IoT 생태계의 5가지 구성요소

오늘날, 사물 인터넷(IoT)은 더 이상 새로운 트렌드가 아니라 잘 확립되어 있으며 계속해서 증가하고 있습니다.

IoT는 이제 2025년까지 215억 개의 장치가 연결될 것으로 예상되는 모든 수직 및 틈새 시장의 일부입니다. 이는 IT 분야의 패러다임 전환을 분명히 표시했습니다. 고급 산업용 장비에서 어린이 장난감에 이르기까지 수십억 개의 장치가 현재 인터넷에 연결되어 있으며 데이터를 공유하여 행동을 안내하고 있습니다.

인터넷이 지배하는 세계의 일부인 소비자 요구도 스마트 제품으로 이동하고 있습니다. 스마트워치, 로봇 청소기, 테크니컬한 애완동물 목걸이, 스마트 트래커 등을 살펴보세요. 우리 모두는 우리의 장치와 '사물'이 네트워크에 연결되어 지능적으로 작동하고 원격으로 액세스할 수 있기를 기대합니다. 이것은 우리 제품의 효율성을 크게 강화합니다.

사물 인터넷은 광대한 네트워크에서 작동합니다. 응집력 있는 시스템을 형성하기 위해 함께 작동하는 다양한 구성 요소가 관련됩니다. 연결된 제품에서 수집된 데이터를 기반으로 장치에서 자율적인 작업을 수행합니다. 복잡한 IoT 생태계를 형성하기 위해 이 전체 프로세스에 여러 엔티티가 함께 참여합니다.

다양한 구성 요소와 함께 IoT 생태계가 무엇인지 이해하면 사물 인터넷이 작동하는 방식을 이해하는 데 도움이 됩니다.

사물 인터넷 생태계란?

사물 인터넷에는 두 가지 주요 구성 요소가 있습니다. 첫 번째는 연결성을 제공하여 스마트하게 만들려는 개체 또는 "사물"입니다. 다른 하나는 이러한 연결을 제공하는 임베디드 시스템입니다. 이것이 간단하게 들릴 수도 있지만, 후자는 실제로 여러 센서, 액추에이터, 프로토콜, 데이터 관리 계층 등으로 구성될 수 있는 복잡한 시스템을 포함합니다. 이 모든 것의 상호 연결성은 개체를 프로그래밍 가능하고 지능적이며 인간뿐만 아니라 서로 상호 작용할 수 있도록 만드는 역할을 합니다.

연결된 초인종을 예로 들어 보겠습니다. 벨이 울리지 않더라도 누군가가 문 앞에 있다는 것을 감지하고 이 데이터를 사용자에게 비디오 또는 음성 형식으로 표시하려면 여러 구성 요소가 필요합니다. 탐지가 이루어져야 하고 정보가 전송되고 해독되어 최종 사용자에게 전달되어야 합니다. 또한 원격으로 자물쇠를 여는 것은 IoT 생태계의 추가 참여를 수반합니다.

IoT 생태계는 빠르게 확장되고 있어 정의하기 어렵습니다. 기업과 사용자를 장치에 연결하는 데 관련된 모든 구성 요소는 이 생태계의 일부를 형성합니다. 이들은 사용자 인터페이스나 하드웨어와 같은 가시적인 구성 요소일 수도 있고, 네트워크 및 스토리지와 같은 소프트웨어 및 처리 구성 요소일 수도 있습니다.

IoT 생태계의 구성 요소

다음은 사물 인터넷 생태계가 작동하는 기반이 되는 주요 구성 요소입니다.

1. 컴포넌트 감지 및 임베딩

이것은 IoT 생태계의 첫 번째 계층이며 전체 사물 인터넷 네트워크의 백본을 형성합니다. 데이터는 IoT에 필수 불가결한 요소이며 센서는 데이터의 정확성과 신뢰성을 보장하는 중요한 요소입니다. 이 필수 계층은 데이터 수집 또는 메커니즘 제어를 담당하는 IoT 장치에 내장된 물리적 마이크로 어플라이언스로 구성됩니다.

센서

센서는 주변 환경에서 미세한 데이터를 수집하기 위해 작동합니다. 센서의 주요 기능은 주변 환경의 가장 작은 변화라도 감지하는 것이기 때문에 '검출기'라고도 합니다. 이를 통해 IoT 장치는 실시간 또는 사후 처리를 위해 관련 데이터를 캡처할 수 있습니다.

센서 유형에 따라 이 작은 하드웨어는 절대적으로 모든 것을 측정할 수 있습니다. 이것은 연기, 움직임 또는 혈압일 수 있습니다. 고급 센서는 다양한 복잡성을 측정할 수 있지만 일부 IoT 장치에는 다양한 데이터를 수집하거나 여러 기능을 수행할 수 있도록 번들로 여러 센서가 있습니다. 예를 들어 우리의 스마트폰에는 GPS, 지문, 카메라, 기울기, 동작 및 기타 수많은 센서가 모두 하나로 번들되어 있습니다.

스마트 AC 또는 온도 조절기는 실내 온도와 습도를 동시에 감지할 수 있습니다. 장치 및 사용 사례에 따라 다양한 애플리케이션에는 다양한 유형의 센서가 필요합니다.

센서는 특정 트리거를 기반으로 자동화를 달성하는 데 필수적입니다. 스마트 AC의 예를 고려할 때 자동 모드 기능을 사용하는 사람은 실내 온도를 화씨 73도에서 77도 사이로 설정할 수 있습니다. 77도 이상의 실내 온도가 감지되는 즉시 장치는 지정된 설정에서 작동하도록 에어컨 장치에 명령을 전송합니다. 방이 73도보다 낮아지면 온도 변화가 감지되고 신호가 AC로 전송되어 꺼지게 됩니다.

아래 이미지에서는 IoT가 가능한 스마트 AC 컨트롤러를 사용하여 기존 에어컨을 스마트하게 만들었습니다. 실내 온도 조건을 감지하는 센서와 신호를 보내고 응답을 받는 송신기로 구성됩니다. 전체 IOT 생태계가 자동화된 작업을 안내합니다.

기술의 발전 덕분에 오늘날의 센서는 작고 스마트하며 저렴합니다! 센서 선택은 달성하고자 하는 목적에 따라 다릅니다. 센서가 움직임, 온도, 압력, 연기 또는 기타 트리거를 감지할 수 있기를 원할 수 있습니다. 센서의 선택은 또한 정확도, 결과의 신뢰성, 작동 범위, 해상도 및 지능 수준, 즉 노이즈 및 간섭을 처리하는 능력에 따라 달라집니다.

액추에이터

액추에이터는 센서와 반대로 작동합니다. 센서, 감지하는 동안; 액추에이터가 작동합니다. 그들은 신호나 명령을 수신하고 그에 기초하여 행동을 유발합니다. 센서가 환경의 변화를 감지하면 트리거를 기반으로 무언가를 발생시키려면 액추에이터가 필요하므로 센서만큼 중요합니다.

예를 들어, 액추에이터는 스마트 에어컨의 난방 및 냉방을 제어하거나 스마트 탭의 밸브를 제어할 수 있습니다. 센서가 사람이 한 지역을 빠져나간 것을 감지하자마자 액츄에이터가 작동되어 에어컨의 흐름이나 수도꼭지의 경우 물의 흐름을 중지합니다.

수직 및 용도에 따라 여러 유형의 액추에이터가 있습니다. 그들은 무언가를 켜거나 끄기 위해 필요할 수 있지만 밸브를 제어하고 산업 응용 분야에서 큰 유익한 가치가 있는 회전 또는 그리핑과 같은 작업을 수행할 수도 있습니다.

2. 연결성

IoT는 장치, 센서, 클라우드 및 액추에이터를 포함하는 네트워크이며 데이터를 해독하고 결과적으로 작업을 수행할 수 있으려면 이 모든 것이 서로 상호 연결되어야 합니다. 연결성은 IoT 생태계의 복잡한 세계에서 퍼즐의 두 번째 조각을 형성합니다.

프로토콜

데이터가 센서에 의해 수집되면 전송을 위한 매체가 필요합니다. 즉, 센서와 클라우드 사이에는 통신 채널이 필요합니다. IoT 프로토콜은 온라인 세계에서 데이터를 전송하는 역할을 하며 이 전송은 두 장치가 안전하게 연결된 경우에만 가능합니다. IoT 표준 및 프로토콜에는 물리적 개체가 서로 통신할 수 있도록 하는 보이지 않는 언어가 포함됩니다.

네트워크 선택은 전력 소비, 데이터 전송 속도, 범위, 대역폭 및 전반적인 효율성과 같은 요인에 따라 달라집니다. 가장 널리 사용되는 IoT 무선 프로토콜 및 표준에는 Bluetooth, Wi-Fi, ZigBee, LoRaWAN, DDS, MQTT, 셀룰러 등이 있습니다. 이러한 채널과 기타 채널을 사용하면 다음 IoT 계층으로 데이터를 쉽고 안전하게 전송하고 교환할 수 있습니다. 처리를 위해.

IoT 게이트웨이

센서에서 들어오는 원시 데이터는 게이트웨이를 거쳐 클라우드에 도달해야 합니다. 게이트웨이는 네트워크 내 모든 장치의 원활한 통신을 보장하는 네트워크 프로토콜을 변환합니다. 본질적으로 이는 게이트웨이를 중요한 통신 지점으로 만들고 데이터 트래픽을 쉽게 관리하는 역할을 합니다.

또한 게이트웨이는 무단 액세스 및 악의적인 공격으로부터 시스템을 보호하여 보안을 제공합니다. 또한 이를 통해 흐르는 데이터가 최신 암호화 방식으로 보호되므로 보안 계층으로 간주될 수도 있습니다.

게이트웨이는 또한 센서의 데이터를 클라우드로 보내기 전에 사전 처리할 수 있습니다. 즉, 이전 단계에서 '감지된' 대용량 데이터를 최소화합니다. 전부는 아니지만 일부 지능형 IoT 게이트웨이는 데이터를 분석하고 평균화하여 관련 데이터만 클라우드로 전송할 수도 있습니다.

3. IoT 클라우드

데이터가 수집되고 클라우드로 이동하면 처리해야 합니다. 클라우드는 "스마트 물건"이 일어나는 곳입니다! 이 고성능 시설은 주로 구성 요소를 IoT 생태계와 연결합니다. 데이터를 처리하고 저장하며 거래를 성사 또는 파기하기 위한 결정을 내립니다. 이 모든 것이 밀리초 미만의 엄청난 양의 데이터에 대해 수행됩니다. 특히 건강 및 안전과 같은 중요한 문제에서는 대기 시간을 타협할 수 없기 때문에 IoT에서는 시간이 매우 중요합니다.

IoT 솔루션의 주요 목적은 실시간 정보를 제공하고 이에 따라 조치를 취하는 것이지만 IoT 모델의 시간에 민감한 특성을 수용하려면 엄청난 양의 데이터를 처리할 수 있는 구성 요소가 필요합니다. 여기에서 클라우드 시스템이 작동합니다. 그들은 일반적으로 수집된 데이터를 처리, 명령 또는 분석을 고려하는 책임이 있기 때문에 IoT 생태계의 두뇌를 형성합니다. 장치, 프로토콜, 게이트웨이 및 스토리지가 결합되어 효율적인 실시간 데이터 분석이 가능합니다.

엄청난 컴퓨팅 성능, 스토리지 기능, 네트워킹 옵션, 분석 및 기타 서비스 구성 요소를 갖춘 클라우드는 소비자가 정보를 효과적으로 사용할 수 있도록 합니다.

IoT에는 클라우드가 필요하지 않지만 Edge 또는 Fog 컴퓨팅을 통한 로컬 처리도 옵션이므로 클라우드는 대규모 확장성과 운영 비용 절감을 제공하는 고성능 시설로 선호될 수 있습니다. 반면에 에지 컴퓨팅은 온프레미스에서 많은 양의 데이터 처리 및 저장이 필요할 때 선호됩니다.

4. IoT 분석 및 데이터 관리

데이터는 작은 단어일 수 있지만 모든 비즈니스에 막대한 영향을 미칠 수 있는 엄청난 힘을 가지고 있습니다. IoT Analytics는 방대한 양의 아날로그 데이터를 이해하는 데 사용됩니다. 예를 들어 실시간으로 오류 또는 불규칙성을 확인하는 데 관심이 있을 수 있는 특정 애플리케이션의 핵심 성과 지표 결정이 포함될 수 있습니다.

일단 식별되면 바람직하지 않은 시나리오를 방지하기 위해 즉각적인 조치가 필요합니다. 달리 말하면 분석에는 원시 데이터를 유용한 통찰력으로 변환하여 나중에 의사 결정을 내리기 위해 해석하거나 분석하는 것이 포함됩니다.

스마트 분석은 여러 시나리오에서 유용합니다. 기본 역할은 상황을 분석하고 이를 기반으로 결정을 내리는 것입니다. 이것은 방의 온도가 허용 가능한 범위로 떨어지는지 분석하는 것과 같은 기본적일 수도 있고, 예를 들어 자동차가 막 충돌하려고 하는 경우 복잡할 수도 있습니다. 데이터 분석은 중요한 비즈니스 통찰력을 결정하는 데 도움이 됩니다. 딥 러닝 모델은 예측 분석에 사용할 수 있습니다. 추세를 예측하고 미리 계획하고 유용한 비즈니스 결정을 내리기 위해 데이터에서 다양한 학습을 ​​도출할 수 있습니다.

분석에는 모든 데이터를 이해할 수 있는 스토리지 성능과 지능형 계산이 필요합니다. 이와 같은 작업은 IoT 아키텍처에 따라 클라우드에서 호스팅할 수 있습니다.

5. 최종 사용자 장치 및 사용자 인터페이스

사용자 인터페이스는 쉽게 액세스할 수 있고 IoT 사용자를 제어할 수 있는 가시적인 구성 요소입니다. 여기에서 사용자는 시스템을 제어하고 기본 설정을 지정할 수 있습니다. IoT 생태계의 이 구성 요소가 사용자 친화적일수록 사용자의 상호 작용이 더 쉬워집니다.

사용자는 장치 자체를 통해 시스템과 상호 작용하거나 이러한 상호 작용은 스마트폰, 태블릿 및 랩톱을 통해 원격으로 수행될 수 있습니다. Amazon Alexa 또는 Google Home 등과 같은 스마트 홈 시스템도 사용자가 자신의 "사물"과 통신할 수 있도록 합니다.

디자인은 빠르게 변화하는 오늘날의 세계에서 주요 고려 사항이며 강력한 디자인을 기반으로 하나의 IoT 장치가 경쟁자와 차별화될 수 있습니다. 터치 인터페이스, 색상 사용, 글꼴, 음성 등이 여기에 영향을 미치는 몇 가지 요소입니다. 매력적인 디자인이 필요하지만 인터페이스는 사용자에게 어려움이 없도록 충분히 사용자 친화적이어야 합니다.

결론

IoT의 성장을 지켜보는 것은 흥미진진합니다. 지루하지 않은 이 분야는 시간이 지남에 따라 지속적으로 발전하고 있으며 기본적인 사용 사례와 중요한 사용 사례에 걸쳐 다양한 버티컬로 도입되고 있습니다.

IoT는 수년에 걸쳐 크게 발전했지만 IoT 생태계의 정의는 진화하는 연구 분야입니다. 시스템의 구성 요소는 동일하게 유지되지만 사용 사례, 산업 및 예산에 따라 메커니즘이 다릅니다. IoT 생태계는 벤더와 기업을 연결하고 더 나아가 효율적이고 안정적이며 안전한 IoT 시스템을 위한 솔루션 계획을 단순화합니다.

이 정보와 IoT 보안 소프트웨어를 사용하여 IoT 생태계가 우수한 안정성과 안전성을 유지하도록 하십시오.