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사물인터넷에서 센서는 왜 필요할까?

무선 통신 기술을 이용하여 침대와 램프가 서로 연결되는 것처럼, 다양한 사물들이 서로 연결되는 것을 사물인터넷이라고 한다. 여기서 침대와 램프를 연결하는 이유는, 사람이 잠들면 램프가 자동으로 꺼지는 것과 같은 새로운 서비스를 만들기 위해서이다. 그렇다면, 침대는 사람이 잠들었다는 것을 어떻게 알 수 있을까? 바로 침대의 매트리스에 설치된 센서가 사람의 움직임이나 숨 쉬는 소리 등을 측정하여 수면 여부를 결정하게 된다. 센서는 이처럼 어떤 사물 주변의 상태 변화나 환경의 변화를 감지한 후, 이를 전기적인 신호로 바꿔주는 장치를 말한다.

센서의 종류

센서는 크게 물리적인 센서와 소프트웨어적인 센서가 있다. 물리적인 센서는 온도나 압력, 소리, 가스 등의 변화가 전기적인 값의 변화를 일으키는 소자로 구성된다. 반면, 가상 센서(virtual sensor)라 불리는 소프트웨어적인 센서는 물리적인 센서가 만들어낸 값들을 결합하여 새로운 값을 만들어내는 센서를 말한다. 예를 들면, 온도 센서와 습도 센서라는 물리적인 센서들의 값을 이용하여 불쾌지수 센서라는 소프트웨어적인 가상의 센서를 만드는 원리다.

센서의 종류는 그 센서가 어떤 값을 측정하느냐에 따라 구분되며, 물리적인 센서의 종류는 약 200여 가지가 된다고 한다. 일상생활 속에서 쉽게 접할 수 있는 센서로는 온도 센서, 습도 센서, 초음파 센서, 압력 센서, 가스 센서, 가속도 센서, 조도 센서 등이 있으며, 맥박이나 혈압, 혈당, 산소포화도(SpO2) 등을 측정하는 바이오 센서들도 의료기기나 헬스케어 장치에 많이 이용된다. 최근에는 사람들의 얼굴이나 동작(gesture)을 인식하는 기술에서부터 뇌파, 즉 사람들의 생각 변화를 측정하는 쪽으로 센서 기술이 발전해 나가고 있다.

센서의 활용

센서는 사물인터넷 장치에는 기본적으로 들어간다. 스마트밴드의 경우 가속도 센서를 포함하고 있어서 착용자의 걸음 수나 수면패턴을 분석하는 데 이용된다. 우리가 가장 많이 이용하는 스마트폰에는 가속도 센서, 지자계 센서, 자이로 센서, 온도 센서, 조도 센서, 근접 센서, 소리 센서, 이미지 센서, 지문 센서, 터치 화면 등 무려 10여 종의 20여 개 센서가 사용되고 있다. 산업 분야에서는 전자제품보다 더 많은 센서가 이용되고 있다. 스마트 자동차의 경우 자동차 한 대에 약 150에서 200개에 달하는 센서가 사용되고 있으며, 항공기 엔진의 경우 2,000개에서 5,000개에 달하는 센서가 이용된다고 한다. 전체 부품 수를 기준으로 하면 센서의 비중이 약 10%에 달한다고 하니 얼마나 중요한 역할을 하는지 알 수 있다.