[Beacon] 블루투스 비콘, 근거리 데이터 통신 기술

비콘은 근거리 스마트 기기를 자동으로 인식하여 데이터를 전송할 수 있는 무선 통신 장치를 말함.

NFC가 10cm 근거리 작동인 반면, 비콘은 최대 50m 거리에서 작동 가능. WPAN Bluetooth 4.0부터  BLE(Bluetooth Low Energy) 방식을 사용. 애플에서는 iBeacon이라는 기술로 소개되고 현재 사용중.

최근 애플워치, 에어팟 등 웨어러블 블루투스 디바이스가 등장한 것도 BLE기술로 인해, 기존의 배터리 사용량을 획기적으로 줄였기 때문.

BLE communication mode

1. Advertise Mode(= Broadcast mode) : broadcast 방식, 모든 디바이스에 signal을 보냄. Advertising type으로 일정 주기마다 전송. 한 번에 보내야 하는 데이터 크기가 작다면, 굳이 오버헤드가 큰 Connection 과정을 거쳐서 데이터롤 보내기 보다는, Advertise를 이용하는 것이 더 효율적이기 때문이다. 게다가 전송할 수 있는 데이터 크기 제한을 보완하기 위해 Scan Request, Scan Response을 이용해서 추가적인 데이터를 주고 받을 수 있다. broadcast의 특성상 보안에 취약하다.

• Advertiser ( = Broadcaster) : Non-Connectable Advertising Packet을 주기적으로 보내는 디바이스.
• Observer : Advertiser가 Advertise를 Non-Connectable Advertising Packet을 듣기 위해 주기적으로 Scanning하는 디바이스.

2. 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.

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Beacon의 동작원리

1. 비콘 단말은 신호 도달 거리 내로 스마트 기기가 접근하는 경우,  특정 ID 값을 내보냄.
2. 특정 애플리케이션은 받은 특정 ID값을 서버로 전송.
3. 서버는 스마트 기기의 위치를 확인한 후, 설정된 서비스 정보를 스마트 기기로 전송

국내 대표적사례, 스타벅스 사이렌오더

국내에서 비콘을 사용하여 운영하는 대표적 사례를 꼽으면, 스타벅스가 있다. 매장 내 Yap 고주파발생기, 즉 비콘을 사용하여 사용자가 있는 지점의 위치를 파악하여, 자동으로 지점을 설정한다. 또한, 지점 안에서는 고객이 불편한 점을 앱을 통해 지점에 스토어 케어(Store Care)로 접수할 수 있도록 하였다. 고객이 접수한 스토어 케어는 비콘이 인식한 지점으로 전달된다.

<참고자료>
[비콘①] BLE 기반 근거리 데이터 통신 기술로 주목
비콘(Beacon), 위기의 오프라인(Off-line) 시장을 구하라!(1편) - 세상의 변화 속에 등장한 BLE Beacon -
Bluetooth Low Energy(BLE) 파헤치기