사물 인터넷(IoT)을 위한 설계

(이미지 출처: Molex)

사물 인터넷(IoT)을 위한 설계 - 가장 먼저 고려해야 할 4가지 요소

IoT 설계를 통해 고객에게 더 많은 솔루션 옵션을 제공하고자 하시나요? IoT의 광범위한 세계로 뛰어들기 전에 신중히 생각해보세요. IoT를 개발하고 연결된 시스템에 맞추어 운영하기 위해서는 많은 과제가 있습니다. 연결된 제품과 IoT 시스템에 배포된 이후의 상호 작용에 맞는 탁월한 전체적인 설계를 제공하는 데에는 많은 부품이 유기적으로 작용합니다.

IoT 시장을 위한 설계를 준비하면서 그 복잡성에 압도당할 수도 있습니다. 이 산업은 지속적으로 진화하므로 장치를 설계할 때 다양한 설계 요구 사항과 프로토콜을 고려해야 합니다. Cisco IoT 전문가들은 설계 공정을 시작하기 전에 염두에 두어야 할 몇 가지 요소를 파악했습니다.

공정을 시작하기 전에 다음 네 가지 중요한 요소를 점검해보세요.

1. 범위
2. 무선 주파수 대역
3. 전력 소비
4. 토폴로지

1. 범위 요구 사항 확인

단거리, 중거리 및 장거리 범주에 적합한 다양한 유형의 무선 통신이 있습니다. 종류별로 요구 사항에 따라 처리하는 적용 범위가 다릅니다. Bluetooth와 같은 단거리 통신은 두 장치 간의 거리가 100m 미만일 때 적용됩니다. Zigbee 및 Wi-Fi는 두 장치 간의 거리가 100m ~ 1.6Km 사이인 중거리 범주에 해당됩니다. 거리가 1.6Km를 초과하는 경우 4G와 같은 장거리 통신 기술이 필요합니다.

실내 사용 및 실외 사용도 장치의 범위 요구 사항에 영향을 줍니다. 사용 환경에 따라 기능적 차이가 있을 수 있기 때문에 장치에 필요한 통신 범위에 영향을 줄 수 있습니다.

따라서 IoT 장치의 설계 요구 사항을 결정할 때 스스로 다음 두 가지 질문을 해보시기 바랍니다.

- 원하는 적용 범위가 어떻게 되는가?

- 실내 배포와 실외 배포를 구별해야 하는가?

2. 무선 주파수 대역 - 라이선스 또는 비라이선스?

무선 연결을 선택할 때 라이선스 또는 비라이선스 무선 주파수 대역(RFB) 중에서 선택해야 합니다. 라이선스 RFB를 선택하는 경우 대역에 대한 라이선스를 받은 회사만 해당 대역을 사용할 수 있습니다. 이에 반해 비라이선스 대역의 경우 누구나 사용할 수 있습니다. 따라서 비라이선스 주파수 대역을 사용할 경우 네트워크 전파 방해가 큰 문제가 됩니다. 두 주파수 대역 간에는 생각해야 하는 몇 가지 중요한 차이점이 있습니다. 아래 설명을 참조하세요.

비라이선스 무선 대역이라고 해서 적용되는 법률이 없거나 강제성이 없다는 것을 의미하지는 않는다는 사실을 기억해야 합니다. 비라이선스 대역은 법률에 의해 규제되지만 라이선스 대역과 같은 보호를 제공하지 않습니다.

3. 장치의 전력 소비

유틸리티 비용은 제품 상업화에 매우 중요한 요소이므로 전력 소비는 플러그인 장치에 대해 고려해야 할 중요한 요소입니다. 제품이 제대로 작동하는 데 많은 전력이 필요한 경우 비용에 민감한 소비자는 추가 전력 비용으로 인해 제품을 구매하지 않을 수도 있습니다.

배터리 구동 장치도 주의가 요구됩니다. 배터리 교체 빈도를 고려하세요. 시장에서 장치의 성공 여부가 여기에 달려 있습니다. 배터리를 너무 자주 교체해야 하거나 공급되는 전력이 너무 약하다면 최종 구매자가 구매를 원하지 않을 것입니다.

4. 최적의 토폴로지 체계 선택

장치가 특정 배열의 다른 연결 및 노드와 연결할 수 있도록 해주는 설계 체계를 네트워크 토폴로지라고 합니다. IoT를 선도하는 세 가지 기본 토폴로지 체계(스타, 피어 투 피어 및 메시 토폴로지)가 있습니다.

스타 - 스타 토폴로지에서 각 장치는 중앙 네트워크 허브에 연결됩니다.

피어 투 피어 토폴로지 - 피어 투 피어 토폴로지에서는 각 장치가 상호 연결되고 자체 클라이언트가 연결되어 있습니다. 따라서 한 장치에 장애가 발생하더라도 네트워크가 중단되는 일이 없습니다.

메시 토폴로지 - 메시 토폴로지는 장치가 상호 연결되어 네트워크에서 다양한 경로를 구축하는 피어 투 피어 토폴로지의 진화한 형태입니다.

IoT 제품의 최적 성능을 실현하는 데 가장 적합한 시스템을 선택하기 위해 다양한 토폴로지 구조를 고려하세요.

Molex 및 Digi-Key와 함께 하는 IoT 설계 솔루션

Molex는 IoT 세계를 선도하는 최고의 엔지니어링 리소스와 산업 전문가를 제공합니다. 커넥티드 홈 부문에서 실현한 발전에서 알 수 있듯이 Molex는 IoT 시장에 적합한 솔루션을 제공합니다. Digi-Key에서 안테나, 센서, 플렉스 조립품, 스위치를 비롯하여 IoT 설계에 핵심이 되는 Molex 제품을 살펴보세요. 마이크로 제품이 필요한 경우에도 Digi-Key를 고려해 보세요. FFC/FPC 커넥터, HDMI 커넥터, 마이크로 USB 제품 및 케이블 조립품은 당사의 포괄적인 전기 상호 연결 라인의 일부에 불과합니다. 당사는 또한 핵심 기능을 활용하여 완전 맞춤형, 반맞춤형 또는 규격 전자 제품을 제공합니다.

IoT 시장이 성장하면서 많은 장치 OE가 스마트 기술을 수용하기 위해 시스템의 센서 및 USB 포트 수 증가를 모색하고 있습니다. Digi-Key는 이러한 요구를 충족하는 Molex USB 모듈을 제공합니다. 이러한 USB 모듈은 콤팩트하고 시제품 제작 및 생산 환경에 즉시 사용 가능한 인증된 키트를 제공하여 공간 제약을 완화하고, 엔지니어링 비용을 절감하며, 최종 제품의 출시 기간을 단축합니다. Digi-Key를 방문하여 다음 IoT 설계에 활용할 Molex USB 모듈 키트를 구매하세요.

요청 시 무료 IoT 샘플 키트(PN: 9876516783-ND)가 제공됩니다(Molex 또는 Digi-Key 직원의 경우에는 해당되지 않음). 무료 샘플 키트를 요청하려면 molex@digikey.com으로 이메일을 보내주세요. 이 이벤트는 재고 소진 시까지 진행됩니다.

출처:

1 – Salgueiro, Gonzalo, et al. “Connecting Smart Objects.”IoT Fundamentals: Networking Technologies, Protocols, and Use Cases for the Internet of Things,” David Hanes, Cisco Press, 2017, p. 95–148.