미리 보는 기술이전 
스마트 디바이스 기반 ‘센서 가상 머신(SVM)’ 기술
김내수, 이병복, 고정길, 표철식 (한국전자통신연구원)


스마트 폰을 포함한 스마트 디바이스의 급속한 확산에 따라 스마트 디바이스를 이용한 다양한 앱과 서비스, 그리고 비즈니스 모델들이 최근 들어 크게 대두되고 있다. 특히, 소비자들의 정보에 대한 인식이 ‘개발·공유·참여·확산’ 과정을 통한 개인화와 라이프 스타일의 변화 추구를 위한 용도에 많은 관심을 갖기 시작했다.
아울러 최근의 사물인터넷의 부각으로 인해 IoT와 스마트 디바이스와의 연동을 통해 주변의 센서로부터 수집된 정보를 직접 가공·처리하거나 제어하는 개인 중심의 생활밀착형 센서 앱 서비스를 제공하려는 다양한 시도가 이루어지고 있다.

개인중심의 생활밀착형 서비스



스마트 디바이스 보급의 확산, 스마트 센서의 대중화, 무선통신네트워크의 확대, 미래인터넷으로의 변화 등 핵심 동인에 의해 기술적, 경제적 한계를 극복하면서 M2M/IoT 기술이 본격적으로 활용될 전망이다. 또한 스마트 폰의 급속한 확산과 착용형 컴퓨팅의 실현으로 동반 성장할 것으로 기대되고 있다.
IoT는 사물의 향상된 컴퓨팅 능력과 상황인식 능력,  전원 공급의 독립성 등을 확보하게 되고, 새로운 정보에 접근할 수 있게 되면 세상 만물이 상호 밀접하게 연결되어 프로세스를 중심으로 연결된 수많은 사람들과 사물, 그리고 데이터는 다시 프로세스 간 연계를 통해 수십 억 또는 수 조 개가 연결될 수 있는 만물 인터넷(Internet of Everything, IoE)으로 발전해 초연결사회의 핵심이 될 전망이다.
한국전자통신연구원(ETRI)에서는 IoT 시대에서 중요한 역할을 수행할 스마트 디바이스와 센서 필드의 센서와의 연동을 통해 다양하고 새로운 개념의 개인중심 생활밀착형 서비스를 창출할 스마트 디바이스 기반 센서 단말 소프트웨어 플랫폼 기술 중 ‘센서 가상 머신(Sensor Virtual Machine, SVM) 기술’을 소개하고자 한다.
최근 스마트 폰에 다양한 센서들이 탑재되면서 스마트 디바이스는 지능형 센서로 진화하며 인간과 감성을 교감할 수 있는 매개체 역할을 할 것으로 예상된다. 인터넷 위에 센싱이라는 계층을 추가하는 제4의 IT 물결이 도래하는 것이다.
최근 스마트 폰은 자체에 내장된 센서 등을 활용해 새로운 응용서비스를 만들어 내는 능력과 프레임워크를 제공하고, 사용자와 개발자의 편의에 따라 내장 센서의 값을 활용해 다양한 센서 기반의 응용서비스 개발을 가능케 하고 있다. 하지만 센서의 크기나 가격, 제한된 공간 등으로 다양한 센서를 모두 내장시킬 수 없어 다양한 사용자의 욕구를 충족시킬 수 없다. 따라서 주변의 센서들을 마치 스마트 디바이스 내의 센서처럼 인식해 다양한 서비스를 창출하려는 시도가 이뤄지고 있다.
ETRI는 모뉴엘, 텔레웍스, 중앙대학교, KT, 보이시주립대학교 등과 공동으로 미래부 지원의 스마트 디바이스 기반 개인중심의 서비스 제공을 위한 센서 단말 지원 소프트웨어 및 응용서비스 기술을 개발하고 있다. <그림1>은 스마트 디바이스 기반 개인화 서비스 제공을 위한 센서단말 소프트웨어 플랫폼(이하 ELFWAND)의 기본 아키텍처를 보여준다.



ELFWAND는 먼저 ▲외부 센서 필드 내의 센서를 식별하고 ▲연결을 위한 Plug & Play 센서 인터페이스 기능을 제공하며 ▲식별된 센서 추상화→가상화→가상센서를 만들고 ▲이를 활용·제어 ▲센서 정보 및 프로화일 관리하는 SVM, 가상화 된 센서를 매쉬업(Mash-up)하여 ▲새로운 센서 및 센서 앱을 만들어내는 센서 앱-to-센서 앱 서비스와 주변의 스마트 디바이스 간 센서 정보를 상호 교환하여 ▲새로운 디바이스-to-디바이스 센서 앱 서비스를 만들 수 있도록 해주는 센서 매쉬업 기능과 개발자들이 ELFWAND에서 제공해주는 기능들을 활용해 손쉽게 다양한 센서 앱을 만들고 활용할 수 있도록 센서 오픈 API(Application Program Interface)와 센서 브라우저 기능을 제공한다.

‘SVM 기술’의 기능

SVM은 스마트 디바이스 외부에 있는 센서 필드 내의 센서 자원을 쉽게 식별·제어할 수 있는 Plug & Play 연결 및 제어 기능을 제공한다. 스마트 디바이스와 센서 노드에 내장된 인터페이스를 이용해 두 기종 간의 직접 통신이 가능한 기술은 향후 스마트 디바이스 기반의 IoT 서비스를 제공하기 위해 매우 중요하다. SVM은 유선 방식(USB)과 무선 방식(블루투스), IEEE 802.15.4 (Zigbee), RFID/NFC, 와이파이 등과의 연결 기능을 모두 제공, 이를 통해 센서 노드가 탑재된 외부 디바이스와의 연결 및 제어를 가능토록 하여 외부 디바이스로부터 다양한 센싱 정보를 수집·활용할 수 있도록 한다<그림 2 참조>.



이때 외부 센서 노드를 탐색하고 연결하는 방식은 스마트 센싱 디바이스가 외부 센서 노드의 통신체계에 맞춰 센싱 데이터를 요청해 획득하는 ‘Pull 서비스 방식’과 외부 센서 노드가 스마트 센싱 디바이스의 통신체계에 맞춰 센싱 데이터를 일방적으로 제공하는 ‘Push 서비스 방식’이 있다. Plug & Play 연결·제어 기능은 외부 디바이스와 통신을 위한 별도의 인터넷 접속을 피하면서 센서 필드 내의 센서를 쉽게 식별·제어할 수 있고, 다른 네트워크 상태에 구애받지 않는 독립적·개인화 된 안정적인 네트워크를 구축 할 수 있다.
한편, SVM은 <그림3>과 같이 외부의 물리 센서는 소프트웨어 상에서 가상화시켜 편리하게 관리하고, 그 조합을 통해 새로운 센서 정보를 만들어 낼 수 있는 가상센서 생성·관리 기능을 제공한다.



새로 만들어진 가상센서는 SVM 내의 센서 오브젝트 리포지터리(Sensor object repository)내에 저장·관리된다.
<그림4>는 스마트 디바이스 기반 SVM의 프레임워크를 보이고 있으며, 본 SVM을 쉽게 활용할 수 있도록 다양한 센서 오픈 API를 제공하고 있다. 향후 편리하고 다양한 기능을 제공하는 API를 지속적으로 개발 할 계획이다.



SVM은 기존의 소프트웨어가 제공하는 정보 저장·관리의 목적 이외에도 추상화 작업을 통한 센서들 간의 융합 및 매쉬업을 통해 새로운 가상 센서들을 만들어 낼 수 있다.



새로 개발되는 스마트 디바이스 기반 센서 앱 응용들은 SVM을 활용함으로써 외부 센서 필드와의 네트워킹을 매번 수정해야 하는 번거로움을 피할 수 있고, 다양한 종류의 센서를 활용·제작할 수 있어 스마트 디바이스를 위한 센서 앱 응용 개발 과정을 쉽게 도와줄 수 있다.
사용자의 요구에 발 맞춰 스마트 TV, 스마트 Car, 스마트 가전 등과 같은 다양한 스마트 디바이스들이 IoT와의 융합을 통해 외부의 센서를 마치 내 손안의 센서처럼 활용·제어할 수 있게 되는 새로운 패러다임으로 변화하고 있다.



ETRI가 소개한 ‘SVM 기술’은 스마트 디바이스와 외부 센서 연동을 통한 새로운 개인중심의 생활밀착형 센서 앱 서비스 창출에 핵심적인 역할을 할 것으로 기대한다.