통신 프로토콜 비교 가이드

개요

IoT 디바이스의 통신 프로토콜 선택은 전력 소비, 전송 거리, 데이터 속도, 복잡성에 직접적인 영향을 줍니다. 올바른 프로토콜을 선택하면 하드웨어 비용을 절감하고 배터리 수명을 연장할 수 있습니다. 이 가이드에서는 주요 프로토콜의 특징과 적합한 사용 사례를 비교합니다.

유선 프로토콜

I2C (Inter-Integrated Circuit)

I2C는 짧은 거리(일반적으로 1m 이내)의 보드 내 통신에 최적화된 프로토콜입니다. 두 선(SDA, SCL)만으로 다수의 슬레이브 디바이스를 제어할 수 있어 간단한 센서 네트워크에 적합합니다. Raspberry Pi나 Arduino에서 가장 많이 사용되는 표준 인터페이스입니다.

SPI (Serial Peripheral Interface)

SPI는 풀 듀플렉스 통신을 지원하며 I2C보다 더 높은 데이터 전송 속도를 제공합니다. 각 슬레이브마다 별도의 칩 선택 선이 필요하므로 하드웨어 복잡성은 증가하지만, 고속 데이터 전송이 필요한 디스플레이나 메모리 장치에 적합합니다.

UART (Universal Asynchronous Receiver/Transmitter)

UART는 비동기 직렬 통신을 위한 가장 기본적인 프로토콜입니다. 설정이 간단하고 디버깅에 용이하며, GPS 모듈이나 블루투스 모듈과의 통신에 널리 사용됩니다. 단일 마스터-슬레이브 구조로 간단한 포인트 투 포인트 통신에 적합합니다.

무선 프로토콜

Wi-Fi (802.11)

Wi-Fi는 높은 대역폭과 기존 인프라 활용이 가능하다는 장점이 있습니다. IP 칩이 내장되어 인터넷 직접 연결이 가능하며, 비디오 스트리밍이나 대용량 데이터 전송에 적합합니다. 단점은 상대적으로 높은 전력 소모입니다.

BLE (Bluetooth Low Energy)

BLE는 저전력 설계를 위해 만들어진 프로토콜로, 코인 배터리로 수 개월 동안 작동할 수 있습니다. 스마트 홈 기기, 웨어러블, 헬스케어 기기에 널리 사용되며, 스마트폰과의 직접 연결이 용이합니다.

LoRa (Long Range)

LoRa는 수 킬로미터 이상의 장거리 통신이 가능한 저전력 광역 네트워크(LPWAN) 프로토콜입니다. 농업 환경 모니터링이나 스마트 시티 애플리케이션에서 한 개의 게이트웨이로 넓은 지역을 커버할 수 있습니다.

프로토콜 비교표

선택 가이드

프로토콜 선택 시 다음 질문에 답핳보세요:

• 거리: 통신이 필요한 최대 거리는 얼마인가?
• 전력: 배터리로 얼마나 오래 작동해야 하는가?
• 대역폭: 전송해야 할 데이터 양은 어느 정도인가?
• 인프라: 기존 네트워크 인프라를 활용할 수 있는가?
• 비용: 모듈 비용과 인증 비용 예산은 어느 정도인가?

복잡한 시스템에서는 여러 프로토콜을 조합하여 사용하는 것이 일반적입니다.