5C를 통한 IoT의 5대 과제 탐색 – 1부

Keysight Technologies, Inc의 Sook Hua Wong

IoT 배포가 빠르게 진행되고 있습니다. IoT 분석에 따르면 , 2019년 연결된 장치의 수는 초기 예측을 14% 초과하여 95억에 도달할 것으로 예상됩니다. Keysight Technologies, Inc.의 Sook Hua Wong은 세 가지 주요 동인이 소비자 기기의 폭발적인 성장, 예상보다 훨씬 더 강력한 셀룰러 IoT/M2M 연결, 정부 이니셔티브로 인한 중국의 강력한 기기 연결 성장이라고 말했습니다.

이 기하급수적인 성장률은 향후 몇 년 동안 계속되어 2025년까지 280억 개의 연결된 장치에 도달할 것으로 예상됩니다. 기술은 이미 웨어러블 및 의류에 통합되어 있습니다. 지구상의 모든 인간을 위한 26개의 스마트 개체가 있을 것입니다. 자동차의 75%는 인터넷에 연결하는 데 필요한 하드웨어와 함께 배송됩니다. 의료 관련 IoT 수익은 2025년까지 1,350억 달러(1,190억 유로) 이상으로 증가할 것으로 예상됩니다.

IoT 배포는 스마트 홈 장치 및 웨어러블과 같은 소비자 기반 애플리케이션에서 공공 안전, 비상 대응, 산업 자동화, 자율 차량 및 의료 사물 인터넷(IoMT) 영역의 미션 크리티컬 애플리케이션으로 다양화되고 있습니다.

미션 크리티컬 애플리케이션은 IoT 장치의 편리성, 저렴한 비용, 긴 배터리 수명과 널리 사용되는 공용 인프라를 활용하여 장치 간의 상호 운용성과 상호 연결성을 개선하여 다양한 중요 장치 및 시스템을 실시간으로 모니터링하고 제어할 수 있습니다.

이러한 미션 크리티컬 애플리케이션이 급증함에 따라 IoT 장치와 시스템은 현실 세계의 혹독함을 견딜 수 있도록 견고해야 합니다.

큰 잠재력에는 큰 도전이 따릅니다.

IoT는 소비자에게 혜택을 제공하고 상용 애플리케이션을 위한 새로운 비즈니스 기회를 창출합니다. 그러나 이를 위해서는 안정적이고 신뢰할 수 있는 하드웨어와 인프라가 필요합니다.

긴급 대응 시스템 :원격 가스 파이프의 압력을 모니터링하는 무선 센서가 이전에 정전으로 인해 충돌하면 어떻게 될지 상상해보십시오. 비상 시 배관 시스템은 이를 억제할 적시 조치가 부족하여 폭발할 수 있습니다.

디지털 건강 :원격 환자 모니터링 장치를 통해 기존의 임상 환경 밖에서 환자를 모니터링할 수 있어 환자의 진료 접근성을 높이고 의료 전달 비용을 절감할 수 있습니다. 그러나 장치 자체는 혼잡한 경기장이나 접근하기 어려운 지하 창고와 같은 모든 환경에서 작동해야 합니다. 콘크리트 구조물을 통한 신호 수신 및 주변 장치의 간섭은 모니터링 장치의 정상적인 작동에 영향을 미치지 않아야 합니다.

스마트 미터 :모든 원격 위치에 수십만 개의 소형 스마트미터가 배치되어 있어 이러한 미터는 유틸리티 데이터를 수집하고 전송하기 위해 원활하게 작동해야 합니다. 스마트 계량기에 오류가 발생하면 소비 추적에 오류가 발생하여 수익 손실이 발생하고 유틸리티 회사의 평판이 잠재적으로 손상될 수 있습니다.

커넥티드 카 :그림 1과 같은 커넥티드 카는 우리에게 엄청난 편리함을 가져다줍니다. 그러나 이는 또한 우리를 다양한 위험에 노출시킵니다. 무선 시스템 구현의 보안 결함으로 인해 해커는 우리가 눈치채지 못하는 사이에 버튼 하나만 누르면 우리 차를 찾아 납치할 수 있습니다.

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그림 1:연결된 자동차는 인터넷에 액세스하고 연결된 다른 장치와 통신할 수 있는 대화형 대시보드가 ​​있는 자동차입니다.

이러한 미션 크리티컬 시스템 또는 장치에서 작업하는 엔지니어와 설계자는 극심한 기술적 문제에 직면해 있으며 초기 설계 단계에서 제조 끝까지 중요한 설계 및 테스트 고려 사항과 절충안을 만들어야 합니다.

IoT의 5C를 통한 기술 문제 해결

전체 제품 수명 주기에 걸쳐 IoT 장치 및 시스템의 다면적 기술 문제를 해결하려면 포괄적인 접근 방식이 필요합니다. 그림 2와 같이 IoT의 5C를 기준으로 설계 고려 사항을 요약할 수 있습니다.

연결성	귀하의 IoT 장치가 다른 IoT 장치, 클라우드 및 우리 주변의 세계에 연결되도록 합니다.
연속성	IoT 기기가 작동하려면 배터리 수명이 연장되어야 합니다.
규정 준수	IoT 장치가 글로벌 규정을 준수해야 합니다.
공존	IoT 장치가 혼잡한 IoT 환경에서 조화롭게 함께 작동하도록 합니다.
사이버 보안	사이버 위협으로부터 데이터를 보호합니다.

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그림 2:IoT 5C의 기술적 과제를 해결하기 위한 주요 설계 고려 사항

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연결성

연결성은 장치, 인프라, 클라우드 및 애플리케이션 간에 정보의 원활한 흐름을 가능하게 하는 능력에 관한 것입니다. 무선 연결 시스템은 매우 복잡하고 조밀한 장치 배포는 운영을 더욱 복잡하게 하기 때문에 우수한 연결을 달성하는 것은 엔지니어가 직면한 가장 큰 과제 중 하나입니다.

미션 크리티컬 IoT 장치는 가장 열악한 환경에서도 오류 없이 안정적으로 작동할 것으로 기대됩니다. 빠르게 진화하는 무선 표준은 복잡성을 가중시키고 엔지니어는 최신 기술에 보조를 맞추고 장치가 에코시스템 전체에서 원활하게 작동할 수 있도록 보장하기 위해 끊임없는 도전에 직면해 있습니다.

연결 문제에 대응하려면 미래의 요구 사항을 충족하기 위해 매우 유연하고 구성 가능하며 업그레이드 가능한 설계 및 테스트 솔루션을 신중하게 선택해야 합니다. 솔루션은 다양한 무선 형식으로 장치를 테스트할 수 있는 매우 유연해야 하며 실제 작동 모드에서 장치 성능에 액세스할 수 있어야 하며 칩셋 전용 드라이버 없이 신호 모드에서 무선 테스트를 지원할 수 있어야 합니다.

바람직하게는 시스템은 간단하고 저렴해야 하며 코드 활용을 위해 R&D 및 제조 모두에서 사용할 수 있고 다양한 개발 단계에서 측정 상관 관계 문제를 최소화할 수 있습니다. IoT 장치에 대한 수요는 급속한 확산으로 인해 기하급수적으로 증가할 것입니다. 제조업체는 장치 품질을 보장하면서 증가하는 양을 쉽게 충족할 수 있는 확장 가능하고 비용 효율적이며 안정적인 제조 테스트 시스템이 필요합니다.

저자는 Keysight Technologies, Inc.의 일반 전자 측정 솔루션 산업 부문 관리자인 Sook Hua Wong입니다.

저자 소개

Sook Hua는 말레이시아 페낭에 거주하는 Keysight Technologies의 산업 부문 관리자입니다. 그녀는 KeysightInternet-of-things(IoT) 솔루션 포트폴리오 확장 및 KeysightTechnologies의 일반 전자 부문에서 성장을 주도하기 위한 마케팅 프로그램 계획을 담당하는 전략적 솔루션 플래너입니다.

이 역할을 하기 전에는 RF/마이크로웨이브 전력계 및 센서에 대한 전략 계획 및 제품 포트폴리오 개발을 담당하는 제품 기획자였습니다.

그녀는 University of Technologies Malaysia에서 전기 공학 학사 학위(1999)를, University of Science Malaysia(2003)에서 전자 시스템 설계 공학 석사 학위를 받았습니다. 그녀는 제조, 제품 개발, 영업 지원, 제품 마케팅, 제품 기획자를 포함한 다양한 역할을 맡은 일반 전자 측정 솔루션(GEMS) 팀에서 지난 15년 동안 Keysight Technologies에서 20년을 보냈습니다.

2부는 내일 계속됩니다....