Control4의 EMS100

Control4는 대기업은 아니지만 home automation 분야에서 가장 앞서가는 업체 중 하나입니다. Control4가 에너지 공급업체인 NV Energy와 공동으로 남부 Nevada 주 20,000 가구를 대상으로 스마트 그리드에 연동되는 에너지 관리 시스템을 공급합니다. 이는 이제까지 있어왔던 시범사업과는 달리 실제 운용을 위한 세계 최초의 사업입니다. 1사분기에 각 가정의 동의를 얻어서 올 여름부터 설치에 들어간다고 합니다.

스마트그리드가 여전히 해결해야할 크고 작은 문제들을 가지고 있어서 아직 회의적인 시각이 지배적이라는 점에 비추어 볼 때, 그리고 우리나라의 경우 이제 겨우 시험 사업 준비 작업에 삐걱대고 있는 것을 감안하면 놀라운 일입니다. 역시 첨단분야는 항상 대다수가 예상하는 것보다 빨리 변화한다는 것을 입증하고 있습니다. 그것이 돈과 관련된다면 말입니다. 올해 현장 설치를 역산해보면 최소 5-6년전부터 본격적으로 준비를 했었을 테고 에너지 공급사가 스마트미터를 각 가정에 설치하려는 시점에서 이미 연동 테스트가 진행되었을 것을 추정할 수 있습니다.

하여간 이 업체가 제안하는 시스템을 좀 더 자세히 분석해 볼 필요가 있겠습니다. 이 분야에 처음으로 등장한 제품이니 앞으로 나타날 많은 동종 시스템에 영향을 줄 것입니다. 스마트그리드를 관장하는 에너지 공급업체, 이에 연동될 각종 가전 기기업체, 다양한 센서들과 주변 장치를 생산하는 업체, 그리고 최종적으로 이를 사용하게 될 소비자간의 복잡한 연결관계를 중간에서 통합해야 하는 홈오토메이션 업체로서는 이 Control4의 시스템 구성은 중요한 참고 자료가 될 것입니다. 아래 그림에서 하늘색으로 표시된 3개의 부분이 Control4가 공급하는 부분입니다. 아래 그림을 클릭하면 큰 이미지를 볼 수 있습니다

Central controller가 되는 EC-100은 세가지 이종 네트웍 연결을 갖습니다. 먼저 에너지 공급사의 스마트 미터와 연결(그림에서 SEP 1.0)되어 에너지 사용량 정보를 직접 제공받습니다. 또한 인터넷을 통해 Control4의 웹서비스(ADVANTAGE)에 연결됩니다. Control4가 운용하는 Web Service(ADVANTAGE)는 에너지 공급사와 연결되어 보다 고급 정보를 제공하고 사용자가 인터넷을 통해 가전 기기를 통제할 수 있게 합니다. 사용자 정보를 에너지 공급사에 제공하는 역할도 동시에 수행할 것입니다. 마지막으로 EC-100은 가정내 가전기기와 Zigbee Pro를 이용해 연결됩니다. 이 Zigbee Pro를 통해서 난방 조절기(써모스탯) WT-100과 연결됩니다. Zigbee Pro의 프로토콜 자체는 무선 센서 네트웍 분야가 이미 완성단계에 이른 현재 시점에서는 큰 이슈가 되지 않습니다. 가전기기나 주변 장치 제조업체들은 합리적인 가격에 모든 프로토콜 스텍이 완비된 모듈을 구매해 장착하기만 하면 되니까 그것이 어떤 표준이든 별로 어렵지 않게 대응할 수 있습니다.



이 EC-100 Energy Controller는 탁상형(Tabletop)으로 가정의 에너지 사용량과 과금에 대한 정보를 제공합니다. 사용자는 이 컨트롤러를 이용해서 Zigbee Pro 프로토콜로 연결되는 가전기기를 제어할 수도 있고 에너지 공급사로부터 메시지를 전달 받을 수 있습니다. 화려한 UI를 넣어서 다양한 기능을 추가할 수도 있겠지만 개인적인 생각으로는 위 화면에 보이는 내용만으로도 충분한 의미가 있어보입니다. 가정에서 사용하는 실시간 에너지 사용량이 다이얼로 표시되는군요. 이런 디스플레이만으로도 10퍼센터 이상의 에너지 절약 효과를 가진다는 내용을 어디선가 본 기억이 납니다. 화면의 맨 아래에는 time-of-use rate가 표시됩니다. 현재는 시간당 0.36달러이지만 6시부터는 피크타임이 적용되어서 시간당 1.35 달러가 된다고 나오는군요. 한국의 경우는 좀 다르겠지만 이 한 줄 디스플레이만 가지고도 사용자들은 이 제품이 꼭 필요하다 느낌이 강하게 받겠군요.

에너지 분야가 거의 완전히 민영화된 북미는 에너지 가격이 비쌉니다. 그냥 비싼 정도가 아니고 한국의 에너지 가격에 익숙한 입장에서는 상상할수도 없이 비쌉니다. 에너지도 다른 공산품처럼 생산업자와 유통업자가 분리되어서 복잡한 가격정책으로 소비자를 골치 아프게 만듭니다. 한국과 비교하자면 최소 5배에서 10배정도의 비용을 전력/난방/취사에 써야 합니다. 매달 3-40만원을 (고급 주택의 경우에는 200만원이 넘는 경우도 흔한 것 같습니다) 전기료로 지불하자면 당연히 사용량과 과금에 민감할 수 밖에 없습니다. 한국도 한국전력이나 가스공사가 민영화되는 시점에 에너지 비용이 지금의 2-3배 이상으로 증가할 것입니다. 스마트 그리드 시범사업 이야기가 나오는 것을 보면 2년 이내에 민영화 될 가능성이 있겠습니다. 스마트 그리드라는 것이 에너지 유통사업을 빼놓고는 이야기 할 수 없기 때문입니다.

m..my home

제목이 좀 이상하지만 iPhone / iPad / iMac 에서 운용되는 홈오토메이션 솔루션의 이름입니다. 음~ 우리집! 이런 뉘앙스군요. 회사 홈페이지를 방문하면 좀 더 자세한 정보를 얻을 수 있지만 일단 두가지 비디오를 먼저 보겠습니다. 먼저 m..my home이라는 제품의 기능에 대한 데모입니다.

다음은 m..my home과 XBMC(미디어 플레이어)를 연동해 홈오토메이션과 미디어 플레이를 운용하는 데모입니다. 이 데모는 위 회사와는 직접적인 관련이 없는 개인이 구현했군요.

위 비디오에서 보여주는 내용에 새로울 것은 없습니다. 하지만 상상하는 것과 실제 동작의 데모를 보는 것은 상당한 차이가 있네요. 그리고 많은 것을 생각하게 합니다.

최근 ABI Research의 보고서에 의하면 홈오토메이션 시장이 이제 막 개화하는 단계에 들어섰다고 합니다. 이는 이제 완성 단계에 올라온 WSN(Wireless Sensor Network)의 도움이 중요한 역할을 했다고 합니다. 동시에 실제 운용단계에 들어선 스마트 그리드 덕분에 소비자들은 에너지 관리 시스템에 관심을 보이게 되고 기업들은 스마트 미터와 연동된 제품으로 새로운 시장을 개척하기 위해 대거 신제품을 쏟아내는 것과 맞물려 있습니다. 이제 홈오토메이션은 더 이상 미래의 시장이 아닌 것 같습니다. 과거와 같이 한 두 업체가 홍보하는 수준이 아니고 수많은 관련 업체들이 동시에 시장을 향해 뛰어드는 것이 보입니다.

이와 관련해서 위 두번째 비디오가 시사하는 바가 있습니다. 위 비디오를 만든 사람은 업체 관련한 사람이 아니고 그냥 홈오토메이션에 관심이 있는 개인으로 되어 있습니다. 일반인이 위의 비디오에 나온 것과 같은 완성도의 홈오토메이션 시스템을 어렵지 않게 구현할 수 있을 정도로 이미 이 시장은 성숙한 단계에 있다는 것을 의미합니다. 이제까지 인식과는 달리 이런 종류의 시스템 통합이 일반 소비자들이 별로 어렵지 않게 마치 전등하나 달듯이 가능하다는 것이지요. ABI 리포트가 이야기하는 WSN의 표준화가 홈오토메이션 시장을 개화하게 만들었다는 것을 공감하게 됩니다. 조금 더 구체적으로 예를 들어 보자면 위 m..my home과 같은 홈 오토메이션 프로그램과 이에 호환이 되는 - Z-Wave일 가능성이 높네요 - 주변기기들 직접 구매해서 설치하면 누구나 데모에서와 같은 홈오토메이션 시스템을 전문가의 도움없이 구축이 가능하게 됩니다. 미디어 플레이어에 관련된 기능은 무료로 제공되는 XMBC 프로그램을 설치하는 것으로 끝나버리는군요. 일반 소비자에게 쉽다면 아파트 시공업체에게는 싱크대 수도꼭지 선택하는 것과 마찬가지일 겁니다. 신축시장과 기축시장의 분류도 없어지겠지요.

위 두 데모에서 공통적으로 돋보이는 것은 휴대 단말기의 기능입니다. 하나는 스마트폰이고 하나는 태블릿이지만 모두 리모컨을 대신해 들고 다닌다는 점에 주목해야 합니다. 신규 아파트 건축시 무조건 들어갔던 이름만 홈서버(월패드)는 이제 이 시나리오에 어떻게 끼워 맞추어야 될 지 고민을 해야 할 겁니다. 위 비디오에 잠깐씩 나오는 벽에 거치하는 디스플레이가 참고가 됩니다. 그리고 기존의 중소규모의 홈오토메이션 관련 업체들은 전략을 어떻게 세워서 이 시장에 참여해야 할 지 이제는 방향을 정리해야 합니다. 한국과 같은 구조에서는 방향이 완전히 바뀌려면 한 3년은 걸리겠지만 중국의 경우는 그보다 빠르게 변화할 가능성도 있습니다.

가정 에너지 관리 시스템의 조건

최근 연구기관인 Parks Associates가 1500가구를 대상으로 가정의 에너지 관리 시스템에 대한 설문조사를 한 결과에 대한 기사가 있습니다. 내용은 가정의 에너지 관리 시스템이 어떤 기능을 가지고 있으면 매력적일 것이냐입니다. 최근들어서 가정의 에너지 관리에 대해 관심이 급격히 높아지고 있습니다. 스마트 미터링과 관련해서 소비자들의 관심도도 높아졌고 각국의 정부 차원의 지원대책도 마련되고 있는 것 같습니다. 정확히 어떤 나라의 이야기였는지는 기억나지 않지만 - 미국아니면 영국이었을 겁니다 - 2015년을 시작으로 신규 주택을 지을때 일정 기준의 에너지 관리 시스템 설치를 의무화하는 법률이 준비 중인 경우도 있다고 합니다.

이와 같은 설문조사는 주의깊게 보아야 합니다. 흔히 볼 수 있는 자료가 아니기 때문입니다. 하여간 결과는 다음과 같습니다.

• 50퍼센트 - 방에 사람이 없을 때 자동으로 소등되는 기능
• 48퍼센트 - 자동으로 최적의 온도로 조절되는 냉난방 시스템. 역시 사람이 없을 때는 자동으로 차단
• 48퍼센트 - 어떤 가전기기가 주로 전력을 사용하는 지를 알려주는 기능
• 41퍼센트 - 효율적인 에너지 사용 방법을 조언해주는 기능
• 35퍼센트 - 외기 온도와 날씨를 알려주는 기능
• 32퍼센트 - 컴퓨터나 휴대폰으로 전등, 가전기기, 냉난방 장치를 제어하는 기능

관련업체가 예상하는 기능에서 크게 벗어나지는 않습니다만. 그 사실 자체 - 업체의 예상과 소비자의 관심이 일치한다는 것 - 가 더 고무적인 것 같습니다. 역시 잡다하고 다양하지만 별 쓸모없는 기능을 잔뜩 갖추는 것보다는 꼭 필요한 기능을 제대로 구현하는 것이 중요하다는 것을 의미하는 것으로 해석할 수 있습니다.

위 기능과 중복될 수도 있지만 개인적인 생각으로는 다음의 기능을 갖추는 것이 핵심이라고 생각합니다.

• 정확한 재실판단 기능과 이에 따른 조명 및 냉난방 기능의 연동
• 외기및 외부 조도(태양광) 센서와 이에 따른 커튼/블라인드의 작동
• 스마트미터링 시스템에 맞추어 정확한 에너지 사용량 디스플레이

이를 기술적으로 풀어보자면

사용자의 정확한 재실 판단을 위해서 다양한 방법이 동원되어야 합니다. 적당한 위치에 PIR센서를 장착해서 활용하고 각종 버튼 - 주로 조명 - 의 동작을 모니터링 하고, 출입 보안 시스템과 연동해서 출입기록, 또는 방범 세팅 기록등을 종합적으로 활용해야 합니다.

집 외부 온도및 조도를 모니터링 하는 센서를 갖추어야 하고 창문에는 전동이 커튼이나 블라인드를 장착해 태양광 유입량을 자동으로 조절하는 시스템과 연동하여야 합니다.

전력을 많이 사용하는 가전 기기 - 냉난방기기, 세탁기/건조기, 전기 오븐, 식기세척기, 냉장고 등에는 사용 전력량을 측정하는 장치를 부착해서 시간대별 사용량을 모니터링해야 합니다.

에너지 관리시스템이 홈오토메이션 분야의 킬러 애플리케이션이 될 것이라는 전망은 오래전부터 있어왔습니다. 이제 정부의 전폭적인 지원과 사용자들의 높아진 관심으로 드디어 빛을 보게될 날이 그리 머지 않은 것 같습니다. 시장 참여를 생각한다면 미리 준비를 해야 하겠지요.

3-D TV는 실패한다

어디에서인가 읽은 내용인데 출처는 기억 안납니다. 내용이 단순 명료해서 간단히 적습니다. 이유는 아주 간단합니다. 한마디로 설명하자면 자연스럽지 않다는 것입니다. 좀 더 길게 설명하자면 인간(또는 대부분의 동물)은 두개의 눈을 사용해서 입체감을 느끼도록 진화해 왔습니다. 서로 떨어져 있는 각각의 눈을 통해 들어오는 영상 정보는 서로 약간 차이가 나지요. 이 차이를 두뇌에서 입체감으로 감지해 냅니다.

이 때 양 안의 촛점(focus)과 시각(line of sight)이 사용됩니다. 즉, 가까운 물체는 각각의 안구가 가까운 곳에 촛점을 맞출 뿐아니라 양안의 시각이 안쪽으로 수렴합니다. 먼 물체는 반대로 먼곳에 촛점을 맞추면서 동시에 시각이 바깥으로 벌어지지요. 양안과 대상 물체가 만들어 내는 삼각형을 상상해 보세요. 이런 동작이 수많은 시간을 통해서 두 눈을 사용하는 동물이 진화해온 방식입니다.

그런데 3-D TV는 안구에서 TV화면까지로 거리가 정해져 있습니다. 이 거리에 맞추어서 촛점이 정해져 버립니다. 대신 3-D안경 등을 통해서 시각이 가깝거나 멀어지도록 양안에 다른 이미지를 보여주게 됩니다. 즉 촛점(focus)과 시각(line of sight)간의 불일치가 발생합니다. 이런 불일치로 인해서 불편할 뿐 더러 장시간 보고 있으면 심각한 두통을 일으키게 됩니다. 원래 양안의 시각차이가 있는 사람들의 경우에는 이런 두통이 매우 심해서 구토까지 유발시키지요. 따라서 지금과는 전혀 다른 디스플레이 방식이 개발되어서 촛점과 시각간의 불일치를 해소시키기 전에는 3-D 디스플레이라는 것은 그냥 제조사들이 뭔가를 팔기 위해서 애쓰는 것이라 보면 되겠습니다.

디스플레이 내용이 나온 김에, 역시 출처가 잘 기억나지 않은 내용을 하나 더 소개하자면 현재 유행하고 있는 고해상도 LCD가 시각적으로 지나치게 많은 정보를 담고 있어서 인간의 두뇌가 처리하기에 부담이 된다는 것입니다. 두뇌의 상당부분의 기능을 단지 화면 자체를 보는데 써 버리기 때문에 그 내용을 이해하는데 써야 할 리소스가 별로 남아있지 않게 된다는 것이지요. 그래서 그런지 TV 프로그램은 날이 갈 수록 유치해지지요? 어떤 연구 결과에 의하면 TV를 시청할 때 인간의 소화기관이 잠을 잘 때와 마찬가지로 거의 정지한다고 합니다. 고해상도의 디스플레이 일 수록 그런 효과는 더욱 심해질 것입니다. 따라서 공부를 하거나 연구를 한다면 컴퓨터를 멀리해야 하고 쓸데없이 고해상도의 모니터는 사용하지 않는 것이 좋겠습니다.

Sheevaplug 소개

컨셉과 실제 제품이 나온지 꽤 되었는데 요즘 문득 생각이 나서 올립니다. Marvell사가 Sheeva 시리즈 CPU를 발표한 후 상당기간 이 제품에 매달렸던 것으로 기억됩니다. 제품의 컨셉은 벽에 어댑터처럼 꼽아서 동작하는 컴퓨터입니다. 그림만으로 충분히 설명이 됩니다.







ARM코어의 성능이 향상되어서 웬만한 서버 기능을 구현하는데 전혀 무리가 없습니다. 기본사양은

• Linux Operating System
• 1.2GHz ARM Core(Marvell Sheeva)
• 512MB Flash / 512MB DDR2
• USB 2.0 / Gigabit Ethernet

입니다. 원래 제품의 기획의도는 개인용 cloud 구축입니다. USB 포트에 USB HDD를 연결하면 저장 용량은 얼마든지 확장 가능하고 소모전력이 적어서 항상 동작시킬 수 있으므로 웹에 연결하면 자신만의 클라우드 컴퓨팅 환경이 만들어지는 것입니다.

이 컨셉은 별로 성공한 것으로 보이지 않지만 요즘 들어서 이를 홈 오토메이션 서버로 활용하는 사례가 늘고 있습니다. 디스플레이의 문제는 웹서버를 탑재해 스마트폰이나 태블릿으로 접속하면 해결되지요. 획기적인 것은 가격입니다. 개인 판매 가격이 100달러이니까 제조비용은 50달러 이하겠지요. 관련 홈페이지를 참조하면 좀 더 자세한 내용을 볼 수 있습니다.

Disko Framework 소개

저사양의 임베디드 시스템은 CPU 성능이나 메모리 용량의 제약으로 Android와 같은 desktop을 사용할 수 없을 경우가 있습니다. 이런 경우 기본 kernel에 최소한의 용량으로 필요한 UI 환경을 구축하기 위해서 고민을 많이 해야 합니다. Disko는 이런 용도에 적합한 UI Framework을 제공합니다. Disko는 LGPL 라이선스로 소스가 무료로 제공됩니다. 회사는 이 라이브러리를 이용해서 타사 임베디드 시스템의 소프트웨어를 개발해 주는 프로젝트로 수익을 올리는 것 같습니다. 회사가 생긴지 얼마 안되어서 참조할 만한 제품이 많지는 않지만 그 중에서 흥미있는 것 하나를 소개합니다.

아래의 제품명은 IP Doorbell입니다.




위 비디오로 쉽게 짐작할 수 있겠습니다만 기능은 건물의 무인 경비 시스템에 설치되는 출입 단말기 정도 되겠습니다. 입주자는 직접 비밀번호를 눌러 출입하고 외부인은 해당 부서를 호출해(도어벨) 통화(VoIP)를 하게 됩니다. 카메라만 설치하면 정확히 로비폰 역할을 하겠습니다.

하드웨어 플랫폼은 Analog Device사의 BF-527 프로세서 보드를 사용하고 있습니다. 이 CPU는 500MHz 정도로 동작하지만 Analog사 CPU가 다 그렇듯이 MMU가 없어서 정식 Linux는 올라가지 않고 대신 uCLinux를 사용합니다. 하드웨어와 소프트웨어가 모두 공개이므로 아무나 그대로 만들면 됩니다. 아무 ARM 9 급 CPU(예를 들어 ATMEL AT91SAM9 시리즈)를 사용해도 무난히 만들 수 있을 것 같습니다.

유튜브에는 이 회사의 다른 UI들, IPTV, VoIP 등에 대한 소개 자료가 좀 더 있습니다. 이 회사가 얼마나 이런 형태로 지원을 계속할 수 있을지 모르겠지만 최소 사양의 임베디드 시스템을 구현하려고 할 때 상당히 도움이 될 수 있을 것 같습니다.

CES2011 요약

다음은 이번 CES2011을 참관한 후 업계의 흐름을 요약한 내용을 추후에 참조하기 위해서 간단히 정리한 것입니다.

1. 너도 나도 태블릿

Acer, Dell, Lenovo, HP 등의 모든 컴퓨터 제조사가 태블릿을 내 놓았습니다. 다른 블로그에서는 태블릿이 비처럼 쏟아져 내렸다라고 하더군요. 저자는 모바일 컴퓨팅 르네상스의 한 가운데 있다고 표현합니다.


2. 홈네트웍에 합류하는 TV

TV 분야는 이미 2010에 3-D나 웹연결 등의 주요 기능을 선보여서 이번에 큰 진보는 없었지만 본격적으로 홈네트웍에 연결되는 제품들과 GoogleTV 등의 Web TV분야가 주목을 끌었습니다.


3. 하이브리드 홈네트웍의 등장

유선(HomePlug, MoCA) 기반의 홈네트웍 업체와 무선(Wi-Fi, ITU G.hn) 기반의 홈 네트웍 업체가 서로 제휴하여 하이브리드 네트웍을 제시하는 것이 새로운 트랜드로 등장했습니다.


4. 홈오토메이션 표준의 경쟁

Zigbee와 Z-Wave 그리고 몇몇 다른 방식의 홈오토메이션 네트웍이 표준의 자리를 놓고 경쟁하고 있습니다. 홈오토메이션은 여전히 "언젠가는 떠오를" 시장의 하나로 주목을 받고 있습니다.


5. 스마트그리드에 아직 연동하지 못하는 디지털 홈

소비자 시장으로서의 스마트 그리드와 이에 연동하는 네트웍 분야는 여전히 많은 부분이 채워지지 않은 상태입니다. 소비자의 인지도 문제도 있고 전력 공급사와 해결해야 할 문제가 산적하기 때문입니다.


6. 모든 곳에 안드로이드

구글이 최근 새로운 O/S로 밀고있는 ChromeOS는 지지부진한 대신 안드로이드는 이제 모바일 리눅스 기기의 표준으로 자리잡는 듯 보입니다.


7. 마이크로소프트는 ARM과 결합

이미 한참 늦은 감이 있지만 마이크로소프트가 ARM 플랫폼에 주력하기 시작했습니다.


8. 하이브리드 x86 전쟁의 시작

인텔과 AMD가 x86코어에 그래픽 프로세서를 결합한 하이브리드 프로세서를 경쟁적으로 내놓았습니다.

이외 NFC(Near-Field Communication), Cloud Computing등이 주목을 받는 기술로 등장했습니다.