[Beacon] 근거리 데이터 통신 > 비콘

비콘이란 ?

근거리 스마트 기기를 자동으로 인식하여 데이터를 전송할 수 있는 무선 통신 장치

NFC가 10cm 근거리 작동인 반면, 비콘은 최대 50m 거리에서 작동 가능하다.

WPAN Bluetooth 4.0부터  BLE(Bluetooth Low Energy) 방식을 사용하며 애플에서는 iBeacon이라는 기술로 소개되고 현재 사용 중에 있다.

 

BLE communication mode

• Advertise Mode(= Broadcast mode)
  • broadcast 방식, 모든 디바이스에 signal을 보내고 Advertising type으로 일정 주기마다 전송한다.
    • 한 번에 보내야 하는 데이터 크기가 작다면, 굳이 오버헤드가 큰 Connection 과정을 거쳐서 데이터롤 보내기 보다는, Advertise를 이용하는 것이 더 효율적이기 때문
    • 게다가 전송할 수 있는 데이터 크기 제한을 보완하기 위해 Scan Request, Scan Response을 이용해서 추가적인 데이터를 주고 받을 수 있다. broadcast의 특성 상 보안에 취약
  • Advertiser ( = Broadcaster)
    • Non-Connectable Advertising Packet을 주기적으로 보내는 디바이스
  • Observer
    • Advertiser가 Advertise를 Non-Connectable Advertising Packet을 듣기 위해 주기적으로 Scanning하는 디바이스
• Connection Mode
  • 양방향으로 데이터를 주고받거나, Advertising Packet으로만 전달하기에는 많은 양의 데이터를 주고 받아야 하는 경우에는, Connection Mode로 통신을 한다. Advertise처럼 ‘일대다’ 방식이 아닌, ‘일대일’ 방식으로 디바이스 간에 데이터 교환이 일어난다. 디바이스간에 Channel hopping 규칙을 정해놓고 통신하기 때문에 Advertise보다 보안상 안전하다.
  • Central (Master) : Central 디바이스는 다른 디바이스와 Connection을 맺기 위해, Connectable Advertising Signal을 주기적으로 스캔하다가, 적절한 디바이스에 연결을 요청한다. 연결이 되고 나면, Central 디바이스는 timing을 설정하고 주기적인 데이터 교환을 주도한다. 여기서 timing이란, 두 디바이스가 매번 같은 Channel에서 데이터를 주고 받기 위해 정하는 hopping 규칙이라고 생각하면 된다.
  • Peripheral (Slave) : Peripheral 디바이스는 다른 디바이스와 Connection을 맺기 위해, Connectable Advertising Signal을 주기적으로 보낸다. 이를 수신한 Central 디바이스가 Connection Request를 보내면, 이를 수락하여 Connecion을 맺는다. Connection을 맺고 나면 Central 디바이스가 지정한 timing에 맞추어 Channel을 같이 hopping을 하면서 주기적으로 데이터를 교환한다.

비콘의 동작 원리는 아래 그림과 같다.

대표적인 사례로는 카페 같은곳에서 사이렌 오더가 있다.

카운터에서 해당 기기로 비콘을 보내면 단말장치는 신호를 받고 알람이 울린다.

 

요즘엔 아파트 현관 출입 시스템 같은 곳에서도 이용을 하긴 하지만 보안 문제로 다양한 방식으로 변화가 이루어지고 있다.