원격 IoT 기기 관리란 무엇이고 어떻게 작동하나요?

인더스트리 4.0의 도래와 커넥티드 디바이스의 기하급수적인 성장은 원격 IoT 디바이스 관리 솔루션의 등장으로 이어졌습니다. IoT는 하나의 생태계로 볼 수 있으며, 블루투스, WiFi, LoRa와 같은 무선 네트워크를 통해 여러 스마트 디바이스를 연결할 수 있습니다. 비콘, 센서, 추적기와 같은 스마트 디바이스는 일반적으로 고유 IP 주소를 할당받아 식별합니다. 디바이스 관리에 연결되면, 사용자의 개입 없이 대량의 데이터가 자동으로 수집 및 전송되어 모니터링 및 문제 해결에 도움을 줍니다. 이 글에서는 원격 IoT 디바이스 관리의 정의와 기타 주제들을 심층적으로 살펴보겠습니다.

원격 IoT 기기 관리란 무엇인가요?

원격 IoT 기기 관리란 인터넷에 연결된 기기를 중앙 위치 또는 플랫폼에서 모니터링, 관리 및 제어하는 것을 의미합니다. 원격 관리를 통해 관리자는 설정을 구성하거나 문제를 해결하기 위해 기기 바로 옆에 직접 갈 필요 없이, 클라우드 기반 도구를 통해 분산된 IoT 자산 전체를 안전하게 관리할 수 있습니다.

원격 IoT 기기 관리는 분산된 연결 기기를 대규모로 효율적으로 운영하는 데 필수적입니다. 기본 시스템은 모니터링 및 원격 제어를 제공하는 반면, 고급 플랫폼은 원격 측정 데이터 분석을 활용하여 통찰력 있는 감독을 제공합니다. 결론적으로, 임박한 문제를 사전에 진단하는 능력은 매우 중요합니다.

방법 관리하기 IoT 장치 원격

원격 IoT 장치 관리 솔루션을 구현하려면 몇 가지 주요 단계가 있습니다.

1단계 – 프로비저닝: 장치 온보딩

프로비저닝은 IoT 원격 기기 관리의 첫 단계로, 스마트 기기가 제대로 작동하려면 인터넷에 연결되어야 합니다. 프로비저닝은 새로운 IoT 기기를 네트워크에 연결하는 과정입니다. 프로비저닝에는 다음이 포함됩니다.

1. IoT 솔루션과 장치 간의 첫 번째 연결을 완료하려면 장치를 등록합니다.

한 대의 기기 또는 여러 대의 기기를 동시에 등록할 수 있습니다. 효율적인 제어를 위해 기기를 그룹화하는 것이 일반적이며, 여러 기기에 동시에 명령을 전송할 수 있습니다. 예를 들어, 여러 대의 배송 로봇을 하나의 그룹으로 등록할 수 있습니다.

2. 특정 솔루션의 요구 사항에 따라 장치를 구성합니다.

여기에는 지정된 클라우드 플랫폼, 게이트웨이에 연결하고, 통신 프로토콜을 설정하는 작업 등이 포함될 수 있습니다. 초기 구성을 통해 기반을 구축할 수 있습니다.

2단계 – 인증: 신원 확인

인증은 IoT 원격 접근을 허용하기 전에 기기의 신원을 확인하여 침입을 효과적으로 방지하고 독점 정보를 기밀로 유지합니다. 인증을 활성화하려면 관리자는 기기 및 네트워크 보안 설정을 통해 접근 시도를 승인하거나 차단해야 합니다.

기기의 인증 절차는 다르지만, 각 기기에는 신원 확인을 위한 인증서 또는 키가 서로 다릅니다. 모델 번호와 일련 번호는 신원 확인에 사용되는 자격 증명 중 일부입니다.

3단계 – 구성: 기능 사용자 정의

앞서 언급했듯이 IoT 구성 관리는 IoT 기기의 기능을 맞춤 설정하는 방법입니다. 새 기기를 설치한 후, 추가 구성을 통해 연결된 기기를 필요한 기능에 맞게 조정할 수 있습니다.

– 코딩을 통해 사용자 정의된 논리와 동작 통합

– 성능 최적화를 위한 미세 조정 설정

– 새로운 사용 사례를 지원하기 위한 구성 수정

예를 들어, 건물의 HVAC 시스템을 재구성하여 설정 온도를 자동으로 조절할 수 있습니다.

4단계 – 제어: 원격으로 장치 작동

장치가 프로비저닝, 인증, 구성되고 장치를 통해 네트워크에 연결된 후에는 장치를 제어할 수 있어야 합니다. 구성 후 IoT 장치 동작을 원격으로 관리하는 데는 다음이 포함됩니다.

– 특정 트리거에 따라 자동화된 작업이 발생하도록 설정

– 장치 상태 및 작동 상태 추적

– 관리 대시보드에서 장치 그룹에 명령 실행

이를 통해 관리자는 물리적으로 접근하지 않고도 장치를 조정할 수 있습니다.

5단계 – 모니터링: 통찰력 생성

원격 IoT 장치 관리의 또 다른 핵심 목표는 인터넷을 통해 IoT를 원격으로 관리하는 것입니다. IoT 장치 모니터링을 통해 다음과 같은 귀중한 통찰력을 얻을 수 있습니다.

– 시스템 대시보드의 가동 시간 분석

– 사전 정의된 성능 보고서(예: 온도 데이터)

– 시기적절한 개입이 필요한 중요한 문제에 대한 경고 및 알림

이를 통해 관리자는 네트워크를 최적화하고 문제를 해결할 수 있습니다.

6단계 – 진단: 문제 식별

프로세스 완료 후 관리자는 전체 장치 네트워크 및 장치 상태를 진단할 수 있습니다. 이러한 프로세스를 통해 관리자는 각 장치 설치 지점을 직접 방문하지 않고도 관리 플랫폼에서 진단을 수행하여 효과적이고 신속하게 문제를 해결하고 해결할 수 있습니다.

7단계 – 소프트웨어 유지 관리 및 업데이트: 기능 향상

IoT 기기는 보안 및 기능 관리를 위해 복잡한 소프트웨어 정의 속성을 필요로 합니다. IIoT 기기는 10년 이상 사용할 수 있습니다. 따라서 원격 IoT 기기를 관리하려면 관리자가 네트워크상의 모든 기기에 언제든지 펌웨어 업데이트를 전송하여 기능을 향상시킬 수 있어야 합니다. 소프트웨어 업데이트의 몇 가지 예는 다음과 같습니다.

– 버그를 수정하고 기능을 향상시키기 위해 새로운 펌웨어 업데이트 설치

– 보안 보호가 최신 상태인지 확인하기 위한 보안 패치 제공

– 변화하는 비즈니스 요구 사항에 맞게 장치 기능의 코드를 업데이트하기 위해 Python 사용

– 상태 보고 주파수와 같은 튜닝 구성

Benefits of r이모트 IoT d장치 m관리 sOlutions

전용 원격 IoT 장치 관리 플랫폼 도입을 촉진하는 데는 다음과 같은 여러 가지 이점이 있습니다.

자동 위치 찾기: 전체 장치 네트워크를 빠르게 검색하거나 장치 상태, 장치 ID, 유형 등의 속성을 조합하여 원하는 IoT 장치를 찾아 조치를 취하거나 문제를 해결할 수 있습니다.

원격 관리: 사물 인터넷(IoT)은 수백 또는 수천 개의 장치를 연결합니다. 원격 IoT 장치 관리를 통해 장치를 원격으로 관리하거나 업데이트하고 장치 클러스터의 상태를 유지할 수 있습니다. 또한 재시작, 보안 패치 적용, 공장 초기화와 같은 전체 장치 관리 작업을 원격으로 수행할 수 있습니다.

보안 강화: 라우터 및 기지국과 같은 사물 인터넷(IoT) 장치는 해킹 위험에 노출되어 있습니다. 따라서 네트워크 보호에 있어 보안 업데이트는 매우 중요합니다. 지속적인 모니터링을 통해 데이터 트래픽의 비정상적인 동작이나 구성 변경 시도를 감지하고 경보 장치를 작동시킬 수 있습니다.

확장성: 배포 규모를 확장할 수 있는 능력은 조직이 중앙 관리 인터페이스 또는 현장 모바일 장치를 통해 IoT 장치를 원격으로 모니터링하고 관리할 수 있는 능력에 달려 있습니다.

네트워크 최적화: 조직은 네트워크 에지에 있는 장치의 데이터 사용량, 배터리 수명 및 기능을 최적화하기 위해 소프트웨어 변경 사항을 배포하는 도구가 필요합니다.

출시 기간 단축: IoT 장치 관리 플랫폼은 개발자가 개발 및 테스트에 필요한 시간을 최소화하도록 지원합니다.

비용 절감: IoT 장치 관리는 장치 오류를 감지하여 유지 보수를 예측하는 데 도움을 줍니다. 이를 통해 사소한 문제가 더 큰 문제로 발전하는 것을 방지하고 유지 보수 시간을 줄여 결과적으로 운영 비용을 절감할 수 있습니다.

원격 IoT 장치 관리가 필요한 경우는 언제인가요?

다음을 포함하여 전담 원격 IoT 관리 플랫폼 구현이 필요한 몇 가지 상황이 있습니다.

• 대량의 분산된 IoT 자산 관리 – 여러 사이트에 배포된 수천 개의 장치를 효율적으로 관리할 수 있습니다.
• 광산, 다리, 댐 등 위험하거나 접근하기 어려운 장소에 있는 장치 - 직원이 직접 들어가서는 안 되는 위험한 장소에 있는 자산에 대한 안전한 온라인 접근을 제공합니다.
• 높은 가용성을 요구하는 비즈니스에 중요한 자산 – 비용이 많이 드는 가동 중지 시간을 최소화하기 위해 신속한 장애 식별 및 해결을 지원합니다.
• 빈번한 소프트웨어/펌웨어 업데이트 필요 – 대규모 무선 업데이트 배포를 간소화합니다.
• 규정 준수 요구 사항 – 내장된 제어 기능을 통해 액세스 제어, 활동 기록, 원격 삭제를 요구하는 규정을 준수하는 데 도움이 됩니다.

일반적으로 사용되는 IoT 기기 유형

일반적인 IoT 장치에는 블루투스 비콘 , 센서 및 다양한 스마트 연결 장치가 포함됩니다. 연결된 개체에는 주변 환경을 식별하고 반응하기 위해 수십 개의 센서가 내장될 수 있습니다. 센서는 정보를 출력하고 다른 연결 시스템과 데이터를 교환한 후 클라우드로 보고서를 전송합니다.

• 온도 센서

산업용 의료 분야와 냉장 운송 분야에서는 물품을 특정 온도로 유지하기 위한 이러한 센서가 특히 필요합니다.

• 습도 센서

습도 센서는 대기 중 수증기의 양과 수위를 계산하는 데 사용할 수 있으며 일반적으로 난방 시스템, 주방 하수구, 댐, 에어컨에 배치됩니다.

• 가속도계

가속도계는 시간에 따른 물체의 속도 변화율을 감지하는 데 사용됩니다. 지능형 만보계와 차량 모니터링에 자주 사용됩니다. 또한, 정지해 있는 물체나 사람이 방에 들어올 때 알려주는 도난 방지 시스템에도 널리 사용됩니다.

• 에너지 모니터링 센서

에너지 추적 센서는 주로 스마트 수도 미터에 사용되는데, 이는 수동으로 미터를 읽는 데 드는 시간과 노력을 절약하고 정확도를 높여줍니다.

• 위치 추적기

이제 우리의 일상생활은 위치 추적 솔루션 과 뗄래야 뗄 수 없는 관계가 되었습니다. 시중에는 화물이나 추적 대상에 부착할 수 있는 다양한 IoT 기반 위치 센서가 있습니다. 여러 개의 추적 장치를 설치할 경우, 모든 장치의 실시간 위치를 파악하는 것이 특히 중요해집니다.

원격 IoT 장치 관리의 특징

IoT 원격 모니터링 시스템에는 원격 장치에 대한 보다 높은 수준의 제어를 제공하기 위해 몇 가지 기능이 필요합니다.

즉시 알림

즉각적인 알림을 통해 상태에 대한 중요한 변경 사항을 적시에 받을 수 있습니다. 알림은 제대로 비활성화되거나 응답될 때만 의미가 있습니다. 알림에서 원격으로 해결할 수 없는 문제를 보고하는 경우, 다음 단계를 파악할 수 있도록 충분한 정보를 제공해야 합니다. 이러한 팝업은 조치를 취할 수 있는 담당자에게 전달되어야 합니다. 또 다른 방법은 이벤트 관리를 수행하는 것입니다. 심각한 장애 알림의 근본 원인을 파악하면 동일한 문제가 다시 발생하지 않도록 어떤 알림을 설정할 수 있는지 파악할 수 있습니다.

효과적인 데이터 수집

IoT 기기는 원격지에 배치될 수 있으므로 효율적인 데이터 수집 방법이 필요합니다. 데이터를 수집하는 데는 알림 푸시 또는 폴링, 두 가지 중요한 방법이 있습니다. IoT 모니터링 시스템의 경우 푸시 기반 방식이 더 편리할 수 있지만, 장단점을 고려해야 합니다. 이러한 장단점에는 일반적으로 적절한 통신 프로토콜이 포함됩니다. 기기에서 지원하는 프로토콜이 데이터를 효율적으로 수집할 수 있는지 확인하는 것이 중요합니다. 하지만 여러 기기 간의 상호 운용성을 보장하기 위해 개방형 프로토콜을 사용하는 것 또한 필수적입니다.

추세 분석을 위한 차트

원격 IoT 모니터링 시스템은 정의된 기간 동안의 데이터를 제공할 수 있습니다. 그러나 원시 정보 자체는 직접 사용할 수는 없지만 정보를 파악하는 데 도움이 될 수 있습니다. 데이터베이스에서 특정 유형의 쿼리를 실행하여 데이터를 시각적으로 표시할 수 있는 모니터링 시스템을 구축하는 것이 가장 좋습니다. 데이터를 시각적으로 표현하는 방법은 여러 가지가 있지만, 선 그래프가 원하는 결과를 얻는 가장 좋은 방법입니다.

IoT 기기를 원격으로 관리하는 무선 기술

IoT는 기기를 네트워크에 연결하고 정보를 교환하며 데이터를 전송하는 방식으로 관리됩니다. 따라서 원격 관리 IoT 전략을 시작할 때는 적절한 IoT 통신 방식을 선택해야 합니다. 다음은 사물 인터넷 데이터 전송에 사용되는 몇 가지 통신 방식입니다.

WiFi

WiFi는 연결된 전자 기기와 데이터를 주고받는 근거리 통신망입니다. 빠른 데이터 전송 속도로 파일 전송에 적합하지만, 전력 소모가 큽니다. WiFi 기술은 IEEE 802.11n 표준을 기반으로 하며, 주로 가정과 기업에서 사용되며 초당 수백 메가비트의 속도를 제공합니다.

Bluetooth

블루투스 기술은 모바일 기기에 매우 적합하고 단거리 통신에 널리 사용되는 중요한 IoT 프로토콜입니다. 스마트워치나 센서와 같은 개인용 제품에 소량의 데이터를 전송하는 데 적합합니다. 전력 소모량이 상대적으로 적고 모든 혁신 시장으로 확장될 잠재력을 가지고 있습니다.

로라 완

LoRaWAN (Long Range Wide Area Network)은 사물 인터넷(IoT) 기기에서 원격 무선 배터리 충전에 사용되는 기술로, 장거리 통신과 매우 낮은 전력 소비가 특징인 가장 인기 있는 IoT 통신 방식 중 하나입니다. 또한, 잡음 수준 이하의 신호도 감지할 수 있습니다. 수백만 개의 기기가 연결된 스마트 시티에서 흔히 사용됩니다.

NFC

NFC는 최대 10cm의 단거리 통신을 위해 설계된 무선 기술입니다. 전자기장 근처에 있는 두 개의 코일 안테나 사이의 전자기 유도를 이용하여 작동합니다. NFC를 사용하면 즉각적인 파일 전송 및 비접촉 결제가 가능합니다. 단거리 통신 프로토콜이므로 전력 소비가 낮습니다.

지그비 (ZigBee)

지그비는 IEEE 802.15.4 표준을 기반으로 하는 단거리 무선 사물 인터넷(IoT) 기기 통신 프로토콜입니다. 작동 주파수는 2.4GHz이고 데이터 속도는 250kbps입니다. 지그비는 낮은 전력 소모, 보안, 지속성, 확장성, 그리고 많은 노드 수를 자랑합니다. 지그비는 최대 200m 거리에서 데이터를 전송할 수 있으며, 네트워크 내에 최대 1024개의 노드를 연결할 수 있습니다.

RFID

RFID는 전자기장을 이용하여 물체에 부착된 태그를 식별하고 추적합니다. RFID 장치는 태그에서 데이터를 수집하여 데이터베이스로 전송합니다.

Z 파

Z-wave는 무선 저전력 RF 통신 기술입니다. 램프 컨트롤러 및 센서와 같은 홈 오토메이션 제품에 적합합니다. 메시 네트워크 토폴로지를 통해 최대 232개의 장치를 제어할 수 있으며, 통신 거리는 최대 40m입니다.

시그폭스

SigFox는 다양한 응용 분야에서 광역 커버리지 비용을 절감하는 것을 목표로 합니다. 양방향 기능을 기반으로 소비재, 소매, 운송 및 에너지 관련 통신 분야에서 최소한의 전력 소비만 필요한 모든 통신을 지원합니다.

MQTT

MQTT는 센서에서 애플리케이션 및 미들웨어로 데이터 흐름을 전달하는 경량 프로토콜입니다. TCP/IP 계층의 최상위에 위치하며 브로커, 구독자, 게시자의 세 가지 구성 요소로 구성됩니다. 게시자는 데이터를 수집하여 구독자에게 전송합니다. 브로커는 게시자와 구독자를 테스트하여 권한을 확인합니다.
MQTT는 서비스 품질을 달성하기 위한 세 가지 패턴을 제공합니다.

• QoS0는 최대 한 번만 전송합니다. 신뢰성은 가장 낮지만 가장 빠른 모드입니다. 게시물은 전송되었지만 확인은 받지 못했습니다.
• QoS1 최소 한 번 전송: 메시지는 최소 한 번 전송될 수 있지만 중복된 메시지는 여전히 수신될 수 있습니다.
• QoS2는 정확히 한 번만 전송합니다. 이는 가장 안정적인 패턴이지만, 메시지가 한 번만 전송되도록 보장하기 위해 제어 사본이 필요하기 때문에 대역폭을 가장 많이 사용하는 패턴이기도 합니다.

AMQP

AMQP는 금융 산업에서 사용되는 개방형 표준 구독 및 발행 프로토콜입니다. 메시지를 통해 비동기 구독 또는 발행 통신을 제공하며, 저장 및 전달 기능을 통해 네트워크 장애 발생 시에도 안정적인 데이터 전송을 보장합니다. AMQP는 사물 인터넷(IoT) 환경에서 엔드투엔드 애플리케이션에 적용 가능한 유일한 프로토콜로, 중공업 기계나 SCADA 시스템 등에 널리 사용됩니다.

DDS

데이터 분배 서비스(DDS) 프로토콜은 소프트웨어 및 하드웨어 플랫폼에 관계없이 연결된 장치 간의 실시간 통신, 안정적이고 확장 가능하며 고성능의 데이터 교환을 위해 특별히 설계되었습니다. 멀티캐스트 및 에이전트 수가 적은 아키텍처를 지원하여 고품질 QoS와 상호 운용성을 보장합니다. 자율주행차, 스마트 그리드 관리, 항공 교통 관제, 로봇 공학과 같은 첨단 서비스를 포함한 산업용 IoT 구축에 사용될 수 있습니다.

LwM2M

LwM2M은 리소스가 제한된 기기 처리 요구를 충족하도록 설계된 경량 M2M입니다. 원격 기기 작동, 연결 관리 및 모니터링, 펌웨어 및 소프트웨어 업데이트 등 다양한 IoT 기기 관리 기능을 정의합니다.

OCPP

OCPP는 EV 충전 시스템이 중앙 관리 시스템과 통신할 수 있도록 하는 프로토콜입니다. 24시간 지역 가용 용량 예측을 충전소 운영자에게 전송하는 데 사용됩니다.

도전 과제 m노화 d분산형 IoT d장치

원격 IoT 장치 배포는 막대한 가치를 제공하지만, 특히 단일 사이트에 고정된 장비 세트가 아닌 수천 개의 분산된 자산을 처리할 때 어려움을 겪습니다. 원격 IoT 장치 네트워크 및 장비를 관리할 때 흔히 직면하는 어려움과 과제는 다음과 같습니다.

• 분열된 산업, 새로운 표준

사물 인터넷(IoT)은 연결 프로토콜, 데이터 형식 등에 대한 보편적인 표준이 없는, 여전히 떠오르고 빠르게 진화하는 산업입니다. 다양한 하드웨어, 모델 및 연결 유형을 성공적으로 관리하는 것이 필수적입니다.

• 배터리 제약

자산의 배터리 수명을 극대화하는 동시에 적절한 데이터를 수집하고 전송하기 위해 저전력 작동을 지원하려면 신중한 균형 조정이 필요합니다. 잦은 OTA(무선) 업데이트 또한 연결된 배터리를 빠르게 소모할 수 있습니다.

• 네트워크 범위 및 대역폭 제한

원격지에 있는 자산은 셀룰러 또는 WiFi 연결이 불안정한 경우가 많습니다. 네트워크가 연결된 지역에서도 많은 센서 원격 측정 데이터를 전송하면 가용 대역폭에 부담을 줄 수 있습니다. 가용 연결성을 신중하게 평가하고 데이터 전송 주파수 임계값을 설정하는 것이 중요합니다.

• 규모와 복잡성 증가

더 많은 자산이 연결되고 배포됨에 따라, 수천 개의 이기종 기기를 관리하고 증가하는 데이터 볼륨을 관리하는 데 따르는 어려움이 빠르게 누적될 수 있습니다. 따라서 손쉬운 확장을 위해 특별히 설계된 솔루션을 선택하는 것이 매우 중요합니다.

원격 IoT 장치 관리 플랫폼s

시중에는 다양한 IoT 솔루션을 위한 클라우드 플랫폼이 있습니다. 비즈니스 애플리케이션을 대상으로 하는 주요 원격 IoT 장치 관리 플랫폼 3가지를 소개합니다.

AWS IoT

AWS IoT는 IoT 기기를 다른 기기에 연결하고 AWS IoT 솔루션에 통합할 수 있도록 클라우드 서비스와 기기 소프트웨어를 제공합니다. 다음과 같은 프로토콜을 제공할 수 있습니다.

로라 완

MQTT

WSS를 통한 MQTT

HTTP

애저 IoT

AWS IoT는 클라우드 IoT 솔루션에 오픈 에지와 확장 가능한 보안을 통해 장치에서 수집한 데이터의 암호화 및 액세스 제어, 구성 모니터링 및 감사를 위한 서비스 등 다양한 보안 메커니즘을 위한 서비스를 제공하는 클라우드 플랫폼입니다.

구글 클라우드 IoT

Google Cloud IoT 플랫폼을 사용하면 전 세계 기기 네트워크에 대한 인사이트를 확보할 수 있습니다. 완벽하게 관리되는 상호작용을 통해 클라우드 또는 엣지에서 데이터를 연결, 분석 및 저장할 수 있습니다. Google Cloud IoT 구성 요소의 강점을 활용하여 데이터 수집부터 인텔리전스 구축까지 기기 데이터에서 가치를 창출할 수 있습니다. 이 플랫폼을 사용하면 성능 유지 관리 및 최적화 필요성을 실시간으로 감지할 수 있습니다.

맺음말

IoT 프로젝트를 계획 중이거나 구축된 장비 네트워크를 업그레이드하려는 경우, 원격 IoT 장치 관리 솔루션은 필수적입니다. 이 플랫폼은 특정 애플리케이션 요구 사항에 맞춰 장치를 온라인 상태로 업데이트하고 최적화하는 핵심 역할을 합니다. 이러한 모든 이점은 투자 대비 최고의 ROI를 제공합니다.

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