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기획특집 <특집: 제조공장에서의 원격 감시 솔루션>IoT에 의한 원격 감시를 실현하는 LTE-M 지원 센서 모듈

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작성자 댓글 0건 조회 172회 작성일 20-09-24 14:14

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그림 1. LPWA의 위치 


서론

IoT라는 단어가 많이 사용되면서 현재 다양한 분야에서 이 IoT를 사용한 솔루션이 생겨나고 널리 활용되고 있다. IoT 솔루션의 시작은 멀리 떨어져 있는 사물이나 현장에서 일어나는 일을 디지털화하는 것이다. 이 데이터를 수집하여 가시화함으로써 사용자에게 필요한 정보를 제공할 수 있게 되었다. 정확한 정보를 이끌어내기 위해 다양한 장소에서 수많은 센싱이 이루어지고 데이터를 집약하는 기술이 필요하다.

 

당사는 계측기기 제조사로서 오랜 시간동안 쌓아온 계측의 기술을 바탕으로 IoT 시스템에 빠질 수 없는 통신기술을 더하여 다양한 분야에 가장 적합한 기기 또는 애플리케이션 시스템을 제공하고 있다.

본고에서는 IoT 솔루션으로 주목을 받고 있는 LPWA 통신과 여기에 영향을 주는 당사 제품에 관해서 소개한다.

 

IoT 디바이스에 요구되는 것

IoT 서비스를 실현시키기 위해서는 많은 센서 데이터를 클라우드에 송신하고 축적한 데이터를 해석하여 활용할 필요가 있다. 이때 많은 디바이스가 클라우드와 연결될 필요가 있긴 하지만, 그 한편으로 각 디바이스의 통신 용량이 작고 또한 고속성도 요구되지 않는다는 특징을 보여주는 경우가 많다. , 디바이스 자체의 소형화가 앞으로 더 진행될 것이라 여겨짐과 동시에 작은 용량의 배터리로 장시간 동착하는 디바이스에 대한 요구도 높아지고 있다.


, IoT에서의 디바이스는 효율적인 통신과 더불어 소비전력의 억제가 하나의 열쇠가 될 것이다. 그래서 저소비전력으로 통신 속도는 고속이 아니어도 되지만 광역에서 통신할 수 있는 ‘LPWA’가 크게 주목을 받고 있다(그림 1).

 

LPWA(LTE-M)에 대하여

IoT의 구성 요소 중 하나로 주목을 받고 있는 LPWALow Power Wide Area의 약칭이며 2022년까지 50억 개의 디바이스가 LPWA 네트워크에 연결될 것이라 생각된다.

LPWA는 크게 인가 주파수대에서의 LPWA, 이른바 셀룰러계 LPWA’와 산업과학의료분야에서 범용적으로 사용하기 위해 할당된 주파수를 이용하는 비셀룰러계 LPWA’로 나눌 수 있다. 셀룰러계에서는 LTE-M이나 NB-IoT, 비셀룰러계에서는 LoRASigfox 등 대표적인 규격이 있는데, 일본 전국 LTE 기지국의 주파수를 이용할 수 있으며 전파 간섭에 대한 우려 없이 안정적인 통신을 할 수 있는 셀룰러계 LPWA에 대한 관심이 높다.


그 중에서는 특히 핸드오버 기능에 의한 통신의 안정성과 FOTA (Firmware Over The Air)를 사용한 무선 펌웨어 업데이트가 가능한 LTE-M이 유력하다. 이 때문에 필드에 설치된 후의 높은 연결성이나 메인터넌스가 용이하다는 점이 큰 메리트라 생각된다.

아래에 이야기할 당사 IoT 제품은 셀룰러계 LPWALTE-M 통신을 채용했다.


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표 1.

LTE-M 지원 IoT 센서 모듈

지금까지의 IoT 시스템은 특정 솔루션에 특화한 IoT 디바이스를 사용하거나 원격 IO나 시퀀서 등 이전 제품과 통신 라우터를 조합하여 구축된 것이 많으며 다양한 센서를 지원한 범용적 IoT 디바이스는 여전히 적다.

와타나베전기공업에서는 사용자의 애플리케이션 별로 바뀌는 다양한 센서 신호를 받아들일 수 있는 범용적 IoT 디바이스로 LTE-M 통신을 지원한 제품을 개발 중이다(사진 1, 2).


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사진 1. IoT 센서 모듈


 

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표 2. IoT 센서 모듈 라인업



주요 사양과 특징은 아래와 같다. 

① LTE-M 지원: 저렴한 통신비와 안정된 통신을 제공. FOTA에 의한 원격 펌웨어 업데이트도 지원. 

② 전지 수명 5: 전원이 불필요하여 설치 공수를 대폭 절감. 5년간 메인터넌스 프리로 작동.

③ 일체화 구조: 계측기와 통신기의 일체화. 1대로 IoT 시스템 구축이 가능.

④ 메일 통지: 미리 설정한 한계값 초과 시에 즉시 경보 메일 송신.

⑤ 풍부한 라인업: 계측 대상에 가장 적합한 입력 사양 선택 가능. 유연한 입력 사양의 커스터마이징.


계측 데이터를 정기적으로 클라우드에 송신할 뿐만 아니라 경보 발생 시(한계값 초과)에는 실시간으로 메일을 통해 통지하는 구조를 가지고 있기 때문에 설비의 이상 감시에도 활용할 수 있는 IoT 디바이스다.

또한, 대규모 클라우드 서비스 전개 시에는 전용 클라우드 서비스를 구축하는 경우가 많으며, 비교적 소규모의 시스템에서 IoT 솔루션을 위한 클라우드 환경도 제공해 나갈 것이다. 당사에서 제공하는 클라우드 환경은 Microsoft Azure이나, 사용자의 요청에 따라 클라우드와의 연결 어댑터를 커스터마이징하여 제공하고 기존의 클라우드 시스템에 원활하게 데이터를 송신하는 일도 가능하다(그림 2).


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그림 2. Microsoft Azure과의 연계 

 



 

...(후략)




櫻井 桂太 / 와타나베전기공업㈜ 

본 기사는 2020년 9월호에 게재되었습니다. 

  

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본 기사는 월간지[計側技術] (일본일본공업출판주식회사 발행)로부터 번역·전재한 것입니다.

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