Beacon(비콘)의 기능과 역할

다들 아시겠지만 Beacon의 기능은 상당히 간단하다.

자신의 고유 ID를 정해진 시간과 정해진 전파 세기로 지속적인 브로드캐스팅(Broadcasting)하는 기능으로 IoT(사물인터넷)기기의 대표 디바이스로 자리잡고 있다.  정보를 얻기 위해 NFC와 같은 5cm 이내 태깅을 해야 하는 불편함과 데이터를 주고 받기 위해 블루투스 페어링과 Zigbee 기기들이 갖는 통신방식에서의 거리 제한 (대략 10m 이내)을 단방향 브로드캐스팅으로 늘리면서 활용 범위가 넓어졌다.

iBeacon에서는 거리를 기반으로 한 3가지의 영역으로 구분하고 있다. 

• Immediate Zone (0-20 cm) : 아주 가까운 거리로 정확도가 높다.
• Near Zone (20 cm - 2 m) : 가까운 거리로 어느 정도 정확도를 갖는다.
• Far Zone (2 - 70 m) : 먼 거리로 정확도가 떨어진다.

위의 Zone 영역은  전파의 특성에 의해 구분되어졌다. 거리가 먼어질수록 전파 세기는 약해지면서 RSSI(received signal strength indicator)를 기반으로 계산되는 거리의 정확도가 떨어질 수 밖에 없다.

iOS에서 RSSI를 기반으로 거리를 계산하는 방법은 아래와 같다.  플랫폼에서 얻어지는 계산 방식과 동일하진 않지만 참고를 할 만하다.

protected static double calculateAccuracy(int txPower, double rssi) {
  if (rssi == 0) {
    return -1.0; // if we cannot determine accuracy, return -1.
  }

  double ratio = rssi*1.0/txPower;
  if (ratio < 1.0) {
    return Math.pow(ratio,10);
  }
  else {
    double accuracy =  (0.89976)*Math.pow(ratio,7.7095) + 0.111;    
    return accuracy;
  }
} 

(출처 : http://stackoverflow.com/questions/20416218/understanding-ibeacon-distancing)

이렇게 비콘과의 거리를 계산으로 블루투스 신호를 스캔하는 스마트폰과의 거리를 판단하여 Notification을 주거나 App 내에서 정보를 전달할 수 있게 된다.

또한 여러개의 비콘으로부터 신호를 받아 거리를 계산하고 이를 보정하여 건물내에서의 위치와 이를 기반으로 한 실내 내비게이션으로 활용도가 넓어지고 있다.

위는 경북대학병원에 설치된 비콘을 활용한 병원내 내비게이션 시연 영상이다.

이러한 위치 판단 기술은 쉬워 보이지만 실제로는 비콘이 설치된 환경, 이동 동선, 스마트폰 모델, 비콘 제품, 신호의 편차 등 다양한 변수에 의해 발생하는 거리 오차를 보정하고 정확도를 높이기 위한 기술과 경험이 필요하다. 또한 이동 구간의 path topology 혹은 스마트폰의 센서등을 활용하여 보정치를 구하기도 한다.  

또한 미국 스타트업인 비콘과의 계산을 매 위치마다 하는 것이 아닐 백터 지도 기술을 활용하고 스마트폰의 센서를 활용하여 정확도를 높히기도 했다.

이렇듯 신호를 송출하는 단순한 기능이지만 근거리 위치 판단을 기반으로 다양한 서비스에 적용이 가능하고 시장에서의 요구사항에 따라 다양한 기능과 센서들이 추가되고 있다.

온도, 가속센서와 같은 추가 센서 지원으로 Beacon과의 거리외에 추가적인 정보를 전달하고 동작 시간을 제어하기도 하고 전류소모를 줄이기 위해 다양한 배터리가 적용되거나 USB를 통한 전원 공급 타입도 제품으로 나와 있다.

지금까지 비콘을 활용하고 싶은 100여개가 넘는 다양한 분야의 업체들과 만나면서 요구사항과 적용 방법에 대해 논의해 보았을 때, 실제 현재의 비콘으로 바로 적용할 수 있는 부분도 있지만 현재 개발중이지만 아직은 출시되지 않은 스마트한 비콘과 그 분야만을 위한 특수한 형태 혹은 기능을 가진 비콘이 필요한 경우도 많았다. 

비콘 제조 업체가 이러한 시장의 요구사항을 반영한 차기 제품들이 개발되고 있으리라 믿고 비콘이 갖는 기본적인 기능과 접목시킬 수 있는 스마트한 비콘이 앞으로 IoT 시대를 여는 견인 역할을 할 수 있을 것으로 믿는다.