IoT (Internet of Things)

IoT (Internet of Things)

사물에 센서와 통신을 결합하여 데이터를 수집/교환하는 인터넷 연결 기술

특징: 대규모 연결(↑), 자동화(↑), 실시간 데이터, 보안 리스크

구성요소: 센서/액추에이터, 게이트웨이, 플랫폼, 애플리케이션

아키텍처(4계층)

• •디바이스 계층(Perception Layer): 센서(온도/습도/가속도/GPS), 액추에이터(모터/밸브), RFID/NFC, 데이터 수집 및 물리 환경 감지/제어
• •네트워크 계층(Network Layer): 디바이스→플랫폼 데이터 전송, 근거리(BLE/Zigbee/WiFi) + 광역(LoRa/NB-IoT/LTE-M/5G), 게이트웨이(프로토콜 변환, 엣지 전처리)
• •플랫폼 계층(Platform/Middleware Layer): 디바이스 관리(등록/인증/OTA), 데이터 수집/저장(시계열DB, 스트리밍), 프로토콜 브로커(MQTT Broker, CoAP), 규칙 엔진/이벤트 처리, 대표 플랫폼: AWS IoT Core, Azure IoT Hub, ThingsBoard
• •애플리케이션 계층(Application Layer): 도메인별 서비스(스마트홈/팩토리/시티/농업), 대시보드/시각화, AI/ML 분석(예지보전, 이상탐지), API/연동

주요 프로토콜 비교

• •MQTT: Pub/Sub, 경량(헤더 2바이트), QoS 0/1/2, TCP 기반, 대규모 IoT에 최적
• •CoAP: RESTful(GET/PUT/POST/DELETE), UDP 기반, 저전력, 리소스 제한 디바이스
• •AMQP: 메시지 큐잉, 신뢰성↑, 엔터프라이즈급, 오버헤드↑
• •HTTP: 범용, 오버헤드↑, 실시간성↓, 레거시 연동

통신 기술 비교

• •BLE: 10m, 1Mbps, 저전력, 웨어러블/비콘
• •Zigbee: 100m, 250kbps, 메시 네트워크, 스마트홈
• •LoRa: 15km, 50kbps, 초저전력, LPWAN, 스마트미터
• •NB-IoT: 10km, 200kbps, 이동통신망, 라이선스 대역
• •5G mMTC: 광역, 1M 디바이스/km², 대규모 연결

보안 위협 및 대응

• •위협: 디바이스 탈취, 펌웨어 변조, 도청, DDoS(봇넷/미라이), 물리적 접근
• •대응: 디바이스 인증(X.509/PSK), 암호화(TLS/DTLS), 보안부팅, OTA 보안 업데이트, 네트워크 세그멘테이션

기술요소: MQTT, CoAP, LoRa, NB-IoT, Zigbee, BLE

적용사례: 스마트홈, 스마트팩토리, 스마트시티, 농업, 물류

비교: IoT(대중) vs IIoT(산업용/고신뢰) vs IoMT(의료/규제)

연관: 엣지컴퓨팅, 5G, 디지털트윈, 센서