iOS 7 이상의 버전에서는 블루투스 4.0을 활용한 마이크로-로케이션(Micro-Location)
기능인 ‘아이비콘(iBeacon)’이 NFC(Near Field Communication)를 대체할 결제 솔루션 준비 기반으로
주목받고 있다.
아이비콘 기술
아이비콘의 기술은 기존의 블루투스 4.0 기술과 크게 다르지 않다. 즉, 블루투스 4.0의 프락시미티(PROXIMITY)라는 프로파일 기술을 활용해 아이폰과 비콘의 위치를 파악한다. 물론 정확히 몇 미터, 몇 센치를 파악하는 것은 아니지만, ‘근접’, ‘가까이에 있다’, ‘멀리 있다’ 등으로 판단하는 기술이다.
아이비콘에 대한 정보는 어느 정도 공개됐다고 하지만 어떻게 아이비콘 기술을 실제로 응용해 사용할 것인지와, 아이비콘 개발에 대한 세부 정보는 좀 더 지켜봐야 한다.
아이비콘과 유사하게 동작하는 제품을 만들고 판매하는 에스티모트(그림 1)가 소개한 내용을 바탕으로 아이비콘이 블루투스를 이용해 어떻게 위치를 측정하고 정보를 전달하는지 살펴보겠다.
그림1. 에스티모트의 제품 동작 모습
비콘 프로그래밍
비콘을 이용한 프로그래밍 구조는 비콘에서 송신하는 전파의 정보를 이용해 비콘과 아이폰과의 거리를 측정하는 방식이다. 그림 2는 비콘과 아이폰이 근접했을 때 표시를, 그림 3은 비콘과 아이폰이 어느 정도 떨어졌을 때 표시를, 그림 4는 비콘과 아이폰이 통신 가능한 거리 이상일 때 표시를 보여준다.
그림2. 비콘과 아이폰이 근접했을 때 표시
그림3. 비콘과 아이폰이 어느 정도 떨어졌을때 표시
그림4. 비콘과 아이폰이 통신 가능한 거리 이상일 때 표시
물론 아직까지는 비콘에서 전달된 정보가 위성항법장치(Global Positioning System)와 같은 정확한 위치 정보가 아니라 단순한 무선상의 감도(RSSI) 정보이기 때문에 위치를 정확하게 판단하기 위해서는 위치 정보를 보정하거나 후처리하는 보완 작업이 필요하다. 하지만 저렴한 가격으로 다양한 분야에 응용이 가능하고 적용할 수 있는 장점이 있다. SK텔레콤의 시럽(Syrup)과 같은 서비스에 탑재되고 있고 향후 많은 부분에 사용될 예정이다.
그림5. 블루투스의 내부 구조
그림6. 온도계의 정보를 다루는 프로파일
지금부터 아이비콘에서 사용되는 기술의 내부와 실제 어떻게 프로그래밍 되는지에 대해 알아본다.
블루투스의 내부 구조(그림 5)는 물리적인 연결 영역(Physical Layer)과 연결 영역(Link Layer), 프로토콜의 보안을 담당하는 보완 매니저(Security Manager), 속성 프로파일(Generic Attribute Profile), 접근 프로파일(Generic Access Profile) 등으로 구성돼 있다. 그중 블루투스 4.0에서는 속성 프로파일과 접근 프로파일이 중요한 역할을 담당한다.
이전의 블루투스 스펙(사양)에서는 L2CAP, RFCOMM, SCO같은 프로파일 바탕 위에 통신을 하기 위한 프로파일들이 특정하게 정의된 구조였다. 하지만 블루투스 4.0에서는 다양한 장치를 지원하기 위해 새로운 프로파일을 정의하고 사용할 수 있게 하는 유연한 구조를 가지고 있다. 그림 6은 온도계의 정보를 다루는 프로파일의 예이다.
온도계에서 필요한 정보는 온도와 시간이다. 스마트폰에서는 온도에 대한 정보를 블루투스를 통해 온도계에 요청하고 측정된 온도와 시간 정보를 전달받게 된다. 이것은 마치 클라이언트와 서버 구조에서 요청을 하고 정보를 받는 구조와 유사한 구조로 동작하게 된다.
온도계와 같은 장치는 종류나 사양이 다양하기 때문에 하나의 프로파일로 정의하기가 어렵다. 따라서 블루투스 4.0에서는 온도계와 같은 다양한 장치를 정의하기 위해 사용자가 프로파일을 정의하고 사용할 수 있게 하는 사용자 정의 프로파일을 만들 수 있는 구조를 제공한다.
이와 같은 기능은 대단히 유용하고 이러한 사용자 정의 프로파일을 이용함으로써 다양한 장치에 대한 지원을 할 수 있게 된다.
사용자 정의 프로파일은 우선 속성 프로토콜(ATT : Attribute Protocol)을 통해 어떤 정보를 전달할 것인지에 대해 먼저 정보를 교환하게 된다.
온도계 정보를 보여주는 그림 7은 UUID(universally unique identifier), 배터리의 잔량을 알려주는 배터리 상태, 온도에 대한 정보로 구성돼 있다.
블루투스 4.0에서는 프로파일에 대한 고유성을 확보하기 위해 UUID를 많이 사용하는데 온도계에 관한 정보를 지정하는 프로파일이다. 온도계나 심박계와 같은 일부 많이 쓰이는 장치의 경우 사전에 스펙에 정의된 프로파일을 통해 사용할 수도 있다.
온도계 프로파일은 속성 정의 프로파일(Generic Attribute Profile)의 세부 정의에 의해 구현된다(그림 8). 초기 스마트폰과 장치가 통신할 때 이 프로파일을 통해 어떠한 정보가 전달될 것인지 이 프로파일에 의해 확인을 하고 정보를 전송 및 수신하게 된다.
속성 정의 프로파일에서는 장치에 대한 정보, 센서, 세부 속성 정보 등을 제공하고 스마트폰에서 실제 데이터를 전달받아 처리할 수 있도록 구성하고 있다.
그림7. 온도계에 대한 정보 속성
그림8. 온도계 프로파일의 세부
아이비콘 프로그래밍
지금부터는 실제 블루투스 장치와 아이폰간의 통신 프로그래밍을 통해 아이폰에서 어떠한 방식으로 통신 프로그래밍을 처리하는지 살펴보도록 하겠다.
리스트1. 비콘관련 초기화
리스트1은 비콘에 대한 정보를 처리하는 프로그램의 일부분이다.
리스트2. 배경 이미지 처리 및 위치 표시 설정
리스트2는 배경 이미지 처리 및 위치 표시에 대한 원 이미지를 초기화 하는 루틴이다. 배경 이미지에 원형 형태로 비콘의 위치를 표시한다.
리스트3. 위치 표시 루틴
리스트3은 실제적인 위치를 표시해 주는 루틴(특정한 작업을 실행하기 위한 일련의 명령)을 나타낸 것이다. 위치표시에 있어서 가장 중요한 부분은 비콘에서 전달된 수신 신호 감도(RSSI)를 이용해 비콘과 아이폰과의 상대 거리를 계산하는 것이다.
리스트4. 프락시미티 설정 소스
리스트 4는 프락시미티(Proximity) 설정 소스를 처리하는 루틴이다. 프락시미티는 비콘과 아이폰과의 실제 위치를 구하는 것이 아니라 근처에 접근했을 때 필요한 정보를 표시해 주는 기능을 한다. 아이비콘 설명처럼, 아이폰이 물건 근처에 왔을 때 제품에 대한 정보를 표시해준다. 앞에서 거리를 구하는 기능이 실제 거리와는 오차가 심하기 때문에 실질적으로는 프락시미티 기능을 사용하는 것이 더 유용할 것이라고 생각한다.
그림 9는 프락시미티 기능을 사용해서 상점 근처에 왔을 때 상점에 대한 정보를 보여준다.
노티피케이션
리스트5는 실제 위치 정보에 따라 어떤 영역인지를 판단하고 정보를 표시해 주는 기능이다. 영역 정보에 따라 근처에 갔을 때, 멀리 떨어졌다는 정보를 이용해 필요한 정보를 표시해주는 기능을 구현할 수 있다.
리스트5. 위치에 따른 정보 처리 소스
리스트6. 노티피케이션 초기화 소스
위치가 CLProximityImmediate와 같이 매우 가까울 경우 근처에 있는 상품 정보를 표시해 주고, CLProximityFar의 경우에는 상점의 이벤트 정보를 전달하는 등 다양한 정보 전달 기능을 구현할 수 있다.
리스트6은 노티피케이션 초기화 소스를 나타낸다. 노티피케이션 기능은 아이폰을 가지고 상점 근처에 갔을 때 통보를 해줌으로써, 사용자의 별도 동작 없이도 상품·이벤트 정보를 전달할 수 있기 때문에 유용하다. 그림 10은 노티피케이션을 통해 아이폰에 전달된 정보를 보여준다.
노티피케이션의 중요한 기능은 사용자가 스마트폰 화면을 보고 있지 않을 때 사용자에게 관련 정보를 전달해 주는데 있다.
앞서 소개한 기능들은 비콘의 기술적인 구현이라고 보면, 노티피케이션은 실제 홍보나 상품소개에 유용한 기능이라고 하겠다.
리스트7. 노티피케이션 처리 소스
리스트8. 노티피케이션 구현 소스
리스트7은 비콘의 위치에 따라 상품의 정보나 상태를 표시해 주는 루틴이다. 즉, 비콘의 영역 안 근처 일때는 상품에 대한 광고 정보를 보내고 비콘 근처에 갔을 때는 상품의 자세한 정보를 출력해 상품에 대한 광고를 한다.
리스트8은 UILocalNotification 기능을 사용해 아이폰에 대한 노티피케이션을 구현했다.
지금까지 아이폰에서 비콘을 사용해 처리하는 여러가지 소스에 대해 살펴봤다. 비콘은 아이폰을 이용해 구현한 여러가지 사례 중 하나다.
그림9. 프락시미티의 동작
그림10. 노티피케이션으로 전달된 상품
흔히 블루투스 4.0이 아이폰의 여러 부가장치를 개발하기 쉽게 함으로서, 하드웨어 시장을 새롭게 열었다고 평가하고 있다.
2015년은 이런 부가 장치들이 시장에 설치되고 어떻게 세상을 변화시킬지 확인해 보는 해가될 것이다.
라영호 대표(주식회사 테뷸라)
