스마트싱스와 IoT 개념 (No1)

스마트싱스와 IoT 개념 

이 글은 혼자 공부하려고 메모를 대신하는 것으로 자랑질이나 누구를 이해시키려는 목적이 아니다. 오직 나의 호기심을 채우기 위해서 나만 알 수 있는 용어로 정리한다.


스마트싱스(Smartthings)는?

SmartThings는 삼성전자의 사물인터넷 오픈 플랫폼이다. 앱으로 사물인터넷 기기를 제어할 수 있다.
이 플랫폼은 스마트싱스(SmartThings Inc.)라는 회사가 개발했는데 미니애폴리스에 소프트웨어 개발 센터가 있는, 캘리포니아 주 마운틴뷰에 본사를 둔 기술 기업이다.
이 회사는 2014년 8월 삼성에 인수되었다. 현재는 삼성 스마트싱스라는 이름을 사용한다.


SmartThings 플랫폼을 사용하려면?

먼저 앱이 있어야 한다. 앱을 구글플레이에서 내려받을 수 있다.
영어로 SmartThings를 검색하면 된다.
앱을 설치하고 나서 연결할 기기를 추가하면 된다.

그런데 왜 공부하나? 

여기까지는 당연히 삼성제품을 사거나 연결 가능한 장치 목록을 보고 그것을 사서 사용하면 된다. 하지만 가격이 비싸서 사지 못하거나 내가 원하는 제품이 없을 경우다.
이때 오픈 소스는 필요한것을 개발해서 사용할 수 있다는 의미가 된다. 필요한 제품을 사고 그것을 SmartThings 플랫폼에서 사용하려고 하는 것이다.

개념은?

1. 센서가 있어야 한다. 물론 센서는 통신할 수 있는 기능이 내장되어 한다. 센서 자체로는 사용할 수 없다. 센서는 zigbee, Z-wave를 통신 기능이 내장돼야 한다.

2. 센서가 통신하면 HUB라는 장치와 연결이 된다. HUB는 각종 센서를 수집하고 연결된 다른 기기를 실행한다.

제품의 사양 : https://www.smartthings.com/products/smartthings-hub

모델 번호 : IM6001-V3P01
색상 : 흰색
크기 : 5.0 "x 5.0"x 1.2 "
무게 : 4.8 온스
프로토콜 : ZigBee, Z-Wave, Cloud-to-Cloud, LAN, ZigBee3
전원 : 벽 전원

HUB의 핵심이 SmartThings 인 것이다. HUB는 zigbee, Z-wave 신호를 수신하고 외부와 연결은 인터넷을 통해서 해서 반드시 인터넷회선이 HUB에 연결되어 있어야 한다. 즉 유선을 인터넷 무선은 zigbee, Z-wave로 연결한다. 당연히 WI-FI를 연결할 수 있다.

3. 실행되는 장치가 있어야 한다. 예를 들면 가습기, 제습기, 에어컨, TV 등등. 이 장치도 마찬가지로 zigbee, Z-wave로 실행되는 기기와 연결하여서 한다.

4. 실행은 앱에서 한다. 즉 스마트폰에 앱을 설치하고 그것을 이용해 실행(전원 ON/OFF, 온도, 습도 등등 센서정보를 이용하여 연결된 다른 제품을 작동하게) 명령을 내린다.

5. SmartThings와 연결되도록 제조되지 않은 제품은 서트파티 제품이라고 부르는데 예를 들면 WI-FI(와이파이), BlueTooth(블루투스), IR:Infrared(적외선)을 사용하는 제품들이다. 이런 제품을 연결해서 사용할 수 있다.


사용하고 싶은 것을 예로 들면

1. zigbee 통신을 할 수 있는 온도 센서와 콘센트를 구매한다.
2. 스마트싱스 HUB를 구매한다.
3. 스마트싱스 앱을 설치한다.
4. 온도 센서가 온도를 감지하면 허브로 신호를 보낸다. 
5. 허브는 온도를 수신한다. 이때 30도가 넘으면 연결된 콘센트를 ON 하라는 명령을 수행하게 하고 30도 이하이면 콘센트를 OFF 하라고 한다.
6. 콘센트에는 선풍기가 연결되어 있어 온도에 따라 자동으로 작동된다. 

알아야 할 지식

zigbee
직비(영어: ZigBee)는 벌이 움직이는 형태 Zigzag Bee에서 따온 이름이다. 소형, 저전력으로 신호를 이용해 통신망을 구성하여 통신한다. IEEE 802.15.4 표준을 기반으로 만들어졌다. 먼 거리까지 통신하려면 중간에 중계하는 장치를 연결해 넓은 범위 통신을 한다. 중간에 중계하는 장치는 중심으로 전달되는 방법이 아니므로 연결이 쉽다. 
긴 배터리 수명으로 낮은 속도의 전송속도에 사용해야 한다. 예를 들면 ON, OFF 등이 그에 해당한다. 초당 60~250 kbit의 전송속도를 사용한다. 블루투스나 와이파이보다 더 단순한 작동에 사용된다. 사용하는 주파수는 

1. 유럽에서 868MHz

2. 미국 및 오스트레일리아에서는 915MHz  

3. 세계 대부분 지역 2.4 GHz 

4. 한국은? 아직 찾지 못함. 

데이터 전송 속도는 868MHz 주파수 대역에서 초당 20 kbit, 2.4 GHz 주파수 대역에서 초당 250 kbit. 

전송 거리는 보통 10~20m인데 네트워크 환경에 따라 달라진다. 2.4GHz 대역에서 5MHz 채널로 16개까지 접속할 수 있는데, IEEE 802.11 또는 WiFi와 중첩이 안 된다.

Z-wave
지웨이브(Z-Wave)는 지그비와 직접 경쟁하는 근거리 통신 기술이다. 800~900MHz 주파수 대역을 사용해 2.4GHz를 사용하는 다른 표준과 비교해 통신 거리가 멀다는 장점이 있다. 그러나 지웨이브는 젠시스가 단독으로 만든 기술로 칩도 이 회사에서만 나오기 때문에 생태계 확장에는 어려움을 겪고 있다. 국내에서는 LG유플러스가 이 기술을 채택하고 있다.

스마트싱스 제품에 등록되지 않은 제품을 사용하려면?

Z-Wave나 Zigbee를 사용하는 다양한 기기들은 스마트싱스에 Device Type Handler(줄여서 DTH로 부른다.)를 등록하면 사용할 수 있다. 
DTH는 스마트싱스와 기기, 센서를 연결하는 드라이버라고 이해하면 된다. 새로운 스캐너를 사고 PC와 연결하려면 스캐너 드라이버를 설치하는 것과 같은 개념이다.
DTH는 본인이 개발해도 되고 능력 있는 개발자들이 만들어 공개한 코드를 내려받아 사용할 수도 있다.