ETRI의 스마트 가전기술 개발

QR코드만 찍으면 와이파이로 가전설치 OK

최근 와이파이 체중계나 스마트 보일러 등 똑똑한 가전제품이 늘어나고 있다. 하지만 복잡한 설치 절차 때문에 사용이 어려운 것이 사실이다. 한국전자통신연구원(이하 ETRI) 연구진이 스마트 가전제품을 쉽게 설치할 수 있는 기술을 개발했다. ETRI 자율제어미들웨어 연구실의 박준희 실장이 소개하는 스마트홈 시대 스마트 가전기술을 살펴본다.

박준희 실장(ETRI 자율제어미들웨어 연구실)

스마트홈 산업 환경 변화

이제 설치와 사용이 어려웠던 가전제품들을 스마트폰 하나로 쉽게 사용할 수 있게 되었다. 국내 연구진에 의해 처음으로 가전에 붙어있는 QR코드만 찍으면 바로 네트워크로 연결, 스마트 가전이 설치되는 기술이 개발됐다.
그동안에는 가전제품을 스마트폰과 연동하여 사용하려면 무선인터넷 설치, 소비자 정보등록, 드라이버 다운로드, 케이블 연결 등 너무 어렵고 번거로운 과정을 거쳐야 했다. 이와 관련 ETRI가 QR코드를 통해 와이파이 설정, 기기 등록, 사용자 등록 등의 과정을 시스템이 알아서 원스톱으로 처리해주는 기술개발에 성공했다.
클라우드의 대중화로 인해 소유의 시대에서 접속의 시대로 변화했다. 저비용, 저전력, 소형화를 특징으로 하는 무선 기술이 발전했고, 스마트 디바이스가 확산되고 있다. 와이파이 칩은 전 세계에서 연간 30억 개 이상(2012년 기준) 거래되고 있으며, 2015년에는 60억 개에 달할 것으로 전망된다.
국내 인터넷 가입자 수는 1천8백만, 스마트폰 보유자 수는 3천6백만에 달해, 와이파이를 이용한 가전기기의 수는 급증할 것으로 예상된다. ETRI는 본 기술을 계기로 스마트홈 시대가 활짝 열릴 것으로 내다보고 있다.



스마트가전 자동설정 기술

ETRI가 개발에 성공한 기술은 가전제품을 스마트폰 및 제조사 서버와 연동시키는 기술이다.
사용자는 자신의 스마트폰으로 가전에 붙어있는 QR코드를 읽기만 하면 가전제품의 ‘앱’이 스마트폰에 자동 다운로드 되고, 스마트폰과 무선AP, 그리고 가전 간 약속된 절차에 따라 통신모드를 변경하면서 와이파이 설정을 수행한다.
와이파이 설정으로 네트워크 연결이 완성되면 제조사 서버와 통신하며 기기를 등록하고 사용자의 승인 하에 스마트폰에 저장된 사용자 정보까지 등록할 수 있다. 이러한 과정을 통해 디스플레이가 없는 가전의 설정을 사용자 개입 없이 처리 할 수 있는 것이다.
연구진이 개발한 핵심기술은 스마트가전의 자동설정 및 원격관리 미들웨어 기술이다. 세부기술은 가전제품에 들어가는 와이파이 HW모듈과 홈 와이드 와이파이 자동설정기능과 인터넷 와이드 기기 및 사용자 초기화 기능을 수행하는 SW 기술로 구성된다.
또한, 기존의 홈네트워크 초기화 기술이 홈 영역에 국한되었던 것을 인터넷 영역, 즉 댁내의 가전과 인터넷 상의 제조사 서버 간에도 인식할 수 있는 프로토콜 기술을 포함한다. 현재 ETRI는 ISO 국제 표준으로 본 기술을 추진 중에 있다.
가전사들은 가전제품 겉면에 간단히 QR코드를 부착하고 와이파이 칩을 내장함으로써, 모든 가전을 자사의 서버에 연결할 수 있고 새로운 부가적인 서비스를 제공할 수 있다. 

예를 들어 보일러의 경우, 아들이 스마트폰을 통해 부모님이 보일러를 켜고 계시는지를 알 수 있고 온도조절도 가능하다. 히터나 에어컨, 선풍기도 마찬가지로 자녀들이 스마트폰을 통해 동작상황을 모니터링 할 수 있다. 또 냉장고를 부모님이 얼마나 자주 여닫는지, 주방가전 사용을 통해 식생활이 원만하게 이뤄지는지 등도 추측할 수 있게 되어 원격케어가 가능하다. ICT를 적용한 21세기 ‘효’의 한 모델이 될 전망이다.

이밖에도 정수기와 같이 전력 사용량이 많은 제품을 밖에서도 제어하여 전력소모를 줄이는 등 가전제조사는 자사 가전과 관련된 다양한 서비스를 발굴, 기존 가전을 대체하는 프리미엄 가전시장 창출과 서비스와 연계된 사업영역 확장도 가능할 전망이다. 또한, 사용자의 가전 사용정보를 기반으로 전력관리, 건강관리 등의 스마트홈 킬러앱 발굴이 가능할 것으로 연구진은 전망하고 있다.

이 기술은 한국산업기술평가관리원에서 관리하는 산업원천기술개발사업의 ‘홈네트워크의 이질성 극복을 위한 상호연동 미들웨어 기술 개발’과제를 통해서 개발되었으며 가전사 및 가전사의 ICT협력업체 등에 기술이전을 추진 중에 있다.
ETRI는 본 과제를 통해 국제특허 17건 포함 총 49건의 특허출원, SCI논문 5편 포함 26편의 논문, 2개 국제표준프로젝트 주도를 통해 41편의 국제표준기고 및 10건의 기술이전 실적을 올렸다고 밝혔다.
스마트홈 서비스를 위해 필요한 가전-사업자-소비자의 연결고리 중 취약했던 가전-사업자(서비스공급자, 제조사) 구간의 연결성 문제를 해결하여 스마트홈 서비스가 활성화될 수 있는 촉매제가 될 것으로 기대한다.

기존 와이파이 스마트가전 설치과정 (예)

·제품 제조사 웹사이트에 접속하여 소비자 등록
·제품의 설정을 위한 SW(드라이버) 다운로드 (PC)
·제품과 PC를 USB 케이블로 연결
·PC의 제품 드라이버SW를 활용하여 인터넷 검색 및 암호입력
·제품의 제조사 웹사이트에 제품과 관련된 서비스를 위한 개인정보 입력

新 와이파이 스마트가전 설치과정 (예)

·스마트폰 QR코드 리더 앱으로 제품의 QR코드 촬영
·스마트폰을 통해 AP 선택 (필요시 암호 입력)
·스마트폰에 입력되어 있는 정보 제조사 서버로 전송 (사용자 승인)

스마트홈 서비스 체인과 본 기술의 역할

스마트폰, 클라우드 컴퓨팅의 활성화로 서비스공급자(제조사)와 소비자 간의 연결을 위한 인프라는 확고히 구축되었다. 그러나 B2C로 공급되는 스마트가전과 사업자의 서비스 인프라와의 연결은 홈네트워크 기술의 다양성과 사용자가 직접 설치의 어려움 등으로 사실상 연결이 거의 어려운 상황이다.
본 기술은 이러한 문제를 간편한 설치/등록 기술을 통해 해결하여 가전과 사업자간의 연결을 확고히 했다. 이를 통해 스마트홈 서비스 체인 (가전-사업자-소비자)의 전체 인프라가 갖추어졌다.

스마트가전 기반 킬러 서비스 예

·프리미엄 가전 서비스 예(커피머신 제조사) = 소비자의 커피머신 사용정보를 기반으로 커피 선호도를 유추하여 사용자 맞춤형 원두커피 광고를 제공하고, 원두 공급 사업으로 영역 확장 가능
·에너지관리 서비스=가전마다의 전력 미터기를 보급할 필요 없이, 댁내 가전의 사용 패턴과 에너지 소모 패턴을 세밀하게 분석하여 가전별 에너지 사용량을 유추하고 사용자에게 올바른 에너지 사용 방법을 가이드 하는 서비스
·건강관리 서비스=사용자의 주방가전 사용패턴을 분석하여 식습관을 유추하고, 스마트폰 등에서 수집되는 활동정보 등을 매쉬업 하여 칼로리 소모 등에 대한 서비스를 제공하고 나아가 비만, 당뇨, 고혈압 등의 생활습관병 관리 서비스 제공
·장애처리 서비스 = 주기적으로 가전의 상태를 감지하여 사용자가 인지하기 전에 장애여부를 감시 및 온라인 유지보수를 수행. 더 나아가 복합적인 장애 발생 시, 소비자에게 장애의 원인을 추적하여 혼선 없이 장애를 처리할 수 있는 서비스 제공