사물인터넷 기술 혁신의 인프라 통신과 센서

4차 산업혁명-통신과 센서

무선 인터넷을 구현하는 기술들

 

스마트폰이 기존의 핸드폰과 다른 결정적인 차이는 무엇일까? 스마트폰에는 무선인터넷, 블루투스, 근접 통신, GPS(Global Positioning System) 통신 기술이 구현되어 있어서 인터넷 사용이 자유롭고 다른 디바이스들과의 통신과 위치기반 서비스가 가능합니다. 스마트폰이 개인용 컴퓨터 같은 수많은 종류의 디바이스들을 제치고 인터넷 사용의 최적의 도구로 떠오른 건 이 때문입니다.

스마트폰이 있으면 시간과 장소에 구애받지 않고 언제 어디서나, 심지어 이동 중에도 인터넷을 이용할 수 있어서 모바일 인터넷이라고도 부릅니다. 그렇다면 이러한 무선 인터넷을 구현하는 기술은 어떤 것들일까?

 

근거리 디바이스를 연결하는 블루투스

'푸른색의 이빨'이라는 뜻의 블루투스(Bluetooth)는 스마트폰, 스마트 워치, 노트북, 이어폰, 헤드폰, 키보드, 스피커 등 다양한 디바이스들을 서로 연결해 데이터를 교환하는 근거리 무선 기술의 표준입니다.

블루투스를 이용하면 다양한 기기들이 저렴한 비용으로 안전하게 무선 주파수로 서로 통신할 수 있습니다. 블루투스는 주로 10m 안팎의 가까운 거리에서 무선 연결이 필요할 때 사용됩니다.

예를 들어 블루투스 헤드셋이나 작은 스피커를 사용하면 거추장스러운 케이블 없이도 주머니 속의 스마트폰과 MP3플레이어에서 나오는 음악을 들을 수 있습니다. 최근에 일상적으로 사용하는 무선 키보드와 마우스 역시 블루투스 기술 덕분입니다.

 

 

 

 

 

 

10m 이내 통신을 활용한 근접통신기술

근접 통신 기술은 10m 이내 통신을 활용하여 스마트폰 등의 디바이스에 탑재되어 신용카드, 신분증 등을 대체할 수 있습니다. 또 노트북의 사용자 인증, 모바일 티켓, 쿠폰 등 다양한 분야에서 활용되는 기술로 핀테크의 인프라 역할을 합니다.

 

사용자의 위치를 파악하는 GPS

GPS는 위성 신호를 받아 사용자의 위치를 계산하는 기술입니다. 원래는 항공기, 선박, 자동차의 내비게이션 장치에 사용하던 기술인데, 점점 스마트폰, 태블릿 PC에도 활용하는 추세입니다.

스마트폰을 분실했을 때나 친구의 위치를 알고 싶을 때, 현재 위치에서 가장 가까운 관공서, 은행, 맛집 등을 검색할 때, 교통 정보나 할인 정보를 찾을 때도 유용합니다. 이 밖에 소셜커머스와 같은 온라인 쇼핑 분야에서는 위치 기반 서비스를 활용해 거주지에서 가까운 쇼핑센터 정보를 제공하고 있습니다.

 

인간의 감각 능력을 확대하는 센서

모바일 디바이스는 인간의 감각 능력을 무한하게 확장시키는 다양한 종류의 센서들을 지니고 있습니다. 이 센서들은 모바일 디바이스의 기능을 한층 더 발달시킬 수 있는 가능성을 열어놓았는데, 대표적인 영역이 사물인터넷, 가상현실, 증강 현실입니다. 

센서(Sensor)는 어떠한 상태를 감지하고 그것을 정보로 변환하는 역할을 합니다. 열, 빛, 온도, 압력, 소리 등의 물리적인 양이나 그 변화를 감지하거나 구분 및 계측하여 일정한 신호로 알려줍니다. 우리가 일상에서 사용하는 개인용 컴퓨터에는 센서가 없습니다. 하지만 스마트폰과 모바일 디바이스들에는 많은 센서들이 들어 있으며 앞으로 더 다양한 센서들이 장착될 것입니다.

스마트폰에는 속도 센서, 자이로 센서, 근접 센서, RGB 센서, 밝기 센서, 홀 센서, 모션 센서, 나침반, 지력계 같은 센서들이 탑재되어 있어서 방향, 동작, 수평을 측정할 수 있습니다. 다양한 이 센서들은 스마프폰과 모바일 디바이스들에서 구체적으로 어떤 역할을 할까?

 

 

 

 

 

스마트폰의 움직임을 감지하는 속도 센서

속도 센서(Speed sensor)는 스마트폰의 움직임을 감지하고 자이로 센서와 함께 사용됩니다. X, Y, Z 좌표를 만들어 이 좌표의 움직이는 속도를 측정할 때 사용하는 모션 센서들 중의 하나입니다. 예를 들어 헬스케어 앱을 설치하면 하루에 몇 시간, 몇 Km를 걸었는지 알려줍니다. 또한 바닥에 있는 스마트폰을 손으로 집으면 특정한 앱이 실행되게 할 수 있는데, 이것이 자리오 센서(Gyro sensor)의 기능입니다.

 

물체의 행동을 감지하는 근접 센서

근접 센서(Proximity sensor)는 어떤 물체가 가까이 있는지를 알려줍니다. 사람이나 물체가 일정 거리 이상 다가오면 감지하여 제품의 전원을 끄거나, 열량을 최저 수준으로 내려 사고를 예방할 수 있습니다. 스마트폰에서 근접센서는 통화 중일 때 화면을 끄는 역할을 합니다.

 

색을 잡아내는, RGB 센서

RGB 센서는 주변 색의 농도를 검출하면서 스마트폰의 디스플레이의 색을 보정하는 기능을 합니다. 또한 밝기 센서(Optical sensor)는 주변에 빛의 밝기를 감지하여 디스플레이의 밝기를 자동으로 조절합니다. 홀 센서는 자기장의 세기를 감지하는데 이는 플립형 커버가 닫혀 있는지를 감지하는 역할을 합니다.

 

움직임을 감지하는 모션 센서

모션 센서(Motion sensor)는 물체 움직임을 감지하여 화면을 끄지 않고 계속 보여주거나 음악 재생에서 흔들면 다음 곡으로 이동할 수 있게 합니다.

 

 

 

 

그 밖의 센서들

그밖에도 디바이스 주변의 온도와 습도를 측정하는 센서, 공기의 압력을 감지하는 기압계, 지구의 자기장을 탐지하여 방위를 나타내는 나침반 기능의 지자기 센서, 심장박동 센서, 지문 인식 센서 등이 있습니다.

카메라와 마이크도 중요한 센서입니다. 기술의 발달에 따라 영상이나 소리를 분석하고 찍거나 녹음된 소리가 무엇인지를 센서를 통해 자동으로 파악할 수 있기 때문입니다.

예를 들면 드론은 기능이 다양해지고 성능이 높아지면서 다양한 카메라와 센서를 탑재하여 주변을 파악할 수 있기 때문에, 대규모 건설 현장을 일정한 간격으로 촬영하여 작업을 관리할 수 있습니다.

또한 공중을 돌면서 3D 지형 데이터를 수집할 수도 있습니다. 드론을 사물인터넷의 중요한 사례로 꼽는 이유가 여기에 있습니다.

 

자이로 센서(Gyro sensor)

 

자이로스코프(Gyroscope)라고도 부르는 자이로 센서는 위아래가 완전히 대칭인 팽이를 고리로

축이 직각인 방향으로 만들고, 다시 그것을 제2의 고리를 써서 앞의 것과 직각 방향으로 받든

후에, 다시 제3의 고리에 의하여 앞의 둘에 지각이 되는 방향으로 지탱하여 줌으로써,

어떠한 방향으로도 팽이가 회전할 수 있도록 한 장치다.

기본적으로 회전하는 물체의 역학 운동을 이용한 개념으로 위치 측정과 방향 설정 등에 활용된다.

 

 

 

 

 

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