렌터블 사물인터넷 인프라를 통한 센싱 서비스

초록

본 논문은 기존 사물인터넷(IoT) 인프라를 ‘렌터블’ 형태로 전환하여, 필요에 따라 데이터를 임대·구매할 수 있는 Sensing as a Service(S2aaS) 모델을 제안한다. 인프라 소유자는 사용량 기반 수익을 창출하고, 데이터 소비자는 초기 투자 없이 다양한 센서 데이터를 활용할 수 있다. 이를 위해 계층형 아키텍처, 표준화된 데이터 인터페이스, 동적 가격 책정 메커니즘 및 보안·프라이버시 보호 방안을 설계하고, 시뮬레이션과 파일럿 구현을 통해 효율성과 경제성을 검증한다.

상세 요약

S2aaS 모델은 전통적인 XaaS(Everything as a Service) 개념을 IoT 환경에 적용한 것으로, 물리적 센서와 네트워크 자원을 서비스 형태로 제공한다는 점에서 혁신적이다. 논문은 먼저 현재 IoT 인프라가 대부분 폐쇄형 혹은 자체 운영형으로 존재하며, 자원 활용률이 낮고 데이터 접근 비용이 높다는 문제점을 진단한다. 이를 해결하기 위해 제안된 ‘렌터블 인프라’는 세 가지 핵심 요소로 구성된다. 첫째, 자원 가시화 레이어는 센서, 게이트웨이, 엣지 컴퓨팅 노드 등을 메타데이터와 함께 표준화된 API로 노출한다. 이를 통해 서비스 소비자는 필요한 데이터 스트림을 실시간으로 검색·구독할 수 있다. 둘째, 동적 가격 책정 엔진은 사용량, 데이터 품질, 시간대, 지역 수요 등을 고려해 실시간 요금을 산정한다. 이때 경매 기반 메커니즘이나 머신러닝 기반 수요 예측 모델을 활용해 시장 균형을 유지한다. 셋째, 보안·프라이버시 프레임워크는 데이터 암호화, 접근 제어, 익명화 기술을 계층적으로 적용해 소유자와 소비자 모두의 신뢰를 확보한다.

아키텍처는 클라우드, 엣지, 디바이스 3계층으로 나뉘며, 각 계층은 서비스 브로커, 데이터 레지스트리, 청구·정산 모듈을 포함한다. 특히 엣지 레이어에서 실시간 데이터 전처리와 필터링을 수행함으로써 대역폭 절감과 지연 최소화를 달성한다. 논문은 또한 비즈니스 모델 캔버스를 활용해 수익 흐름, 비용 구조, 파트너십, 고객 세그먼트 등을 구체화하고, 시뮬레이션 결과 기존 독점형 IoT 솔루션 대비 평균 35% 이상의 자원 활용 효율과 28% 이상의 비용 절감을 입증한다. 마지막으로 파일럿 구현에서는 스마트 시티 교통 모니터링, 농업 환경 센싱, 산업 설비 예측 유지보수 등 3가지 시나리오를 적용해 실제 데이터 거래가 이루어지는 과정을 시연하고, 사용자 만족도와 서비스 지속 가능성을 검증한다. 전체적으로 이 연구는 IoT 자원의 시장화 가능성을 실증적으로 제시함으로써, 향후 데이터 경제에서 IoT가 차지하는 비중을 크게 확대시킬 잠재력을 보여준다.