ELFWAND 플랫폼은 스마트 디바이스 기반의 센서앱 응용 또는 앱세사리 개발을 위한 공통 플랫폼으로
활용이 가능하다. 또한, 외부 사물과 센서의 기능을 스마트 디바이스에 위치함으로써 사물 및 센서 디바이스의 경량화·저가격화를 실현할 수 있다. 따라서 스마트 가전, 스마트 홈, 스마트 카, 스마트 헬스케어, 스마트 병사/무기 등 다양한 분야에 적용이 기대된다. ETRI 김내수 책임연구원이 스마트 센서 세미나에서 발표한 ‘ELFWAND 플랫폼의 센서 가상화 기술과 IoT 적용’에 대한 강연 내용을 정리했다.

▲ ETRI 김내수 책임연구원

과거 USN 시대에는 정보를 주로 폐쇄적이고 개별적으로만 활용했다. 이 시기는 단순 센싱 정보 이용이었으며, 구축비용이 비쌌고 상호 운용성도 불가능했다. 그러다 시멘틱(Semantic) 기술의 발전과 함께 유무선 네트워크 기반 USN/M2M으로 진화했고, 이때는 자율적 센싱 정보의 의미 파악과 분석이 가능했다.
최근에는 스마트 디바이스의 급속한 확산과 함께 클라우드 컴퓨팅, 빅데이터와 연결되면서 센서 정보를 개방·공유·유통·참여를 통한 IoT 서비스로 확장됐다. 이 시기에는 인간과 교감하는 센싱 정보기술이 발달했으며, 스마트 디바이스 간의 결합과 IoT 신융합 시장이 창출되기 시작했다.

왜 ELFWAND인가

최근 스마트폰에는 다양한 센서를 탑재해 이를 이용한 다양한 앱세사리 개발 및 응용 서비스를 제공하고 있다. 2007년 아이폰 출시로 시작된 스마트 디바이스는 구글의 Google Glass, Connected Car 등과 같은 웨어러블/공간 솔루션 디바이스로 진화 중이다. 삼성 또한 갤럭시S4 스마트폰에 9개의 센서를 탑재했고, 앞으로 MEMS 기술발전 등으로 더 많은 수의 센서를 탑재할 것으로 예상된다.
그러나 IoT 시대에는 다양한 센서들이 있으며, 센서의 크기 및 가격, 제한된 공간 등으로 그 많은 센서들을 스마트 디바이스에 모두 내장하기에는 한계가 있다. 또한, 스마트 디바이스 내장형 센서만으로 다양한 사용자들의 욕구를 충족시킬 수 없었다.
바로 이것이 스마트 디바이스 기반 IoT 소프트웨어 플랫폼이 필요한 이유다. 최근 ETRI(한국전자통신연구원)에서 스마트 디바이스 기반 주변 사물 또는 센서 필드와 연결을 통해 개인 중심의 생활밀착형 IoT 서비스를 창출하고, 기존 웹 서비스와 센서 정보 융합을 통한 새로운 IoT 매쉬업 서비스를 창출할 수 있는 센서단말 소프트웨어 공통 플랫폼 ‘ELFWAND’를 개발했다.
ELFWAND 소프트웨어 플랫폼은 스마트 디바이스에 설치되어 다양한 유무선 근거리 통신을 통해 외부의 센서를 자동으로 검색 및 연결, 제어하고 외부 물리적 센서를 마치 스마트 디바이스 내의 센서처럼 가상화한다. 또한, 수집된 센싱 정보를 매쉬업 등을 통해 쉽게 이용하거나 다양한 센서앱 및 응용 서비스를 개발할 수 있는 환경을 제공한다.

ELFWAND의 특징

ELFWAND 소프트웨어 플랫폼 특징은 첫째, 스마트 디바이스와 외부 센서필드 간 양방향 통신 및 제어를 위한 내외장 무선접속 기능을 수행한다. 즉, Plug&Play 기반 WiFi, Blue-tooth, IEEE802.15.4, NFC, USB 등을 자동 접속하며 Push/Pull 서비스에 의한 센싱 데이터를 제공 및 획득한다.
둘째, 스마트 디바이스 기반 가상 센서 생성 및 관리 기능이 있다. 가상 센서란 실세계 센서를 추상화하여 만들어지는 가상의 센서로, 주변의 센서를 마치 스마트 디바이스 내의 센서처럼 가상화하여 만들게 된다.
셋째, 센싱 정보 수집 및 처리를 위한 SVM(센서 가상머신) 프레임워크 기능이다. SVM 엔진은 식별된 외부 센서를 추상화하고, 이를 가상화하여 가상센서를 만든다. 그리고 손쉽게 활용 및 제어하며 센서 정보를 관리하는 기능을 수행한다.
넷째, 센서 앱 투 앱, 디바이스 투 디바이스 매쉬업 기능이다. 센서 매쉬업이란 센서로부터 수집되는 단일 정보를 이기종의 센서 정보와 결합 또는 기존 웹 서비스와 융합시켜 새로운 센서를 생성하거나, 센서-웹 기반 서비스 정보 간 데이터 융합 또는 응용 데이터를 산출하여 센싱 정보의 가치를 재창출하는 것을 말한다. SVM 엔진으로부터 생성된 가상 센서 또는 외부로부터 획득한 센서 정보를 기반으로 주어진 센서 매쉬업 함수를 이용하여 새로운 센서를 생성하고 창출한다.
다섯째, 노드로부터 센서앱 업로딩 및 동적 다운로딩 기능이다. 스마트 디바이스가 센서필드에 진입 시 센서노드에 내장된 센서 앱 프로그램이 스마트 디바이스 내에 자동으로 로딩 및 설치되어 센서 정보 이용 등 IoT 응용의 편리성을 극대화한다.
여섯째, 센서노드 응용 프로그램 통합 개발, 패키징, 배포 및 설치 기능이다. ELFWAND는 SVM과 연동하여 Bluetooth, UART 통신 방식을 이용한 센서노드 동적 업데이트 프레임워크를 제공한다. 또한, MSP BSL, AVR Bootloader 및 ISP 인터페이스를 TI MSP430과 Atmel AVR계열 프로세서 업데이트도 가능하다.
그 외에도 센서 앱 브라우저 제공, 스마트 디바이스 기반 센서단말 소프트웨어 및 서비스 개발을 위한 센서 오픈 API를 제공한다.

SVM과 매쉬업 기술을 적용한 응용 분야들

ELFWAND의 IoT 적용 분야로는 생활밀착 분야, 홈/가전 분야 등에 사용될 수 있다. 생활밀착 분야에서는 SVM 기술 기반으로 가정에 있는 화분들의 수분 상태를 자동으로 측정하여 스마트TV, 스마트폰에 수분 공급 시기 등을 알려주고 관리하는 형태로 응용될 수 있다. 또한, 생활 불쾌지수 서비스, 음식 신선도지수 서비스, 생활환경지수 서비스를 위해 매쉬업 기술을 적용할 수 있다. 개인이 소지할 수 있는 소형의 복합 센서모듈로부터 스마트 디바이스가 주변의 센서 정보를 수집하고 수집된 센싱 정보를 매쉬업하여 센서단말 소프트웨어 기반의 다양한 개인 중심 생활밀착형 응용 서비스를 제공받을 수 있다. 홈/가전 분야에서는 SVM 기술 기반으로 로봇청소기, 공기청정기 등 가전기기를 스마트TV나 스마트폰을 통해 실내 환경에 따라 지능적으로 동작 또는 제어하도록 하여 관리하는 응용 서비스이다.
실제로 ETRI와 모뉴엘이 SVM 기술 기반으로 아기돌봄 제품 ‘배블(Babble)’을 개발해 활용성을 높였다. 배블은 SVM 기술과 음성인식 기술 등을 적용해 아기의 상태를 진동형 웨어러블 워치로 전달해 주는 제품이다. 아기가 울면 본체에 해당하는 스테이션에 장착된 센서가 이를 감지, 손목에 차는 ‘뱅글’이나 스마트폰을 통해 아기상태에 따른 진동과 불빛으로 알려줘 부모가 적절한 조치를 할 수 있게 해준다.
그 외 활용 분야로 스마트 카, 스마트 헬스케어, 스마트 병사/무기, 사회 안전안심/복지, 스마트 팩토링 등에 서비스를 넓힐 수 있다.

정리 임근난 기자 (fa@hellot.net)