아이비콘

아이비콘()은 실내 측위 시스템을 위한 애플의 등록상표 로서, 애플에서 밝힌 내용에 따르면, "iOS 7 기기들에게 자신의 위치를 알릴 수 있는, 새로운 형태의 저전력, 저비용의 전파발신장치"이다. 이 기술을 이용하여 스마트폰 또는 이와 유사한 기기가 iBeacon에 접근할 경우 특정 동작을 수행하게 할 수 있다.

응용 사례 중 하나로 스마트폰이 대략적인 위치나 정보를 파악할 수 있게 해줄 수 있다. 아이비콘의 신호를 수신 한 스마트폰의 앱이, 해당 스마트폰과 업소 내에 설치된 아이비콘간의 대략적인 거리를 파악할 수 있다. 아이비콘의 신호를 수신받은 앱은 스마트폰 상에 근처에서 판매중인 상품에 대한 알림을 표시해 줄 수 있고, 또한 업소 내에 설치된 POS 단말기와 직접 연동될 경우 구매자가 현금이나 카드를 이용하지 않고도 제품을 구매 할 수 있다. 아이비콘 기술은 블루투스 저전력(BLE) 기술을 이용하여 구현되었으며, 이는 블루투스 스마트로 알려져있기도 하다.

아이비콘은 블루투스 저전력 근접인식 을 이용하여 특정 앱이나 OS에서 지정한 범용 고유 식별자를 전송할 수 있다. 이 식별자를 확인하기 위해, 인터넷을 검색하는 등의 작업을 통해 검색된 iBeacon의 물리적인 장소를 확인하거나, 디바이스에 소셜 네트워크 서비스에 체크인 하거나 푸시 기법을 이용하여 알림을 표시하는 등의 특정 동작을 시작하라는 신호를 줄 수 있다.

다양한 업체에서 아이비콘을 개발하고 있으며, 작은 코인 배터리를 이용한 것이나 USB형태, 그리고 기존 블루투스 4.0 호환 동글 형태 등 다양한 형태 가 있다.

기능 
아이비콘 설치 시, 일반적으로 각 아이비콘은 고유한 식별자를 송신하며, 이러한 아이비콘을 하나 이상 특정 지역에 위치시키게 된다. 이 신호를 수신한 소프트웨어는 아이비콘을 확인할 수 있고 이를 응용하여 다양한 기능을 수행할 수 있는데, 예를 들면 이용자에게 알림 메시지를 보여주는 등의 기능을 수행할 수 있다. iBeacon에 GATT(GATT)를 이용하여 직접 접속하여 정보를 요청할 수도 있다. 아이비콘은 단말에 푸쉬를 직접 주거나 하지는 않으며, 다만 자신의 식별자를 송신하는 역할만을 수행한다.

영역 감시 
영역 감시(Region monitoring)를 이용하여 최대 20개의 영역에 대해 (비콘의 식별자 송신 신호를 수신하는) 백그라운드 동작을 할 수 있으며, 서로 다른 델리게이트를 이용하여 등록된 앱 (그리고 이용자)가 영역에 출입하는 순간을 확인할 수 있다. 이 동작은 앱이 백그라운드에 있거나, 스마트폰이 잠겨져 있어도 수행된다. 영역 감시는 또한 닫힌 앱이 한 영역에 대하여 진입에 반응 할 수 있도록, iOS의 기능 중 하나인 작은 윈도우 화면을 출력하는 것을 허용한다.

거리 측정 
거리 측정은 포그라운드에서만 동작하며, 식별자(UUID 등)를 이용하여 확인한 모든 비콘에 대한 정보를 리턴한다.

iOS 기기는 아이비콘의 신호세기를 측정하여, 아이비콘과의 거리를 확인할 수 있다. 아이비콘과 수신기기와의 거리는 3단계로 나뉜다.

아이비콘은 Advertising Packet 내에 1m 거리에서의 수신감도(평균 59~60dBm) 기준값을 포함하여 브로드캐스팅 하고 스마트 기기에서는 이 값과 실제 수신감도를 비교하여 아이비콘과 스마트 기기 사이의 거리를 추정하여 거리에 따른 이벤트 발생을 제어한다.
 눈앞의(immediate) : 수 센티미터 정도의 거리
 가까운(Near) : 수 미터 정도의 거리
 떨어진(Far) : 10미터 이상 떨어져 있는 정도

애플에서는 아이비콘 거리 측정에 대한 기준을 위 3가지의 경우로만 정의하였는데 그 이유는 Near 단계를 넘어서면 주변 환경에 따라 RF 굴절, 반사 등에 의해 정확한 거리 측정이 힘들기 때문에 그 이상의 거리는 Far로 묶어서 정의하였다.

아이비콘은 이용자가 영역에 들어왔을 때, 나갔을 때, 머물렀을 때 등의 경우 이용자와의 거리에 대해 브로드캐스트 할 수 있는 기능을 가지고 있다. 비콘과의 거리에 따라 이용자는 세 가지 단계의 알림을 받을 수 있기 때문에, 이를 응용한 기능을 구현할 수 있다.

아이비콘의 최대 신호도달거리는 설치 지역과 설치 방식에 따라 다르며, 아이비콘이 설치된 지역내의 장애물(예를 들면 가죽가방 속이나, 두꺼운 케이스) 또한 영향을 준다. 표준 비콘은 약 70미터 정도의 신호 도달거리를 가진다. 장거리 비콘은 최대 450미터까지 신호를 발신할 수 있다.

설정 
아이비콘의 송신 주파수는 설정을 통해 변경될 수 있으며, 아이비콘 호환장치 별로 별도의 설정기능이 존재할 수 있다. 송신 주기와 송신 강도는 아이비콘의 배터리 소모량에 영향을 크게 미친다. 아이비콘은 미리 설정된 설정값을 가지고 있으며, 이 중 major와 minor를 포함한 일부 설정값은 개발자가 변경할 수 있다. major와 minor 값은 구분자로 이용되며 특정 비콘에 접속하거나, 동시에 둘 이상의 비콘을 이용하고 싶을 때 설정하면 된다. 일반적으로는, 한 장소에 많은 수의 비콘을 설치할 때는 모두 동일한 UUID를 이용하도록 설정하고, major와 minor 값을 설정하여 각각의 구분된 영역 또는 공간을 설정하게 된다. 예를 들면, 한 가게안의 모든 비콘의 major 값을 동일하게 설정하고, minor를 각각 다르게 설정하여 각각의 아이비콘을 구분하도록 설치할 수 있다.

전력소모 

블루투스 LE프로토콜은 이전의 블루투스 클래식에 비해 확연하게 차이날 정도로 배터리 효율이 더 좋다. 텍사스 인스투르먼트, 노르딕 세미컨덕터, CSR 등의 칩셋 제조사에서 iBeacon을 위해 최적화 된 칩셋을 공급하고 있다. 전력소모량은 iBeacon의 설정값, 특히 전송주기(Advertising frequency 또는 Advertising interval) 와 전송강도(TxPower)에 크게 영향을 받는다.

16개 사의 비콘의 전력 소모량을 측정해 본 결과, 대부분 1~24개월 동안 이용 가능한 것으로 확인되었다. 애플에서는 전송주기를 100ms으로 이용할 것을 표준으로 정해놓고 있으며, 이 기준이 적용될 경우 코인 셀을 이용한 비콘은 1~3개월 정도의 수명을 가진다. 전송주기를 900ms까지 늘릴 경우, 수명이 2~3년으로 증가했다.

각주 

RFID
블루투스
유비쿼터스 컴퓨팅
위치 결정
무선 측위