언제 어디서나 인터넷에 접속 할 수 있는 유비쿼터스 패러다임이 확대 되면서 다양한 기기가 인터넷에 연결되는 사물인터넷에 대한 기대와 관심이 높아지고 이다. 사물인터넷에 대한 관심이 높아지면서 더불어 오픈소스 하드웨어에 대한 관심도 높아지고 있다. 이로 인해 최근 거대한 생산 장비를 보유하지 않은 일반인이 디지털 제작 도구를 활용하여 생각했던 제품을 실제로 만드는 창작자인 메이커가 새로운 트렌트로 부상하고 있다. 이러한 메이커들이 제품을 만드는 방법을 공유하면서 오픈소스 제조업 운동인 '메이커 운동'이 확산되었다. 국내의 경우에도 정부의 정책적 지원을 통해 메이커 운동이 활성화 되고 있는 추세이다. 하지만 선진국에 비해 메이커 문화에 대한 인식과 환경이 미비하고, 메이커를 위한 특화된 교육/개발용 장비나 키트 없이 오픈 플랫폼 하드웨어와 소프트웨어만을 이용하는 실정이다.
언제 어디서나 인터넷에 접속 할 수 있는 유비쿼터스 패러다임이 확대 되면서 다양한 기기가 인터넷에 연결되는 사물인터넷에 대한 기대와 관심이 높아지고 이다. 사물인터넷에 대한 관심이 높아지면서 더불어 오픈소스 하드웨어에 대한 관심도 높아지고 있다. 이로 인해 최근 거대한 생산 장비를 보유하지 않은 일반인이 디지털 제작 도구를 활용하여 생각했던 제품을 실제로 만드는 창작자인 메이커가 새로운 트렌트로 부상하고 있다. 이러한 메이커들이 제품을 만드는 방법을 공유하면서 오픈소스 제조업 운동인 '메이커 운동'이 확산되었다. 국내의 경우에도 정부의 정책적 지원을 통해 메이커 운동이 활성화 되고 있는 추세이다. 하지만 선진국에 비해 메이커 문화에 대한 인식과 환경이 미비하고, 메이커를 위한 특화된 교육/개발용 장비나 키트 없이 오픈 플랫폼 하드웨어와 소프트웨어만을 이용하는 실정이다.
As the ubiquitous paradigm that allows users to access the Internet anytime and anywhere is expanding, the expectation and interest of the Internet is increasing. As interest in the Internet has increased, interest in open source hardware has also increased. As a result, the maker, who is a creator ...
As the ubiquitous paradigm that allows users to access the Internet anytime and anywhere is expanding, the expectation and interest of the Internet is increasing. As interest in the Internet has increased, interest in open source hardware has also increased. As a result, the maker, who is a creator who actually uses the digital production tools to create a product that he thought, is emerging as a new trend. As these makers shared how to make products, the 'maker movement', an open source manufacturing movement, spread. In the case of the domestic market, the government's policy support is also stimulating the maker movement. However, compared to developed countries, there is not enough awareness and environment of maker culture, and only open platform hardware and software are used without special education / development equipment or kit for maker.
As the ubiquitous paradigm that allows users to access the Internet anytime and anywhere is expanding, the expectation and interest of the Internet is increasing. As interest in the Internet has increased, interest in open source hardware has also increased. As a result, the maker, who is a creator who actually uses the digital production tools to create a product that he thought, is emerging as a new trend. As these makers shared how to make products, the 'maker movement', an open source manufacturing movement, spread. In the case of the domestic market, the government's policy support is also stimulating the maker movement. However, compared to developed countries, there is not enough awareness and environment of maker culture, and only open platform hardware and software are used without special education / development equipment or kit for maker.
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제안 방법
구현된 사물인터넷 메이커 보드는 WiFi모듈과 Bluetooth 모듈을 사용하기 위한 펌웨어를 라이브러리화 하여 하드웨어적 개념을 알지 못하는 소프트웨어 개발자 또한 디바이스에 센서 및 엑츄에이터를 연결하여 사물인터넷 서비스를 연동할 수 있도록 구현하였다.
따라서 본 논문에서는 메이커를 위한 아두이노 기반의 실질적인 서비스 연동을 위한 MQTT 프로토콜을 활용한 사물인터넷 메이커 키트와 사물인터넷 플랫폼 서버, 메이커 클라이언트를 설게 및 구현한다.
또한 안드로이드를 대상으로 Server-client 간 IoT 서비스를 제공하기 위한 Java 기반의 사물인터넷 메이커 클라이언트 라이브러리를 구현하였다.
제안한 사물인터넷 플랫폼의 성능을 검증하기 위해 사물인터넷 기반 스마트 홈서비스를 구축하였다.
2. baudRate 배열의 값에 순차적으로 접근하여 아두이노 모듈의 UART 통신을 초기화하고, AT Command를 전송하여 응답을 확인한다.
3. AT Command 전송 후 OK 문자열을 수신하여 아두이노와 블루투스 모듈이 정상적으로 UART 통신이 연결되면 블루투스 모듈을 제어하기 위해 ATCommand를 전송하고 Timout 동안 블루투스 응답을 대기하는 과정을 반복해서 진행한다.
본 논문에서 구현하는 사물인터넷 플랫폼은 MQTT 프로토콜과 HTTP 프로토콜을 이용하였으며, 클라이언트와 디바이스간 통신을 위해 Nodejs로 구축하였다.
본 논문에서 구현한 사물인터넷 키트는 기능들을 라이브러리로 제작하였으며, 동작 상태 및 데이터 수신은 UART를 통해 시리얼 모니터로 확인한다.
본 논문에서 구현한 사물인터넷 키트의 성능 검증을 위해 메이커 키트를 활용하여 스마트 홈을 구축하였다.
본 논문에서는 메이커를 위한 아두이노 기반의 실지적인 서비스 연동이 가능한 사물인터넷 메이커 보드와 사물인터넷 플랫폼 서버, 메이커 클라이언트를 설게 및 구현하였다.
본 장에서는 앞서 설계한 내용을 바탕으로 아두이노 기반의 사물인터넷 메이커 보드를 구현하였으며 사물 인터넷 플랫폼 서버는 IoT 디바이스 표준 프로토콜인 MQTT 프로토콜을 지원하기 위해 MQTT Broker로 Mosquitto를 서버 내부에서 구성하고 Nodejs를 기반으로 서비스 서버를 구현하였다.
대상 데이터
본 논문에서 제안하는 사물인터넷 플랫폼 서버는 사물인터넷 메이커 보드와 Publish/Subscribe를 중계하기 위한 MQTT Broker와 클라이언트에게 IoT 서비스 기능을 제공하기 위한 서비스 서버로 구성된다.
본 논문에서는 사물인터넷 플랫폼 서버와 클라이언트 간 특정 Topic에 대한 Publish/Subscribe를 제공하기 위해 웹 소켓을 활용한다[8].
본장에서는 아두이노 기반의 사물인터넷 메이커 보드와 MQTT 프로토콜 기반의 사물인터넷 플랫폼 서버와 사물인터넷 메이커 클라이언트 라이브러리를 설계 한다[4,5].
성능/효과
1. 블루투스 모듈과 UART 통신 연결을 위해 배열에 블루투스에서 지원하는 baudRate를 초기화한다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
Communication Module의 구성 요소는 무엇인가?
Communication Module은 WiFi 모듈, 블루투스 모듈로 구성된다. WiFi 모듈은 인터넷을 통한 데이터 교환을 위해 IEEE802.
사물인터넷 메이커 보드의 구성 요소는 무엇인가?
사물인터넷 메이커 보드는 오픈 플랫폼 하드웨어 중 가장 일반적으로 아두이노 기반으로 설계되며, 인터넷 프로토콜과 블루투스 통신을 지원하는 Communication Module, 각종 센서와 엑츄에이터를 연결하기 위한 Interface Module로 구성된다. 사물인터넷 메이커 보드 의구성은 그림 1과 같다.
참고문헌 (8)
S. Y. Kim, Y. J. Jung and Y. S. Hwang "A Study on the Composition and Characteristic of Maker Space," Journal of the Korean Institute of Interior Design, vol. 2016, no. 5, pp. 203-206, May 2016.
J. H. Ham, S. Y. Lee and H. J. Kim, "Standardization for building ICT DIY policy and maker ecosystem," The Journal of The Korean Institute of Communication Sciences, vol. 33, no. 1, pp. 5-10, Dec. 2015.
J. S. Kim, "Study on SW Education and STEAM Education using Arduino for Technology Subject," The Korean Journal of Technology Education, vol. 15, no. 1, pp. 22-46, Apr. 2015.
S. H. Kim, D. H. Kim, H. S. Oh, H. S. Jeon and H. J. Park, "The Data Collection Solution Based on MQTT for Stable IoT Platforms," Journal of the Korea Institute of Information and Communication Engineering, vol. 20, no. 4, pp. 728-738, Apr. 2016.
S. H. Shim and H. B. Kim, "Internet of Things and MQTT Technology," Journal of the Korea Institute Of Information Security And Cryptology, vol. 24, no. 6, pp. 37-47, Dec. 2014.
S. Y. Kim, Y. J Jung and Y. S Hwang "Real-time and Parallel Semantic Translation Technique for Large-Scale Streaming Sensor Data in an IoT Environment," Journal of Korea Information Science Society, vol. 42, no. 1, pp. 54-67, Jan. 2015.
D. H. Kim and J. Kwak, "Design of Improved Authentication Protocol for Sensor Networks in IoT Environment," Journal of the Korea Institute of Information Security & Cryptology, vol. 25, no. 2, pp. 467-478, Apr. 2015.
S. H. Kim, J. H. Lee, C. S. Oh, H. S. Oh, D. H. Kim and H. J. Park, "The Design of IoT Platform Using MQTT Protocol and Web Socket," Communications of the Korean Institute of Information Scientists Engineers, vol. 2015, no. 12, pp. 425-427, Dec. 2015.
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