안녕하세요.


아래와 같이 "소프트웨어, 사람과 사물의 소통을 향하여"라는 주제로 소프트웨어 특강을 진행합니다.

  • 일시: 2017년 5월 27일 오후 3시
  • 장소: 수원시 영통구 태장마루 도서관
  • 대상: 초등학교 3~6학년과 학부모
  • 신청: 공지 참조


아래는 발표 자료입니다. 참고하시기 바랍니다.




안녕하세요, "생각의 웹"입니다.


앞서 아두이노 보드와 Node.js를 이용해 RESTful Web API와 JavaScript API를 제공하는 Do IoT Yourself 프로젝트를 소개한 바 있습니다.

문득 누군가 이와 유사한 프로젝트를 이미 하지 않을까 하는 생각이 들어 'arduino rest api'로 구글링해 보았습니다.

(친절한 구글 신은 자동 완성 기능을 통해 이런 프로젝트가 존재할 것이라는 제 예상에 힘을 실어 주었습니다.)


그 결과 발견한 프로젝트가 바로 aREST - arduino REST의 축약으로 보입니다. - 입니다.


http://arest.io/


상세 내용에 앞서 이 프로젝트를 통해 가능한 데모 영상 하나 보시죠. 




아직 사이트의 컨텐츠가 모두 완성되지 않은 상태로 보이나 (docs 메뉴에 가보면 under construction으로 되어 있습니다)
공개된 소스 코드의 README 파일이나 블로그에 포스팅 된 내용으로 보아 충분히 사용 가능한 수준으로 보입니다.

간략하게 정리하면 먼저 이 프로젝트는 다음과 같은 특성을 가지고 있습니다.



- REST API를 통한 아두이노 제어 가능

// 1. Connect a LED & resistor to pin number 8 of your Arduino board
GET 192.168.2.2/mode/8/o  // 2. Set the pin 8 as an output
GET 192.168.2.2/digital/8/1 // 3. Turn on LED

- 다양한 아두이노 보드 지원

  : Uno, Mega, Due, Yun and Teensy 3.x.

  

- 다양한 connectivity 지원

  : USB나 XBee를 통한 Serial 통신

  : CC3000 WiFi chip를 통한 HTTP 통신

  : Ethernet shield를 통한 HTTP 통신

  : nRF8001 chip를 통한 Bluetooth Low Energy 통신


- multicast DNS 프로토콜 지원으로 discovery 가능

  : Bonjour 서비스 필요


http://arest.io/ 를 보면 arduino library, Node.js module, JavaScript client 세 프로젝트로 구분되어 있는데 각각의

코드를 상세 검토(deep dive) 해 보면 다음과 같이 요약할 수 있습니다.


- arduino library: aREST의 핵심 모듈입니다. arduino IDE 프로젝트 파일 (*.ino)로 다양한 connectivity 하에서 

http server 기능을 C/C++로 구현하고 있습니다. 


- Node.js module: serial 통신을 통해 연결된 arduino 보드와의 gateway server 역할


- JavaScript client: aREST의 API를 호출하는 AJAX 코드


마무~으리로 이 프로젝트의 장/단점을 정리해 보겠습니다.  


- 장점

  : 다양한 connectivity를 지원합니다. 필요한 요구사항에 맞춰 가져다 쓸 수 있다는 점은 매우 매력적입니다.

  : 아두이노 보드(+ Ethernet or WiFi chip) 만으로도 독립된 인터넷 노드를 만들 수 있습니다.

  : 통신 시 전송량이 적은 JSON respresentation를 사용합니다.


- 단점

  : 보다 복잡한 기능을 추가하기 위해서는 arduino IDE를 통해 펌웨어를 업데이트해야 합니다.

    아두이노 펌웨어에 올릴 수 있는 코드 용량이 한정되어 있는 것으로 알고 있기에 제한을 받으리라 보입니다.

  : 제공하는 REST API의 성숙도 수준이 낮습니다. 

    상태를 변경시키는 unsafe 행위(e.g. LED를 켬)를 GET 명령으로 수행하고 있습니다.

    앞서 포스팅한 리처드슨 REST 성숙도 모델에 따르면 Level 1에 해당하며 클라이언트 프로그래밍 시 오류를

    야기시킬 수 있습니다.

  : 라이센스가 GPL입니다. 상업적인 목적으로 사용하시려는 분은 GPL이 모든 소스코드와 함께 빌드 방법까지 공개해야 하는 점을 유념하시기 바랍니다.  



이번 포스팅은 여기까지 입니다.

감사합니다.

  1. 생각의 웹 WebofThink 2014.11.15 00:49 신고

    자세한 개발 사례는 다음 블로그 포스팅을 참고하시기 바랍니다. https://learn.adafruit.com/a-rest-api-for-arduino-and-the-cc3000-wifi-chip/overview

안녕하세요,

"생각의 웹"입니다.


혹시 지난 "AppIN 세미나 - Do IoT Yourself" 강연에 참석하시고 꾸준히 이 블로그에 방문해 주시는 분들이 계신가요?

글을 시작하기 앞서 그 분들께 먼저 감사 말씀드립니다.


이번 포스팅에는 D.IoT.Y 두 번째 강연 시 대디스랩 송영광 대표님과 함께 만들었던 온도센서를 JavaScript로 구현해보고자 합니다.

이 강연은 다음 포스팅을 참조하시기 바랍니다.


Intuitive Understanding Arduino for IoT: Do IoT Yourself 2nd



여기서 실습한 온도 센서 만들기는  Sparkfun Starter Kit for RedBoard에 내장된 센서/엑추에이터로 한정해야 했기에 가격이 저렴한 서미스터 센서(Thermistor)로 기능을 구현하기 위해 arduino IDE에서 꽤 복잡한 코딩을 해야 했습니다. 


다음 코드는 실습 당시 복사/붙여넣기 했던 코드입니다.


#include <avr/pgmspace.h>

int led_state;
unsigned long time;

#define THERM_PIN   0  // 10k thermo & 10k resistor as divider.

/*
 *  Big lookup Table (approx 750 entries), 
 *  subtract 238 from ADC reading to start at 0*C. 
 *  Entries in 10ths of degree i.e. 242 = 24.2*C Covers 0*C to 150*C 
 *  For 10k resistor/10k thermistor voltage divider w/ therm on the + side.
 */
const int temps[] PROGMEM = { 0, 1, 2, 3, 4, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 
    15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33,
	34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51, 
	52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59, 60, 61, 62, 63, 64, 65, 66, 67, 68, 68, 
	69, 70, 71, 72, 73, 74, 75, 76, 77, 78, 79, 80, 81, 82, 83, 84, 85, 86, 
	87, 88, 88, 89, 90, 91, 92, 93, 94, 95, 96, 97, 98, 99, 100, 101, 102, 
	102, 103, 104, 105, 106, 107, 108, 109, 110, 111, 112, 113, 114, 114, 
	115, 116, 117, 118, 119, 120, 121, 122, 123, 124, 124, 125, 126, 127, 
	128, 129, 130, 131, 132, 133, 134, 134, 135, 136, 137, 138, 139, 140, 
	141, 142, 143, 143, 144, 145, 146, 147, 148, 149, 150, 151, 151, 152, 
	153, 154, 155, 156, 157, 158, 159, 159, 160, 161, 162, 163, 164, 165, 
	166, 167, 167, 168, 169, 170, 171, 172, 173, 174, 175, 175, 176, 177, 
	178, 179, 180, 181, 182, 182, 183, 184, 185, 186, 187, 188, 189, 190, 
	190, 191, 192, 193, 194, 195, 196, 197, 197, 198, 199, 200, 201, 202, 
	203, 204, 205, 205, 206, 207, 208, 209, 210, 211, 212, 212, 213, 214, 
	215, 216, 217, 218, 219, 220, 220, 221, 222, 223, 224, 225, 226, 227, 
	228, 228, 229, 230, 231, 232, 233, 234, 235, 235, 236, 237, 238, 239, 
	240, 241, 242, 243, 243, 244, 245, 246, 247, 248, 249, 250, 251, 252, 
	252, 253, 254, 255, 256, 257, 258, 259, 260, 260, 261, 262, 263, 264, 
	265, 266, 267, 268, 269, 269, 270, 271, 272, 273, 274, 275, 276, 277, 
	278, 279, 279, 280, 281, 282, 283, 284, 285, 286, 287, 288, 289, 289, 
	290, 291, 292, 293, 294, 295, 296, 297, 298, 299, 300, 301, 301, 302, 
	303, 304, 305, 306, 307, 308, 309, 310, 311, 312, 313, 314, 315, 315, 
	316, 317, 318, 319, 320, 321, 322, 323, 324, 325, 326, 327, 328, 329, 
	330, 331, 332, 333, 334, 335, 335, 336, 337, 338, 339, 340, 341, 342, 
	343, 344, 345, 346, 347, 348, 349, 350, 351, 352, 353, 354, 355, 356, 
	357, 358, 359, 360, 361, 362, 363, 364, 365, 366, 367, 368, 369, 370, 
	371, 372, 373, 374, 375, 376, 377, 378, 379, 380, 381, 382, 383, 384, 
	385, 386, 387, 388, 389, 390, 392, 393, 394, 395, 396, 397, 398, 399, 
	400, 401, 402, 403, 404, 405, 406, 407, 408, 410, 411, 412, 413, 414, 
	415, 416, 417, 418, 419, 420, 422, 423, 424, 425, 426, 427, 428, 429, 
	430, 432, 433, 434, 435, 436, 437, 438, 439, 441, 442, 443, 444, 445, 
	446, 448, 449, 450, 451, 452, 453, 455, 456, 457, 458, 459, 460, 462, 
	463, 464, 465, 466, 468, 469, 470, 471, 472, 474, 475, 476, 477, 479, 
	480, 481, 482, 484, 485, 486, 487, 489, 490, 491, 492, 494, 495, 496, 
	498, 499, 500, 501, 503, 504, 505, 507, 508, 509, 511, 512, 513, 515, 
	516, 517, 519, 520, 521, 523, 524, 525, 527, 528, 530, 531, 532, 534, 
	535, 537, 538, 539, 541, 542, 544, 545, 547, 548, 550, 551, 552, 554, 
	555, 557, 558, 560, 561, 563, 564, 566, 567, 569, 570, 572, 574, 575, 
	577, 578, 580, 581, 583, 585, 586, 588, 589, 591, 593, 594, 596, 598, 
	599, 601, 603, 604, 606, 608, 609, 611, 613, 614, 616, 618, 620, 621, 
	623, 625, 627, 628, 630, 632, 634, 636, 638, 639, 641, 643, 645, 647, 
	649, 651, 653, 654, 656, 658, 660, 662, 664, 666, 668, 670, 672, 674, 
	676, 678, 680, 683, 685, 687, 689, 691, 693, 695, 697, 700, 702, 704, 
	706, 708, 711, 713, 715, 718, 720, 722, 725, 727, 729, 732, 734, 737, 
	739, 741, 744, 746, 749, 752, 754, 757, 759, 762, 764, 767, 770, 773, 
	775, 778, 781, 784, 786, 789, 792, 795, 798, 801, 804, 807, 810, 813, 
	816, 819, 822, 825, 829, 832, 835, 838, 842, 845, 848, 852, 855, 859, 
	862, 866, 869, 873, 877, 881, 884, 888, 892, 896, 900, 904, 908, 912, 
	916, 920, 925, 929, 933, 938, 942, 947, 952, 956, 961, 966, 971, 976, 
	981, 986, 991, 997, 1002, 1007, 1013, 1019, 1024, 1030, 1036, 1042, 
	1049, 1055, 1061, 1068, 1075, 1082, 1088, 1096, 1103, 1110, 1118, 1126, 
	1134, 1142, 1150, 1159, 1168, 1177, 1186, 1196, 1206, 1216, 1226, 1237, 
	1248, 1260, 1272, 1284, 1297, 1310, 1324, 1338, 1353, 1369, 1385, 1402, 
	1420, 1439, 1459, 1480, 1502 
};


void setup() {
  pinMode(13, OUTPUT);
  Serial.begin(19200);
  time=millis();
  //Serial.println("Ready");
}

void loop() { 

  int therm;   
  therm = analogRead(THERM_PIN) - 238;
  therm = pgm_read_word(&temps[therm]);
  
  //Serial.println(therm, DEC);
  float temp = (float)therm / 10.0;
  Serial.println(temp, 1);
  
  if (millis()-time > 1000) {   
    time = millis();
    digitalWrite(13,led_state);
    led_state =! led_state;
  }
  delay(2000);
}

약간 코딩 지식이 필요하기에 실습 시에는 많은 설명이 되지는 않았지만 여기서 조금 설명하자면
 look up table를 만들어 A0에서 읽어들인 값을 table에 있는 값에 대응해서 serial로 출력하는 logic이 되겠습니다.


보시듯, 여기서 이 프로그램의 logic의 핵심은 look up table을 어떻게 만들었는가이고 

이에 대한 답변은 table를 만들기 위해서는 서미스터 혹은 하드웨어 부품들에 대한 이해가 필요하다는 것입니다. 

즉 아래의 그림처럼 서미스터의 데이터 쉬트에서 table이 도출되었습니다. (송영광 대표님이 엑셀 신공을 사용하셨다고 하더군요. ^^a) 


서미스터는 회로 구성을 어떻게 했는가에 따라 (즉, 어떤 저항을 달았느냐)에 따라 다른 값을 내어 놓습니다. 

다시 말해 이 값은 위의 그래프에서 온도 X일때의 Y값과 같은 형태로 나옵니다.

하드웨어의 경우 물리의 세계에 닿아 있기에 재료의 특성과 환경에 따라 영향을 받기에 로직 만으로 이해하고자 하는 SW 쟁이는 이해하기 쉽지 않죠.  


따라서, 사실 원하는 동작을 얻기 위해서는 arduino 회로를 적절히 구성할 뿐 아니라
arduino IDE를 이용해 관련 로직을 구현한 후 해당 프로그램(속칭 펌웨어)을  

arduino 에서 전송해 테스트해 보는 일을 반복해야 합니다.


여기서 문제는 arduino에 이 동작 외에 추가로 기능을 구현해야 할 경우, 

반드시 arduino IDE로 펌웨어를 업드레이드해 주어야 합니다. 

이는 꽤 불편한 일이 아닐 수 없습니다. 


쓰다 보니 문제 제기로만으로도 꽤 길어졌는데 이에 대해 제가 제시하는 해결책은 다음과 같습니다.


1. arduino의 펌웨어에 호스트(host)의 명령을 처리해 동작을 수행하는 인터프리터(interpreter) 를 전송합니다.


2. 호스트는 arduino에 명령을 전송합니다. (e.g. A0 포트에서 아날로그 값을 읽어 오기)


3. 인터프리터는 명령을 받아 동작을 수행 후 결과를 호스트에 전송합니다.



혹시, 이 방식을 어디선가 본 듯한 느낌을 받은 분이 있나요? ;-)

앞서 소개한 바와 같이 이 방식으로 구현된 node.js 모듈이 바로 duino 입니다.   


관련 포스팅 : http://webofthink.tistory.com/13



이번에는 duino 모듈로 이 똑같은 동작을 수행해 보도록 하겠습니다. 


먼저, 아래 파일을 다운로드 받기 바랍니다.


duino.zip

(이 모듈은 현재 버전인 v0.0.9를 조금 수정해서 DHT11 센서 지원 및 윈도우즈에서 동작하도록 수정 확장한 버전입니다. 리눅스나 OS X는 기존 버전을 써도 무방합니다.)


이 파일의 압축을 풀어 src/du/du.ino 파일을 실행합니다. 

(먼저 Arduino IDE가 설치되어 있어야 합니다. 참고바랍니다.)


해당 arduino 펌웨어를 arduino 보드에 다운로드합니다.


정상적으로 전송되면 이제 node.js로 동일한 역할을 하는 코드를 구현해 봅니다.

코드를 다음과 같이 작성해 temp.js로 저장하고 콘솔에서 node temp 로 실행합니다.


var arduinoPort = 'COM7'; // only works in windows with patched duino module.
var pinName = '00'; // it means A0 pin

// look up table for resolving data to the appropriates temperature
var temps = [0, 1, 2, 3, 4, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 
    15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33,
	34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51, 
	52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59, 60, 61, 62, 63, 64, 65, 66, 67, 68, 68, 
	69, 70, 71, 72, 73, 74, 75, 76, 77, 78, 79, 80, 81, 82, 83, 84, 85, 86, 
	87, 88, 88, 89, 90, 91, 92, 93, 94, 95, 96, 97, 98, 99, 100, 101, 102, 
	102, 103, 104, 105, 106, 107, 108, 109, 110, 111, 112, 113, 114, 114, 
	115, 116, 117, 118, 119, 120, 121, 122, 123, 124, 124, 125, 126, 127, 
	128, 129, 130, 131, 132, 133, 134, 134, 135, 136, 137, 138, 139, 140, 
	141, 142, 143, 143, 144, 145, 146, 147, 148, 149, 150, 151, 151, 152, 
	153, 154, 155, 156, 157, 158, 159, 159, 160, 161, 162, 163, 164, 165, 
	166, 167, 167, 168, 169, 170, 171, 172, 173, 174, 175, 175, 176, 177, 
	178, 179, 180, 181, 182, 182, 183, 184, 185, 186, 187, 188, 189, 190, 
	190, 191, 192, 193, 194, 195, 196, 197, 197, 198, 199, 200, 201, 202, 
	203, 204, 205, 205, 206, 207, 208, 209, 210, 211, 212, 212, 213, 214, 
	215, 216, 217, 218, 219, 220, 220, 221, 222, 223, 224, 225, 226, 227, 
	228, 228, 229, 230, 231, 232, 233, 234, 235, 235, 236, 237, 238, 239, 
	240, 241, 242, 243, 243, 244, 245, 246, 247, 248, 249, 250, 251, 252, 
	252, 253, 254, 255, 256, 257, 258, 259, 260, 260, 261, 262, 263, 264, 
	265, 266, 267, 268, 269, 269, 270, 271, 272, 273, 274, 275, 276, 277, 
	278, 279, 279, 280, 281, 282, 283, 284, 285, 286, 287, 288, 289, 289, 
	290, 291, 292, 293, 294, 295, 296, 297, 298, 299, 300, 301, 301, 302, 
	303, 304, 305, 306, 307, 308, 309, 310, 311, 312, 313, 314, 315, 315, 
	316, 317, 318, 319, 320, 321, 322, 323, 324, 325, 326, 327, 328, 329, 
	330, 331, 332, 333, 334, 335, 335, 336, 337, 338, 339, 340, 341, 342, 
	343, 344, 345, 346, 347, 348, 349, 350, 351, 352, 353, 354, 355, 356, 
	357, 358, 359, 360, 361, 362, 363, 364, 365, 366, 367, 368, 369, 370, 
	371, 372, 373, 374, 375, 376, 377, 378, 379, 380, 381, 382, 383, 384, 
	385, 386, 387, 388, 389, 390, 392, 393, 394, 395, 396, 397, 398, 399, 
	400, 401, 402, 403, 404, 405, 406, 407, 408, 410, 411, 412, 413, 414, 
	415, 416, 417, 418, 419, 420, 422, 423, 424, 425, 426, 427, 428, 429, 
	430, 432, 433, 434, 435, 436, 437, 438, 439, 441, 442, 443, 444, 445, 
	446, 448, 449, 450, 451, 452, 453, 455, 456, 457, 458, 459, 460, 462, 
	463, 464, 465, 466, 468, 469, 470, 471, 472, 474, 475, 476, 477, 479, 
	480, 481, 482, 484, 485, 486, 487, 489, 490, 491, 492, 494, 495, 496, 
	498, 499, 500, 501, 503, 504, 505, 507, 508, 509, 511, 512, 513, 515, 
	516, 517, 519, 520, 521, 523, 524, 525, 527, 528, 530, 531, 532, 534, 
	535, 537, 538, 539, 541, 542, 544, 545, 547, 548, 550, 551, 552, 554, 
	555, 557, 558, 560, 561, 563, 564, 566, 567, 569, 570, 572, 574, 575, 
	577, 578, 580, 581, 583, 585, 586, 588, 589, 591, 593, 594, 596, 598, 
	599, 601, 603, 604, 606, 608, 609, 611, 613, 614, 616, 618, 620, 621, 
	623, 625, 627, 628, 630, 632, 634, 636, 638, 639, 641, 643, 645, 647, 
	649, 651, 653, 654, 656, 658, 660, 662, 664, 666, 668, 670, 672, 674, 
	676, 678, 680, 683, 685, 687, 689, 691, 693, 695, 697, 700, 702, 704, 
	706, 708, 711, 713, 715, 718, 720, 722, 725, 727, 729, 732, 734, 737, 
	739, 741, 744, 746, 749, 752, 754, 757, 759, 762, 764, 767, 770, 773, 
	775, 778, 781, 784, 786, 789, 792, 795, 798, 801, 804, 807, 810, 813, 
	816, 819, 822, 825, 829, 832, 835, 838, 842, 845, 848, 852, 855, 859, 
	862, 866, 869, 873, 877, 881, 884, 888, 892, 896, 900, 904, 908, 912, 
	916, 920, 925, 929, 933, 938, 942, 947, 952, 956, 961, 966, 971, 976, 
	981, 986, 991, 997, 1002, 1007, 1013, 1019, 1024, 1030, 1036, 1042, 
	1049, 1055, 1061, 1068, 1075, 1082, 1088, 1096, 1103, 1110, 1118, 1126, 
	1134, 1142, 1150, 1159, 1168, 1177, 1186, 1196, 1206, 1216, 1226, 1237, 
	1248, 1260, 1272, 1284, 1297, 1310, 1324, 1338, 1353, 1369, 1385, 1402, 
	1420, 1439, 1459, 1480, 1502
];


var arduino = require('duino');
var board = new arduino.Board({
    device: 'COM7',
    debug: false //true
});



board.on('ready', function () {
    console.log("arduino board is ready to serve.");
    board.pinMode(pinName, 'in');
    
    setInterval(function () {
        console.log('request to get an analog value from ' + pinName);
        board.analogRead(pinName);
    }, 1000);
});

board.on('data', function (message) {
    // message looks like {pin}::{data}. so it will be disassembled properly.
    var m = message.slice(0, -1).split('::'),
        err = null,
        pin, data;
    
    if (!m.length) {
        return;
    }
    
    pin = m[0];
    data = m.length === 2 ? m[1] : null;

    console.log('reading value from pin' + pin + ': ' + data );
    if (pin === pinName) {        
        var converted = temps[parseInt(data) - 238] / 10.0;
        console.log('current temperature is ' + converted + ' degree of celsius');
    }
});


C:\tests>node temp.js
arduino board is ready to serve.
request to get an analog value from 00
reading value from pin00: 489
current temperature is 23.5 degree of celsius
request to get an analog value from 00
reading value from pin00: 489
current temperature is 23.5 degree of celsius
request to get an analog value from 00
reading value from pin00: 489
current temperature is 23.5 degree of celsius
^C
C:\tests>


단순히 보면 위의 코드가 앞서 arduino 펌웨어의 코드보다 더 간략해 보이지 않지만, 

이 코드는 세번 째 강연으로 진행했던 사물 간의 연결을 위한 Open API에서
다루었던 serialport 모듈의 기능을 포함하고 있습니다.

(즉 비슷한 코딩 량으로 두 가지 일을 한번에 한 것입니다.)


이외에도 앞서 문제로 제기했던 것들의 해결책으로써 

호스트에서 arduino 원격 제어와 펌웨어 업데이트 없이 추가 기능 구현이 가능해 졌습니다. 


더 나아가 이를 RESTful Web API와 JavaScript API 형태인 Open API로 재 설계한다면
웹을 통해서 아두이노를 원격 제어하는 게 가능해 집니다.


마지막으로 사족을 붙여 보겠습니다.


아래 포스팅을 통해 사물과 사물 간의 대화를 위해서는 수 많은 기술적 제약들이 현재 존재함을 말씀드린 바 있습니다.


- 사물 인터넷을 지탱하는 것 

- 사물 인터넷은 어떻게 생각하게 될까?


저는 이 장벽을 푸는 첫 번째 기술적 열쇠로 자바스크립트 언어를 바라보고 있습니다. 

이 언어를 사용하는 많은 개발자들이 존재하면서도 지적 재산권(IP) 문제에 자유롭고 계속적으로 기능이 향상되고 있기 때문입니다.


최근 뉴스에 등장한 오라클과 구글의 안드로이드에서의 자바 언어 사용 관련 특허 분쟁은 사물인터넷 시대를 맞이 할 우리에게 시사하는 점이 많습니다.

처음 기술을 개발한 세력이 개방과 공유를 빙자해 전파하더라도 나중에 가서는 그것을 사유화하려고 할 것이기 때문입니다. 


그러나 우리는 지난 사반세기 동안 이런 사유화를 막고 지구적 공동체를 만들어낸 훌륭한 사례를 본 적이 있습니다. 

따라서 웹과 arduino가 그러했듯이 오픈 소스 소프트웨어오픈소스 하드웨어가 초연결 사회로 나아가는 축으로 자리 잡길 기대합니다.


감사합니다.  

안녕하십니까,

생각의 웹입니다.


지난 강연인 IoT, 기술의 혁신과 미래 그리고 통찰에 이어 

이번에는 Intuitive Understanding of Arduino for IoT라는 주제로 대디스랩 송영광 대표님이 발표해 주셨습니다. 



비록 참가비 5만원의 유료 강의였지만 49.55$ 의 sparkfun Starter Kit for RedBoard를 5만원이라는 저렴한 가격으로 제공하며 실습 형태로 진행되는 오프라인 강의라 금방 마감되었다는 후문을 들었습니다.

사진과 같이 토요일 오후임에도 불구하고 참석하신 분들의 뜨거운 학구열을 느낄 수 있었습니다. ^^


이번에 직접 제작해 본 아두이노 회로는 soft potentiometer thermometer로 다음과 같습니다.


참석을 희망하셨는데 참석하지 못하신 분들과 관심 있는 분들을 위해 발표 슬라이드를 다음과 같이 공유합니다.




다음 강연으로 준비 중인

사물 간의 연결을 위한 Open API: Do IoT Yourself 3rd 도 관심 가져주시기 바랍니다.

감사합니다.


행복한 하루 되시길!


안녕하세요, 생각의 웹입니다.


이번에는 이전에 소개드린 바 있는 Node.JS에서 Arduino를 제어하는 JavaScript API 모듈인 duino에 온습도 센서인 dht11 를 제어할 수 있도록 기능 추가한 사례를 소개하려 합니다.

이를 위해서 먼저 duino github 소스 코드를 다운로드 받습니다.

duino 프로젝트를 git clone 하거나 다운로드 받아 압축을 풀면 examples, lib, node_modules, src 폴더와 index.js 파일 등이 있습니다.


1. arduino에 DHT11 센서 코드 추가하기

src 폴더에는 du.ino 파일이 존재합니다. 이 파일은 Arduino IDE의 프로젝트 파일로써 Arduino 보드에서 동작할 firmware 코드를 담고 있습니다.

Arduino IDE를 이용해 du.ino 파일을 열면 다음과 같은 코드로 구성되어 있습니다.


#include <servo.h>
bool debug = false;
 // ... omitted ...
void setup() {
  Serial.begin(115200);
}
void loop() {
  while(Serial.available() > 0) {
    char x = Serial.read();
    if (x == '!') index = 0;      // start
    else if (x == '.') process(); // end
    else messageBuffer[index++] = x;
  }
}
/*
 * Deal with a full message and determine function to call
 */
void process() {
  // ... omitted ...
 switch(cmdid) {
    case 0:  sm(pin,val);              break;
    case 1:  dw(pin,val);              break;
    case 2:  dr(pin,val);              break;
    case 3:  aw(pin,val);              break;
    case 4:  ar(pin,val);              break;

    case 97: handlePing(pin,val,aux);  break;
    case 98: handleServo(pin,val,aux); break;
    case 99: toggleDebug(val);         break;
    default:                           break;
  }
}
 // ... omitted ...


코드를 간략히 설명하면, Arduino controller는 setup() 함수 호출하여 serial port의 전송 속도를 지정 후 loop() 함수로 진입하여 메세지를 패칭(fetching)하여 특정 동작을 수행하게 됩니다. 이때 process() 함수 내 switch() 문으로 명령 ID를 구분해 적절한 이벤트 핸들러 (event handler) 가 호출되는 방식입니다.

따라서, 여기에 DHT11 센서에서 정보를 가져오는 명령 ID를 추가하고 이에 걸맞는 이벤트 핸들러를 추가하도록 하겠습니다. 명령 ID는 96으로, 관련 이벤트 핸들러는 handleDHT11(pin, val); 로 정의하겠습니다.


#include <servo.h>
// webofthink:For supporting DHT11 sensor
#include 
dht11 rht01;
// webofthink:end

bool debug = false;
 // ... omitted ...
}
/*
 * Deal with a full message and determine function to call
 */
void process() {
  // ... omitted ...
 switch(cmdid) {
    case 0:  sm(pin,val);              break;
    case 1:  dw(pin,val);              break;
    case 2:  dr(pin,val);              break;
    case 3:  aw(pin,val);              break;
    case 4:  ar(pin,val);              break;
    case 96: handleDHT11(pin, val);    break; /* webofthink:add DHT11 support */
    case 97: handlePing(pin,val,aux);  break;
    case 98: handleServo(pin,val,aux); break;
    case 99: toggleDebug(val);         break;
    default:                           break;
  }
}
 // ... omitted ...

/* Handle DHT11 Humidity & Temperature
 * @author webofthink
*/
void handleDHT11(char *pin, char *val) {
  int p = getPin(pin);
  int chk = rht01.read(p - A0); 
  char m[12];
  sprintf(m, "%s::%03d,%03d", pin, rht01.temperature, rht01.humidity);
  Serial.println(m);
}


DHT11 센서에서 값을 가져오는 로직은 DHT11이라는 라이브러리로 제공되기 때문에 다운로드 받으신 후 헤더 파일을 추가(include)해서 사용하시면 쉽게 코딩할 수 있습니다.

여기에 주의 깊게 봐둘 사항은 Node.JS 측으로 전송할 메세지 형태입니다. handleDHT11() 함수의 sprintf() 문의 두 번째 인자를 참고하기 바랍니다.


2. duino library 추가하기


이번에는 lib 폴더로 이동합니다. 여기에 보면 duino 프로젝트가 기 지원하는 센서 및 엑추에이터들의 API 모듈이 존재합니다.

여기에 DHT11 센서를 지원하기 위한 API 모듈인 dht11.js을 추가합니다.


    var events = require('events'),
    util = require('util');
/*
 * The main DHT11 constructor
 * Connect to the serial port and bind
 */
var DHT11 = function (options) {
    if (!options || !options.board || !options.pin) throw new Error('Must supply required options to DHT11 Sensor');
    this.board = options.board;
    this.pin = options.pin;
    // Loop and trigger fire-read sequences
    setInterval(function () {
        var msg = '96' + this.pin;
        this.board.write(msg);
    }.bind(this), options.throttle ||  500);
    // When data is received, parse inbound message
    // match pin to instance pin value
    this.board.on('data', function (message) {
        
        var m = message.slice(0, -1).split('::'),
            err = null,
            pin, data;
        if (!m.length) {
            return;
        }
        pin = m[0]
        data = m.length === 2 ? m[1] : null;
        if (pin == this.pin) {
            // console.log("emitting data to read event: " + data);
            var values = data.slice(0).split(',');
            this.temperature = parseInt(values[0]);
            this.humidity = parseInt(values[1]);
            this.emit('read', err, this.temperature, this.humidity);
        }
    }.bind(this));
 };
/*
 * EventEmitter, I choose you!
 */
util.inherits(DHT11, events.EventEmitter);
module.exports = DHT11;


이 API 모듈 소스의 구성은 다음과 같습니다. 먼저 DHT11 클래스와 생성자를 선언합니다. 생성자에서는 options 라는 객체를 인수로 받아 필요한 초기 환경을 설정합니다. 아두이노 보드와 센서가 연결된 핀 정보가 설정되었다면, Arduino 측에 DHT11 정보를 요청하는 메세지를 setInterval() 함수를 통해 정기적으로 전달합니다.

이 명령이 Arduino 보드에 전송되면 첫번째 항목에서 구현한 이벤트 핸들러 handleDHT11()가 호출되어 요청받은 온습도 정보를 Node.JS에 회신합니다.

그러면 Node.JS에서는 this.board.on()의 'data' 이벤트가 발생(trigger)하게 되면서 해당 정보를 가져올 수 있게 됩니다.

마지막으로 이 온습도 정보를 EventEmitter의 'read' 이벤트로 재 전송하도록 구현합니다.


3. duino API에 DHT11 추가하기


다시 root 폴더로 돌아가서 index.js를 열어 DHT11를 다음과 같이 추가합니다.


    
module.exports = {
  Board:  require('./lib/board'),
  Led:    require('./lib/led'),
  Piezo:  require('./lib/piezo'),
  Button: require('./lib/button'),
  Servo:  require('./lib/servo'),
  Sensor: require('./lib/sensor'),
  Ping:   require('./lib/ping'),
  PIR:    require('./lib/pir'),
  LCD: require('./lib/lcd'),
    DHT11: require('./lib/dht11') /* add to support DHT11 sensor */
};


이로써, duino에서 DHT11 API를 사용할 수 있게 되었습니다.


4. DHT11 API 예제


examples 폴더로 이동하면 제공하는 API 모듈 별 예제 코드가 있습니다. 여기에 이번에 추가한 DHT11 API의 예제도 추가해 봅시다.


    
/* following is a test code for DHT11 sensor. */
var arduino = require('duino');
          
console.log("Initializing arduino board...");
var board = new arduino.Board({
    device: 'COM6',
    debug: false
});
var dht11 = new arduino.DHT11({
    board: board,
    pin : 'A2'
});
board.on('ready', function () {
    console.log("arduino board is ready to serve.");
});
dht11.on('read', function (err, temp, humidity) {
    console.log("temperature: " + temp + " degree of Celcius, " + "humidity: " + humidity + "%");
});


예제를 보면 알 수 있듯이 Arduino 보드 객체와 알맞은 핀 정보를 options 객체의 속성으로 전달 후 on 함수의 'read' 이벤트 핸들러로 온습도 정보를 가져올 수 있습니다.


5. DHT11 API


지금까지 추가했던 DHT11 API의 Web IDL은 다음과 같습니다.


    enum DHT11EmitterType { "read"};

    dictionary DHT11Option {
        Board board;
        DOMString pin;
        unsigned short throttle; // time interval per each measurements
    };
     
    callback DHT11OnCallback = void (Error err, short temperature, unsigned short humidity);
    
    [Constructor, Constructor (DHT11Option option)]
    interface DHT11 {
        void on(DHT11EmitterType type, DHT11OnCallback cb); 
    };


지금까지 Node.JS를 통해 arduino의 센서를 제어하기 위해 필요한 단계를 정리해 보았습니다. duino에는 상당한 센서와 엑추에이터를 지원하는 API가 존재하나 이처럼 지원하지 않는 센서가 있을 경우에도 추가 구현이 용이하도록 구조화 되어 있습니다.

서두에 링크한 문서를 살펴보면 arduino board 에 ethernet이나 wi-fi 모듈을 추가하여 이런 센서 정보를 곧바로 웹으로 노출시키는 방법도 있습니다만 이렇게 Node.JS를 gateway로 두고 서비스를 확장하는 것이 context data를 지식화 하는데 유용한 구현 방법이라고 생각합니다.

긴 글 읽어 주셔서 감사합니다. 늘 행복하시길!

안녕하세요. '생각의 웹'입니다.


한국의 테크 샵인 대디스랩 지원에 힘입어 빠르게 프로토타이핑한 '홈 센서 프레임워크'을 소개합니다.

'홈 센서 프로임워크'는 스마트 홈 환경에서 사용자에게 필요한 서비스를 발굴하기 위해 데이터를 모으고 데이터를 분석해 컨텍스트를 발굴하기 위한 JavaScript 개발 환경입니다. 


 상세한 내용은 아래 슬라이드를 참고하시기 바랍니다.



덧붙여 제가 생각하는 이 프레임워크가 가지는 장점은 다음과 같습니다.

    • 오픈 소스 하드웨어를 이용해 스마트 홈 관련 아이디어를 손쉽게 DIY 
    • 웹 월드의 일등 시민인 JavaScript 만으로 서비스 개발 가능
    • Open API (RESTful Web API)와 연동한 서비스 개발 가능
    • 사생활 침해의 우려가 있는 민감한 컨텍스트 정보를 클라우드가 아닌 댁 내에 저장
    • HTML5 기반 멀티 스크린 (N-Screen) 서비스 ready   

개발 관련해서 궁금한 점이나 아이디어 있으시면 댓글로 남겨주세요.


감사합니다.


덧글1. 

라즈베리 파이에서 MySQL 설치가 제대로 되지 않을 경우, 아래 링크를 참고하시기 바랍니다.

http://likeplex.com/Blog/Archives/92


덧글2. 

'밸브의 신' 덕분에 의도치 않게 이 슬라이드가 관심을 많이 받게 되었네요.

슬라이드를 보고 진행하시다가 막히는 부분을 댓글로 연락처와 함께 남겨주시면 A/S 해드리도록 하겠습니다. 







  1. 생각의 웹 WebofThink 2014.09.10 04:17 신고

    관련 소스 코드를 아래 github에 공유해 두었습니다. IoT에 관심 있으신 분들에게 도움이 되길 바랍니다.
    https://github.com/hyunghunny/homesensors

  2. 생각의 웹 WebofThink 2015.02.28 18:10 신고

    Raspberry Pi에서 MySQL 설치시 시행착오가 많다는 의견 있어서 보충합니다.
    먼저 아래 설치 관련 글을 참고하시기 바랍니다:
    http://likeplex.com/Blog/Archives/92

    위의 포스팅처럼 설치가 제대로 되지 않았을 경우, 설치 제거 후 재 설치하여 시도해 보시고 추가적인 이슈 발생 시 관련 로그를 댓글로 남겨 주시면 성심껏 A/S 해드리도록 하겠습니다.

    감사합니다.

    생각의 웹 드림

  3. saykim 2015.03.01 00:34

    안녕하세요. 너무 초보적인 질문에 여러번 확인 주셔서 너무나 감사합니다. 우역곡절끝에 13번째 장까지 왔는데요....
    sudo node install jade 이렇게 명령어를 진행하면
    module.js:333
    throw err;
    ^
    Error: Cannot find module '/home/pi/install'

    이라고 ... 나오며 진행이 안됩니다.

    뭐가 문제일까요?

  4. 생각의 웹 WebofThink 2015.03.01 08:51 신고

    sudo npm install jade 로 명령어를 입력하시면 됩니다 ^^
    node는 실행하는 명령이고 npm은 설치하는 명령이라고 보시면 무방할 듯 싶네요.

  5. 가영 2017.05.18 01:12

    ㅠㅠ딱 찾던 정보인데 정리엄청잘되어있네요 따라해봐야겠네요 정말감사합니다~~

안녕하세요.

스크래치를 통해 프로그래밍 세계에 입문하신 분들을 환영합니다.


최신 스크래치인 2.0 버전은 플래쉬 앱으로 만들어져 있어 브라우저를 통해 앱을 만들고 바로 웹을 통해 공개할 수 있습니다. 제가 첫 번째 만든 데모 앱처럼요. ^^


스크래치 프로그래밍에 자신이 붙으셨다면 나만의 아이디어를 실현해 볼 수 있는 재밌는 개발 환경을 소개합니다.


  1. 라즈베리 파이에서 스크래치 프로그래밍 하기
    • 라즈베리 파이는 영국 케임브리지 대학에서 만든 싱글보드 컴퓨터로 우리 돈으로 5만원 내외면 휴대폰 충전기로 동작하는 저전력의 PC 환경을 만들 수 있습니다. (http://www.raspberrypi.org/) 라즈베리 파이의 운영체제 (OS)인 라즈비안에는 스크래치 1.4 버전이 기본 설치되어 제공되니 이 기기에서 스크래치 프로그래밍을 즐겨보는 것도 색다른 즐거움이 될 것입니다.


  2. 아두이노를 스크래치로 프로그래밍 하기
    • 아두이노는 내가 원하는 회로를 구성해 컴퓨터로 제어할 수 있는 마이크로 컨트롤러로 오픈 소스로 만들어져 많은 사용자들을 확보하고 있습니다. (http://ko.wikipedia.org/wiki/%EC%95%84%EB%91%90%EC%9D%B4%EB%85%B8
    • 아두이노는 원래는 C/C++ 언어로 개발하도록 제공되나 스크래치에서 개발할 수 있는 S4A라는 프로젝트가 존재합니다. (http://s4a.cat/) 이 블로그에서는 주로 S4A를 이용하여 스크래치로 개발한 사례를 소개하고자 합니다.



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