개념도 1 (영상지식창작소 란?) · ZigBee IEEE802.15.4 유럽 회사 중심으로...

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<CES 2017 - Panasonic 부스의 컨셉카>

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스마트홈 트렌드 –

VR/AR에서 융합현실 (Mixed or Merged Reality,

MR)로 모멘텀 변화

드론의 급격한 발전 속도가 정체된 반면,

관심이 로봇 영역으로 이동

IoT 활용분야로 Smart Home 현실화

Amazon Echo와 Google Home 등 인공지능 기반,

스마트홈 기술 및 서비스의 르네상스

웨어러블을 기반으로 한 라이프테크

스마트워치, 피트니스밴드 등 웨어러블 및 스마트홈

제품 보급 확산으로 실생활에 적용되는 기술의 다양화

타 산업과 ICT융합 확산

자율주행 기술 경쟁에서 진보된 사용자 경험 제공

기술 경쟁으로 변모

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< LG의 공항 및 잔디깎이 로봇 > < BOSCH의 Curie > < Baidu의 Little Fish >

< LEGO Boost >

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< LG의 DeepThinQ 환경 > < LG의 SmartThinQ 시연 > < 삼성전자의 Family Hub 2.0 파트너 >

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< Bodyfriend의 ‘Aventar’ > < Sleep Number 360 >

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Ref. Harbor Research

2014년 출하될 Connected Device

20억

스마트홈 기기 비중 37억 (47%)

2020년 출하될 Connected Device

80억

IoT 디바이스 확산

- 모든 것이 연결되는 세상 (홈은 最多 IoT 디바이스 집결지!!)

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산업영역 모바일 폰 케이블TV 인터넷 스마트홈

시장

포화 정도


글로벌 기업(통신/케이블사업자, 가전사)의 스마트홈 진출

고유 사업 영역의 포화 대응 스마트홈 시장: $10.7B(2012), $34.5B(2017) (ref. Strategy Analytics 2012)

IoT(네트워크) + 클라우드(플랫폼) + 스마트폰(단말) 보급 확대 서비스와 사용자를 연결하는 인프라확보 초기투자비용절감

스마트홈 설치의 자유도 향상 (무선기술의 발전) 사업행태전환: (신축/공동주택, B2B) (기축/단독주택, B2C)

98% 86% 69% 26%

Fierce Cable, “Comcast leads cable push for cut of $13B home security and automation market,” 2013. 6.

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스마트홈 기술 요소 –

Thing Smart Phone

Thing Internet Smart Phone

Thing Internet Smart Phone

G/W Thing Smart Phone

G/W Cloud Server

Platform

Service

Network interface

SoC/HW (AP/MCU, Memory, etc)

HGW/STB

/Smart Phone

/WiFi-AP/etc

WiFi/Z-Wave

/ZigBee/BLE

/SUN/etc

Coap/Mqtt/

/Rest/etc

Easy Installation

Re-Configuration

Remote maintenance

Resource (Device, Network, Service, etc) management

Big Data Processing (Raw Data Collection, DB, Privacy, Analytic Lib., etc)

Development/Execution/Deploy Support

OPEN API, Authentication, etc…

Service Scenarios

Data mining & Analysis

Reasoning & Decision making

User management, ARM, etc

GUI

Visualization

etc

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Privacy management

Analytic Lib.


Appliance

A社 Appliance (HTTP/TCP)

Middleware

Example Protocol

Stack on an

appliance

TCP

Middleware

HTTP

IP

Ethernet

IP

Ethernet

NAT

WiFi

IP

TCP

HTTP

IP

WiFi

Device App. Device Management

Big Data Management

Data Management

Service Development Env.

Open API

Event Profile Auth Config

Cloud Server (Platform)

WiFi AP

Peer communications

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Privacy management

Analytic Lib.


Appliance

A社 Appliance (UDP/COAP)

Proxy

Example Protocol

Stack on an

appliance

TCP

Middleware

HTTP

UDP

CoAP

IP

WAN

IP

WAN WiFi

IP

TCP

HTTP

UDP

CoAP

IP

WiFi

Device App.

Big Data Management

Data Management


Open API



WiFi AP

Middleware

Device Management

Peer communications

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Privacy management

Analytic Lib.

Middleware

IP

Ethernet

Device Management

Big Data Management

Data Management


Open API


Middleware

TCP

HTTP

IP

WiFi

Device App.


Sensors

N社 Sensor (Legacy ZigBee)

Example Protocol

Stack on a

sensor

IP

Ethernet

NAT

WiFi

IP

ZigBee Profile


Gateway

Peer communications

ZigBee Protocol

802.15.4

WiFi AP

ZigBee Protocol

802.15.4

ZigBee Profile

GW

TCP

HTTP

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Wireless IC

Additional MCU

Air Conditioning

HW

Main MCU

에어컨

User Interface on Machine

Display MCU


R T O S

Device App.

CoAP (MWS)

WiFi/Serial DD

LWIP

Middleware

UDP

(HW) Legacy 디바이스를 위한 플랫폼 + IoT 디바이스 化를 위한 추가적인 플랫폼

(SW) OS (or Firmware) + 통신 프로토콜 스택 + 미들웨어 + ADK

Application Development Kit Software Hardware Platform

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Platform

Service Body

App Development Kit

Service Skin

Service Development Kit

App Store & Deployment

Open API


GUI, User scenaio

Data Management

User Management

Network Management

Big Data Management Privacy management

Open API


Analytic Lib.

Service main logic, Data analysis, User management

Execution Framework

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의료활동지수 (Frost & Sullivan analysis) 개인생활공간지수(2009,통계청자료참고)

스마트홈 주요 이슈 –

인구고령화로 인한 생활습관병 환자&위험군 증가세

(고혈압, 당뇨) 40대 40.2% 70대 86.5%

치료에서 예방(예방/진단/감시)으로 (환자위험군건강인)

예방활동비율 30%(2007) 49%(2025)

개인생활공간지수에서 홈이 차지하는 비중 54%

질병 위험군의 케어를 위한 서비스 발전 예상

생체정보의 생활정보 융합을 통한 리빙케어

무구속, 무자각으로 불편없는 생체 및 생활정보 수집

헬스시장기회 (Frost & Sullivan analysis)

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The Clear Application @ Market

(미국) 시장 100억$, 가입률 15-20% 50%(2020) 증가 예상 (Parks, 2012)

(국내) 가정용 무인경비 보급률 8% (상대적으로 낮은 범죄율)

소비자는 디지털도어록, IP카메라 등 Security 장치 선호

시큐리티 사업자의 스마트홈시장 선점효과 플랫폼 주도 가능성

보안전문기업(ADT26%,32억불)에 대형 통신/케이블사업자가 도전

AT&T(Digital Life) : 지능형 자동보안 솔루션 (데이터 기반 경보)

Comcast(Xfinity Home) : 보안, 홈자동화, 에너지절감 융합형

진화방향

관련 기기의 무선화 설치/보급 편의성 확대

영상처리 기술의 진화 서비스의 질 향상

주변 서비스 융합(ex. 방범, 방재, 에너지 관리)으로 편의성 확대

사회문제 해결 형 서비스 연계 (여성/어린이 안전, 층간소음 등)

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전 세계 E&M(Entertainment & Media) 소비에서 디지털 소비 증가세 지속

■ 15.3%(2006) 33.9%(2015) (PWC 2011) ※PWC: PricewaterhouseCoopers ※디지털소비: 광대역 및 모바일 인터넷, 모바일TV, VOD 등을 포함하는 홈 관련 미디어 소비 패턴

스크린을 통한 엔터테인먼트 행위 분석 (Google Report)

■ 미디어 접속 90%가 스크린 중심 (10%: 신문, 라디오, 잡지)

■ 하루 여가시간의 4.4 시간을 스크린 앞에서 보냄

■ 77%의 TV 시청자가 다른 스크린을 동시 활용

엔터테인먼트 서비스 발전 방향

Top activities performed during simultaneous screen usage

Screen

Service

VoD Service, Games, Video Conf. Data Sync, Contents Sharing, AppStore

TV/PC-centric, Single-screen Smartphone-based, Multi-screens

Architecture VoD Server, Client(TV/PC), P2P, I/O Cloud Server, Any Screens

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『先 정책, 後 시장』 구도의 산업

에너지문제는 범국가/범정부 차원의 접근 필요

(북미) 에너지스타 정책, (유럽) A+++ 라벨

10 ~ 30%의 에너지 절감을 요구

소비자의 에너지 Seal 선호도↑ 제조사에 압력으로 작용

(국내) 공급중심에서 수요중심으로 정책 변화 시동

• 스마트홈 ESS/EMS

• 스마트플러그, 상호운용성

• 전력 유통/서비스 플랫폼

• 에너지효율화

스마트홈 이슈

• 공급중심 수요중심

• ICT 융합 시스템기반

• 수요관리시장 창출

정책 패러다임

• ESS (Energy Storage System)

• EMS (Energy Mgmt. System)

• ICT 활용 고효율 기기

• 수요관리

추진과제

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Usage

• Online help (F1)

- not only text but also video

• Service recommendation

- Notification base

• User friendly interfaces

Installation

• Wireless setup (WiFi, ZigBee, BLE, Z-wave, etc)

• Basic Service installation

• Device registration

• User registration (account generation)

Reconfiguration

• Changes of ISP, devices, app

• On/off, rebooting

• After maintenance

Maintenance

• Online help (F1)

- not only text but also video

• Fault management

- event/remote/predictive

• Self test programs

Situation-aware Intelligent Home

Manageless

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Protocol 특징 비고

HTTP TCP기반의 대표적인 웹 프로토콜로서 모든 웹브라우저가 활용 AP(Application Processor)기반의 홈IoT 기기에서 활용이 가능

CoAP 경량의 웹 메시징 프로토콜 기술로 UDP를 기반으로 함 일반적으로 Home area 에 국한된 통신을 권장하지만, 외부 서버와 직접 연결도 시도

수십K Byte ROM

MQTT-S 센서 네트워크와 같은 95% 이상의 Sleepy 디바이스 네트워크에 적합한 저속 IoT 메시징 기술 비신뢰 네트워크 기반의 양방향 통신 제공

NAT 필요

Wireless 특징 비고

WiFi IEEE802.11x 무선네트워크 표준 대표적인 근거리 무선 네트워크로 고대역폭을 제공할 수 있으나 전력 소모가 상대적으로 큼

Wemo, Play:3, Play:5 IP Camera, Thermostat

BLE 개인 근거리 무선통신(PAN) 표준. 유선USB를 대체하는 목적이나 BLE4.1 이후로 스마트홈 기기에도 적용되고 있음

Weight Scale, iBeacon, Audio, Wireless Speaker

ZigBee IEEE802.15.4 유럽 회사 중심으로 256Kbit/s 속도로 저전력 무선 네트워크 10~100m 구성가능. 1998년 제정되어 2006년에 표준 개정

Hue Light Bulb, Thermostat

Plug Module, Motion Sensor

Z-wave 100Kbit/s 속도를 제공하는 저전력 무선 RF 홈네트워크 기술. 주로 북미 회사 중심으로 컨소시엄 구성

Thermostat, Outlet, Wall Switch, Dimmer, Doorlock

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mbed OS

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AllJoyn

• Secure한 디바이스 설정 (WiFi 등) 포함

• 댁내에서의 디바이스 연결과 제어에 집중 (No Restful Architecture)

• No cloud server (인증 등 제한)

• Heavy for IoT

• Qualcom, LG전자 주도 가전 프로토콜 표준

• 오픈소스

• Industry Standard

OIC

• HTTP/CoAP기반의 REST-like 인터페이스 제공

• 가전-GW-서버 토털 솔루션 제공

• No practical implementation yet

• Intel, 삼성전자 주도 디바이스 프로토콜 표준

• 오픈소스 (IOTivity)

• Industry Standard

• RAM (20K), ROM(200K) • RAM (10KB), ROM(1.6M)

강점

단점

개요

스펙

Size

Middleware

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• 기존 웹서비스, 제품 등 의 API 를 연동하여 새로운 서비스를 끊임 없이 제공

• MeshUp 서비스에 등록된 ‘채널’ 을 사용자가 직접 연결 레시피 공유

Service + Service = New Service .. 대표적인 MeshUp 서비스 플랫폼 IFTTT (이프트)

Recipe

Ex) 주가가 떨어지면 전등의 색을 변경

IoT 서비스 플랫폼

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개방형 스마트홈 서비스 플랫폼

Internet

GW(Proxy)

Sensors LG가전 삼성 가전

경동원 가전

JCS 가전

AllJoyn ZigBee HA1.2 레거시 (OIC)

레거시 레거시

WoT

HGW/AP

Platform Server (레거시)

Platform Server (WoT)

Platform Server (OIC)

Platform Server (레거시)

WoT 표준 베이스

프로토콜

WoT 표준 프로파일

개방형 스마트홈 실증 사업 아키텍처

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