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사물인터넷을 품은 아두이노 / 사물인터넷에 필요한 연결의 모든 것

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아두이노 베스트셀러 저자가 공개하는 사물인터넷을 위한 아두이노!
사물인터넷의 중심에 아두이노 놓기 !

아두이노는 쉽고 빠른 프로그래밍 환경과 방대한 오픈 소스 진영의 지원에 힘입어 다른 마이크로컨트롤러 보드보다 사물인터넷 환경에 더 적합하다. 특히, 아두이노는 사물인터넷에서 반드시 필요한 ‘연결’을 위한 다양한 방법을 제공하고 있어서 인터넷에 쉽고 빠르게 연결할 수 있다.

이 책은 아두이노가 사물인터넷 환경에서 사물로 동작하기 위해 필요한 다양한 연결 방법을 아두이노와 연결되는 대상에 따라 크게 다섯 가지로 구분하여 다루고 있다.

-아두이노와 주변장치의 연결
-아두이노와 컴퓨터의 연결
-아두이노와 아두이노의 연결
-아두이노와 스마트폰의 연결
-아두이노와 인터넷의 연결

이들 연결을 이용하여 아두이노는 직접 또는 간접으로 인터넷에 연결되고 다른 사물들과 정보를 주고받음으로써 사물인터넷의 일부로 동작할 수 있다. 또한, 사물로 동작하는 아두이노는 사물인터넷을 이해하고 활용하는 시작점이 되어 줄 것이다.

저 : 저자 : 허경용

연세대학교 전자공학과 학사와 동(同) 대학원 석사 학위를 취득하였다. 이후 플로리다대학교(University of Florida)에서 컴퓨터공학 박사 학위를 취득하였으며, 현재 동의대학교 전자공학과 교수로 재직 중이다. 저서로는 《아트멜 스튜디오와 아두이노로 배우는 ATmega328 프로그래밍》(2015), 《핵심 예제로 배우는 아두이노 프로그래밍》(2015), 《아두이노 상상을 스케치하다》(2014)가 있다.

PART I 서론
CHAPTER 1 사물인터넷 3
1.1 IoT? IoT! 3
1.2 인터넷을 위한 새로운 주소 체계: IPv6 7
1.3 사물인터넷의 주요 기술 8
1.4 사물인터넷의 미래 11

CHAPTER 2 아두이노 12
2.1 아두이노 하드웨어 12
2.2 아두이노 우노 19
2.3 아두이노 소프트웨어 21
2.4 아두이노 프로그래밍 27
2.5 스케치의 구조 30
2.6 사물인터넷 환경에서의 아두이노 32

PART II 아두이노 ─ 주변장치 연결
CHAPTER 3 UART 37
3.1 UART 37
3.2 시리얼 텍스트 LCD 42
3.3 Serial 클래스 43
3.4 소프트웨어 시리얼 46
3.5 시리얼 텍스트 LCD - 터미널 모드 48
3.6 시리얼 텍스트 LCD - 명령 모드 51
3.7 요약 52

CHAPTER 4 SPI 53
4.1 SPI 53
4.2 아두이노 우노의 SPI 통신 58
4.3 OLED 디스플레이 61
4.4 요약 66

CHAPTER 5 I2C 67
5.1 I2C 67
5.2 아두이노 우노에서의 I2C 72
5.3 가속도 자이로 센서 75
5.4 I2C 방식 텍스트 LCD 80
5.5 요약 84

CHAPTER 6 NFC 85
6.1 RF 85
6.2 NFC 88
6.3 NFC 쉴드 93
6.4 요약 101

CHAPTER 7 적외선 통신 102
7.1 적외선 102
7.2 IRremote 적외선 라이브러리 104
7.3 요약 112

CHAPTER 8 USB 호스트 114
8.1 USB 114
8.2 USB 호스트 쉴드 117
8.3 요약 126

CHAPTER 9 GPS 128
9.1 GPS 128
9.2 TinyGPS++ 라이브러리 135
9.3 요약 136

CHAPTER 10 릴레이 138
10.1 릴레이 138
10.2 릴레이를 통한 가전제품의 제어 140
10.3 요약 144

CHAPTER 11 모터 145
11.1 DC 모터 146
11.2 서보 모터 150
11.3 스텝 모터 153
11.4 요약 162

PART III 아두이노 ─ 컴퓨터 연결
CHAPTER 12 UART: 아두이노 ― 컴퓨터 165
12.1 RS-232 연결 165
12.2 USB 연결 168
12.3 컴퓨터와 시리얼 연결 169
12.4 요약 172

CHAPTER 13 아두이노 레오나르도 174
13.1 아두이노 레오나르도 174
13.2 레오나르도 연결 180
13.3 키보드와 마우스 185
13.4 요약 189

CHAPTER 14 마우스와 키보드 라이브러리 190
14.1 마우스 라이브러리 191
14.2 키보드 라이브러리 193
14.3 마우스와 키보드 에뮬레이션하기 196
14.4 요약 203

CHAPTER 15 블루투스: 아두이노 ― 컴퓨터 204
15.1 블루투스 204
15.2 HC-06 블루투스 모듈 206
15.3 컴퓨터의 블루투스 설정 209
15.4 컴퓨터와 아두이노의 블루투스 통신 213
15.5 요약 216

CHAPTER 16 지그비: 아두이노 ― 컴퓨터 217
16.1 무선 통신 217
16.2 지그비 219
16.3 지그비 모듈 221
16.4 아두이노와 컴퓨터의 지그비 통신 230
16.5 요약 233

PART IV 아두이노 ─ 아두이노 연결
CHAPTER 17 UART: 아두이노 ― 아두이노 237
17.1 아두이노 연결 237
17.2 원격 온도 측정 242
17.3 요약 246

CHAPTER 18 SPI: 아두이노 ― 아두이노 247
18.1 슬레이브로 데이터 전송 248
18.2 슬레이브로부터 데이터 수신 252
18.3 3개의 아두이노 연결 255
18.4 요약 257

CHAPTER 19 I2C: 아두이노 ― 아두이노 259
19.1 슬레이브로 데이터 전송 260
19.2 슬레이브로부터 데이터 수신 263
19.3 3개의 아두이노 연결 266
19.4 요약 269

CHAPTER 20 블루투스: 아두이노 ― 아두이노 270
20.1 블루투스 마스터 모듈 270
20.2 블루투스를 통한 원격 제어 275
20.3 요약 278

CHAPTER 21 지그비: 아두이노 ― 아두이노 279
21.1 지그비 모듈을 이용한 2개의 아두이노 연결 280
21.2 지그비 모듈을 이용한 3개의 아두이노 연결 283
21.3 API 모드 286
21.4 요약 291

PART V 아두이노 ─ 스마트폰 연결
CHAPTER 22 안드로이드 프로그래밍 295
22.1 Java Development Kit 설치 296
22.2 Android Software Development Kit 설치 296
22.3 안드로이드 스튜디오 사용하기 297
22.4 스마트폰에서 실행 305
22.5 에뮬레이터에서 실행 307
22.6 요약 310

CHAPTER 23 레이아웃 311
23.1 레이아웃 312
23.2 선형 레이아웃 320
23.3 상대 레이아웃 327
23.4 요약 334

CHAPTER 24 사용자 인터페이스 요소 335
24.1 사용자 인터페이스 디자인 336
24.2 이벤트 처리 339
24.3 다중 버튼 347
24.4 체크 박스 349
24.5 탐색바 351
24.6 편집 문자열 상자 354
24.7 요약 359

CHAPTER 25 블루투스 프로그래밍 360
25.1 블루투스 360
25.2 블루투스 퍼미션 362
25.3 블루투스 설정 363
25.4 블루투스 장치 찾기 366
25.5 연결할 장치 선택 368
25.6 장치 연결 370
25.7 데이터 송수신 373
25.8 데이터 송수신 실험 375
25.9 요약 390

CHAPTER 26 LED 제어 어플리케이션 392
26.1 아두이노 392
26.2 UI 디자인 394
26.3 블루투스 통신 396
26.4 데이터 전송 양식 400
26.5 요약 402

CHAPTER 27 버튼 제어 어플리케이션 403
27.1 아두이노 403
27.2 UI 디자인 406
27.3 블루투스 통신 408
27.4 요약 412

CHAPTER 28 RGB LED 제어 어플리케이션 413
28.1 아두이노 413
28.2 UI 디자인 417
28.3 블루투스 통신 419
28.4 요약 422

CHAPTER 29 ADC 제어 어플리케이션 423
29.1 아두이노 423
29.2 UI 디자인 425
29.3 블루투스 통신 427
29.4 요약 429

CHAPTER 30 미니 피아노 어플리케이션 430
30.1 아두이노 430
30.2 UI 디자인 432
30.3 블루투스 통신 434
30.4 요약 438

CHAPTER 31 모터 제어 어플리케이션 439
31.1 아두이노 439
31.2 UI 디자인 441
31.3 블루투스 통신 444
31.4 요약 447

PART VI 아두이노 ─ 인터넷 연결
CHAPTER 32 인터넷 451
32.1 계층 구조 452
32.2 하드웨어를 통한 연결 - 이더넷, 와이파이 455
32.3 데이터 전송을 위한 연결 - TCP/IP 457
32.4 서비스 제공을 위한 연결 - HTTP 459
32.5 인터넷 연결을 위한 설정 460
32.6 요약 464

CHAPTER 33 웹 클라이언트와 서버: 이더넷 465
33.1 이더넷 쉴드 465
33.2 IPAddress 클래스 467
33.3 Ethernet 클래스 468
33.4 EthernetServer 클래스 472
33.5 EthernetClient 클래스 473
33.6 웹 클라이언트 476
33.7 웹 서버 478
33.8 요약 482

CHAPTER 34 오늘의 날씨: 이더넷 484
34.1 공개 API - 날씨 정보 485
34.2 XML 데이터 얻기 487
34.3 XML 데이터 해석 489
34.4 요약 491

CHAPTER 35 트위터: 이더넷 493
35.1 트위터 인증 494
35.2 트위터 메시지 작성하기 496
35.3 요약 499

CHAPTER 36 원격 제어: 이더넷 500
36.1 LED 제어 500
36.2 LED 밝기 제어 509
36.3 요약 513

CHAPTER 37 와이파이 514
37.1 와이파이 쉴드 514
37.2 WiFi 클래스 516
37.3 WiFiServer 클래스 525
37.4 WiFiClient 클래스 526
37.5 웹 클라이언트 529
37.6 웹 서버 532
37.7 요약 534

미주 537
찾아보기 540

아두이노 소프트웨어를 구성하는 중요한 부분에는 아두이노 프로그램 이외에도 아두이노에서 제공하는 함수들의 집합이 있다. 아두이노 프로그램은 작고 간단한 통합 개발 환경으로 손쉽게 사용할 수 있는 장점이 있기는 하지만, 고급 기능을 사용하고 싶다면 아두이노 프로그램으로는 불가능하다는 사실을 발견하게 될 것이다. 아두이노 프로그램의 제한된 기능을 넘어서는 고급 기능을 사용하고 싶다면 아트멜 스튜디오 등의 개발 환경을 통해 프로그램을 개발하는 것도 가능하다. 하지만, 아트멜 스튜디오를 사용하는 경우와 아두이노 프로그램을 사용하는 경우의 공통점은 바로 아두이노의 함수에 있으며, 이것이 아두이노의 장점 중 하나이다. _23쪽

I2C는 저속의 시리얼 통신 방법 중 하나로, 마스터-슬레이브 구조를 통해 1:n 연결이 가능하다는 점에서는 SPI 통신과 동일하지만, 슬레이브의 수와 무관하게 항상 2개의 연결선만이 필요하여 많은 데이터의 전송이 필요하지 않은 센서 연결 등에 흔히 사용된다. 이 장에서는 I2C를 통한 시리얼 통신 방식을 알아보고, I2C 통신을 사용하는 센서와 텍스트 LCD의 사용 방법을 알아본다. _67쪽

스케치 11-4는 그림 11-15의 모터 제어 모듈을 사용하여 스텝 모터를 제어하는 스케치의 예이다. 그림 11-10의 스텝 모터는 1 스텝에 1.8° 회전하므로 한 바퀴 회전하기 위해서는 200 스텝이 필요하다. 따라서 1초에 1회전을 하기 위해서는 1초에 200개의 펄스, 즉 5ms 간격의 펄스가 필요하다. 따라서 스케치 11-4에서는 2.5ms 동안 HIGH를, 2.5ms 동안 LOW를 출력하고 있다. 하지만, 스케치 11-4를 실행시키면 1초가 아닌 2초에 한 바퀴 회전하는 것을 알 수 있다. 이는 그림 11-11의 제어 모듈과 달리 그림 11-14의 제어 모듈은 1/2 스텝을 기본으로 하고 있기 때문이다. 표 11-5에 따라 모드를 수정함으로써 더욱 정밀하게 제어할 수 있다. _161쪽

마스터 모듈을 설정할 때 주의할 점은 마스터 모듈의 핀 코드를 슬레이브 모듈의 핀 코드와 동일하게 설정해야 한다는 점이다. 블루투스 마스터에는 여러 개의 슬레이브를 연결할 수 있지만 HC-06 마스터 모듈은 1:1 연결만을 지원하며, 마스터와 슬레이브에 동일한 핀 코드가 설정되어 있으면 마스터와 슬레이브는 자동으로 연결되고 마스터에 슬레이브와의 페어링 정보가 저장된다. _273쪽

블루투스는 안드로이드에서 지원하는 무선 통신 방법 중 하나로, 무선으로 아두이노를 제어하기 위해 사용할 수 있다. 블루투스를 사용하기 위한 아두이노의 스케치는 UART 통신을 위한 스케치와 크게 차이가 없지만, 안드로이드 폰에서 블루투스를 사용하기 위한 어플리케이션은 복잡한 과정이 필요하다. 이 장에서는 안드로이드에서 제공하는 블루투스 API를 사용하여 블루투스 통신을 지원하는 어플리케이션을 만드는 과정을 알아본다. _360쪽

이더넷이나 와이파이를 통한 통신이 전기적 신호를 통해 기기 사이에 데이터를 전달하는 것과 관련이 있다면, 네트워크에 연결된 특정 기기로 데이터를 전달하는 역할을 하는 것이 바로 TCP/IP이다. TCP/IP는 글자 그대로 TCP와 IP의 결합으로 이루어져 있으며, 이 중 IP는 TCP보다 하위 계층 연결에 해당한다. ---p.457

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