공공데이터 아두이노 하계특강(김창호 교수님)_1주차-1 강의 필기.txt

공공데이터 아두이노 하계특강(김창호 교수님)_1주차-1 강의 필기.txt

2020. 7. 13.(월) 수업 - 2020. 7. 13.(월) 필기

[수업 시작]

p. 2
 - 사물인터넷: 인터넷을 기반으로 모든 사물을 연결하여 사람과 사물, 사물과 사물간의 정보를 상호 소통하는
"지능형 기술 및 서비스"

 - 사물인터넷의 4가지 구성요소
 - 1. 센서: 온도센서
 - 2. 디바이스: 통신 담당, 동작 담당
 - 3. 클라우드: 센서값들이 저장되는 서버 개념
 - 4. 빅데이터: 수많은 데이터를 단순히 저장이 아닌, "활용"하는 단계

 - 1. 센서
 - IoT의 핵심 기술: 저전력화
 - 최소한의 전력을 이용해 동작 가능해야 함

 - 2. 디바이스
 - Open H/W: 설계도, 소스들을 무료로 모두에게 공유되어 있음
 - 공유하는 이유? => 나 말고도 다른 사람들이 내 디바이스를 이용해야 시장이 활성화되고, 제 제품이 더 잘 팔림
 - => 요즘 시장의 트렌드

 - 3. 네트워크 시큐리티
 - 5G, 와이파이, 블루투스, RC카: 라디오 프리퀀시
 - 로라망: IoT 전용 네트워크망
 - 블루투스, 와이파이: 단거리 통신(10m 정도 밖에 안 됨)

 - 4. 표준화

 - 5. 서비스
 - 오픈API

p. 7 사물인터넷 생태계 구성
 - Vendor: 판매자들
 - 1. 칩벤더
 - 반도체: 무선송수신칩/MCU => CPU와 유사한 기능
 - ex) SK하이닉스, 삼성전자
 - 2. 통신모듈 단말 업체
 - 애플, 구글

p. 8
 - 1. 플랫폼: 여러 가지 기반 기술을 쓰기 쉽게 모아놓은 것
 - 자동차도 센서를 많이 달고 있어서 IoT를 많이 사용함
 - 2. 통신: 유뮤선 네트워크
 - 3. 서비스: IoT 서비스

p. 9 
 - 비전: 카메라 센서
 - 9축 센서: 자이로센서(핸드폰 얼굴인식 기능), 가속도센서, 자자기 센서(자기장 센서)

 - 스마트 센서: 지능화된 센서
 - 시리야 같은 음성을 분석해서 아날로그 신호를 분석해서 MCU가 목소리가 나온 부분만 처리해줌

 - MEMS: 반도체 칩에 내장된 센서
 - 소형화 칩, 구글 글래스, iWatch에 사용됨

@@@ 1-1차시 수업 끝

 - 1-2차시 수업 시작

 - 1. 아두이노: 교육용으로 사용됨
 - 가장 단순함, 대중적

 - 2. 라즈베리 파이
 - 아두이노보다 고성능, 운영체제가 포함되어 있어 더 심화된 작업 가능

 - 3. 인텔 에디슨
 - 아두이노와 라즈베리 파이의 중간 정도의 수준
 - 주로 커피 메이커 ex) 네스프레소 커피머신에 사용됨

 - 4. 암 엠베드
 - 에디슨과 유사하지만 웹 브라우저상에서 코드를 컴파일하는 환경이 제공됨, 산업용으로 많이 사용됨

 - 1. 아두이노 우노는 ATMEGA328이라는 메인 칩을 사용함, 이 큰 칩 주변에 있는 것들은 모두 이 칩을 사용하기
위한 주변 장치임

 - 2. 라즈베리 파이: 개발도상국의 컴퓨터 교육을 시키기 위해 생산됨
 - 한국 돈 5만 원 정도

 - 3. 비글 보드
 - 라즈베리 파이와 유사하지만, 가격이 비싸고 성능이 우수하지만 라즈베리 파이가 커뮤니티가 잘 되어 있어 잘 안 쓰임

 - 4. 인텔 에디슨: CPU 말고도 와이파이 통신이 가능한 통신칩, 블루투스 등이 내장 되어 있어서
심화된 IoT 디바이스를 만들 때 많이 사용됨

 - 5. 인텔 큐리: 조금한 보드

 - 6. 인텔 줄: 흥행 실패

 - 7. 삼성 아틱: 가격 저렴, 삼성의 플랫폼 이용 가능, 요새 자주 쓰이지는 않는 플랫폼

 - 8. 퀄컴: 산업용에서 쓰임

 - 9. TI의 IoT 전용 MCU 칩: 저전력 기반으로 잘 만듦

 - 플랫폼:

 - 1. 인텔 IoT 애널리틱스: 사물인터넷의 사용 기록을 대시보드(차트) 형태로 분석해줌

 - 2. 클라우드 플랫폼 - 아마존 웹 서비스(AWS)
 - EC2, S3 같은 IoT 디바이스를 관리해주는 플랫폼이 매우 잘 되어 있음

 - 3. 클라우드 플랫폼 - 구글 클라우드 플랫폼:
 - 텐서플로우와 협업한 머신러닝 서비스를 제공하는 클라우드를 제공해줌

 - 4. MS: 애저

 - 5. 삼성: 아틱 클라우드

 - SKT, 현대 모비우스, 유비보틱스 등

 - 2. 네트워크
 - 그래프: 통신할 수 있는 범위가 크면 속도가 낮음
 - x축: Range(범위)
 - y축: speed(속도)

 - (속도 우위) 와이파이, LTE: 배터리 소모가 빠름
 - (속도, 범위 균일) 블루투스: 배터리 소모가 와이파이와 LTE에 비해 적음 ex) 에어팟

 - 통신환경 프로토콜
 - 프로토콜: 교환방식, 약속(규약) ex) 통신 규약
 - 컴퓨터와 서버간 데이터를 주고 받는 방식: 날 것의 데이터(로우 데이터)로 다 보내면 문제 생김
 - <S> Hello <E>
 - Start 태그와 End 태그로 묶어서 Hello 문자열이 중간에 끊기는 경우를 방지함
 - => 프로토콜(통신 규약)

 - HTTP 프로토콜: 웹 페이지를 볼 수 있는 통신 규약

 - MQTT 프로토콜: IoT에서 쓰이는 통신 규약
 - 특징: 신뢰성, 저전력 => 가볍다(보내는 내용이 적다)
 - ex1) <Start> ~ <End> // 길다
 - ex2) <S> ~ <End> // 짧다(짧고 빠르게 전송 가능) = > 꼭 필요한 내용만 전송함

 - 와이파이: 속도가 빠르지만 배터리 소모도 빨라서 IoT 장비에서 초반에는 잘 사용 안 했지만, 지금은 보완됨
 - 보통 2.4GHz
 - 요즘: 5GHz
 - 범위가 넓어지만 속도가 느리고, 속도가 빠르면 범위가 좁아짐

 - 2. 사물인터넷 핵심기술(보안)
 - IoT 공통 보안 7대 원칙: 안전한 초기 보안 설정 방안 제공

 - 3. 서비스
 - 텍스트, 웹 마이닝: 자주 쓰이는 키워드를 분석해서 요즘 사람들의 키워드 트렌드를 분석함

 - 정보 3.0 공공데이터
 - 네이버 데이터랩
 - 구글 트렌즈

 - 빅데이터 기술
 - R 프로그래밍 < 파이썬으로 딥러닝 처리하는 걸 추천함(교수님 의견)

 - 학습데이터 > 머신러닝 알고리즘 > 머신러닝 모델 (실제 데이터) > 결과
 - 실제 데이터를 통해 머신러닝의 인식률을 파악 가능

 - IoT 디바이스: 데이터를 수집하는 데 특화되어 있음( => 학습 데이터 수집)

 - @@@ 추천 테크트리 1.
 - 테크트리: IoT로 데이터 수집하고 => 수집한 데이터로 머신러닝 해볼 것 추천

 - 구글 네스트: 학습형 온도 조절기

 - 스마트 물류: 키바(IoT보다는 로보틱스에 가까움)

 - @@@ 1-2차시 수업 끝

 - @@@ 1-3차시 수업 시작!

 - [1] 마이크로 컨트롤러

 - 마이크로컨트롤러
 - 아두이노를 한다 => 마이크로컨트롤러를 조정한다
 - 전원만 주어지면 컴퓨터로 동작 가능 => 운영체제가 없다

 - 1. 마이크로프로세서(uP)
 - = CPU
 - 연산이 가능한 고성능 집

 - 2. 마이크로컨트롤러(uC)
 - 메인보드 + 일부 HDD 기능
 - 저성능 칩이지만 여러 기능을 갖춤

uP와 uC 사용 시스템 비교
 - 아두이노 메가2560 vs 데스크톱 컴퓨터
 - (CPU) ATmega2560 vs 인텔 코어 i7
 - (비트) 8비트(0 ~ 255) vs 64비트(2 ** 64)
 - (시스템 가격) 2만 5천 원 vs 100만 원

 - 요즘 스마트폰은 옛날 전화기에 쓰이는 마이크로컨트롤러보다 훨씬 고성능, 다기능임

 - C언어에서의 컴파일: 기계어로 번역함
 - 기계어 형태의 코드가 마이크로컨트롤러에 저장됨

 - uC 없이 '하드웨어'로 구현: 시간, 비용 많이 듦 ㅠㅠ
 - uC 사용: 유지 가능!

 - [2] 아두이노 기본

 - 아두이노 = 하드웨어 + 소프트웨어
 - 마이크로 컨트롤러 > 아두이노(uC의 일종)
 - 아두이노의 모든 hw와 sw는 모두 공개됨

 - 아두이노 보드의 종류 - 핀 헤더 유무
 - 1. 핀 헤더 있음: 교육 & 개발 용도
 - 2. 핀 헤더 없음: 제품 적용 용도

 - 아키텍처: 칩에 대한 설계
 - 우노, 메가: 8비트 CPU
 - 0 ~ 255까지의 숫자 표현 가능

 - 아두이노는 C++ 형태이지만 주로 C언어처럼 사용함

void setup() {} // setup() 함수는 프로그램 시작시 한 번만 실행됨
// 변수 초기화, 한 번만 설정값

void loop(void){} // 계속 반복하며 실행됨
// 실제로 동작을 하는 코드들이 포함됨
// setup(){}함수와 loop() 함수는 한 코드에서 한 번씩만 사용 가능하다 ex) 자바의 main 함수

@@@ 1-3 수업 끝

@@@ 1-4 수업 시작

 - [3] 아두이노 시리얼 통신

 - 라이브러리: 어떤 기능이나 서비스를 사용하기 위한 코드들의 묶음
 - 기본 라이브러리(공식): 아두이노에서 제공됨, 아두이노 설치 디렉터리 아래 libraies 디렉터리
 - 확장 라이브러리: 써드 파티에서 제공됨, 스케치북 디렉터리 아래 libraries 디렉터리

 - 통신: 어떠한 값을 보내고 받는 과정
 - RX: 값을 받는 것(리시버)
 - TX: 값을 보내는 것(트랜스미터)

 - 아두이노 우노에서는 0번과 1번을 시리얼 통신을 위해 사용함!!

 - 시리얼 통신 == UART 시리얼 통신
같은 말임
 - 컴퓨터의 TX에서 보내면 아두이노의 RX로 받음
 - 아두이노의 TX로 보내면 컴퓨터의 RX로 받음 => TX와 RX는 서로 교차돼서 연결되어야 함
 - A나 B 같은 어떤 값을 보낼 때의 기준 전압은 5V임(컴퓨터의 USB 전압)
 - 0번과 1번은 스케치 업로드, 시리얼 통신을  사용하는 민감한 포트기 때문에 조심해서 사용해야 함(장난 X)

 - 보드 레이트: 통신 속도
 - 보내는 쪽과 받는 쪽의 통신 속도가 같아야 통신이 가능함

 - 1. 통신 하기 위한 선언
 - Serial.begin(baudrate)
 - Serial이라는 클래스의 begin 메소드(함수)를 사용하겠다.
 - ex) Serial.begin(9600); // 115200

 - 2. 통신을 통한 입력 값 전송
 - Serial.print(value, format)
 - cf) c언어의 printf 함수와 같음

Serial.println();  // 기본: 소수 점 둘째자리까지 표현
Serial.println(f); 
Serial.println(f, 5); f의 소수 점 다섯 번째짜리까지 표현함

int available(void) // 값이 들어왔는지를 확인함(1이상이면)

int read(void) // 들어온 값을 읽어들임

@@@ 1-4주차 수업 끝

@@@ 1-5주차(현강) 시작

 - byte형과 char 자료형은 모두 8비트 자료형이기 때문에 서로 혼합해서 형변환을 해도 같은 결과가 나옴

/* 실습 3번: a라고 하는 값을 보내면 13번 LED가 켜지고, b라는 값을 시리얼 통신으로 보내면 LED가 꺼지는 코드를 작성하시오. */
// LED 위치: 아두이노 보드의 "L" LED

void setup() {
  // put your setup code here, to run once:
  Serial.begin(9600);

  pinMode(13, OUTPUT);

  digitalWrite(13, HIGH); // LED ON
  digitalWrite(13, LOW); // LED OFF

  /*
  int a = 123;
  float f = 12.34567;
  
  Serial.println(a);
  Serial.println(a, BIN);
  Serial.println(a, DEC); // Serial.print(a);와 같음
  Serial.println(a, HEX);

  Serial.println(f);
  Serial.println(f, 3);
  */
}

void loop() {
  // put your main code here, to run repeatedly:

  if(Serial.available() > 0){
    char data = Serial.read();

    if(data == 'a'){
      digitalWrite(13, HIGH);
      Serial.println("LED ON!!");
    } else if(data == 'b'){
      digitalWrite(13, LOW);
      Serial.println("LED OFF ㅠㅠ");
    }

    
  }
}

@ 1-5주차(현강) 수업 끝

용어 사전
1.