지오펜스와 비콘을 통한 O2O Commerce

최근 온라인과 오프라인을 결합하기 위한 많은 방법들이 실제 서비스에서 적용되고 있습니다. 이번 포스팅에서는 이와 관련하여 지오펜스 및 비콘 기술을 소개하고 SK Planet의 서비스에 이를 적용하기 위해 고려했던 사항들을 공유하고자 합니다.

온라인, 모바일 그리고 오프라인의 결합

최근 O2O(Online to Offline, Offline to Online) 커머스 등이 대두되면서 역쇼루밍 등과 같은 신조어가 생기고 있습니다. 즉, 오프라인 매장/서비스와 온라인 서비스의 결합을 통해 사용자와의 인터랙션을 추구하는 현상이 자연스럽게 발생하고 있는 것이죠. 특히 이러한 현상은 스마트 디바이스의 일반화로 인해 모바일에 점점 더 초점을 맞추고 있습니다.

기존의 많은 서비스는 사용자가 앱을 실행한 뒤 필요한 상품이나 서비스를 검색하고 이용하는 형태를 취하고 있습니다. 물론 추천 시스템 등을 통해 검색 과정을 보다 단순화하기 위한 노력을 하고 있습니다만, 이것이 사용자의 앱 실행과 검색 행위 자체를 제거해주지는 않습니다.

“접근 = 관심”

우리는 일상 생활에서 의도를 가지고 행동합니다. 식품을 사러 식료품점에 가고, 옷을 사러 의류상점으로 갑니다. 반대로 말하자면, 사용자가 어떠한 곳으로 접근한다는 말은 그곳에 대한 관심으로도 이해할 수 있습니다. 이러한 관점에서 서비스를 특정 위치들에 대한 사용자 접근 행위 자체로 시작할 수 있다면 어떨까요?

백화점에 도착했을 때 백화점에서 진행하고 있는 이벤트나 세일 정보를 받아보거나 놀이공원에 도착하자마자 가장 높은 할인을 받을 수 있는 카드를 자동으로 추천해주고, 퇴근 길에 주문한 상품을 수령할 수 있는 매장 근처에 갔을 때 이를 알려주는 등 O2O 커머스에 적합한 편의 기능부터 예기치 않게 어린 자녀가 집 근처를 벗어났을 때 이를 바로 보호자에게 알려주는 등의 다양한 생활편의 서비스를 제공할 수 있을 것입니다.

사용자의 검색이 아닌 서비스로부터의 알림으로 이동하는 온오프라인 결합

그림1. O2O commerce의 기술 변화

사용자 접근을 판단할 수 있는 다양한 기술들

위와 같은 서비스의 제공은 사용자의 근접 여부를 판별 혹은 인지할 수 있는 기술이 필수적입니다. 최근 근접 여부를 판단하는 기술들이 다양한 방식으로 시도되고 있지만 스마트 디바이스 기반으로는 사운드 비콘, WiFi, BLE 비콘, 지오펜스를 활용할 수 있습니다.

Location & Proximity 기술 비교

표1. 근접 여부 인지에 활용 가능한 기술들의 비교

안드로이드의 경우 BLE를 지원하는 디바이스가 글로벌 시장에서 이미 45.6% (2015년 1월 5일/구글 플레이 1주일 방문자 기준)를 차지하고 있습니다. 더욱이 하이엔드 디바이스가 선호되는 국내에서는 훨씬 높은 비율을 차지하고 있으므로 국내에서는 더욱 활용 가치가 높은 기술이라고 할 수 있습니다.

OK Cashbag 안드로이드 사용자의 플랫폼 비중

그림2. BLE 지원 단말(안드로이드 4.3+)의 비중: 86%(OK Cashbag, 2015년 1월 8일 기준)

이제 위에서 열거된 기술들 중 지오펜스, 그리고 BLE와 Wi-Fi를 응용한 비콘 기술에 대해 살펴보도록 하겠습니다.

지오펜스(Geofence)

지오펜스는 “현재 내 위치가 어디인지를 알려줘”라는 기존의 접근과는 달리 “가상의 경계로 구획된 영역에 대해 디바이스의 진입/진출을 감지하는 측위 기반 기술“입니다. 지오펜스 서비스의 구축은 별도의 장비나 설비가 필요하지 않으며, 이는 지오펜스가 지닌 장점 중 한가지라고 할 수 있습니다. 이를 활용하여 상권에 대한 가상의 영역을 설정하여 쿠폰, 이벤트, 프로모션 등과 같은 마케팅으로의 응용부터 특정 지역의 주변 맛집, 지역 행사 안내, 특정 영역에 대한 방문 자동 체크인 등의 서비스를 개발 할 수 있습니다.

지오펜스의 기본 개념

그림3. 지오펜스의 기본 동작

이미 몇 년 전부터 iOS와 안드로이드 모두 지오펜스 기능을 플랫폼 수준에서 제공하고 있으며, 이들은 공통적으로 지오펜스 영역 설정과 디바이스 진/출입 모니터링, 진/출입 감지 시 이에 대한 알림(Notification)을 전달하는 기능을 제공합니다.

지오펜스의 동작원리

일반적으로 지오펜스의 동작에는 다음과 같은 정보들이 사용됩니다.

  1. GPS 기반의 위치 정보
  2. 인접 기지국에 대한 Cell 정보
  3. 인접 WiFi AP에 대한 정보

GPS에 의한 위치 정보의 획득은 가장 범용적이며 오차 범위가 크지 않은 방식입니다만 GPS의 약점은 지속적인 측위를 사용할 경우 배터리 소모를 유발하고, 위성의 신호가 도달하지 못하는 실내나 음영 지역에서 측위 기능이 정상적으로 동작하지 않거나 오차가 커진다는 점입니다. 따라서 최근의 위치 측위 기술들은 GPS에만 의존하지 않고, 인접 기지국 및 WiFi AP의 정보와 신호 강도를 별도 서버에 존재하는 기존 데이터와의 비교를 통해 위치를 측정 및 보정하고 있습니다. 특히 지오펜스 기술들은 모니터링으로 인한 배터리의 과소모를 방지하기 위해 이러한 GPS 외의 정보와 플랫폼 수준에서의 다양한 스케줄링 정책 등을 활용하여 배터리의 소모를 최소화하는데 초점을 맞추고 있습니다.

SK Planet 지오펜스 솔루션

SK Planet의 지오펜스 솔루션은 어플리케이션에 지오펜스 기능을 보다 쉽게 탑재할 수 있는 클라이언트용 SDK와 지오펜스 서비스를 손쉽게 운용할 수 있는 서버 인프라를 제공합니다.

SK Planet 지오펜스 솔루션의 간략한 동작 흐름

그림4. SK Planet 지오펜스 솔루션의 동작 흐름

지오펜스 구현 과정의 고려 사항들

지오펜스 서비스의 운영 시 발생한 가능한 시나리오 검토를 통해 고려한 주요 사항들은 다음과 같습니다.

지오펜스 영역 경계에서의 짧은 진출입

지오펜스의 영역은 공간에 고정되어 있는 반면 사용자는 지속적으로 이동하기 때문에 해당 영역으로의 진입 의도가 없는 사용자가 경계 영역을 따라 이동을 하는 등의 경우 의도와 관계없이 지오펜스 영역에의 진입 혹은 진출로 판별될 수 있습니다. 이렇듯 짧은 진입/진출의 발생 시 해당 영역에 대해 사용자의 상호 작용 의도가 존재한다고 생각하기는 어렵기 때문에 이 때 이벤트를 발생하게 되면 사용자에게 관심 없는 정보를 노출할 가능성이 높게 됩니다.

짧은 진출입에 대한 필터링

그림5. 짧은 영역 진출입에 대한 필터링의 적용 전(좌측)과 후(우측)

이를 해결하기 위해 사용자가 해당 지역에서 유의미한 활동이 가능하도록 영역 진입 판단에 대한 서버에서 해당 영역에 대한 지연 시간을 설정할 수 있고 클라이언트에서 지연 시간 동안 영역 내에 진입이 유지될 경우 유의미한 사용자의 진입으로 판단하여 트리거를 발생합니다.

불필요한 지역에서의 모니터링으로 인한 배터리 사용량의 절감

배터리는 모바일 서비스의 영원한 숙제 중의 하나이며 측위 기반 기술들에 있어서는 더욱 그렇습니다. 앞에서 말씀 드렸듯이 지속적인 GPS 등의 사용은 높은 배터리 소모를 유발하기 때문에 모든 플랫폼의 지오펜스 기능은 GPS를 최소한으로 사용합니다. 이와 더불어 동적인 스케줄링 정책과 사용자의 도보 이동의 인식 등을 통해 사용자가 정지하는 상황 등에서의 불필요한 모니터링을 최소화하여 추가적인 배터리 소모를 방지하도록 설계되었습니다.

도보 동작 인지를 통한 배터리 소모 최소화

그림6. 도보 이동 인식을 통한 배터리 사용량의 절감

스팸성 이벤트 발생 방지

영역의 진출입 시마다 사용자에게 같은 정보를 계속 노출하게 된다면 이는 스팸과 다름없을 것입니다. 이와 같은 사용자 불편을 최소화하기 위하여 서버가 각 어플리케이션이나 서비스에 대해 일간 이벤트 발생 한도의 설정 기능을 서버에서 제공하여 서비스의 성격에 따라 노출 빈도를 제어할 수 있도록 합니다. 물론 사용자에게 노출되지 않는 경우와 같은 특수한 상황에서는 이러한 제한을 해제할 수 있으며, 시럽의 경우 BLE 비콘 서비스를 이용할 수 있도록 사용자가 블루투스 자동 설정 기능을 동의한 경우 자동으로 블루투스를 해당 영역에서 On/Off할 수 있도록 기능을 제공합니다.

서버측 노출 제한 정책 설정을 통한 스팸성 정보 노출 방지

그림7. 서버의 노출 횟수 제한 정책을 통해 진출입 발생 제어

N-nearest search를 통한 모니터링 영역 관리

SK Planet의 지오펜스 솔루션은 다수의 서비스에 대한 영역 데이터를 서버에서 관리하고 있으며, 이를 클라이언트로 다운로드하여 모니터링 영역을 설정하고 있습니다. 이러한 영역 데이터가 늘어날 경우 네트워크의 사용량과 클라이언트의 저장 공간 및 메모리에 대한 부담이 커지게 됩니다. 또한 iOS의 경우 하나의 어플리케이션에서 등록 가능한 영역의 개수가 20개 이내로 제한되어 있는 등의 고려 사항이 존재합니다. 이를 해결하기 위해 N-nearest 알고리즘을 기반으로 현재 위치 혹은 영역에 근접한 영역 내의 데이터를 검색하여 다운로드 및 모니터링 하도록 구현되었습니다.

N-nearest에 기반한 영역 검색

그림8. N-nearest에 기반한 영역 검색

비콘(Beacon)

비콘(Beacon)은 원래 선박이나 항공기 등의 위치 확인이나 운행 상의 안전을 돕기 위해 설치되던 신호 장치나 설비를 말합니다. 예를 들어 위치를 확인하기 힘든 상황에서도 선박이 운행할 수 있도록 바다 위에 띄워진 부표나 등대에 신호를 송출하도록 설치되던 장치가 비콘입니다. 근접인지(Proximity awareness) 기술은 이러한 비콘이나 기타 센싱 기술들을 활용하여 오프라인 매장과 같은 특정한 위치에 대해 사용자의 근접 여부를 감지하고 관련 서비스를 제공하는데 주로 사용됩니다.

특히 중소규모 매장의 근접 인지에 유리한 비콘 기술

그림9. 특히 중소규모 매장의 근접 인지에 유리한 비콘 기술

그렇다면 비콘의 구성에는 어떠한 기술이 사용될까요? 아래에서 살펴보도록 하겠습니다.

BLE(Bluetooth Low Energy)를 이용한 Beacon

BLE(Bluetooth Low Energy)는 기존 블루투스(Classic Bluetooth) 대비 전력 사용량을 크게 줄여 적은 배터리 용량으로도 수개월 이상 동작을 가능하도록 하는 기술로 소형화가 가능하고 비용이 상대적으로 저렴하므로 디바이스에 대한 비용 부담이 다른 기술에 비해 적으므로 많은 매장에 설치되어야 하는 비콘의 기반 기술로 적합합니다. BLE를 기반으로 만들어진 비콘 장치는 오프라인 매장 등에 설치되어 여기에서 발생한 블루투스 신호를 스마트 디바이스가 인식하고 인근 오프라인 매장에 대한 체크인(Check-in) 서비스를 가능하도록 합니다.

iBeacon을 응용한 근접 인지 서비스의 예

그림10. iBeacon을 응용한 근접 인지 서비스의 예(출처: Gigaom)

애플은 WWDC 2013에서 BLE 기술을 기반으로 아이비콘(iBeacon)을 발표했습니다. iBeacon은 BLE(Bluetooth Low Energy)를 활용한 데이터 통신 프로토콜입니다. iBeacon에서 정의하고 있는 프로파일은 비콘이 브로드캐스팅하는 패킷 내에 규격화된 정보를 포함하도록 하고 이를 디바이스에서 수신하여 사용자가 어느 매장에 있는지 신호 강도의 분석을 통해 비콘으로부터의 대략적인 거리는 얼마나 되는지를 디바이스가 확인하고 이를 기반으로 서비스를 제공할 수 있도록 합니다.

참조: iOS 버전에 따른 iBeacon 동작

iOS는 어플리케이션을 실행하면 아래 화면(좌)처럼 App switcher에 앱 실행 히스토리가 생성됩니다. iOS 7.0 부터는 사용자가 명시적으로 목록에서 지울 경우 오른쪽의 화면처럼 어플리케이션이 실행 제거(Kill)된 상태가 되며 이때 제거된 앱은 iBeacon의 이벤트가 발생할 경우 7.1 이상에서는 정상적으로 이벤트를 수신할 수 있지만 7.0에서는 이벤트가 발생하지 않습니다.

App Switcher의 히스토리에 저장된 앱(좌)을 제거한 상태(우)

그림11. App Switcher의 동작

저희의 경우 다행스럽게도 아래와 같이 많은 사용자들이 7.1 이상을 사용하고 있었습니다만, 7.0 단말에 대해 서비스를 제공이 필요한 경우는 이를 고려하시기 바랍니다.

OK Cashbag 사용자의 iOS 버전 점유율

그림12. OK Cashbag 앱 사용자의 iOS 버전 점유율(2015년 1월 8일 기준)

WiFi 스캐닝을 이용한 Beacon 기능

WiFi는 근거리무선통신 기술의 일종이며 거의 모든 분들이 이미 익숙한 기술일 것이라고 생각합니다. 아시다시피 WiFi는 무선 네트워크네트워크 통신을 위한 기술로 주로 활용됩니다만 디바이스에서 WiFi를 연결하기 이전에 AP를 스캔할 수 있도록 프로세스에서  AP의 응답을 비콘 신호로 활용하여 근접 인지 기능을 수행하도록 응용하는 것 역시 가능합니다. 다만, WiFi의 경우 신호의 세기가 다양하고 BLE에 비해 넓은 범위까지 신호가 도달할 수 있기 때문에 BLE 기반의 비콘보다는 넓은 범위의 서비스에 적합합니다.

WiFi Handshaking

그림13. WiFi Handshaking 과정

현재 iOS는 연결된 디바이스에 한정하여 WiFi 정보를 조회할 수 있으므로 WiFi 스캐닝을 활용하여 비콘 기능을 수행하기는 어렵습니다. 그러나 안드로이드의 경우 WiFi 스캐닝을 통해 WiFi 정보를 획득할 수 있으며, 이를 미리 구성된 서버의 정보와 결합하여 매장 혹은 작은 규모의 상권에 대한 인지를 수행할 수 있습니다.

SK Planet의 비콘: Smart Beacon

위에서 살펴보았듯이 BLE와 WiFi를 이용한 근접인지(Proximity awareness) 기술은 비콘과 같은 물리적인 설치 장치를 필요로 합니다. 비콘은 그 특성 상 다양한 곳에 설치가 가능하기 때문에 전원 장치로 배터리를 사용하는 경우가 많습니다. 특히 BLE 장치는 소형화가 가능하기 때문에 비콘의 소형화를 위해 동전 형태의 배터리를 사용하거나 전용의 배터리를 탑재하고 있습니다. SK Planet은 근접 인지 기반의 서비스를 위해 별도로 개발된 비콘을 활용 중에 있습니다. 많은 곳에 설치된 비콘에 대한 배터리 방전과 정상동작을 확인하는 것이 어렵기 때문에 WiFi를 탑재하여 인터넷을 통해 비콘의 동작 여부 및 펌웨어 업그레이드 등을 모니터링하고, WiFi 비콘으로도 활용 가능한 USB 동글 형태의 Smart Beacon을 생산하여 활용하고 있습니다.

SK Planet의 BLE/WiFi 겸용 비콘: Smart Beacon

그림14. SK Planet의 BLE/Wi-Fi 겸용 비콘: Smart Beacon

서비스 활용 사례

지금까지 설명 드린 지오펜스와 비콘 기술은 그 특성에 따라 활용 가능한 범주가 다르기 때문에 하나의 기술을 활용하는 경우 외에도 서비스 시나리오에 따라 2가지 이상의 기술을 혼합하여 활용됩니다.

기술에 따른 범위 비교

그림15. 각 기술의 적용 범위와 활용처

현재 지오펜스와 비콘은 다음과 같은 SK planet의 서비스에서 활용되고 있습니다.

지오펜스를 활용한 OK Cashbag 전단 서비스

현재 OK Cashbag 서비스를 제공하는 OK Cashbag 어플리케이션은 지오펜스 솔루션을 활용하여 각 지역별 상권에 사용자가 진입하는 것을 감지하여 포인트를 활용할 수 있는 전단 서비스를 제공하고 있습니다.

지오펜스를 활용한 OKCashBag의 전단 서비스

그림16. 지오펜스를 활용한 OK Cashbag의 전단 서비스

비콘을 활용한 Syrup 쿠폰 서비스

Syrup의 쿠폰 서비스는 기본적으로 지오펜스와 비콘을 활용하여 블루투스를 자동으로 설정하는 기능과 BLE 비콘을 이용하여 쿠폰을 제공하는 기능을 제공합니다.

지오펜스를 응용한 자동 블루투스 On/Off 기능

BLE 기반의 비콘 기능은 블루투스가 켜져 있어야 하지만 많은 사용자들이 블루투스를 켜고 끄는 것을 귀찮아합니다. 이를 보완하여 편리한 서비스를 제공하기 위해 지오펜스를 이용하여 BLE 쿠폰 서비스 영역 내에 있는 동안만 자동으로 블루투스를 On/Off 하는 기능을 동의한 안드로이드 사용자에 한해 제공합니다.

지오펜스를 통한 블루투스 자동 설정 기능

그림17. 지오펜스를 이용한 안드로이드 Bluetooth 자동 On/Off 기능

BLE 비콘을 이용한 매장 쿠폰 서비스

시럽 어플리케이션은 매장 혹은 이벤트 구역에 설치된 BLE 비콘이 감지될 경우 해당 비콘으로부터 정보를 수신하여 오프라인 매장 및 이벤트에 대한 쿠폰 서비스를 제공하고 있습니다.

BLE 비콘 기반의 시럽 쿠폰 서비스

그림18. BLE 비콘 기반의 시럽 쿠폰 서비스

마치며

지오펜스와 비콘은 O2O Commerce뿐만이 아니라 온라인과 오프라인을 결합한 서비스에 있어 매우 유용한 기술이며, 더욱 정확하고 유용한 기술과 시나리오를 발굴하기 위해 더 많은 사례를 찾아갈 것입니다. 포스트 내용과 관련하여 궁금하신 점이 있다면 언제든지 알려주세요. 그럼 다음 기회에 근접 인지 기술에 대해 더 많은 내용을 공유할 수 있기를 바라며 이만 마치도록 하겠습니다.

Proximity Awareness 기술 및 응용 기술을 개발하고 있으며 평상 시에는 새로운 기술들을 찾아보거나 이런저런 오픈소스와 문서들을 뒤적거리는 취미를 가지고 있습니다.

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