사물인터넷 프로그래밍의 모든 것!
사물인터넷의 중심에 라즈베리 파이 놓기!

사물인터넷은 물건을 나타내는 원자 세계와 인터넷을 통하여 정보를 나타내는 비트 세계의 만남이다. 라즈베리 파이는 아두이노와 더불어 사물인터넷을 위한 소프트웨어를 프로그래밍할 수 있는 대표적인 오픈소스 교육용 컴퓨터다. 그리고 이 책은 라즈베리 파이를 활용하여 사물인터넷 프로그래밍을 하려는 사람들을 위해 집필되었다. 리눅스 환경에서 파이썬으로 웹 서버를 구축하고, 센서 등의 입출력 장치를 제어하며, 다른 컴퓨터 및 클라우드 서버와 네트워크를 통해 연동하는 다양한 방법을 다룬다. 라즈베리 파이를 사용하여 사물인터넷 장치를 만들고 구현하려는 사람들에게 교재에서 다루는 다양한 기술과 예제가 실질적인 도움을 줄 것이다.

한국과학기술원(KAIST)에서 전기 및 전자공학 학사를 거쳐 석사 및 박사 학위를 취득하였다. 이후 한국전자통신연구원(ETRI)에서 선임연구원으로 근무하였으며, 현재는 동의대학교 컴퓨터소프트웨어공학과 교수로 재직 중이다. 저서로는 『임베디드 리눅스 프로그래밍 및 응용』(2011), 『리눅스 프로그래밍 입문』(2010) 등이 있다.

CHAPTER 1 라즈베리 파이 소개 1
1.1 개요 3
1.2 시스템 구성 3
1.3 라즈비안 설치 9
1.4 라즈베리 파이 부팅 및 설정 12
1.5 라즈비안의 구성 14
1.6 기본 설정 19
1.7 라즈베리 파이 관련 사이트 25

CHAPTER 2 리눅스 환경 27
2.1 리눅스 접속 29
2.2 리눅스 파일 시스템 37
2.3 기본 명령어 39
2.4 일반 명령어 45
2.5 시스템 관리 명령 53
2.6 파일 편집 61
2.7 셸 환경 70

CHAPTER 3 파이썬 환경 81
3.1 파이썬 개요 83
3.2 파이썬 실행 83
3.3 변수와 자료형 85
3.4 구문과 프로그램 제어 91
3.5 함수형 프로그래밍 94
3.6 클래스와 객체 100
3.7 입출력과 예외 102
3.8 동시 실행 106
3.9 모듈 111
3.10 파이게임 모듈 112

CHAPTER 4 웹 서버 프로그래밍 123
4.1 웹 서버 개요 125
4.2 웹 서버 설치 127
4.3 파이썬 웹 프로그래밍 135
4.4 Flask 웹 응용 프레임워크 149
4.5 MariaDB 데이터베이스 설치 183
4.6 파이썬 MariaDB 프로그래밍 199
4.7 SQLite 데이터베이스 204
4.8 REST API 설계 216

CHAPTER 5 GUI 프로그래밍 223
5.1 그래픽 윈도우 시스템 개요 225
5.2 Tkinter 파이썬 GUI 프로그래밍 227
5.3 Qt/PySide2 프로그래밍 234
5.4 Qt Designer를 이용한 프로그래밍 261
5.5 Qt Quick을 이용한 프로그래밍 274

CHAPTER 6 하드웨어 제어 297
6.1 GPIO 개요 299
6.2 GPIO 디지털 입출력 제어 306
6.3 GPIO 직렬 전송 제어 319
6.4 적외선 센서 모듈 340
6.5 디스플레이 장치 실습 346

CHAPTER 7 카메라 장치 활용 359
7.1 카메라 연결 개요 361
7.2 USB 웹캠 연결 361
7.3 파이카메라 연결 364
7.4 motion 프로그램을 통한 원격 감시 시스템 369
7.5 mjpg.streamer 프로그램을 통한 원격 스트리밍 372
7.6 VLC 프로그램을 통한 원격 스트리밍 375
7.7 PIL 및 matplotlib 모듈을 활용한 이미지 처리 376
7.8 OpenCV를 활용한 영상 처리 378
7.9 휴대용 카메라 제작 386

CHAPTER 8 모터 연결 및 RC 카 제어 389
8.1 모터 개요 391
8.2 서보모터 제어 391
8.3 DC 모터 제어 395
8.4 RC 카 제어 397

CHAPTER 9 위치 및 방향 측정 장치 활용 407
9.1 GPS 수신기 개요 409
9.2 GPS 수신기 연결 409
9.3 지도 위에 현재 위치 나타내기 413
9.4 날씨 예보 장치 만들기 415
9.5 Navit 내비게이션 프로그램 구동 422
9.6 IMU 센서 활용하기 428

CHAPTER 10 아두이노 보드 연결 443
10.1 아두이노 소개 445
10.2 아두이노 프로그래밍 446
10.3 UART를 이용한 연결 449
10.4 Xbee 모듈을 이용한 통신 452
10.5 블루투스 및 BLE를 이용한 통신 458

CHAPTER 11 사물인터넷 보드 활용 501
11.1 사물인터넷 보드 개요 503
11.2 ESP8266 모듈을 이용한 아두이노 프로그래밍 503
11.3 아두이노 IDE를 활용한 ESP8266 펌웨어 프로그래밍 515
11.4 NodeMCU 보드 활용 527
11.5 PlatformIO/VSCode를 활용한 ESP8266 펌웨어 프로그래밍 548
11.6 ESP32 보드 활용 566
11.7 MQTT 프로토콜 581
11.8 LoRaWAN을 활용한 장치 제어 및 모니터링 592

CHAPTER 12 사물인터넷 서비스 활용 611
12.1 사물인터넷 개요 613
12.2 WebIOPi 웹 서버 연결 613
12.3 OpenHAB 621
12.4 Home Assistant 홈 서버 645
12.5 클라우드 데이터 저장 서비스 661
12.6 사물인터넷 연동 서비스 665

CHAPTER 13 음성 인식과 가상 비서 683
13.1 리눅스 사운드 시스템 및 음성 변환 테스트 685
13.2 음성 인식, 합성 및 가상 비서 시스템 개요 688
13.3 음성 인식 688
13.4 음성 합성 697
13.5 가상 비서 699