 수 있는 완벽한 플랫폼을 제공해 애플리케이션 데이터 수집을 지원한다. nRF 클라우드는 REST/JSON 인터페이스로 기기를 추상화하고, 연결을 해제해 기기가 자체 단계에서 데이터를 연결하고 제공하도록 해준다. 이 서비스의 모든 기능을 이용하면, 기업들은 핵심 애플리케이션에만 집중할 수 있다. 이제 nRF 클라우드의 기능과 이점에 대해 알아보도록 하자.

 

기기 온보딩

 

노르딕은 nRF91x1 SiP(nRF9161, nRF9151 and nRF9131)의 원격 프로비저닝을 위한 고유한 기능을 제공한다. 이러한 SiP는 고유의 ID 및 RoT(Root of Trust)와 함께 제공되기 때문에 안전한 무선 프로비저닝이 가능하다. nRF 클라우드 보안 서비스에는 기기 인증 및 모든 클라우드 연결을 위한 보안 프로비저닝 서비스가 포함돼 있다. nRF 클라우드 디바이스 관리 서비스는 이러한 보안 서비스와 긴밀하게 통합돼 있으며, 기기를 nRF 클라우드에 직접 자동으로 온보딩할 수 있다. 

 

nRF 클라우드 보안 서비스를 이용하면, 전체 수명주기에 걸쳐 기기의 자격증명을 관리할 수 있다. 가장 일반적인 적용 사례는 데이터 무결성을 보장하기 위한 키 순환이다. nRF 클라우드에서 기기 데이터가 분리되도록 선택했거나 nRF 클라우드에 기기가 아예 연결되지 않은 경우에도, 기기 연결 및 자격증명을 구성할 수 있다. 또한, 기기 서브셋에 새로운 서비스 구축을 프로비저닝하여 부하의 균형을 조정하거나 응답시간을 개선할 수 있다. 기기의 수명이 종료되면, 이러한 구성을 초기화해 기기의 추가 사용을 방지할 수 있다.

 

기기 구성

 

원격 기기 구성을 통해 기기 그룹에 런타임 최적화를 구축할 수 있다. 스마트 쓰레기통이나 센서 임계값, 측정 간격 및 통신 간격 등과 같이 사용자와의 직접적인 상호 작용이 수반되지 않는 기기의 경우, 최적의 사용자 경험과 배터리 수명을 위해 조정이 필요하다. nRF 클라우드 디바이스 관리 서비스는 원하는 값과 보고된 값이 포함된 기기 섀도우 기능을 제공해 연결을 추상화한다. 기기에 새로운 구성을 전송할 때 이러한 섀도우를 사용한다. 또한, 기기에 대한 전체 구성을 항상 최신으로 유지하거나 기기를 출고 시 설정으로 재설정하는 것도 가능하다.

 

 

기기 펌웨어 업데이트

 

FOTA(Firmware-Over-The-Air)는 nRF 클라우드 디바이스 관리 서비스의 핵심 기능이다. 기기 보안과 데이터 신뢰성을 유지하기 위해서는 보안 패치로 기기 펌웨어 업데이트를 필수적으로 수행해야 한다. FOTA는 연결된 기기에 대한 유지관리 부담으로 여겨지는 경우도 많지만, 실제로는 출시 후 버그 수정 및 새로운 기능을 배포할 수 있어 민첩한 제품 개발과 출시기간 단축이 가능하다. 

 

 

기기 모니터링

 

모니터링의 목표는 기기 문제에 대한 정보를 제공하고, 시스템 투명성을 보장하는 것이다. nRF 클라우드의 경고 및 로그 기능을 이용하면, 서비스 기술자는 기기가 생성하는 경고와 기기의 마지막 연결 시간을 통해 기기가 예상대로 연결됐는지 확인할 수 있다. 

 

∙경고 : 기기는 배터리 부족 경고 등과 같이 동작과 관련된 범주별 경고를 전송할 수 있다.
∙로그 : nRF 클라우드를 이용해 기기의 로깅 레벨을 조정할 수 있다. 이는 기술자들이 빈번한 기기 재부팅과 같은 문제를 진단하는데 도움을 준다.
∙마지막 연결 : 마지막 연결에 대한 타임 스탬프를 통해 연결 및 데이터 전송을 모니터링할 수 있다. 기기가 오랫동안 연결되지 않은 경우, 서비스 기술자는 이 타임 스탬프를 통해 펌웨어 버전, 운영자, 위치 등과 관련된 잠재적 원인을 좁힐 수 있다. 

 

nRF 클라우드는 서비스 기술자가 효과적으로 문제의 근본 원인을 조사할 수 있는 툴을 제공한다. 

 

 

데이터 수집

 

기기 데이터는 다음과 같은 두 가지 주요 범주로 구분할 수 있다. 

 

∙운영 데이터 : 제품 개발 및 연결 기기의 시스템 관리에 중요하다. 스마트 쓰레기통 사례에서 살펴본 것처럼, 각기 다른 유형의 용기에 따라 발생되는 신호 강도 데이터는 용기 설계에 유용한 정보가 된다.
∙애플리케이션 데이터 : 쓰레기통의 채워진 정도 등과 같은 데이터를 통해 서비스를 제공한다. 

 

이러한 범주에 모두 동일한 데이터가 사용되며, 추가 프로세싱을 통해 상관관계를 파악하고, 관리되는 기기에 대한 학습 또한 가능하다. nRF 클라우드 디바이스 관리 서비스를 이용하면, 기기 측에 대한 최적화된 연결을 지원하는 nRF 클라우드 연결을 통해 기기가 애플리케이션 데이터를 전송하도록 할 수 있다. 

 

마무리

 

nRF 클라우드 디바이스 관리 서비스를 이용하면, 전체 수명주기에 걸쳐 기기에 대한 유지관리 및 모니터링이 가능하며, 최적의 사용자 경험 및 배터리 수명을 위해 필요에 따라 기기 구성을 관리하는 것은 물론, 새로운 펌웨어, 버그 수정 및 보안 패치를 구축할 수 있다.

 

또한 nRF 클라우드 보안 서비스를 통합하면, 공장 현장에서 키를 처리할 필요 없이 간단하고 안전한 온보딩이 가능하다. nRF 클라우드 위치확인 서비스는 비즈니스 사례에 최적화한 포지셔닝을 지원한다. nRF 클라우드 서비스는 연결된 기기를 기반으로 자체 비즈니스를 구현하는 IoT 플랫폼을 제공한다.

 

헬로티 서재창 기자 |