우리의 일상이 된 사물인터넷 정보영재 학급 김서현, 이서연 지도 교사: 이유라 지도 교수: 김태영 2018. 12.

목차 연구 동기 사물인터넷이란? 사물인터넷의 정의 사물인터넷의 현재 3. 구현 작품 설명 사물인터넷의 필요성 4. 결론 사물인터넷의 발전 가능성 느낀점

1 연구 동기 사물인터넷은 광범위한 분야에 영향을 미치는 기술로써, 미래에 사용될 가치가 무궁무진하다. 이 기술이 우리의 삶을 편리하게 만들어 줄 수 있는 이유는 바로 다양한 센서들 덕분이다. 우리는 정보의 주체로서 내가 직접 개입하지 않아도 정보가 어떻게 자동적으로 전달되고 주변 사물이 스스로 필요한 작업을 수행하게 되는지 그 과정에 대한 이해가 필요하다고 판단되었다.

1 연구 동기 이에 우리는 사물인터넷에 대하여 좀 더 잘 이해하기 위해 ‘로보티즈 IOT’ 키트를 이용하여 실생활에서 이용할 수 있는 사물인터넷 장치들을 작은 모형으로 만들어 보게 되었다.

2 사물인터넷이란? ① 사물인터넷의 정의 사물인터넷(Internet of Things, IoT)은 사람 · 사물 · 공간 · 데이터 등 모든 것이 인터넷으로 서로 연결되어, 정보가 생성 · 수집 · 공유 · 활용되는 인터넷이다.  그 대상은 우리가 주변에서 흔히 보고 사용하는 모든 유형의 것으로, 사람 · 자동차 · 교량 · 전자 기기 · 자전거 ·  안경 · 시계 · 의류 · 문화재 · 동식물 등 자연 환경을 이루는 모든 물리적 객체에서 컴퓨터에 저장된 다양한 데이터베이스,  인간이 행동하는 패턴 등 가상의 모든 대상도 포함되는 매우 광범위한 개념이다.

2 사물인터넷이란? ② 사물인터넷의 현재 외국의 기업들은 사물인터넷을 적극 추진하고 있다. 외국의 기업들은 사물인터넷을 적극 추진하고 있다.  아마존, 구글은 특히 가정에서부터 사물인터넷을 정착시키는 목표를 구체화하고 있다. 

2 사물인터넷이란? ② 사물인터넷의 현재 아마존(Amazon)은 ‘웹서비스(Web Services)’라는 최대의 클라우드 서비스로 이 분야를 선도하고 있다. 아마존은 이미 물류 배송 시스템에 사물인터넷을 연결해 물류 배송 시간과 정확도를 높여 왔다. 이를 가정에도 확장해 ‘에코(Echo)’라는 IoT 시스템을 구현하고 있다. 에코에 가정 내 전자제품을 연결해 이용할 뿐만 아니라 물건을 주문할 수 있는 기능을 확장하고 있다. 구글(Google) 역시 ‘구글 홈(Google Home)’을 내세우고 있다. 난방이나 조명을 음성으로 조절하고 음악을 트는 등 가정 내 기기들을 사물인터넷으로 연결한다.  

2 사물인터넷이란? ③ 연구의 필요성 모든 사물이 인터넷에 연결되는 사물인터넷은 사물이 가진 특성을 더욱 지능화하고, 인간의 개입을 최소한으로 줄여 자동화하며, 다양한 연결을 통한 정보 융합으로 인간에게 지식과 더 좋은 서비스를 제공해준다. 기업에서는 에어컨디셔닝과 조명시스템에서부터 개인용 모바일 기기에 이르기까지 다양한 IoT 기기와 센서를 업무환경에 도입하여 사용하고 있다. 또한 산업 부문에서 IoT는 운영 인프라 모니터링 및 유지관리 부분에서 사용되어 탁월한 성과를 거두고 있는 것으로 나타났으며, 의료 기관의 경우 절반 이상이 환자 모니터, 엑스레이/영상기기 등에 이미 IoT를 사용하고 있으며 센서를 이용해 의료장비 모니터링 및 운영을 하고 있다고 답했다. 유통업체들은 고객 경험을 향상시키는 IoT 서비스를 개발하고 있다. 전세계 유통업체의 거의 절반이 IoT 기술을 구축하였으며, 이 가운데 대다수가 새로운 고객 경험 제공을 위해 개인 모바일 기기의 네트워크 액세스를 허용하고 있는 것으로 확인되었다.

2 사물인터넷이란? ③ 연구의 필요성 IoT의 파급효과 및 영향은 정치·경제·사회·문화·환경 등 일상생활 전반에 걸쳐 광범위하게 삶의 현실로 나타고 있다. IoT는 정보통신 인프라로 중요한 역할을 차지하고 있으며 경제 발전의 중요 요인으로 작용할 수 있기에 IoT 시대를 살아가는 구성원으로써 이에 대한 연구가 필요하다고 생각되었다.

3 구현 작품 설명 문제 인식: 평소에 밝을 때 집을 나서면서 전등이 켜있는지 인식하지 못하여 전등을 끄지 않고 나가게 되고, 어두울 때 귀가하면서 전등 스위치를 찾기 위해 더듬거리게 되었다. 필요 부품: 서보모터, 접촉센서, 자외선 센서 상세 기능: 적외선센서가 사람이 들어왔을 때와 나갔을 때를 인식하여 방안에 있는 사람의 수를 계산하고 사람이 있을 때만 불을 켠다. 조도센서가 낮인지 밤인지를 구분하여 이에 따라 불을 켜고 끈다. 기대 효과: 화장실과 같은 공공장소에서 사용 중인 사람이 있는지를 판단하여 불필요한 전기 낭비를 줄일 수 있을 것이며, 어두운 곳에서 스위치를 찾을 필요가 없어질 것이다. 스마트 전등

3 로봇청소기 구현 작품 설명 문제 인식: 청소를 도와주기 위한 기계이다. 필요 부품: DC모터, 적외선센서, 서보모터, 컬러센서 상세 기능: 컬러센서가 색을 감지하여 더러운 곳은 서보모터가 더 센 강도로 청소한다. 적외선 센서로 벽에 부딪히지 않으며 자율주행을 할 수 있다. 기대 효과: 청소기를 초소형으로 만들어 손이 닿지 않는 곳도 쉽게 청소할 수 있을 것이며, 청소할 시간이 없는 사람들에게 도움을 주어 청소에 큰 수고를 할 필요가 없어질 것이다.

3 구현 작품 설명 문제 인식: 휴대용 선풍기의 전원을 끄는 것을 깜박하여 사람이 없을 때에도 회전하면서 건전지를 자주 교체하게 되었다. 필요 부품: 적외선센서, DC모터 상세 기능: 적외선 센서를 활용하여 사람이 가까이 있을 때는 강풍으로, 멀리 있을 때는 약풍으로 움직이며, 사람이 없을 때는 회전을 하지 않는다. 기대 효과: 선풍기로 사용할 때는 사용하는 사람이 없을 때 전기를 절약하는 효과를 얻을 수 있고, 적외선 센서를 CO2 센서로 대체하여 환풍기로 사용할 경우 공기의 질에 따라 환풍기의 속도를 조절할 수 있을 것이다. 스마트 선풍기(환풍기)

3 구현 작품 설명 미니 리프트 문제 인식: 평소 높은 곳에 있는 선반에 있는 물건을 꺼내기 위해 의자를 옮기는 불편함이 있었다. 필요 부품: 서보모터, 접촉센서, 적외선 센서 상세 기능: 적외선 센서가 리프트에 사람이 올라갔을 때 높이를 감지하여 키가 작을 때에는 서보모터를 작동시켜 발판을 올려준다. 선반 옆에 있는 접촉센서를 누르면 발판은 다시 내려간다. 기대 효과: 키가 작은 사람, 휠체어를 타고 있는 사람 등 어떤 사람이든지 불편하지 않게 높은 곳에 있는 선반을 이용할 수 있을 것이다.

3 구현 작품 설명 문제 인식: 키우고 있는 강아지를 혼자 두고 외출할 때 혹시 급수대의 물이 부족하면 어쩌나 걱정이 되었다. 필요 부품: 서보모터, 온습도 센서, 적외선 센서 상세 기능: 애완동물이 자동 급식기 앞으로 다가갔을 경우, 만약 그릇 안에 물이 없다면 적외선 센서, 온습도센서가 이를 감지하여 자동으로 사료를 붓는다. 또한 만약 그릇 안에 물이 일정 시간 이상 들어있었다면 사료를 교체해달라는 권고 음성이 나온다. 기대 효과: 주인이 일일이 물을 챙겨주지 않아도 자동으로 물이 나오기 때문에 주인이 잠시 외출한 경우에도 애완동물이 목마를 걱정이 없으며, 오랜 시간이 지나면 물이 상했음을 알려준다. 자동급수기

결론 ① 사물인터넷의 발전 가능성 사물인터넷은 좁은 범위에서는 우리 주변의 사물들에 네트워크를 연결하고, 지능화함으로써 이러한 복잡한 과정 속에서 다양한 정보를 함께 모니터링하고, 분석하고, 예측할 수 있다면 판매자에게는 최고의 수익을 올리기 위한 정보를 제공할 수 있을 것이고, 소비자에게는 최적의 소비가 가능한 갖가지 정보를 제공할 수 있을 것이다.  사물인터넷은 농업 · 환경 · 에너지 · 유통 등 다양한 분야(도메인)의 정보를 제공하고, 이러한 정보를 모아 분석을 통해 다양한 파급 효과를 가져 오는 등 존재하는 혹은 향후 등장할 상호 운용 가능한 정보 기술 및 통신 기술을 활용하여 다양한 물리 및 가상 사물 간의 상호 연결을 통해서, 진보된 서비스를 제공할 수 있게 할 것이다. 사물인터넷은 이제 그 한계를 뛰어넘어 만물인터넷, 즉 만물이 인터넷에 연결되어 서로 소통하며 새로운 가치와 경험을 창출하는 기술로 발전하게 될 것이다.

결론 ② 느낀 점 프로젝트를 위해 사물인터넷에 대한 조사하고 필요한 기능들을 생각하여 구현하면서 이미 많은 기술들이 우리 생활에 관여하고 있다는 것을 알게 되었다. 이제 사물인터넷 시대를 넘어 만물인터넷 시대로 변화하고 있으며, 미래에는 사물인터넷이 우리의 삶을 더욱 편리하고 효율적으로 만들어줄 것이라는 기대를 가지게 되었다. 산출물을 만들기 위해 직접 센서와 부품을 이용하여 모형을 만들고, 프로그램을 짜는 과정들은 사물인터넷을 더 잘 이해할 수 있는 기회가 되었으며, 좀 더 다양한 센서들을 다뤄보고 싶다는 생각이 들었다. 이번 프로젝트의 경험을 발판 삼아 4차 산업혁명을 이끌어 나가는 인재로써 성장하도록 노력하겠다고 다짐해본다.

감사합니다