블루투스 비콘

"오늘의AI위키"는 AI 기술로 일관성 있고 체계적인 최신 지식을 제공하는 혁신 플랫폼입니다.
"오늘의AI위키"의 AI를 통해 더욱 풍부하고 폭넓은 지식 경험을 누리세요.

1. 개요

블루투스 비콘은 블루투스 저에너지(BLE) 기술을 활용하여 정보를 송신하는 장치로, 페어링 없이 주변의 스마트 기기에 신호를 보낸다. 1989년 에릭슨 모바일에서 개발된 블루투스 기술의 발전과 함께 등장했으며, 블루투스 4.0(BLE) 버전에서 단방향 통신이 가능해지면서 비콘 기술이 구현되었다. 비콘은 배터리 또는 USB 전원을 사용하며, 광고, 실내 위치 추정, 건강 관리, 알림, 자산 추적 등 다양한 분야에 활용된다. 주요 프로토콜로는 iBeacon, AltBeacon, URIBeacon, Eddystone 등이 있으며, 근거리 무선 통신(NFC) 기술과 비교되기도 한다.

더 읽어볼만한 페이지

이동 통신 기기 - 무선호출기
무선호출기는 1980년대부터 1990년대까지 널리 사용된 통신 기기로, 삐 소리, 숫자, 문자 메시지 등을 수신하며 사회문화적 아이콘으로 자리 잡았지만, 휴대 전화의 등장으로 쇠퇴하여 개인용 서비스는 종료되었다.
이동 통신 기기 - User Equipment
User Equipment (UE)는 사용자가 이동 통신망을 통해 음성 통화, 데이터 통신 등의 서비스를 이용할 수 있도록 하는 장치로, 호 설정, 세션 관리, 신원 및 이동성 관리 등의 기능을 수행하며 네트워크 접속 및 통신을 유지하는 역할을 한다.
블루투스 - 블루재킹
블루재킹은 블루투스 연결을 이용해 원치 않는 메시지 등을 전송하는 행위로, 혼란을 유발하거나 게릴라 마케팅에 활용되기도 하며, 블루스너핑과 혼동되기도 하는 2000년대 초반에 등장한 기술이다.
블루투스 - 개인 통신망
개인 통신망(PAN)은 개인을 중심으로 10m 이내의 범위에서 유·무선으로 장치들을 연결하는 네트워크이며, 무선 개인 통신망(WPAN)은 IEEE 802.15 표준을 따르고 블루투스 메시 네트워킹 기술로 확장되고 있다.

블루투스 비콘
개요
종류	하드웨어 송신기
설명	iBeacon은 애플이 개발한 기술 표준이다. 블루투스 저에너지(BLE) 근접 비콘을 사용하여 모바일 장치가 물리적으로 가까운 곳에 있는지 확인할 수 있다. 소매, 의료, 박물관, 환승, 스마트 빌딩 등 다양한 분야에서 사용된다.
기술
통신 방식	블루투스 저에너지 (BLE)
역할	모바일 장치가 물리적으로 가까운 곳에 있는지 확인
활용 분야	소매 의료 박물관 환승 스마트 빌딩
참고자료	http://daveaddey.com/?p=1252 https://developer.mbed.org/blog/entry/BLE-Beacons-URIBeacon-AltBeacons-iBeacon/ http://meetingofideas.files.wordpress.com/2013/12/ibeacons-bible-1-0.pdf http://www.automatedhome.co.uk/apple/apple-ibeacons-explained-smart-home-occupancy-sensing-solved.html http://technoparkliving.com/2013/12/ibeacon-the-game-changer-in-instore-navigation/ https://www.forbes.com/sites/aarontilley/2014/12/18/mcdonalds-ibeacon/ https://learn.adafruit.com/pibeacon-ibeacon-with-a-raspberry-pi/overview

2. 역사와 개발

블루투스 기술은 1989년 룬드의 에릭슨 모바일에서 닐스 뤼드베크 박사와 요한 울만 박사가 무선 헤드셋 개발을 목표로 시작하였다. 이 기술은 요한 울만의 두 가지 발명 특허(SE 8902098-6 (1989년 6월 12일 발행) 및 SE 9202239 (1992년 7월 24일 발행))를 기반으로 한다.^[1]

2. 1. 블루투스 기술의 발전

블루투스 기술은 1989년 Ericsson Mobile의 CTO였던 닐스 뤼드베크 박사와 요한 울만 박사에 의해 개발되었다.^[1] 이 기술은 여러 세대를 거치며 발전해왔다.^[1]

버전	특징	최대 전송 속도
블루투스 1.2
블루투스 2.0
블루투스 2.1	기기 페어링 속도 및 보안 개선
블루투스 3.0
블루투스 4.0 (BLE)	저전력 소모, 단방향 통신 가능

블루투스 4.0은 이전 버전들과 달리 단방향 통신이 가능하여, 정보를 송신만 하고 수신 대기를 할 필요가 없어 '비콘'으로 활용될 수 있게 되었다.^[1]

2. 2. 블루투스 4.0 (BLE)의 특징

블루투스 4.0은 2010년에 출시되었으며, 전력 소비를 줄이는 데 중점을 두었다.^[1] 이전 블루투스 기술과 마찬가지로 양방향 통신을 지원하여 두 장치가 서로 데이터를 주고받을 수 있다.^[1] 블루투스 4.0의 주요 특징은 단방향 통신도 가능하다는 점이다.^[1] 단방향 통신에서는 블루투스 기기가 정보를 보내기만 하고, 수신 대기를 하지 않아도 되므로 전력 소모가 적다.^[1] 이러한 특징을 활용한 단방향 "비콘"은 페어링 연결 없이 새로운 응용 프로그램에서 활용될 수 있게 되었다.^[1]

3. 디자인

블루투스 비콘은 배터리 구동 방식과 USB 전원 공급 방식으로 나뉜다. 배터리 구동 방식은 블루투스 로우 에너지 기술을 사용하여 전력 효율을 높였으며, USB 전원 공급 방식은 USB 포트에서 전원을 공급받아 장기간 설치에 용이하다.

3. 1. 배터리 구동 방식

블루투스 비콘은 블루투스 로우 에너지 4.0 표준을 사용하여 작동하므로 배터리로 구동할 수 있다. 장치의 배터리 수명은 제조사에 따라 다르다. 블루투스 LE 프로토콜은 기존의 블루투스보다 전력 효율이 훨씬 높다. 텍사스 인스트루먼트^[8] 및 노르딕 세미컨덕터^[8]를 포함한 여러 칩셋 제조업체는 현재 iBeacon 사용에 최적화된 칩셋을 공급하고 있다. 전력 소비는 광고 간격 및 전송 전력과 같은 iBeacon 구성 매개변수에 따라 달라진다. 배터리 수명은 1~48개월까지 가능하다. 애플이 권장하는 100ms 광고 간격과 코인 셀 배터리 설정은 1~3개월의 수명을 제공하며, 광고 간격을 900ms로 늘리면 2~3년으로 증가한다.^[9]

비콘 지원 앱을 배포할 때 휴대폰의 배터리 소비는 고려해야 할 요소이다. 최근 보고서에 따르면 구형 휴대폰은 iBeacon 근처에서 더 많은 배터리 전력을 소모하는 경향이 있는 반면, 최신 휴대폰은 동일한 환경에서 더 효율적일 수 있다.^[10] 휴대폰이 스캔하는 시간 외에도 스캔 횟수 및 주변의 비콘 수는 배터리 소모에 중요한 영향을 미친다.

에너지 효율적인 iBeacon 애플리케이션은 앱 응답성과 배터리 소모 간의 적절한 균형을 유지하기 위해 이러한 측면을 고려해야 한다.

3. 2. USB 전원 공급 방식

블루투스 비콘은 USB 동글 형태로도 제공될 수 있다. 이 작은 USB 비콘은 표준 USB 포트에서 전원을 공급받을 수 있어 장기간의 영구 설치에 이상적이다.

4. 활용

블루투스 비콘은 광고, 실내 위치 추정, 건강 관리, 알림 및 상호 작용, 자산 추적 등 다양한 분야에서 활용된다.

광고: 애플의 iBeacon처럼, 비콘은 특정 제품이나 브랜드에 대한 알림을 발생시켜 광고 목적으로 사용될 수 있다.^[22] 외부 서버 연결 없이 URI를 전송하는 URIBeacon과 구글의 Eddystone도 있다.^[22]
실내 위치 추정: 여러 비콘을 설치하여 삼변 측량법으로 사용자 위치를 추정할 수 있다.^[12] 수신 신호 강도(RSSI) 값을 통해 비콘과 장치 사이 거리를 계산하지만, 정확도가 낮아 신경망, 스티그머지^[13] 등 추가적인 방법이 연구되고 있다. 블루투스 LE 5.1은 더 정확한 위치 결정 방법을 제공한다. 각 방에 비콘을 설치하여 건물 내 길 찾기에 활용할 수 있으며, 보행자 추측 항법(PDR)과 함께 사용하여 넓은 공간에서 체크포인트를 추가하고 오차를 줄일 수 있다.^[15]
건강 관리: 비콘은 가정 내 환자 모니터링에 활용될 수 있으며, CCTV보다 개인 정보 보호 수준이 높다.^[16] 병원 등에서 직원들의 특정 기준 충족 여부를 확인하는 데에도 사용될 수 있다.^[16]
알림 및 상호작용: 박물관에서 예술 작품과 연결하여 추가적인 상호작용을 유도할 수 있다.^[11] iBeacon은 네이티브 앱이 필요하지만, Eddystone은 물리적 웹 URL을 통해 상호작용할 수 있다. 대한민국에서는 국립중앙박물관, 국립현대미술관 등에서 활용하고 있다.
자산 추적: 열쇠 찾기 용도로 사용될 수 있으며, 애완동물, 물건, 사람 추적에도 활용 가능하다. GPS보다 정밀도와 범위는 낮지만, 저렴하고 근접 감지를 기반으로 한다. 니베아(Nivea)는 2014년 브라질에서 "키드-트래커(kid-tracker)" 캠페인을 진행했다.^[17]

4. 1. 광고

블루투스 비콘은 범용 고유 식별자(UUID)를 포함한 정보 패킷을 전송할 수 있다. 이 UUID는 해당 비콘에 특정한 이벤트를 유발할 수 있는데, 만약 그 이벤트가 특정 제품이나 브랜드에 관한 알림이라면 이는 광고의 목적으로 사용될 수 있다. 예를 들어 애플의 iBeacon의 경우 UUID가 단말기의 앱에 의해 인식되고 이것이 광고의 형태로 나타난다.^[22]

UUID 기반 시스템에서는 사용자의 장치가 비콘의 UUID를 이해할 수 있는 온라인 서버에 연결되어야 한다. UUID가 서버로 전송되면 적절한 메시지 동작이 사용자 장치로 전송된다.^[22]

iBeacon의 UUID와 달리 인식을 위해 외부 서버가 필요하지 않은 URI 전송 모드를 허용하는 URIBeacon과 구글의 Eddystone도 있다. URI 비콘은 웹페이지 링크가 될 수 있는 URI를 전송하며, 사용자는 해당 URI를 휴대폰에서 직접 볼 수 있다.^[22]

4. 2. 실내 위치 추정

여러 개의 비콘을 방에 설치하면 삼변 측량법을 사용하여 사용자의 위치를 약 2미터 이내로 추정할 수 있다.^[12] 블루투스 비콘은 수신 신호 강도 표시기(RSSI) 값을 전송할 수 있는데, 이 값을 통해 비콘의 알려진 출력 신호 강도와 수신 장치에서 관찰된 신호 강도를 비교하여 비콘과 장치 사이의 거리를 어림잡아 계산할 수 있다. 그러나 이 근삿값은 신뢰성이 높지 않아, 더 정확한 위치 추적을 위해서는 다른 방법이 필요하다. 2010년 출시 이후 블루투스 비콘을 사용한 위치 추적 연구가 많이 이루어졌으며, RSSI 값을 추적에 효과적으로 활용하기 위해 신경망,^[12] 스티그머지^[13] 등 여러 방법이 연구되었다.

블루투스 LE 규격 5.1은 여러 비콘을 사용하여 위치를 결정하는 더욱 정확한 방법을 제공한다.

각 방에 비콘을 하나씩만 설치하면, 사용자는 자신이 위치한 방의 정보를 건물 내 모든 방의 가상 지도와 결합하여 건물 내에서 길을 찾을 수 있다. 각 방에 비콘이 하나씩 설치되어 있으면 사용자는 앱을 사용하여 자신이 있는 방을 알 수 있으며, 간단한 최단 경로 알고리즘을 사용하여 원하는 방으로 가는 최적의 경로를 안내받을 수 있다. 이러한 방식은 건물의 디지털 지도가 필요하지만, 이 지도 생성을 더 쉽게 만들기 위한 연구가 진행 중이다.^[14]

비콘은 보행자 추측 항법(PDR) 기술과 함께 사용하여 넓은 개방 공간에 체크포인트를 추가하는 데 사용할 수 있다.^[15] PDR은 사용자가 제공하는 방향 및 속도 정보와 함께 알려진 마지막 위치를 사용하여 사람의 위치를 추정한다. 이 기술은 사람이 건물을 걸어갈 때 그 사람의 위치를 추정하는 데 사용할 수 있다. 블루투스 비콘을 체크포인트로 사용하면 사용자의 위치를 다시 계산하여 오차를 줄일 수 있다. 이런 방식으로 몇 개의 블루투스 비콘을 사용하여 쇼핑몰과 같은 넓은 지역을 커버할 수 있다.

4. 3. 건강 관리

비콘의 장치 추적 기능은 가정 내 환자 모니터링에 활용될 수 있다. 비콘은 개인 정보 보호 수준이 높아 CCTV과 같은 카메라에 비해 활용도가 높으며 병원이나 작업장 같은 환경에도 적용이 가능하다.^[16]

블루투스 비콘을 사용하면 개인의 움직임과 활동을 집에서 추적할 수 있어, 가정 내 카메라의 좋은 대안이 될 수 있다. 또한 블루투스 비콘은 병원이나 다른 작업장에서 직원들이 특정 기준을 충족하는지 확인하는 데 사용될 수 있다. 예를 들어, 병원의 손 소독제 디스펜서에 비콘을 배치하여 직원들이 해당 스테이션을 정기적으로 사용하는지 확인할 수 있다.^[16]

4. 4. 알림 및 상호작용

비콘은 박물관의 예술 작품과 연결되어 추가적인 상호 작용을 유도할 수 있다. 예를 들어, 사용자가 특정 예술 작품 근처에 있을 때 사용자 모바일 장치로 알림을 보낼 수 있다. 이를 통해 사용자는 근처에 있는 예술 작품에 대한 알림을 받고, 추가적인 관심을 보이면 해당 예술 작품과 상호 작용하기 위한 특정 앱을 설치할 수 있다.^[11]

일반적으로 비콘이 iBeacon 프로토콜을 사용하는 경우 비콘과 상호 작용하려면 모바일 장치에 네이티브 앱이 필요하다. 반면 Eddystone을 사용하는 경우 사용자는 Eddystone에서 방송하는 물리적 웹 URL을 통해 예술 작품과 상호 작용할 수 있다.

대한민국에서는 국립중앙박물관, 국립현대미술관 등 여러 박물관, 미술관에서 전시물 정보 제공 및 관람객 경험 향상을 위해 블루투스 비콘을 활용하고 있다.

4. 5. 자산 추적

비콘은 열쇠 찾기 용도로 사용될 수 있다. 예를 들어 비콘을 열쇠고리에 부착하고 스마트폰 앱을 사용하여 장치가 마지막으로 범위 내에 있었던 시간을 추적할 수 있다.

이와 비슷하게 애완동물, 물건(예: 수하물), 사람을 추적하는 데에도 사용될 수 있다. BLE의 정밀도와 범위는 GPS에 미치지 못하지만, 비콘은 훨씬 저렴하다. 여러 상업적 및 무료 솔루션이 존재하며, 이는 정확한 위치 측정이 아닌 근접 감지를 기반으로 한다. 예를 들어, 니베아(Nivea)는 2014년에 브라질에서 "키드-트래커(kid-tracker)" 캠페인을 시작했다.^[17]

5. 비콘 프로토콜

비콘은 여러 프로토콜을 사용한다.

iBeacon: 애플이 2013년에 도입한 프로토콜로, 소매점에서 결제를 간소화하고 맞춤형 제안을 제공하는 데 사용된다. 맥도날드 등에서 이 기술을 활용했다.^[18]^[6]
AltBeacon: Radius Networks가 개발한 iBeacon의 오픈 소스 대안이다.^[21]
URIBeacon: 식별자 대신 URL을 전송하는 방식이다.^[21]
Eddystone: 구글이 개발한 표준으로, Eddystone-UID, Eddystone-URL, Eddystone-TLM의 세 가지 패킷 유형을 지원한다. Eddystone-TLM은 배터리 전압, 온도 등 추가 정보를 제공한다.^[22]

5. 1. iBeacon

애플은 2013년 중반 아이비콘을 소개했으며, 전문가들은 이 기술이 결제를 간소화하고 현장 제안을 가능하게 함으로써 소매 산업을 돕도록 설계되었다고 언급했다. 2013년 12월 6일, 애플은 미국 내 254개 소매점에서 아이비콘을 활성화했다.^[18] 맥도날드는 이 장치를 사용하여 패스트푸드 매장의 소비자에게 특별 제안을 제공했다.^[6] 2014년 5월 기준으로, 다양한 하드웨어 아이비콘은 장치당 5USD에서 30USD 이상에 구매할 수 있었다.^[19] 이러한 서로 다른 아이비콘은 기본 전송 전력 및 아이비콘 광고 빈도에 대한 다양한 기본 설정을 가지고 있다. 일부 하드웨어 아이비콘은 1 Hz의 낮은 빈도로 광고하는 반면, 다른 아이비콘은 10 Hz까지 빠를 수 있다.^[20]

5. 2. AltBeacon

AltBeacon은 Radius Networks가 개발한 iBeacon의 오픈 소스 대안이다.^[21]

5. 3. URIBeacon

URI 비콘은 식별자를 브로드캐스팅하는 대신 즉시 이해할 수 있는 URL을 전송한다는 점에서 iBeacon 및 AltBeacon과 다르다.^[21]

5. 4. Eddystone

에디스톤은 구글의 블루투스 비콘 표준이다. 에디스톤은 Eddystone-UID, Eddystone-URL, Eddystone-TLM의 세 가지 유형의 패킷을 지원한다.^[22] Eddystone-UID는 애플의 iBeacon과 매우 유사하게 작동하지만, Eddystone-TLM을 통해 추가적인 원격 측정 데이터를 지원한다. 원격 측정 정보는 UID 데이터와 함께 전송된다. 사용 가능한 비콘 정보에는 배터리 전압, 비콘 온도, 마지막 시작 이후 전송된 패킷 수, 비콘 가동 시간이 포함된다.^[22] 구글은 에디스톤 프로토콜을 사용하여 현재는 중단된^[23] 구글 주변 기능을 구축했는데, 이를 통해 안드로이드 사용자는 앱 없이 비콘 알림을 받을 수 있었다.

6. 유사 기술

근거리 무선 통신(NFC)은 iBeacon과 비교하여 통신 거리가 매우 짧다. NFC의 최대 범위는 20cm이지만, 최적의 범위는 4cm 미만이다. 반면 iBeacon은 더 넓은 범위를 지원한다.

NFC는 수동 또는 능동 모드로 작동할 수 있는데, 수동 모드에서는 리더 장치에서 전원을 공급한다. 애플에 인수된 Passif는 에너지 소비를 줄이기 위해 노력했지만, 현재 iBeacon 태그에는 여전히 배터리가 필요하다.

대부분의 안드로이드 스마트 기기는 블루투스 4.0 LE와 NFC를 모두 지원한다.^[24] 애플도 2014년 9월 19일 NFC를 지원하는 아이폰 6, 아이폰 6 플러스를 출시했으나, 결제에만 제한적으로 사용되었다.^[25]

6. 1. 근거리 무선 통신 (NFC)

근거리 무선 통신(NFC)은 iBeacon과 비교하여 범위가 훨씬 짧다. NFC의 최대 범위는 20cm이지만 최적의 범위는 4cm 미만이다. 반면 iBeacon은 훨씬 더 넓은 범위를 가진다.

NFC는 수동 또는 능동 모드일 수 있다. 수동 모드에서는 리더 장치에서 전원을 전송한다. 애플에 인수된 Passif는 에너지 소비를 줄이기 위해 노력해 왔지만, 현재 iBeacon 태그 내부에는 여전히 배터리 팩이 필요하다.

대부분의 안드로이드 스마트 기기는 블루투스 4.0 LE와 NFC를 모두 지원한다.^[24] 2014년 9월 19일, 애플 역시 NFC 표준을 지원하는 아이폰 6, 아이폰 6 플러스를 출시했지만, 결제에만 제한적으로 사용되었다.^[25]

참조

_[1] 웹사이트 iBeacons http://daveaddey.com[...] Dave Addey 2013-09-22
_[2] 웹사이트 Understanding the different types of BLE Beacons https://developer.mb[...] 2016-03-25
_[3] 웹사이트 iBeacon Bible http://meetingofidea[...] Andy Cavallini 2014-01-01
_[4] 웹사이트 Apple iBeacons Explained – Smart Home Occupancy Sensing Solved? http://www.automated[...] Automated Home 2013-10-03
_[5] 웹사이트 iBeacon- The game changer in InStore Navigation http://technoparkliv[...] 2016-04-09
_[6] 웹사이트 Apple iBeacons Find Their Way Into McDonald's https://www.forbes.c[...] 2014-12-18
_[7] 웹사이트 Overview piBeacon DIY iBeacon with a Raspberry Pi Adafruit Learning System https://learn.adafru[...] 2014-05-14
_[8] 웹사이트 TI's support of Apple's iBeacon adds enterprise, IoT heft https://www.zdnet.co[...]
_[9] 웹사이트 Best iBeacon hardware crowned following extensive stress tests http://9to5mac.com/2[...] 9to5 mac 2014-11-03
_[10] 웹사이트 Retailers are excited about beacons, but how fast will they drain your smartphone battery? https://gigaom.com/2[...] GIGAOM 2014-07-09
_[11] 논문 Notify-and-interact: A beacon-smartphone interaction for user engagement in galleries https://ieeexplore.i[...] 2017
_[12] 간행물 A Study of Devising Neural Network Based Indoor Localization Using Beacons: First Results 2015
_[13] 서적 2015 12th IEEE International Conference on Advanced Video and Signal Based Surveillance (AVSS) 2015
_[14] 간행물 Indoor Microlocation with BLE Beacons and Incremental Rule Learning 2015
_[15] 간행물 A Bluetooth/PDR Integration Algorithm for an Indoor Positioning System 2015
_[16] 간행물 Multimodal Wearable Sensing For Fine-Grained Activity Recognition In Healthcare 2015-09
_[17] 웹사이트 Nivea Ad That Turns into a Kid-Tracker Wins Mobile Grand Prix https://adage.com/ar[...] Shareen Pathak 2014-06-17
_[18] 웹사이트 Apple launches iBeacon in 254 stores to streamline shopping experience https://www.zdnet.co[...] ZDNet 2013-12-18
_[19] 웹사이트 Building Cross-Platform iBeacon Apps for iOS, Android and Windows with C# and Xamarin http://vincenth.net/[...] 2014-04-24
_[20] 뉴스 A Short Comparison of BLE Hardware for Commercial Use - IT Craft https://itechcraft.c[...] 2016-07-11
_[21] 웹사이트 Understanding the different types of BLE Beacons https://developer.mb[...] 2016-04-01
_[22] 웹사이트 What is Eddystone™? - Estimote Developer http://developer.est[...] 2016-04-01
_[23] 웹사이트 Android Developers Blog: Discontinuing support for Android Nearby Notifications https://android-deve[...] 2024-02-13
_[24] 웹사이트 10 most frequently asked questions about iBeacons https://blog.pushmot[...] 2014-11-10
_[25] 웹사이트 Apple - iPhone - Compare Models https://www.apple.co[...] 2014-11-10

본 사이트는 AI가 위키백과와 뉴스 기사,정부 간행물,학술 논문등을 바탕으로 정보를 가공하여 제공하는 백과사전형 서비스입니다.
모든 문서는 AI에 의해 자동 생성되며, CC BY-SA 4.0 라이선스에 따라 이용할 수 있습니다.
하지만, 위키백과나 뉴스 기사 자체에 오류, 부정확한 정보, 또는 가짜 뉴스가 포함될 수 있으며, AI는 이러한 내용을 완벽하게 걸러내지 못할 수 있습니다.
따라서 제공되는 정보에 일부 오류나 편향이 있을 수 있으므로, 중요한 정보는 반드시 다른 출처를 통해 교차 검증하시기 바랍니다.

문의하기 : help@durumis.com