IoT를 활용한 위치 기반 서비스 설계 노트

 

IoT를 활용한 위치 정보 이해, 관리, 수정! 위치 기반 서비스 활용 사례도 설명합니다. 

 

목차

센서를 활용하세요! IoT로 위치 정보를 파악하세요

IoT를 통해 위치 정보도 파악 가능

위치 센서란 무엇인가요?

IoT 작동 원리

IoT를 이용한 위치 데이터 획득 방법 설명

전파

음파

빛

자기

IoT 위치 정보 수집 기능으로 무엇을 할 수 있나요?

근로자, 제품, 차량 등의 위치를 ​​알 수 있습니다.

흐름선 등을 시각화할 수 있습니다.

검색 시간을 단축합니다

실시간으로 데이터를 수집할 수 있습니다

IoT 위치정보 수집 서비스 활용 사례

유치원생들을 지켜보며

강우량이 많은 지역 식별

현재 배송 위치를 확인하세요

요약

 

 

이미지 https://www.goodkyung.com/news/articleView.html?idxno=180513

 

 

"IoT를 이용해 위치 정보를 얻을 수 있다고 들었는데, 사실인가요?"

"IoT로 위치 정보를 파악하는 데 어떤 센서를 사용하나요?"

 

여러분 중 일부는 위와 같은 질문을 하실 수도 있습니다. 결론은 IoT 시스템을 사용하여 위치 정보를 파악할 수 있다는 것입니다. 나중에 더 자세히 설명하겠지만, 먼저 전용 센서가 전파나 음파와 같은 정보를 수집하고 디지털화하여 서버나 클라우드로 전송합니다. 그런 다음 데이터는 처리 및 분석되고, 위치 정보는 전용 애플리케이션이나 웹 인터페이스를 통해 표시됩니다.시스템과 사용 방법에 따라 향상된 비즈니스 효율성, 비용 절감, 고객 만족도 증가를 기대할 수 있습니다.

 

이 글에서는 IoT를 활용하여 데이터를 얻는 방법, 그 활용 방안, 그리고 IoT 활용 사례를 자세히 설명합니다. IoT를 활용하여 위치 정보를 이해하고자 하시는 분은 이 글을 참고하시기 바랍니다.

 

센서를 활용하세요! IoT로 위치 정보를 파악하세요

 

여기에서는 IoT의 기본 정보와 메커니즘을 설명하겠습니다.

• 사물인터넷으로 위치정보 파악도 가능
• 위치 센서란 무엇인가요?
• 사물인터넷의 작동 방식

 

IoT를 통해서도 위치정보를 파악하는 것이 가능합니다.

 

앞서 언급했듯이 IoT를 이용하면 위치 정보를 얻을 수 있습니다.위치 센서와 결합하면 네트워크를 통해 센서의 위치를 ​​파악할 수 있습니다.

 

첫째, IoT 시스템은 크게 두 가지 유형으로 나눌 수 있습니다.

 

사물인터넷의 종류	역할
운영 IoT	특정 행동이나 명령을 물리적으로 수행하다
센서 기반 IoT	환경 및 물리적 프로세스로부터 데이터 수집

 

 

운영형 IoT는 말 그대로 IoT를 사용하여 원격지의 사물을 조작하는 것을 의미합니다. 익숙한 예로는 에어컨을 켜고 외부에서 기능을 제어하는 ​​것이 있습니다. 네트워크를 통해 원격지의 기계를 작동할 수 있기 때문에 비즈니스와 일상생활에서 널리 사용됩니다.

 

반면, 센서 기반 IoT는 원격지의 상황을 확인할 수 있는 기능입니다. 온도, 습도 등 현장의 상황을 측정하고 네트워크를 통해 정보를 수신합니다. 센서 기반 IoT는 다양한 곳에서 활용됩니다. 센서 기반 IoT, 특히 위치 센서는 위치 정보를 파악하는 데 사용됩니다.

 

위치 센서란 무엇인가요?

 

위치 정보 센서는 물체나 사람의 위치를 ​​식별하는 센서입니다.객체의 위도, 경도, 고도, 이동 속도 등을 확인할 수 있습니다. 위도와 경도를 지정하여 위치 정보를 확인할 수 있습니다. 위치 정보 센서에는 다음과 같은 유형이 있습니다.

 

 

구체적인 예	측정 방법
GPS	인공위성에서 전송되는 전파
와이파이	Wi-Fi 접속 포인트 신호 강도 및 주파수
블루투스	블루투스 비콘의 전파 강도 및 주파수
자기 센서	지구 자기장
가속도계	목표 가속도

 

 

어떤 방법이 가장 좋은지는 상황에 따라 다릅니다. 예를 들어, GPS는 넓은 실외 지역에서 정확한 위치를 파악하는 데 유용하므로 차량 위치를 찾는 데 적합합니다.

 

반면 Wi-Fi는 실내나 GPS 신호가 도달하기 어려운 곳에서 사용됩니다. 특히 쇼핑몰, 공항, 병원과 같은 대규모 시설 내에서의 내비게이션 및 위치 추적에 적합합니다.

 

모두 위치 센서라고 불리지만, 각각 장단점이 있으니 주의하시기 바랍니다.

 

사물인터넷 작동 원리

 

IoT 시스템은 5가지 주요 요소로 구성되어 있습니다.

 

요소	특징
장비(센서 등)	인터넷에 연결할 수 있는 통신기능 탑재
회로망	수집된 데이터는 네트워크를 통해 전송됩니다.
게이트웨이	사물과 네트워크를 연결하는 게이트웨이 역할을 합니다.
서버 클라우드	기기에서 수집된 데이터를 축적, 분석, 처리합니다.
애플리케이션	필요에 따라 시스템을 제어하세요

 

기기는 실제로 동작을 수행하거나 정보를 수집하는 기기를 말합니다. 이 글에서는 이를 위치 센서라고 가정하겠습니다.

 

센서에서 수집된 정보는 네트워크 게이트웨이를 통해 서버나 클라우드로 전송됩니다. 정보를 자주 전송하게 되므로 일정 수준의 통신 강도가 필요합니다. 또한, 이 앱을 통해 위치 정보를 확인할 수 있습니다.

 

IoT를 이용한 위치 데이터 획득 방법 설명

 

IoT를 사용하여 위치 데이터를 얻는 네 가지 주요 방법은 다음과 같습니다.

• 전파
• 음파
• 빛
• 자기

전파

 

사물인터넷은 전파를 이용해 위치 정보를 얻을 수 있습니다.대표적인 예는 다음과 같습니다.

• GPS
• 와이파이

 

앞서 언급했듯이 GPS는 인공위성에서 전송된 정보를 사용하여 센서의 위치를 ​​파악합니다. 위성은 기본적으로 전 세계를 커버하기 때문에 네트워크만 연결되어 있다면 어디에서나 사용할 수 있다는 것이 가장 큰 특징입니다.

 

Wi-Fi의 경우, 접속 지점에 축적된 통계 데이터를 이용하여 식별합니다. 도시 내 무료 Wi-Fi는 각 지점마다 식별 번호를 부여받습니다. 이 식별 번호의 위치와 Wi-Fi 전파를 수신하는 기기 사이의 거리를 기준으로 위치를 결정합니다.

 

두 제품 모두 무선이라 장애물이 있어도 사용할 수 있다는 것이 큰 장점입니다. 또한, 초기 설치 비용을 낮게 유지할 수 있다는 점도 매력적입니다.

 

하지만 지하에서는 신호가 도달하기 어려워 사용이 불가능한 경우도 있습니다. 또한, 네트워크에 연결되기 때문에 보안 조치를 취해야 하며, 이는 무시할 수 없는 위험입니다.

 

음파

 

음파를 이용하는 경우, 센서에서 방출되는 음파를 수신하여 센서의 위치를 ​​추정합니다.음파를 이용한 위치 정보 수집 기술에는 여러 가지 방법이 있습니다.

• 초음파 거리 측정
• 음향 신호 삼각 측량

 

초음파 거리 측정은 초음파 센서를 사용하여 음파가 장애물에 부딪혀 반사되는 시간을 측정하여 거리를 계산하는 기술입니다. 이 방법은 특히 근거리에서 정밀한 위치 측정에 사용됩니다. 로봇의 장애물 회피, 자동차의 주차 보조 시스템, 물체 위치 측정 등 다양한 분야에 활용됩니다.

 

음향 신호 삼각 측량은 여러 개의 음향 센서를 사용하여 음원에서 발생한 음파가 각 센서에 도달하는 데 걸리는 시간 차이를 측정하고, 이 정보를 사용하여 음원의 위치를 ​​파악하는 방법입니다. 이 기술은 스마트 스피커와 같은 여러 기기 간에 위치 정보를 공유하는 데 효과적입니다.

 

음파를 이용한 위치 정보 획득은 전파를 이용한 GPS에 비해 다양한 환경과 조건에서 장점을 가지고 있습니다. 예를 들어, 건물 내부나 지하와 같이 GPS 신호가 도달하기 어려운 곳에서도 사용할 수 있으며, 매우 정확한 위치 정보를 얻을 수 있습니다. 하지만 음파를 사용할 때는 음향 반향과 장애물의 영향을 고려해야 합니다.

 

빛

 

빛을 이용해서 위치 정보를 얻을 수도 있습니다.예를 들어, 다음과 같은 방법이 있습니다.

• 라이파이
• 조도 센서와 햇빛

 

Li-Fi는 가시광선을 이용하여 고속 데이터를 전송하는 기술입니다. 이 기술을 위치 서비스에 적용하면 특정 광원의 신호를 기반으로 기기의 위치를 ​​파악할 수 있습니다. 특히 LED 조명에서 방출되는 빛을 이용하여 기기의 정확한 위치를 파악할 수 있는 실내 내비게이션 시스템에 유용합니다. 예를 들어, Li-Fi 기술을 사용하여 사무실 내 통신망을 구축하면 직원의 위치 정보를 기반으로 조명과 냉방을 제어할 수 있습니다.

 

광 센서와 햇빛 IoT 기기가 외부 환경의 햇빛을 이용하는 경우, 광 센서를 사용하여 태양의 위치로부터 기기의 위치 정보를 추정할 수 있습니다. 이 방법은 특히 햇볕이 강한 환경의 실외 기기에 적합합니다. 구체적인 예로 스마트 농업용 IoT 시스템을 들 수 있습니다. 이를 통해 물과 비료 사용의 효율성을 향상시킬 수 있습니다.

 

빛을 이용한 위치 정보 측정 방식은 모두 정확도가 높다고 알려져 있지만, 빛은 직선으로만 이동할 수 있습니다. 따라서 가시광선이나 레이저를 사용할 경우, 물체와 빛 사이에 장애물이 있으면 측정이 불가능하다는 단점이 있습니다.

 

자기

 

자기는 위치 정보를 얻는 데에도 사용될 수 있습니다.

• 지자기장
• 자기 지문

 

지자기는 지구 자체에서 생성되는 자기장입니다. 지자기는 지구에서 생성되는 자기장을 감지하고 그 정보를 이용하여 방향을 결정할 수 있습니다. 간단히 말해, 나침반과 같은 역할을 하며, 내비게이션 애플리케이션에 사용될 수 있습니다.

 

자기 지문은 특정 위치의 지자기 패턴을 기록한 데이터입니다. 지자기장은 지구 고유의 자기장으로, 지역마다 미세하게 다르기 때문에 이러한 차이를 활용하여 특정 위치를 식별할 수 있습니다. 이 기술은 실내 내비게이션 및 위치 기반 서비스에서 중요한 역할을 합니다.

 

자기 센서를 사용하면 GPS 신호가 도달하지 않는 곳에서도 위치 정보를 얻을 수 있다는 장점이 있습니다. 하지만 사용 환경, 센서 품질, 주변 자기 노이즈 등에 따라 위치에 따라 오차가 커질 수 있습니다.

 

IoT 기기의 설계 및 목적에 따라, 자기 센서는 일반적으로 다른 위치 수집 기술과 함께 사용되어 보다 정확하고 안정적인 위치 서비스를 제공할 수 있습니다.

 

IoT 위치 정보 수집 기능으로 무엇을 할 수 있나요?

 

사물인터넷의 위치정보 수집 기능을 활용하면 크게 다음의 네 가지 효과를 얻을 수 있다.

• 근로자, 제품, 차량 등의 위치를 ​​알 수 있습니다.
• 흐름선 등을 시각화할 수 있습니다.
• 검색 시간을 단축합니다
• 실시간으로 데이터를 수집할 수 있습니다

 

근로자, 제품, 차량 등의 위치를 ​​알 수 있습니다.

 

사물인터넷은 근로자, 제품, 차량 등의 위치를 ​​추적하는 데 유용한 기술이라고 할 수 있습니다.센서를 물체에 부착하기만 하면 물체의 위치를 ​​정확히 파악할 수 있습니다.

 

IoT 위치 데이터를 활용하여 작업자가 위험 구역에 진입하면 경보를 울려 경고할 수 있습니다. 현장에서 경보를 발령하기 어려운 경우, 관제실에 정보를 전송하고 현장 관리자에게 연락할 수 있습니다. 이를 통해 그 어느 때보다 쉽게 ​​안전을 확보할 수 있습니다.

 

또한, 제품의 위치 정보를 파악하면 생산 진행 상황 및 제품 재고 관리가 더욱 수월해집니다. 현재 어떤 제조 공정에 얼마나 많은 제품이 투입되어 있는지 확인할 수 있어, 불필요한 공정이나 제조 과정에서 발생하는 걸림돌을 쉽게 발견할 수 있습니다. 이는 업무 효율 향상에 도움이 될 것입니다.

 

차량 위치 정보의 구체적인 예로는 트럭의 현재 위치를 들 수 있습니다. 고객과 운영 관리자는 화물의 현재 위치를 확인할 수 있습니다. 이를 통해 배송 과정의 투명성이 높아지고 고객 만족도가 향상됩니다. 또한, 실시간으로 운영 상황을 파악함으로써 배송 경로를 최적화하고, 지연을 예측하며, 긴급 상황 발생 시 신속하게 대응할 수 있습니다. 이를 통해 불필요한 주행 거리를 줄이고 연료비를 절감할 수 있습니다.

 

흐름선 등을 시각화할 수 있습니다.

 

사물인터넷의 위치정보 수집 기능을 활용하면 유동선 등을 시각화할 수 있습니다.공장과 창고에서 근로자와 기계의 움직임을 추적하면 작업 프로세스의 문제를 파악하고 효율적인 작업 흐름을 설계할 수 있습니다.

 

예를 들어, 특정 작업 구역으로 자재를 운반하는 경로가 자주 혼잡한 경우, 대체 경로를 확보하거나 작업 일정을 조정함으로써 전반적인 생산성을 향상시킬 수 있습니다.

 

또한, 소매점은 매장 내 고객 동선 패턴을 분석하여 매장 레이아웃과 제품 배치를 최적화할 수 있습니다. 고객이 특정 제품 주변에 더 오래 머무르는 경향이 있다면, 해당 공간을 확장하거나 관련 제품을 근처에 배치하여 매출을 증대할 수 있습니다. 이를 통해 혼잡을 피하고 홍보 활동을 최적화하기 위한 레이아웃 변경이 가능합니다.

 

검색 시간을 단축합니다

 

사물인터넷 위치 정보 수집 기술은 무언가를 찾는 데 소요되는 시간을 줄이고 싶을 때도 유용합니다.이는 귀하의 정확한 위치를 미리 알 수 있기 때문입니다.

 

특히 유통 창고나 대규모 제조 공장에서는 건물 안을 돌아다니는 것만으로도 시간이 많이 걸릴 수 있습니다. 이 넓은 건물에서 원하는 물건을 찾는 것은 쉽지 않을 것입니다. 경우에 따라서는 결국 찾지 못할 수도 있습니다. 하지만 각 장비와 자재의 위치를 ​​미리 알 수 있다면 찾는 데 걸리는 시간을 크게 줄일 수 있습니다.

 

또한, 물건뿐만 아니라 사람을 찾는 데 소요되는 시간도 줄일 수 있습니다. 직원들의 소재를 알고 있다면, 지시나 결정을 요청할 때 "___ 씨는 어디에 계십니까?"라고 묻고 직원을 찾는 데 소요되는 시간을 줄일 수 있습니다.

 

실시간으로 데이터를 수집할 수 있습니다

 

또 다른 주요 특징은 실시간으로 데이터를 수집할 수 있다는 것입니다. 혼잡 상황을 실시간으로 파악하고 안전 조치를 취할 수 있습니다.

 

예를 들어, 특정 지역이 과밀화될 경우, 보안 인력을 추가 배치하거나 출입을 일시적으로 제한하는 등 신속한 조치를 취할 수 있습니다. 또한, 비상시 대피 유도에도 효과적입니다.

 

또한, 병원 내 환자 및 고령자의 위치 정보를 실시간으로 추적하여 필요 시 신속한 대응이 가능합니다. 시스템에 따라 위치 정보뿐만 아니라 건강 상태까지 모니터링할 수 있습니다. 환자는 웨어러블 기기를 착용하여 심박수, 혈압, 체온 등 생체 신호를 실시간으로 모니터링합니다. 이를 통해 질병 악화를 예방하고 환자 건강 관리를 더욱 용이하게 할 수 있습니다.

 

 

IoT 위치정보 수집 서비스 활용 사례

 

사물인터넷 위치정보 수집 서비스의 예를 설명드리겠습니다.

• 유치원생, 환자, 노인들을 모니터링
• 강우량이 많은 지역 식별
• 현재 배송 위치를 확인하세요

 

유치원생들을 모니터링합니다.

 

사물인터넷(IoT)을 활용해 유치원 어린이들을 모니터링할 수 있습니다.이는 시범 실험이지만, 저희 회사의 사례는 다음과 같습니다.

 

어린이집 산책 등 야외 활동 시, 아이에게 FCS1301을 부착하고 스마트폰에서 앱을 실행하세요. 아이가 어린이집 선생님과 일정 거리를 벗어나면, 아이를 두고 온 아이의 이름으로 알림이 전송되어 아이가 혼자 남겨지는 것을 방지합니다.

 

출처: 포커스 시스템즈 주식회사 | 요코하마시와 함께 "ICT를 활용한 아동 모니터링 서비스" 실증 실험 시작 - 어린이, 교직원, 보호자가 안심하고 맡을 수 있는 보육 시설 조성 - (2024년 2월 21일)

 

보육교사와 일정 거리 이상 떨어져 있는 아이가 있을 경우, 아이의 이름이 알림으로 전송되어 실시간 모니터링과 즉각적인 대응이 가능합니다. 이를 통해 아이가 길을 잃거나 방치되는 위험을 크게 줄일 수 있습니다.

 

강우량이 많은 지역 식별

 

IoT 기술은 폭우가 내리는 지역을 파악하는 데 활용되고 있습니다.

 

폭우 발생 위치 식별 시스템은 다음을 포함한다: 다수의 와이퍼 작동 센서로부터 작동 정보 및 현재 위치 정보를 수집하는 수집 유닛; 및 수집된 다수의 작동 정보 중 와이퍼가 고속으로 작동하고 있음을 나타내는 작동 정보와 연관된 현재 위치 정보를 통계적으로 분석하여 폭우 발생 위치를 식별하는 분석 유닛.

 

출처: 일본 특허청 | IoT 관련 기술 관련 사례 추가에 관하여 | 27페이지 (2023년 1월 30일)

 

본 시스템은 차량의 와이퍼 동작 센서, 동작 정보와 현재 위치 정보를 수집하는 수집부, 그리고 수집된 정보를 분석하여 폭우 발생 위치를 파악하는 분석부의 세 부분으로 구성됩니다. 와이퍼가 고속으로 작동하고 있음을 나타내는 작동 정보를 수집하고, 이를 기반으로 폭우 발생 위치를 통계적으로 분석합니다. 즉, 여러 차량에서 전송된 고속 와이퍼 동작 데이터와 위치 정보를 집계하고 이 정보를 통계적으로 분석함으로써 특정 지역에 폭우가 발생하고 있는 시점을 파악할 수 있습니다. 특히 예측하지 못한 폭우 및 급격한 기상 변화를 포착하는 데 있어 실시간으로 기상 상황을 모니터링하는 데 유용합니다.

 

집중호우 지점을 파악하면 운전 안전, 교통 관리, 재난 대응 계획 등에 대한 정보 제공에 활용할 수 있습니다. 이 기술의 장점은 기상 레이더나 위성 데이터만으로는 감지하기 어려운 지역적 기상 변화를 감지하는 것입니다.

 

현재 배송 위치를 확인하세요

 

사물인터넷 기술을 활용해 배송된 품목의 현재 위치를 확인하는 사례도 있습니다.

 

<구체적인 예시>

 

택배에 부착된 센서가 위치정보를 서버로 전송하고, 서버는 웹상의 위치정보와 도로 정체정보를 바탕으로 배달원에게 적절한 배달 경로를 제공합니다.

 

출처: 일본 특허청 | IoT 관련 기술 관련 사례 추가에 관하여 | 4페이지 (2023년 1월 30일)

 

패키지에 부착된 센서는 실시간 위치 정보를 서버로 전송하여 항상 패키지의 현재 위치를 추적하고 배송 과정의 투명성을 향상시킬 수 있습니다.

 

서버는 수신된 위치 정보를 인터넷에서 접근 가능한 도로 정체 데이터와 결합합니다. 이를 기반으로 서버는 적절한 배송 경로를 계산하고 언제든지 배송 기사에게 정보를 제공합니다. 이를 통해 교통 상황에 맞춰 배송 경로를 최적화할 수 있습니다. 배송 기사는 실시간으로 도로 상황을 고려하여 최적의 경로를 선택할 수 있어 배송 효율을 높일 수 있습니다. 이를 통해 배송 시간 단축 및 연료비 절감 효과를 기대할 수 있습니다.

 

요약

 

이번에는 IoT 기기를 활용하여 위치 정보를 확인하고 추적하는 방법의 기본 원리와 예시를 살펴보았습니다. IoT에 연결할 수 있는 기기는 매우 다양하며, 센서를 활용하는 방법 또한 다양합니다.우리는 단순히 위치를 아는 것으로 생각하기 쉽지만, 어떻게 활용하느냐에 따라 업무 효율성을 크게 향상시킬 수 있습니다.

 

하지만 IoT는 많은 것을 할 수 있기 때문에 아직 명확하지 않은 부분도 많습니다. IoT 도입 여부에 대해 고민 중이지만, 문제 해결을 위해 어떤 시스템이 필요한지 확신이 서지 않는다면 언제든지 문의해 주세요.

 

가사 원문 참고 링크