전기전자/정보통신

AVR 마이컴과 Python으로 시작하는
IoT 디바이스 설계∙실장
2016. 4. 20 / Yoshiyasu Takefuji / 주식회사 옴사 (www.ohmsha.co.jp) / 202P

최근, IoT(Internet of Things)가 각광을 받고 있다. IoT 디바이스란, 이름 그대로 인터넷을 경유하여 기기간에 커뮤니케이션이 가능한 전자기기(Device 또는 Gadget)를 말한다. 인간간의 커뮤니케이션은 전화, SNS, 전자메일 등으로 실현되고 있지만, 이제부터는 인간의 손을 거치지 않고, IoT 디바이스간에 커뮤니케이션하는 시대에 돌입하였다.

IoT에 관한 기사는 Web 상에 많이 있지만, IoT 디바이스 제작을 위한 해설서는 그다지 많지 않다. 본서는 IoT 디바이스 설계의 실천적인 입문서로서, IoT 디바이스를 설계하는 엔지니어나 전자공작 사용자를 대상으로 하여, 실례를 중심으로 IoT 디바이스 설계∙실장을 알기 쉽게 해설하였다.

하드웨어에는 Arduino에서 사용되고 있는 범용성이 높은 마이컴을 사용하고, 애플리케이션 언어에는 초심자교육에 정평이 있는 Python을 사용한다. Python에는, 세계 중에 많은 오픈소스의 라이브러리와 패키지가 있다. 예를 들면, 

자율주행 등에서 실제로 사용되고 있는 오픈소스 화상처리패키지 Open CV
인공지능기술을 응용한 오픈소스 기계학습패키지 scikit-learn
빅데이터의; 통계해석에 사용되고 있는 statsmodels

이 있고, 이 외에도 인간의 뇌기능을 모방한 딥러닝(Neutral Network) 등의 복잡한 알고리즘을 채용한 오픈소스페키지가 있다.

본서에서는 라이브러리의 사용방법을 중시하여, 이들 오픈소스패키지 내에서 사용되는 어려운 알고리즘의 내용을 그다지 이해하지 않고도, IoT디바이스의 설계나 실장이 가능하도록 하였다. 다소 불편한 점으로는, ioT 디바이스에서 빠질 수 없는 클라우드에의 억세스는, 복잡한 OAuth 2.0인증이 필요하다. 그러나 오픈소스 라이브러리 (pydrive)를 사용하면 OAuth 2.0의 인증을 간단하게 할 수 있다.

AVR 마이컴에 관한 많은 정보가 Web 상에 있지만, 초심자가 습득하기 쉬운 것이 몇 가지가 있다. 본서에서는 초심자가 습득하기 쉬운 중요포인트를 지적해 가면서, 그 해결책 레시피를 알기 쉽게 해설한다. 또 AVR 마이컴만이 아닌, 32비트 ARM 마이컴 (Rasberry Pi2), 3G 나 LTE통신을 사용한 IoT디바이스 설계∙실장을 해설한다.

IoT 디바이스 애플리케이션을 설계∙실장하기 위해서는 아래와 같은 4개의 수순으로 진행한다.
1. 어떠한 것을 IoT디바이스로 문제해결하고 싶은지 문제점을 정리 (문제발견)
2. 오픈소스 라이브러리를 고려하여, IoT 디바이스와 애플리케이션의 개략적인 정의를 고려 (큰 틀에서의 문제해결)
3. 그 것을 위한 오픈소스 라이브러리를 바탕으로 센서나 액츄에이터를 선택, IoT 디바이스 설계를 완성 (IoT 디바이스 측의 설계해결)
4. 오픈소스 라이브러리의 Python을 활용하여, IoT 디바이스의 애플리케이션을 완성 (애플리케이션 측의 설계해결) 

잘 진행되지 않는 경우는, 4개의 수순을 몇 번이고 왕복하게 되겠지만, 익숙해지면 오픈소스에 능숙해져, 비교적 간단하게 문제해결이 가능하게 된다.

       -- 끝 --