스마트 홈, IoT, 홈 오토메이션, 스마트싱스(Smartthings) 개념 잡기

안녕하세요? 제가 오늘 소개할 것은 스마트 홈(Smart Home), IoT(Internet of Thing 사물인터넷), 홈 오토메이션(Home Automation)입니다. 

저도 처음에 이 개념을 잡는데 어려움이 많았기에 스마트 홈, IoT에 대해 전혀 지식이 없는 분에게 소개할 목적으로 이 포스팅을 씁니다. 저도 잘 모르는 부분이 많고 이 분야는 하루가 다르게 확장되기 때문에 혹시 틀린 내용이 들어있을 수 있습니다. 댓글로 지적해 주시면 지속적으로 수정에 반영하도록 하겠습니다.

부디 스마트 홈을 이제 막 시작하시는 분들에게 도움이 되기를 바라며 포스팅을 시작하겠습니다.

1. 스마트 홈(Smart Home), IoT(Internet of Things), 홈 오토메이션(Home Automation) 이란?

스마트 홈을 구현하기 위해서는 다양한 기능들이 필요합니다. 스마트 홈의 위에 설명한 다양한 용어들을 아우르는 개념이라고 볼 수 있습니다. 하나씩 설명하뎐 다음과 같습니다.

IoT는 Internet of Things 의 약자로 사물인터넷을 의미합니다. 즉, 다양한 사물에 인터넷을 이용한 네트워크 기능을 추가하여 원격으로 제어하거나 정보를 수신할 수 있도록 만든 것을 의미합니다. 초기에 사용하던 청소기나 보일러, 세탁기에 결합된 원격시행 기능을 생각하시면 편합니다.

IoT는 국내 통신대기업에서 광고하는 내용을 간단히 동영상으로 보겠습니다.

홈 오토메이션(Home Automation)은 위 사물인터넷 기능을 이용하여 가전, 냉난방의 일부를 자동화 하는 것을 의미합니다. 보통 밤 12시가 되면 모든 불을 꺼라 든지 오전 7시에 커피메이커의 전원을 켜라의 기능을 홈 오토메이션의 기능으로 생각할 수 있습니다.

스마트 홈(Smart Home)은 말 그대로 집을 스마트하게 만든다는 뜻입니다. 예전에는 센서와 실행을 하나의 기기 안에서 처리했다면 이제는 이를 총괄해주는 허브(HUB)나 원격서버를 통해 센서와 실행기기를 확장할 수 있게 되었습니다. 예를 들어 사람의 움직임이 감지되면 불이 켜지는 신발장 위의 전등 처럼 간단한 형태의 기기가 현재는 훨씬 더 다양한 방식으로 작동될 수 있게 된 것입니다. 홈 오토메이션과 스마트 홈의 차이점은 통합관리 기능으로 생각할 수 있습니다. 즉, 홈 오토메이션이 단순히 사용자의 요구에 따라 단일 혹은 2~3개의 기기에 자동화 기능을 추가하는 것에 그쳤다면 스마트 홈은 이러한 자동화의 명령 자체도 각종 센서에서 종합된 정보를 통해 이루어진다는 차이점이 있습니다. 

예를 들어 오늘 아침 일기예보에 비소식이 있다면 보일러를 10분간 가동하고 강수량에 따라 창문을 닫는 정도를 조절하는 식입니다. 비 예보처럼 간헐적이거나 비정기적인 이벤트에도 능동적으로 대응한다는 점이 홈 오토메이션과 다른 점입니다. 하지만 스마트 홈과 홈 오토메이션을 명확하게 나누는 것에는 약간 어폐가 있을 수 있습니다.

위 동영상에서 쓰인 IoT기기는 플러그, CCTV, 스위치입니다. 월 사용료를 일정액 부담하고 위의 기기를 설치할 수 있지만 아래 개념을 잘 이해한다면 커스텀 기기로도 충분히 어렵지 않게 구성할 수 있습니다. 또한 위 동영상에서는 사용자가 직접 콘센트를 켜거나 TV를 켜는 것으로 나왔는데 온도센서, 조도센서, 움직임센서 등을 추가하면 알아서 작동하게 만들 수도 있습니다. 

용어에 따라 설명하는 대상이 다르지만 설명의 용이하게 하고자 아래에서는 그냥 스마트 홈이라 용어를 통일하여 설명하고자 합니다.

2. 통신사 IoT&스마트 홈 vs 개별 스마트 허브

스마트 홈을 구현하는 방법은 크게 두가지로 나눌 수 있습니다. 하나는 통신사에서 제공하는 IoT 솔루션을 이용하는 것이고 하나는 개별적으로 스마트 허브를 사용하고자 하는 공간에 설치하는 방법입니다.

통신사에서 제공하는 스마트 홈 솔루션의 장점은 쉽게 설치가 가능하다는 점입니다. 또한 통신사 서버를 이용한 솔루션으로 장비의 구입이 필요없이 대여나 렌탈 방식으로 구현이 가능합니다. (초기 비용이 적게 들어갑니다.) 또한 SMS전송 등 통신기능이 충실한 점도 장점입니다. 단점은 월정액이 발생하고 연결가능한 제품이 한정적이며 구동방식이 단순하다는 것입니다. 또한 전체 IoT를 통합할 솔루션이 없고 통신사 서버를 이용하기 때문에 WAN(인터넷 사업자 - 집까지의 인터넷 네트워크)이 먹통이 되면 작동이 되지 않을 수 있다는 단점이 있습니다.

SK텔레콤에서 제공하는 SmartHome https://www.sktsmarthome.com/html/home.html

LG U+ IoT 소개페이지 http://www.uplus.co.kr/ent/iot/IotInfo.hpi?mid=11205

KT 기가 IoT 소개페이지 http://product.olleh.com/wDic/index.do?CateCode=6711

개별적으로 스마트 허브를 구매하여 개설하는 경우에는 확장성이 좋고 스마트 홈 기기들을 통합관리할 수 있으며 작동방식을 정교하게 만들 수 있다는 장점이 있습니다. 하지만 장비 구입에 따른 초기 투자비용이 많이 들고 작동원리 및 방식에 대해 공부를 해야 한다는 단점이 있습니다.

두 방식을 비교해보면서 아쉬운 점은 통신사들이 IoT를 개방형 플랫폼으로 개발하지 않고 자꾸 독점 먹거리로 생각한다는 점입니다. 또한 별 거 아닌 기능을 지나치게 부풀려 광고하는 모습도 자주 보입니다. 하지만 아이폰이 들어오기 전 Wi-Fi기능을 막는 장난질을 한 것처럼 통신 플랫폼이 아닌 독점 제품 팔아먹기에 치중하다 보면 또 세계적인 흐름을 놓칠 것이라는 것은 불을 보듯 뻔합니다. 아직 우리나라 통신사들은 어떻게 하면 조그만 기능을 추가하고 비싸게 팔아먹을까 라고 생각하는 장사치에 불과한 것처럼 보입니다. 

실제로 구글이 NEST를 인수하고 3세대 온도조절장치가 출시되도록 이 플랫폼을 받아들인 국내 보일러 제조사가 한군데도 없다는 점이 참으로 답답합니다. 통신사, 기기 개발사들이 독자플랫폼에 집착하다 보니 사용자의 의사와 상관없이 특정 통신사의 특정 제품을 울며 겨자먹기로 사용하게 되는 일이 반복되고 있습니다. 

필자는 개별허브를 사용하고 있기에 아래는 스마트 홈을 설명하기 위해 스마트싱스(SmartThings)를 중심으로 설명하려고 합니다. 스마트싱스는 가장 많은 사용자 층을 가지고 있는 스마트 홈 허브입니다. 물론 샤오미와 같이 다양한 독자 허브가 있으나 호환성 측면을 고려하여 아래에서는 스마트싱스를 중심으로 설명합니다. 다른 허브나 기기는 사용해 보는대로 보충하겠습니다.

[Amazon.com] Samsung Smartthings Hub ($59.99)

3. 스마트 홈의 작동원리

스마트 홈의 작동원리는 다음과 같습니다. 

우선 다양한 센서나 사용자의 명령이 허브로 전달되면 허브는 직접 실행하거나 직접실행할 수 없는 경우에는 실행하기 위한 서드파티 기기로 명령을 전달하는 형태입니다.

이러한 명령을 처리하는 핵심은 허브입니다. 스마트싱스 허브는 Zigbee나 Z-wave, IP(Internet Protocol)의 형태로 센서에서 정보를 수집하고 명령합니다. 스마트 홈을 구성하면서 모든 기기를 유선으로 연결할 수 없기에 Zigbee와 Z-wave라는 무선 통신규격을 사용합니다.

예를 들어 온도가 30도가 넘어가면 선풍기가 연결된 콘센트의 전원을 켜라 라는 루틴(간단한 명령어의 집합)을 실행한다고 해 보겠습니다.

1. 스마트싱스 허브와 온도센서, 콘센트를 연결
2. 온도센서에 30도가 넘으면 콘센트가 켜지도록 루틴 설정
3. 온도센서에 30도가 안되면 콘센트가 꺼지도록 루틴 설정

위와 같이 간단한 루틴을 설정하면 홈 오토메이션을 실행할 수 있게 됩니다.

 

위 피스톤(명령 단위)은 코어라는 스마트싱스 앱을 통하여 실제로 제가 사용하고 있는 명령어입니다. 다용도실에서 사용하고 있는 피스톤인데 일몰 30분 전부터 일출 30분 후 까지 모션 센서에 움직임이 감지되면 2분동안 밝기 100%로 불을 켜고 30초간 아이보리 색으로 바꾼뒤에 30초 뒤에 불을 꺼라 라는 명령어 체계입니다. 

(지금은 켜지면서 색깔을 리셋하는 과정을 추가했으나 귀찮아서 수정하지는 않겠습니다~)

지금 스마트싱스를 한 번 리셋해서 피스톤이 정교하지 않기 때문에 참고로만 보시기 바랍니다.

4. 서드파티 기기가 필요한 이유?

현재 스마트싱스와 호환되는 기기가 많이 늘어나고 있습니다. 하지만 아직 우리가 사용하고 있는 거의 모든 가전제품은 호환이 아직 안되는 기기들입니다. 그렇다면 이러한 기기들을 어떻게 스마트싱스와 연결할 수 있을까요?

우리가 흔히 리모콘(IR, RF)으로 작동하는 기기들에게 명령을 내릴 수 있는 서드파티 기기를 스마트싱스와 연결하여 사용하는 것입니다. 이러한 서드파티 기기 중 가장 유명한 기기는 로지텍의 하모니라는 제품입니다.

https://www.amazon.com/dp/B01JHQZSHW

또한 스마트싱스 허브는 음성입력을 지원하지 않기 때문에 음성입력 기능을 추가하려면 음성입력 기능이 있는 서드파티 기기를 추가하면 됩니다. 가장 널리 사용되는 기기는 아마존의 에코(알렉사), 구글 홈, 빅스비 삼성 커넥트 등이 있습니다.  하지만 아쉽게도 우리나라에 정식으로 출시된 제품은 없으며 국내발 스마트폰에 탑재된 빅스비(삼성 스마트폰 AI서비스)은 스마트싱스와 호환이 안됩니다.

반대로 우리나라에 출시된 다양한 음성인식 기기(SK 누구, 기가 지니, 네이버 웨이브, 카카오 미니 등)는 스마트싱스와 호환이 안됩니다. 빅스비도 아직 한국버젼에서는 스마트싱스와 연결기능을 지원하고 있지 않습니다.

스마트싱스와 호환되는 제품 목록은 아래링크를 참고하세요.

https://www.smartthings.com/products

아마존 에코와 스마트싱스를 함께 사용하는 동영상을 참고용으로 첨부합니다. 동영상이 기니 스킵하면서 보세요~

그렇다면 위 목록에 없으면 사용을 못하는 것일까요? 그런 것은 아닙니다. Z-Wave나 Zigbee를 사용하는 다양한 기기들은 스마트싱스에 Device Handler / Device Type Handler(줄여서 DTH로 통용합니다.)를 등록하면 사용할 수 있습니다. DTH는 스마트싱스와 기기, 센서를 연결하는 드라이버라고 생각하시면 쉽게 이해할 수 있습니다. 예를 들어 새로 프린터를 구입하고 윈도에서 사용하려면 드라이버를 설치하는 개념입니다.

이러한 사설 DTH는 여러 능력자들이 스마트싱스 포럼 등에 올려주고 있습니다. 공개된 DTH는 코드를 내려받아 사용할 수 있습니다.

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저도 꽤 오랜시간 동안 배워 온 내용이기에 어떻게 하면 쉽게 설명할 수 있을지 감이 안잡히는 부분이 많습니다. 정말 아쉬운 부분은 위에 나온 제품들은 거의 대부분 국내에서는 정식 발매가 되지 않아 해외에서 직구(직접구매)로 구매해야 한다는 점입니다. 또 우리나라의 IoT 제품들은 거의 독자 규격, 월정액을 고집하고 있어 널리 사용되지 않는 점도 아쉽습니다. 앞으로 스마트 싱스 그리고 스마트싱스와 호환되는 제품들이 많이 출시되기를 기대해 봅니다. (일부 중소기업을 중심으로 변화의 움직임이 이미 관찰되고 있습니다.)

새로이 스마트 홈을 시작하시는 분들에게 도움이 되기를 바랍니다. 위에서 개괄적으로 설명한 부분은 다른 포스팅에서 자세히 설명하도록 하겠습니다. 질문이 있으신 분은 댓글로 문의하세요~