사물인터넷 컴퓨팅

고려사이버대학교
한병준, 위성홍

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주제분류

공학 >컴퓨터ㆍ통신 >소프트웨어공학
강의학기

2018년 2학기

조회수

33,733
평점

1.6/5.0 (3)

강의계획서

4차 산업혁명 시대를 맞이하여 사물인터넷(IoT) 컴퓨팅의 중요성이 대두되고 있다. 본 수업에서는 아두이노(Arduino)를 활용한 사물인터넷 컴퓨팅에 대하여 학습한다. 아두이노와 다양한 센서, 모듈, 장치와 통신 방식을 학습하여 현실세계와 상호작용하는 피지컬 컴퓨팅을 구현하는 방법에 대하여 학습한다.

강의소개

차시별 강의

1.	강의소개
	1주차: 사물인터넷 컴퓨팅의 개요	1주차 강의 교재입니다.
	-1차시 : 사물인터넷 컴퓨팅의 개요	사물인터넷 컴퓨팅의 개요에 대해 이해할 수 있다.
	-2차시 : 아두이노 셋업	사물인터넷 컴퓨팅 프로젝트 진행에 필요한 아두이노 하드웨어 환경에 대해 알 수 있다. 아두이노 하드웨어에 프로그래밍 하기 위한 아두이노 IDE에 대해 알 수 있다. 학습자 스스로 자신의 PC에 아두이노 IDE를 직접 설치하여 보고 실행할 수 있다.
	-3차시 : blink 예제	아두이노에서 개발 순서를 이해할 수 있다. Blink 예제의 작동 원리를 이해할 수 있다.
2.	2주차: 디지털 입출력	2주차 강의 교재입니다.
	-1차시 : 디지털 출력	브레드 보드의 원리를 이해하고 회로 배선을 구성할 수 있다. LED의 구동 원리를 이해하고 LED 회로를 구성할 수 있다. 아두이노 환경에서 디지털 출력을 구현할 수 있다.
	-2차시 : 디지털 입력	버튼의 원리를 이해하고 버튼을 위한 회로를 구성할 수 있다. 아두이노 환경에서 디지털 입력을 구현할 수 있다. 디지털 입력과 디지털 출력을 조합하여 응용할 수 있다.
	-3차시 : 조명 제어 시스템	릴레이의 작동 원리를 이해하고 릴레이 기반 회로를 구성할 수 있다. 아두이노의 디지털 입출력과 릴레이를 연계할 수 있다. 디지털 입출력과 릴레이를 이용하여 조명 제어 시스템을 만들 수 있다.
3.	3주차: 아날로그 입출력	3주차 강의 교재입니다.
	-1차시 : PWM 출력	PWM 출력의 원리를 이해하고 PWM 출력의 형태를 설계할 수 있다. 아두이노 환경에서 PWM 출력을 구현할 수 있다. PWM 출력을 이용하여 LED의 밝기를 조절할 수 있다.
	-2차시 : 아날로그 입력	가변저항의 원리를 이해하고 가변저항 회로를 구성할 수 있다. 아두이노 환경에서 아날로그 입력을 구현할 수 있다. 아두이노 환경에서 PWM 출력과 아날로그 입력을 조합할 수 있다.
	-3차시 : 아날로그 센서 응용	아날로그 입력 단자에 연결하는 각종 센서의 공통 원리를 이해할 수 있다. 아날로그 입력 단자에 센서를 구성하는 일반적인 회로 형태를 이해할 수 있다. 압력으로 빛의 밝기를 조절하는 디지털/아날로그 복합 시스템을 만들 수 있다.
4.	4주차: 시리얼 통신	4주차 강의 교재입니다.
	-1차시 : 시리얼 송신	시리얼 통신의 개념을 습득하고 통신 방식을 이해할 수 있다. 아두이노 환경에서 시리얼 송신을 구현할 수 있다. 아두이노 IDE에서 시리얼 송신을 모니터할 수 있다.
	-2차시 : 시리얼 수신	아두이노 환경에서 시리얼 수신을 구현할 수 있다. RGB LED의 원리를 이해하고 회로를 구성할 수 있다. 시리얼 수신의 원리를 이용하여 RGB LED를 제어할 수 있다.
	-3차시 : LED 모듈	LED 모듈의 구조와 특성을 이해할 수 있다. LED 모듈 제어를 위한 하드웨어를 구성할 수 있다. LED 모듈 제어를 위한 소프트웨어를 구현할 수 있다.
5.	5주차: 스피커 제어	5주차 강의 교재입니다.
	-1차시 : 스피커 제어	스피커의 작동 원리를 학습하고 스피커 회로를 구성할 수 있다. 아두이노 환경에서 스피커를 제어할 수 있다. 버튼과 스피커를 이용하여 버튼 피아노를 만들 수 있다.
	-2차시 : 소리 모듈	아두이노에서 소리 모듈을 위한 회로를 구성할 수 있다. 아두이노에서 소리 모듈을 위한 소프트웨어를 구현할 수 있다.
	-3차시 : 사물 감지 시스템	사물 감지를 위한 IR 센서의 원리를 이해할 수 있다. 아두이노에서 IR 센서를 이용한 회로를 구현할 수 있다. IR 센서와 소리 모듈을 이용하여 사물 감지 시스템을 구축할 수 있다.
6.	6주차: 모터 제어	6주차 강의 교재입니다.
	-1차시 : DC 모터	DC모터의 원리를 이해하고 회로를 구성할 수 있다. 외부 전원 회로에 필수인 트랜지스터의 작동 원리를 이해할 수 있다. 아두이노 환경에서 DC 모터를 제어할 수 있다.
	-2차시 : 서보 모터	서보 모터 제어를 위한 작동 원리를 이해할 수 있다. 아두이노 환경에서 서보모터 제어를 위한 회로를 구성할 수 있다. 서보모터 제어를 위한 소프트웨어를 구현할 수 있다.
	-3차시 : 움직이는 장난감	움직이는 장난감의 작동 원리를 이해할 수 있다. 아두이노 환경에서 장난감을 구성하기 위한 하드웨어를 구성할 수 있다. 장난감의 움직임을 구현하는 알고리즘을 구현할 수 있다.
7.	7주차: 데이터 입출력 확장	7주차 강의 교재입니다.
	-1차시 : 시프트 레지스터	시프트 레지스터의 작동 원리와 용도를 이해할 수 있다. 시프트 레지스터를 이용한 하드웨어와 소프트웨어를 구성할 수 있다. 아두이노 환경에서 다수의 LED 출력을 제어할 수 있다.
	-2차시 : 인터럽트	폴링과 인터럽트의 원리를 이해할 수 있다. 아두이노에서 인터럽트를 이용한 소프트웨어를 구성할 수 있다. 인터럽트의 유무에 따른 작동방식의 차이를 이해할 수 있다.
	-3차시 : 멀티태스킹	멀티태스킹의 정의와 구현 원리를 이해할 수 있다. 아두이노 환경에서 멀티태스킹 구성을 위한 프로그램 구조를 이해할 수 있다. 멀티태스킹의 구현 원리와 기술로 멀티태스킹 응용을 구현하고 확장할 수 있다.
8.	8주차: 주행로봇 제작	8주차 강의 교재입니다.
	-1차시 : 모터쉴드 다루기	주행로봇을 정확하게 제어하기 위해 모터쉴드의 동작을 확인할 수 있다. 모터의 연결단자의 극성을 정확하게 파악할 수 있다.
	-2차시 : 주행로봇의 프레임 조립	주행로봇의 골격을 완성할 수 있다. 모터가 설계한 방향으로 동작하도록 정확하게 연결할 수 있다.
	-3차시 : 주행로봇 움직이기	주행로봇이 설계자가 지정한 방향으로 정확하게 움직이게 할 수 있다. 장애물 센서를 활용하여 비상시에 동작을 멈출 수 있다.
9.	9주차: I^2C 통신	9주차 강의 교재입니다.
	-1차시 : I2C 이론	I2C 통신의 정의와 특징을 이해할 수 있다. I2C 통신에서 통신이 확립되는 과정을 이해할 수 있다. I2C 통신에서 장치와 데이터를 읽고 쓰는 과정을 이해할 수 있다.
	-2차시 : I2C 응용	아두이노 환경에서 I2C 통신을 구현하기 위한 조건을 이해할 수 있다. 아두이노 환경에서 I2C 통신을 위한 하드웨어를 구성할 수 있다. 아두이노 환경에서 I2C 통신을 위한 소프트웨어를 구현할 수 있다.
	-3차시 : LCD 장치	LCD 장치의 작동 원리를 이해하고 장치 제어를 위한 회로를 구성할 수 있다. 아두이노에서 LiquidCrystal 라이브러리를 사용할 수 있다. 온도 센서와 LCD 장치를 이용하여 온도계 시스템을 만들 수 있다.
10.	10주차: SPI 통신	10주차 강의 교재입니다.
	-1차시 : SPI 이론	SPI 통신의 정의와 특징을 이해할 수 있다. SPI 통신에서 통신이 확립되는 과정을 이해할 수 있다. SPI 통신에서 장치와 데이터를 읽고 쓰는 과정을 이해할 수 있다.
	-2회차 : SPI 응용	디지털 가변저항의 원리를 이해하고 작동을 구상할 수 있다. SPI 장치와 아두이노를 이용한 회로를 구성할 수 있다. 아두이노 환경에서 SPI 장치 제어를 위한 소프트웨어를 구현할 수 있다.
	-3차시 : SD 카드	SD 카드를 비롯한 다양한 외부저장 미디어의 작동원리를 이해할 수 있다. SD 카드 사용을 위한 SD 카드 실드를 사용할 수 있다. 아두이노 환경에서 SD 카드 실드 제어를 위한 소프트웨어를 구현할 수 있다.
11.	11주차: 무선 통신	11주차 강의 교재입니다.
	-1차시 : 블루투스 통신	블루투스의 기술적 개념을 설명할 수 있다. 블루투스 모듈을 AT 명령어로 설정할 수 있다.
	-2차시 : 무선랜 통신	무선랜의 기술적 개념을 설명할 수 있다. 무선랜 모듈을 AT 명령어로 설정할 수 있다.
	-3차시 : 초소형 웹 서버	ESP-01을 사용하여 웹서버를 구축할 수 있다. 무선 인터넷 연결을 통하여 아두이노를 제어할 수 있다.
12.	12주차: 클라우드 서비스 연동	12주차 강의 교재입니다.
	-1차시 : Thingspeak 연동	Thingspeak의 특징을 이해할 수 있다. Thingspeak와 아두이노를 연동하여 수집된 데이터를 관리 할 수 있다.
	-2차시 : Blynk 연동	Blynk를 활용하여 아두이노의 기능을 확장할 수 있다. Blynk를 활용하여 IoT 앱을 구성할 수 있다.
	-3차시 : IFTTT 연동	IFTTT의 특징을 이해할 수 있다. IFTTT와 아두이노를 연동하여 텔레그램에 메시지를 전달할 수 있다.
13.	13주차: ESP8266 활용	13주차 강의 교재입니다.
	-1차시 : 아두이노와 위모스	위모스의 개발 환경을 구축할 수 있다. 아두이노 IDE를 이용하여 위모스 소프트웨어를 개발할 수 있다.
	-2차시 : 온습도 모니터링	위모스와 온습도 센서를 활용하여 더욱 쉽게 IoT 기능을 구현할 수 있다.
	-3차시 : 미세먼지 모니터링	먼지 측정 센서를 활용하여 생활환경을 모니터링 할 수 있다.
14.	14주차: 주행로봇 고급제어
	-1차시 : 눈차크 조정	게임 콘트롤러로 사용하는 눈차크를 이용하는 방법을 습득할 수 있다. 눈차크로부터의 입력값을 이용하여 주행 로봇을 제어할 수 있다.
	-2차시 : 블루투스 조정	블루투스 모듈을 이용하여 사용자의 지시 방향을 전달할 수 있다. 블루투스로 전달된 지시 방향에 따라서 주행 로봇을 제어할 수 있다.
	-3차시 : 라인 트레이싱 자율주행	주행 로봇이 검은색 라인을 인식할 수 있다. 검은색 라인을 따라갈 수 있는 자율 주행 방식을 설계할 수 있다.