아두이노 라즈베리파이 구축

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[iot 사물인터넷 제작]

사람간 통신으로 이용하는 시대에서 '사물간 통신'으로 확산되어 갈 것입니다.

자동차, 자전거, 자판기, 애완견먹이주는기계, 전기밥솥, 보일러, 가전제품, 도어문, 창문, 전등, 도어락, 물류시스템, 화물차량, 교통시스템, 신호체계, 차량흐름을 파악하는 관제시스템, 스마트팜(농장), 스마트공장 등

[IoT 사물인터넷 제작의 기술]

센서 및 액추에이터

센서: 온도, 습도, 조도, 압력, 가속도, 위치 등 다양한 물리적 데이터를 수집하는 장치입니다.

액추에이터: 수집된 데이터를 기반으로 물리적 동작을 수행하는 장치로, 예를 들어 모터, 밸브, 히터 등이 있습니다.

통신 기술

Wi-Fi: 고속 데이터 전송이 필요한 경우 주로 사용되며, 가정 및 사무실 환경에서 많이 사용됩니다.

Bluetooth: 근거리 데이터 전송에 사용되며, 주로 웨어러블 기기나 소형 IoT 기기에서 많이 사용됩니다.

Zigbee/Z-Wave: 저전력, 저비용 무선 통신 기술로, 스마트홈 기기 간의 통신에 주로 사용됩니다.

LoRaWAN: 장거리 저전력 통신 기술로, 넓은 지역에서의 IoT 네트워크 구축에 적합합니다.

NB-IoT: 협대역 IoT 기술로, 이동통신망을 통해 저전력, 저비용으로 데이터를 전송할 수 있습니다.

클라우드 컴퓨팅

데이터 저장 및 처리: 센서로부터 수집된 대량의 데이터를 저장하고, 이를 분석하여 유의미한 정보를 도출합니다.

원격 접근: 클라우드를 통해 언제 어디서나 IoT 기기와 데이터를 접근하고 관리할 수 있습니다.

서버리스 컴퓨팅: 클라우드 서비스 제공자가 서버 관리 부담을 덜어주고, 개발자는 애플리케이션 로직에 집중할 수 있습니다.

데이터 분석 및 머신러닝

데이터 분석: 수집된 데이터를 분석하여 패턴을 발견하고, 이를 기반으로 예측 모델을 구축합니다.

머신러닝: 데이터를 학습하여 예측 모델을 개선하고, 자동화된 의사결정을 지원합니다.

보안 기술

암호화: 데이터의 기밀성을 보장하기 위해 전송 중인 데이터를 암호화합니다.

인증 및 권한 관리: IoT 기기와 사용자 간의 인증을 통해 보안을 강화하고, 권한을 관리합니다.

침입 탐지 시스템(IDS): 네트워크 트래픽을 모니터링하여 이상 징후를 감지하고, 보안 위협을 방지합니다.

엣지 컴퓨팅

로컬 데이터 처리: 데이터의 일부를 IoT 기기 근처에서 처리하여 응답 시간을 줄이고, 네트워크 부하를 감소시킵니다.

실시간 분석: 엣지 디바이스에서 실시간으로 데이터를 분석하고, 즉각적인 대응을 가능하게 합니다.

하드웨어 플랫폼

마이크로컨트롤러 및 마이크로프로세서: IoT 기기의 두뇌 역할을 하며, 데이터를 처리하고 통신을 관리합니다. 예: Arduino, Raspberry Pi.

개발 보드: 다양한 센서와 액추에이터를 연결하고, 프로토타입을 개발할 수 있는 플랫폼입니다. 예: ESP8266, ESP32.

소프트웨어 플랫폼 및 프레임워크

IoT 운영체제: IoT 기기에서 실행되는 경량 운영체제로, 실시간 운영체제(RTOS) 등이 있습니다.

개발 프레임워크: IoT 애플리케이션을 개발할 수 있는 소프트웨어 도구와 라이브러리입니다. 예: Node-RED, Arduino IDE.

  • 1사람간 통신으로 이용하는 시대에서 '사물간 통신'으로 확산되어 가고 있습니다.
  • 1자동차, 자전거, 자판기, 애완견먹이주는기계, 전기밥솥, 보일러, 가전제품, 도어문, 창문, 전등, 도어락, 물류시스템, 화물차량, 교통시스템, 신호체계, 차량흐름을 파악하는 관제시스템, 스마트팜(농장), 스마트공장 등
  • 1CCTV가 사람의 눈을 대체하게 되며, CCTV가 시야외에 여러 센서로 다양한 변화값을 감지하게 됩니다.
  • 1IoT 시제품 제작, 시스템개발, 회로설계, PCB개발, 프로그램제작, 앱 어플 제작, 펌웨어코딩, 융복합컨버전스기술, API 개발
  • 1센서와 이동통신 모뎀이 최소화로 개발되고 확산추세에 있으므로 모든 생산품에 이를 장착 융복합하고자 하는 기술을 체계화하고 있습니다.

센서모듈

저장매체 SD 카드

엑츄에이터

소프트웨어 + 데이타베이스

어플리케이션 UI

네트워크 통신망

단말기(PC, 모니터, 스마트폰)

IO 아답터

사물인터넷 IoT 제작을 통하여 원격으로 편리하게 통제하게 됩니다.

벌판에 멀리 떨어져 있는 사물(물체)이더라도 무선으로 유기적인 통신을 할수 있게 하여 네트워크에 참가하게 됩니다.

현장에 없어도 원격에서 제어가 가능하며, 작업상태, 작업상황을 실시간으로 확인이 가능하게 됩니다.

제품에 지능을 달아서 통신이 가능합니다. 제품에 센서나 송신기, 수신기를 달아서 인터랙티브한 상호작용을 하게 됩니다. 

  • 1센서 및 액추에이터
       - 온도 센서, 습도 센서, 조도 센서, 압력 센서, 가속도 센서, 위치 센서
       - 모터, 밸브, 히터
  • 2엣지 디바이스
       - 마이크로컨트롤러 (예: Arduino, ESP32)
       - 통신 모듈 (예: Wi-Fi 모듈, Bluetooth 모듈, Zigbee 모듈)
  • 3통신 네트워크
       - 로컬 네트워크: Wi-Fi 라우터, Bluetooth 네트워크, Zigbee 네트워크
       - 인터넷: 게이트웨이를 통해 클라우드 서버와 연결
  • 4게이트웨이
       - 데이터 집계 및 전송: 여러 엣지 디바이스로부터 데이터를 수집하고 클라우드로 전송
       - 프로토콜 변환: 다양한 통신 프로토콜을 변환하여 호환성 제공
  • 5클라우드 인프라
       - 데이터 저장 및 처리: 데이터베이스 서버, 데이터 분석 서버
       - 애플리케이션 서버: 사용자 인터페이스와 API 제공
  • 6사용자 인터페이스
       - 웹 애플리케이션: 데이터 시각화 대시보드, 제어 패널
       - 모바일 애플리케이션: 실시간 모니터링, 원격 제어

IOT는 부피가 작아 기존 시스템에 비해 경제적인 효과가 발생하게 됩니다.

개방형 IoT 디바이스 플랫폼 기술

개방형 IoT 클라우드 플랫폼 기술

이미지 없음

[ 사물인터넷 장점 ]

효율성 향상

1. 자동화: 반복적이고 시간이 많이 소요되는 작업을 자동화하여 인력과 시간을 절약할 수 있습니다.
2. 실시간 모니터링: 기기와 시스템의 상태를 실시간으로 모니터링하여 문제를 조기에 발견하고 신속하게 대응할 수 있습니다.

비용 절감

3. 예측 유지보수: 기계의 상태를 실시간으로 모니터링하고 고장을 예측하여 사전에 유지보수를 실시함으로써 다운타임을 최소화하고 유지보수 비용을 절감할 수 있습니다.
4. 에너지 절약: 에너지 사용을 최적화하여 전기, 가스 등의 비용을 절감할 수 있습니다.

데이터 기반 의사결정

5. 데이터 분석: 수집된 데이터를 분석하여 더 나은 의사결정을 내릴 수 있습니다. 예를 들어, 생산 공정의 데이터를 분석하여 병목 현상을 파악하고 개선할 수 있습니다.
6. 예측 분석: 머신러닝과 AI를 활용하여 미래의 트렌드를 예측하고, 이에 맞춰 전략을 수립할 수 있습니다.

품질 개선

7. 실시간 경고 시스템: 위험 상황을 실시간으로 감지하고 경고하여 사고를 예방할 수 있습니다.
8. 불량 감소: 데이터를 기반으로 불량 원인을 분석하고 예방 조치를 취함으로써 불량률을 낮출 수 있습니다.

안전성 강화

9. 실시간 경고 시스템: 위험 상황을 실시간으로 감지하고 경고하여 사고를 예방할 수 있습니다.
10. 원격 모니터링: 위험한 환경에서도 원격으로 상태를 모니터링하고 제어할 수 있어 작업자의 안전을 보장합니다.

유연성 및 확장성

11. 유연한 시스템 구성: IoT 기기와 시스템을 필요에 따라 쉽게 추가하거나 제거할 수 있어 유연한 시스템 구성이 가능합니다
12. 확장성: IoT 플랫폼은 다양한 기기와의 호환성을 제공하여 시스템을 확장하기 용이합니다.

고객 경험 개선

13. 맞춤형 서비스 제공: 고객의 사용 데이터를 분석하여 맞춤형 서비스를 제공할 수 있습니다. 예를 들어, 스마트홈 시스템에서 사용자의 생활 패턴을 분석하여 맞춤형 환경을 자동으로 조성할 수 있습니다.
14. 실시간 지원: 고객이 문제를 겪을 때 실시간으로 지원을 제공하여 만족도를 높일 수 있습니다.

환경 보호

13.에너지 효율: 에너지 사용을 최적화하여 탄소 배출을 줄이고, 친환경 공정을 도입할 수 있습니다.
14. 폐기물 관리: 생산 과정에서 발생하는 폐기물을 최소화하고, 재활용을 촉진할 수 있습니다.

새로운 비즈니스 기회 창출

13.서비스 모델 혁신: IoT를 통해 새로운 서비스 모델을 개발할 수 있습니다. 예를 들어, 제품을 판매하는 대신 구독형 서비스로 전환할 수 있습니다.
14. 데이터 기반 비즈니스: 수집된 데이터를 활용하여 새로운 비즈니스 기회를 발굴하고, 고객에게 더 나은 가치를 제공할 수 있습니다.

IoT의 도입은 다양한 산업 분야에서 효율성과 생산성을 높이고, 비용을 절감하며, 품질을 개선하는 등 여러 가지 장점을 제공합니다. 이를 통해 기업은 경쟁력을 강화하고, 지속 가능한 성장을 이룰 수 있습니다.