생산성과 제어·효율성을 향상시키는 사물인터넷(IoT)은 무한에 가까운 다양한 시장과 엔드 애플리케이션에 힘과 잠재력을 제공한다. IoT는 과거에 최신 기술이 널리 적용되지 않았던 시장에서, 특히 연결성을 필요로 하는 시장에서 주목을 받고 있다.

산업용·소비자 애플리케이션에서 감지·처리·실행·연결 등과 같은 주요 블록은 IoT 설계에 있어 핵심적 역할을 한다.

각 블록을 위한 모듈식 플러그-앤-플레이 솔루션을 사용해 스마트홈, 스마트빌딩, 웰빙, 자산 추적 등 여러 애플리케이션에서 새로운 설계를 신속하고 쉽게 적용할 수 있다. 이 모듈식 솔루션에 맞춤형 개발 도구가 포함되어 있거나 필요한 경우 국제 규제 표준과 프로토콜 요구사항에 대한 사전 인증을 거친 경우 특히 그렇다.

연결성은 가장 까다로운 분야 중 하나이며, 각 애플리케이션 별 특성에 따라 프로토콜이 다양하다. 내장 인프라와 장거리 연결성을 갖춘 시그폭스(Sigfox)는 가장 유용한 기술 중 하나로 부상했다. 그러나 많은 잠재적 IoT 솔루션 설계자에게 시그폭스는 새로운 기술 분야이므로 IoT 확산에 있어 쉬운 적용은 매우 중요한 부분이라고 할 수 있다.

IoT 애플리케이션에 따르는 어려움
IoT에 연결된 기기(사물)는 310억개 이상이며 매일 수천여개의 기기가 새롭게 연결되고 있다. 이 기기들은 모두 모여 전세계 소비자와 비즈니스 사용자에게 긍정적인 변화를 주고 있다. 가정에서의 경우를 예로 들면, 자동화 조명 제어는 에너지를 절감하고 보안을 제공하며 원격 도어벨은 사용자들이 전세계 어디에서나 '집'과 연결될 수 있도록 해주고 인터넷 액세스를 제공하고 있다.

기업은 이를 활용해 공장과 다른 시설의 모든 세부 사항을 모니터링 하고 전보다 운영 효율을 향상시키는 데이터를 얻을 수 있다. 원격지에서 장비를 가동하는 기업은 사무실에서 편하게 작동을 모니터링 할 수 있어 정기적으로 현장 검사에 나서는 비용 부담을 덜 수 있다. 향상된 데이터 분석과 실시간 모니터링, 예측 유지 보수를 비롯해 다른 고부가가치와 더불어 IoT가 제공하는 전반적인 이점은 현실화되고 있다.

그러나 IoT 디바이스를 매우 유용하게 만들고 휴대성을 높이기 위해서 작은 크기와 연결성, 여러 특징을 원격으로 사용하는 기능을 만드는 것은 설계자들의 중대한 과제다.

기기가 제한된 공간에 배치해야 해서 크기가 작더라도 IoT 노드는 필요한 기능을 포함해야 한다. 일반적으로 시스템과 프로세스 데이터를 관리하는 마이크로컨트롤러(MCU)와 측정·모니터링 대상에 따른 다양한 센서, 민감한 데이터를 안전하게 저장하고 전송하는 암호화 기술 등이 포함된다.

아울러 전원은 필수적이다. 많은 IoT 기기가 주 전원을 사용할 수 있는 가정이나 사무실, 공장 등에 배치되며, 이들 중 다수는 편의성을 위해 배터리로 구동된다. 주 전원이 없는 원격지에 사용된 모든 IoT 기기는 배터리로 구동된다.

설계자는 배터리 사용에서 오는 제한적인 에너지와 크기 제약으로 인해 소중한 에너지가 낭비되지 않도록 작은 초저전력 부품을 선택하고, 구현하며 정교한 전력 관리 알고리즘을 개발해야 하는 중대한 여러 과제에 봉착하고 있는 셈이다.

글: 브라이언 뷰캐넌(Brian Buchanan) / 무선 연결 솔루션 총괄 / 온세미컨덕터