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데이터 상호 운용성을 통한 IoT 생태계 개선

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"사물 인터넷 또는 IoT"라는 단어를 들었을 때 가장 먼저 떠오르는 것은 무엇입니까? 우리는 그것이 "연결된 장치" 및/또는 "스마트 자동화"라고 확신합니다. IoT는 가장 기본적인 수준에서 사람, 프로세스 및 사물 간의 연결을 포함합니다.

이것이 바로 이 기술의 전부입니다! 그러나 IoT의 세계는 많은 구성 요소, 시스템 및 기술의 집합체입니다. 조직이 필요로 하는 IoT 네트워크의 다양한 장치, 게이트웨이, 센서 및 모듈 네트워크를 단일 요소로 통합할 수는 없습니다.

IoT 기술 생태계의 모든 측면에는 수행해야 할 역할과 책임이 있습니다. 총체적으로 말해서, IoT는 새로운 기술 운동의 성장의 일부입니다. 그러나 전 세계적으로 안정적이고 안전한 IoT 네트워크를 만들기 위한 경쟁에서 어떤 회사도 독립적으로 성공할 수 없습니다.

기업은 특정 시장을 위한 수직적 IoT 솔루션을 만드는 것 외에도 수평적 솔루션을 추구해야 합니다. 즉, IoT 환경을 복잡하게 만드는 대신 모든 장치가 다양한 시스템 및 애플리케이션과 상호 작용할 수 있도록 하는 것이 목표여야 합니다.

여러 산업 분야에서 단일 제품을 개발할 때 얻을 수 있는 장기적인 이점은 단기적인 단점보다 큽니다. IoT 생태계는 새로운 아이디어를 개발하고 더 빠른 개선을 가능하게 하는 환경을 구축하기 위해 데이터 상호 운용성을 촉진해야 합니다.

IoT 데이터 상호 운용성 개요

IoT의 경우만큼 상호 운용성이 중요하고 관련성이 높은 분야를 생각할 수 없습니다. 모든 장치 그룹은 서로 통신할 수 있어야 하며 IoT에서 응집력 있는 단위로 기능해야 합니다. 이것이 이 기술의 기초입니다. 따라서 상호 운용성은 각 구성 요소의 최적 작동에 필수적입니다.

장치는 상호 운용성이 없으면 네트워크에 연결하고 액세스할 수 없습니다. 예를 들어, 조명은 관련된 모든 장치의 상호 운용성이 없으면 원격 스위치나 스마트폰 판독 센서에 응답하지 않습니다.

McKinsey 보고서에 따르면 IoT의 잠재적 이점 중 40%는 상호 운용성 없이는 실현될 수 없습니다. IoT 시스템이 서로 통신할 때 가치가 배가되어 이점을 향상시키는 데 상호 운용성이 중요합니다. 따라서 상호 운용성이 4년까지 IoT 관련 경제적 영향을 연간 2025조 달러 이상으로 끌어올릴 것이라는 사실은 놀라운 일이 아닙니다.

그러나 상황이 모두 늠름한 도리만은 아니다.

Gartner에 따르면 IoT의 잠재력을 최대한 실현하는 데 방해가 되는 세 가지 주요 장애물 중 하나는 상호 운용성입니다. 다음은 시나리오입니다. 온도 조절기, 엔터테인먼트 시스템, 도어록, 스마트폰 또는 Amazon Alexa와 같은 개인 전자 제품을 포함하여 스마트 홈에 포함될 수 있는 모든 요소를 ​​나열하십시오.

모든 것이 원활하게 작동하려면 스마트 홈의 모든 요소가 통신해야 합니다. 구성 요소는 문제 없이 이상적으로 함께 작동해야 합니다. 그러나 이것은 상호 운용성 없이는 불가능합니다. 스마트 하우스를 예로 들면 스마트 잠금 장치는 Bluetooth 또는 Z-Wave 통신 방법을 사용할 수 있지만 스마트폰, Alexa 및 온도 조절 장치는 Wi-Fi에 직접 연결됩니다.

구분이 중요해 보이지 않을 수도 있지만 홈 자동화 시스템이 적절하게 작동하는지 확인하는 것이 필요합니다. 도어가 열리면 시스템이 자동으로 온도 조절기를 올려야 합니다. 스마트 홈의 모든 구성 요소가 서로 통신할 수 있는 것은 아닙니다.

IoT 데이터 상호 운용성 유형

다른 제조사의 IoT 연결 장치가 홈 네트워크 내에서 통신할 수 있는 방법을 제공하는 것은 까다롭지만 필수적입니다. 그리고 IoT의 가장 두드러진 이점은 그렇게 하는 경우에만 얻을 수 있습니다. 다음은 IoT 네트워크의 효율성을 향상시킬 수 있는 IoT 데이터 상호 운용성의 유형입니다.

1. 조직

표준 프로그래밍 인터페이스 및 의미 체계를 사용하는 조직 상호 운용성은 도메인 전반에 걸친 서비스의 통합 및 조정을 달성합니다.

2. 기초

정보 시스템 간의 데이터 교환은 기본적인 상호 운용성을 통해 가능합니다. 통신 피라미드의 기반 역할을 하며 가장 기본적인 데이터 교환 서비스를 제공합니다.

3. 구조

구조적 상호 운용성은 데이터 교환 형식을 결정합니다. 데이터 필드를 참조하여 데이터, 인터페이스 및 인코딩에 대해 합의되고 잘 정의된 구조를 생성합니다.

4. 의미론적

의미론적 상호 운용성은 인터페이스에서 사용되는 용어 또는 처리하는 교환 데이터에 대해 널리 인정되는 정보 모델 및 온톨로지를 설정합니다.

상호 운용성을 위한 IoT 아키텍처

처음부터 상호 운용성을 위해 IoT 네트워크를 준비하는 것이 이러한 어려움을 극복하는 가장 좋은 방법입니다. 다음은 오늘날 IoT의 매우 파편화된 상태에도 불구하고 네트워크 설계를 탐색하는 데 도움이 되는 IoT 연결에 대한 세 가지 일반 지침입니다.

1. 소프트웨어 기반 기술

IoT 장치 산업 환경에서 엄격한 안전 및 신뢰성 표준을 자주 준수합니다. 이와 관련하여 하드웨어 기반 접근 방식을 통해 무선 솔루션을 배포하는 것은 특정 장치 유형으로 제한되고 인증 프로세스를 완료하기 위해 관련 공급업체에 의존하기 때문에 까다롭습니다.

반대로 소프트웨어 기반 솔루션을 사용하면 센서 및 비즈니스 컴퓨터를 포함하여 운영 요구 사항을 충족하는 모든 레거시 장비 및 인프라를 유연하게 통합할 수 있습니다.

2. 개방형 산업 표준

입증된 표준을 통합한 솔루션은 SDO(Standard Development Organizations)에서 인정하는 개방형 글로벌 프레임워크에서 개발됩니다. 높은 수준의 서비스 보장과 함께 개방형 표준은 양립할 수 없는 기술 개발 및 제품 디자인 차이를 제거하여 글로벌 투명성과 균일성을 촉진합니다.

장기적으로 이는 IoT의 상호 운용성, 공급업체 간 지원 및 국제적 채택을 촉진합니다. 특히, 표준 기반 프로토콜을 채택하면 수직으로 호환되는 기성품 기어의 확장 선택을 사용할 수 있습니다.

또한 독점 공급업체의 전략적 조정으로 인해 IoT 에코시스템에서 이전 버전과의 호환성 가능성을 줄일 수 있습니다.

3. 개방형 인터페이스

다양한 사용자가 사용하는 서로 다른 응용 시스템과 서버로 데이터를 효과적으로 전송하는 과정은 응용 계층에서 IoT 상호 운용성이 필요합니다. 애플리케이션 간 상호 운용성을 뒷받침하는 주요 요소는 MQTT 또는 CoAP와 같은 오픈 소스 메시징 프로토콜과 RESTful 원칙에 기반한 API입니다.

이러한 사용 가능한 인터페이스는 기본적으로 사설 네트워크 아키텍처의 IoT 게이트웨이에 포함되어 있어 타사 관리 서버 없이도 분석 및 시각화를 위해 원하는 백엔드로 직접 데이터를 전송할 수 있습니다.

IoT 상호 운용성의 과제

연결된 장치의 채택이 제한되고 소프트웨어 상호 운용성 부족으로 인해 비용이 증가했습니다. 많은 IoT 사용의 가치는 배포되는 즉시 효율적으로 통신할 수 없기 때문에 제한되었습니다. IoT 이니셔티브는 배포 상호 운용성 요구 사항을 해결하는 것이 어렵고 비용이 많이 들기 때문에 중단되거나 실패할 수 있습니다.

소비자 및 가정용 IoT 시장은 종종 좌절을 겪는 시립 및 상업용 IoT 설치와 함께 자동화되고 보편적인 호환성의 부족으로 인해 지연을 경험합니다. 여러 범주에 걸쳐 수백 또는 수천 개의 장치가 기술의 이점을 최대한 활용하기 위해 혁신적인 도시 프로젝트를 위해 협력해야 할 수 있습니다.

다양한 장치 요구 사항과 물리적 제약이 있는 산업용 IoT 투자에는 여러 통신 프로토콜이 필요할 수 있습니다.

허브와 같은 추가 상호 운용성 구성 요소에 대한 요구 사항은 비용을 증가시키고 복잡성을 증가시켜 IoT 사용 사례에 대한 더 많은 지원을 방해하고 IoT ROI를 감소시킬 수 있습니다. 상호 운용성은 존재하지만 이제는 상호 운용성 표준 산업을 능가하는 지속적인 혁신으로 인해 방해를 받고 있습니다.

정보 공유, 데이터 개인 정보 보호 및 보안을 규제하기 위해 신중하게 검증된 통신 형식, 기술 및 프로토콜을 제공하는 것을 목표로 해야 합니다. IoT 네트워크의 실제 가치를 실현할 수 있는 혁신과 역량은 모두 광범위한 상호 운용성의 부재로 인해 제약을 받습니다.

성공하려면 실제 항목의 모델을 이해해야 하기 때문에 의료, BFSI, 자동차 및 기타 분야의 상호 운용성을 양호한 상태로 얻을 수 없다면 디지털 트윈, 기계 학습 또는 예측 자동화를 고려하기 어려울 것입니다. .

IoT 데이터 상호 운용성의 장애물 극복

IoT 환경을 살펴보면 복잡성이 얼마나 빠르게 증가할 수 있는지 알 수 있습니다. IoT 아키텍처의 모든 수준에는 다양한 요인으로 인해 문제가 발생할 수 있는 범위가 있습니다.

계측을 예시로 고려하십시오. 연결된 장치 공급업체가 메트릭 방출을 펌웨어에 포함하는 경우 일반적으로 계측은 사용자가 변경할 수 없습니다. 그러나 이러한 장치가 데이터를 보내는 대상 시스템은 프로그래밍할 수 있습니다.

특수 제작된 센서는 장비에 적합하고 각각의 신호를 수집하도록 만들어졌습니다. 그러나 공급업체 펌웨어는 데이터를 효율적으로 수집하는 것을 다시 한 번 어렵게 만들 수 있습니다. 데이터 원본이 허용하는 경우 타사 서비스를 사용하여 데이터를 추출하거나 스크랩할 수 있습니다.

계측 후에는 데이터 원본에서 데이터가 궁극적으로 분석되는 위치까지 파이프라인 아키텍처를 고려해야 합니다.

도전적인 분야입니다. 상담원, 게이트웨이, 메시지 대기열 및 스트리밍 엔진을 고려하는 즉시 문의가 들어오기 시작합니다. 어떤 것을 사용할지, 어떻게 사용하는지, 네트워크에서 위치를 분석하는 것은 어렵습니다.

이해할 만하게도 디지털 혁신은 한 걸음 더 나아가기보다 삶의 방식에 더 가깝습니다. 따라서 접근 방식은 미래 지향적이어야 합니다.

데이터와 관련된 결정을 내려야 하는 경우 상황이 더 복잡해집니다. JSON, CSV, XML 또는 바이너리와 같은 데이터 전송 및 방출 형식을 고려하는 것이 가장 좋습니다. 가능한 솔루션은 아마도 대부분의 경우 이러한 조합일 것입니다.

마지막으로 이러한 다양한 데이터 유형이 기술을 통해 전송되는 방식을 결정해야 합니다. OPC, MQTT, Sparkplug, Modbus, HTTP, TCP/UDP, WebSocket 및 기타 사용 가능한 대안의 프로토콜을 사용합니다.

이상 당신에게

IoT 시장은 수십억 개의 시스템, 장치 및 서비스가 연결됨에 따라 꾸준히 확장될 것으로 예상됩니다. 그러나 시장은 장치, 프로토콜, 컨트롤러, 네트워크 연결 기술, 데이터 형식 등의 이질성이 매우 높기 때문에 파편화되어 있습니다.

구성 요소 수가 증가함에 따라 연결, 보안, 개인 정보 보호 및 데이터 흐름 문제가 적은 탄력적인 아키텍처와 인프라가 필요합니다. 그리고 그것이 상호 운용성이 게임을 바꿀 수 있는 곳입니다!

이는 견고하고 확장 가능한 IoT 네트워크의 핵심이며 아키텍처 설계에 특별한 주의가 필요합니다. 개방형 인터페이스가 내장된 표준 기반 소프트웨어 기반 통신 플랫폼을 활용하면 레거시 환경에 쉽게 설치할 수 있어 교차 수직 하드웨어와의 장기적인 상호 운용성을 가능하게 합니다.

출처 : Plato Data Intelligence : Platodata.ai

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