자의 명령에 따른 전원을 켜고 끄는 동작을 수행하는 부저와 릴레이 등이 있 다.
두 번째 구성요소는 마이크로컴퓨터로 표현된 게이트웨이이다. 스마트 홈 시 스템에서 게이트웨이는 사물인터넷 환경에서 사물과의 연결, 데이터의 공유와 정보의 활용 측면에서 중요한 역할을 담당한다. 센서 디바이스와 게이트웨이는 와이파이를 지원하여 유선 디바이스가 갖는 설치의 불편함을 없애고 사물의 배 치나 위치 변경이 용이하여 데이터의 계획적인 수집, 분석, 저장과 효율적이고 안정적인 사물의 연결성을 제공한다. 즉, 센서 디바이스로부터 수집된 환경 정 보는 실시간으로 무선 통신을 사용하여 사물인터넷 게이트웨이로 전송되는 것 이다. 또한, 게이트웨이는 센서 디바이스에 비해 컴퓨팅 능력, 메모리, 운영체 제, 고급 언어 사용으로 메인 처리 장치로 리눅스 운영체제 기반의 마이크로컴 퓨터를 사용한다[55]. 게이트웨이의 주요 구성요소로는 소프트웨어와 하드웨어, 외부 네트워크 인터페이스, 디바이스 연결 인터페이스로 구성된다. 사물인터넷 에서 이용되는 디바이스는 인터넷에 직접 접속할 수 없는 것도 있다. 이와 같 은 경우, 디바이스와 인터넷 간의 중계 역할을 게이트웨이가 담당한다. 중계 및 서버 역할을 수행하는 스마트 게이트웨이로서 데스크톱 또는 서버 컴퓨터를 포 함한 여러 가지 선택 사항이 있지만 사물인터넷 솔루션은 단일 보드와 같은 소 형 컴퓨팅 장치를 사용하는 경향으로 인해 운영체제가 사용 가능한 라즈베리 파이가 게이트웨이로 사용되었다. 라즈베리 파이는 메모리의 확장 용량이 부족 하고 CD, DVD 및 하드 드라이브와 같은 온보드(on-board) 장치는 수용할 수는 없지만 USB, 블루투스, 와이파이 등과 같은 디바이스 연결 인터페이스를 지원 하고, 외부 네트워크 인터페이스로는 이더넷, 와이파이를 지원한다. 하드웨어는 게이트웨이의 목적에 맞게 성능을 고려할 필요가 있는데 현재 최근까지 출시된 라즈베리 파이는 높은 성능과 낮은 비용, 저전력과 소형화를 요구하는 사물인 터넷에서 사용하기 매우 적합하다. 운영 소프트웨어는 라즈비안 리눅스를 기반 으로 최근까지 지속적으로 여러 차례 버전 업이 되었다. 라즈비안은 게이트웨 이 제어를 위한 라이브러리와 여러 프로그래밍 언어를 지원하고, 게이트웨이 운영에 필요한 추가적인 언어와 데이터베이스서버, 중계서버, 개발도구 소프트
웨어를 설치하여 사용한다.
마지막 구성요소는 인터페이스이다. 인터페이스는 수집 정보를 사용자에게 전달하는 구성 요소이다. 사용자는 일반적으로 데스크톱이나 모바일 기기와 같 은 스마트 디바이스를 통해서 홈의 주변 정보를 확인할 수 있다. 본 시스템에 서는 게이트웨이에 구현되어 있는 가시화 서비스나 개방형 클라우드 서비스와 같은 인터페이스를 통해서 사물인터넷 환경의 정보에 접근할 수 있다.
이 장에서 설계하고 있는 시스템은 장소와 시간에 구애받지 않고 실시간으로 가정에서 생산되는 다양한 센싱 정보를 효율적으로 생산, 중계 및 소비할 수 있는 사물인터넷 기반의 시스템이다. 단순한 단방향 통신이 아닌 사물과 사물, 사물과 사람의 실시간 양방향 통신을 구현하기 때문에 사물 모니터링과 사용자 로부터 명령을 주고받기 위한 인터페이스와 게이트웨이 그리고 센서 디바이스 가 요구되고 구성 요소와 주요 기능은 표 3.3과 같다.
구성요소 주요기능
센서 디바이스
센서 모듈을 통한 환경 정보 수집․전송
액추에이터 제어
게이트웨이
사물들을 유연하게 연결하는 기능으로 메시지에 대한 중계, 공유 및 활용
추가적인 개발 환경 제공 (개발도구, 프로그래밍 언어 등)
데이터베이스 서버 및 중계 서버 수행 인터페이스 웹브라우저 및 모바일 인터페이스
개방형 연결 인터넷 서비스 표 3.3 스마트 홈 시스템 구성요소와 주요 기능
Table 3.3 Smart Home system components and features