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사물인터넷을 위한 ESP8266 프로그래밍 : 마이크로컨트롤러의 기본 기능부터 IoT를 위한 애플리케이션 프로젝트까지!

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  • 저 : 허경용
  • 출판사 : 제이펍
  • 발행 : 2017년 11월 17일
  • 쪽수 : 500
  • 제품구성 : 전1권
  • ISBN : 9791188621033
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출판사 서평

와이파이 통신 기능을 포함한 마이크로컨트롤러를
친숙한 아두이노 환경에서 프로그래밍한다!


ESP8266은 낮은 가격과 높은 성능으로 와이파이 시장을 재편하는 마이크로컨트롤러다. 이 책의 내용은 크게 둘로 나눌 수 있다. 하나는 ‘마이크로컨트롤러’에 관한 내용으로, ESP8266을 일반적인 마이크로컨트롤러로 사용하는 방법이며, 다른 하나는 ‘와이파이’ 기능을 사용하는 방법이다. ESP8266은 보통의 마이크로컨트롤러로 활용하기에도 충분하며, 와이파이 기능과 함께 사용한다면 사물인터넷을 위한 애플리케이션 개발에도 손색이 없다.

특히, 이 책은 모든 것을 ‘아두이노’ 환경에서 프로그래밍한다. 아두이노는 마이크로컨트롤러 관련 프로젝트 중 가장 주목받는 오픈소스 하드웨어다. 아두이노 환경은 ESP8266에 아두이노 생태계를 지원해 주고, ESP8266은 와이파이 기능을 통해 아두이노 생태계를 보다 풍성하게 만들어 줄 것이다.

이 책의 대상 독자
- 마이크로컨트롤러와 와이파이에 관심이 있는 학생
- 인터넷 관련 서비스를 배우고 싶은 컴퓨터 관련 전공자
- 사물인터넷을 위한 애플리케이션 개발에 관심이 있는 메이커

목차

PART I ESP8266과 사물인터넷
Chapter 01 ESP8266 소개 2

1-1 ESP8266 2
1-2 ESP8266 모듈 7
1-3 ESP8266 프로그래밍 11
1-4 정리 14

Chapter 02 사물인터넷 15
2-1 사물인터넷의 개념과 특징 15
2-2 인터넷을 위한 새로운 주소 체계 - IPv6 20
2-3 사물인터넷의 주요 기술 22
2-4 정리 25

Chapter 03 인터넷 26
3-1 계층 구조 27
3-2 하드웨어를 통한 연결 - 이더넷, 와이파이 29
3-3 데이터 전송을 위한 연결 - TCP/IP 32
3-4 서비스 제공을 위한 연결 - HTTP 34
3-5 인터넷 연결을 위한 설정 35
3-6 와이파이 모드 40
3-7 정리 43

Chapter 04 아두이노 44
4-1 아두이노 하드웨어 44
4-2 아두이노 우노 52
4-3 아두이노 소프트웨어 54
4-4 아두이노 프로그래밍 61
4-5 스케치의 구조 66
4-6 정리 68

Chapter 05 ESP-01 모듈 69
5-1 ESP-01 모듈 69
5-2 AT 명령 71
5-3 펌웨어 업데이트 79
5-4 AT 명령으로 제어 83
5-5 정리 93

Chapter 06 ESP-01 모듈과 아두이노 메가2560 95
6-1 ESP-01 모듈과 아두이노 메가2560 연결 95
6-2 오늘의 날씨 102
6-3 정리 114

PART II ESP8266 마이크로컨트롤러 프로그래밍
Chapter 07 ESP8266을 위한 아두이노 환경 설정 118
7-1 아두이노 환경 설정 119
7-2 블링크 128
7-3 정리 129

Chapter 08 ESP-12 모듈 131
8-1 ESP-12 모듈 131
8-2 Huzzah 보드 137
8-3 정리 141

Chapter 09 디지털 및 아날로그 데이터 입출력 142
9-1 디지털 데이터 입출력 143
9-2 아날로그 데이터 입력 147
9-3 아날로그 데이터 출력 150
9-4 정리 153

Chapter 10 UART 시리얼 통신 154
10-1 UART 154
10-2 ESP8266의 UART 포트 159
10-3 정리 173

Chapter 11 SPI 통신 174
11-1 SPI 174
11-2 OLED 디스플레이 180
11-3 메모리의 종류 186
11-4 SD 카드 제어 190
11-5 정리 198

Chapter 12 I2C 통신 199
12-1 I2C 199
12-2 Wire 라이브러리 204
12-3 MPU-6050 센서 모듈 208
12-4 OLED 디스플레이 213
12-5 텍스트 LCD 222
12-6 정리 229

Chapter 13 1-와이어 통신 231
13-1 1-와이어 통신 231
13-2 DS18B20 온도 센서 236
13-3 정리 245

Chapter 14 디지털 온습도 센서 247
14-1 DHT11 247
14-2 DHT22(AM2302) 253
14-3 정리 255

Chapter 15 플래시 메모리: 파일 시스템, EEPROM 257
15-1 프로그램 메모리 258
15-2 파일 시스템 263
15-3 EEPROM 273
15-4 정리 278

Chapter 16 Real Time Clock 279
16-1 DS1307 칩 280
16-2 DS3231 칩 289
16-3 정리 301

Chapter 17 릴레이 302
17-1 릴레이 302
17-2 릴레이를 통한 가전제품의 제어 304
17-3 정리 310

Chapter 18 주기적인 데이터 처리 311
18-1 delay 함수 312
18-2 millis 함수 316
18-3 Ticker 라이브러리 319
18-4 TickerScheduler 라이브러리 324
18-5 정리 327

Chapter 19 ESP8266과 아두이노 통신 328
19-1 UART 통신 328
19-2 I2C 통신 331
19-3 SPI 통신 335
19-4 정리 343

Chapter 20 NodeMCU 345
20-1 NodeMCU 보드 347
20-2 아두이노 환경에서의 프로그래밍 348
20-3 NodeMCU 환경에서의 프로그래밍 351
20-4 정리 359

PART III ESP8266 와이파이 프로그래밍
Chapter 21 AP 스캔과 연결 362

21-1 연결 가능한 AP 목록 스캔 362
21-2 AP에 연결하기 366
21-3 정리 372

Chapter 22 웹 클라이언트: 오늘의 날씨 373
22-1 웹 클라이언트 374
22-2 오늘의 날씨 381
22-3 정리 384

Chapter 23 웹 클라이언트: 클라우드 데이터 로깅 386
23-1 ThingSpeak 387
23-2 ThingSpeak를 통한 트위팅 394
23-3 ESP8266을 이용한 데이터 로깅 400
23-4 정리 407

Chapter 24 웹 서버: 원격 모니터링 408
24-1 웹 서버 설정 409
24-2 온습도 데이터 표시 414
24-3 외부 네트워크에서 ESP8266으로의 연결 417
24-4 정리 421

Chapter 25 웹 서버: 원격제어 422
25-1 LED 원격제어 - 접속 주소에 의한 제어 423
25-2 LED 원격제어 - 웹 페이지에 의한 제어 426
25-3 LED 밝기 제어 430
25-4 정리 433

Appendix A 아두이노 기본 함수 436
A-1 디지털 입출력 함수 436
A-2 아날로그 입출력 함수 437
A-3 고급 입출력 함수 439
A-4 시간 함수 441
A-5 수학 함수 443
A-6 삼각 함수 445
A-7 문자 함수 446
A-8 난수 함수 452
A-9 비트 조작 함수 453
A-10 외부 인터럽트 함수 455
A-11 인터럽트 함수 457

Appendix B 아두이노 기본 클래스 458
B-1 Serial 458
B-2 String 465

찾아보기 479

본문중에서

ESP8266의 인기에 힘입어 ESP8266을 위한 펌웨어를 개발할 수 있는 다양한 방법이 쏟아지고 있는데, NodeMCU 펌웨어와 루아 스크립트를 사용하는 방법과 아두이노 IDE를 사용하는 방법이 가장 보편적이다. 이 책에서는 친숙한 C/C++ 언어를 사용하고, 기존 아두이노 라이브러리를 활용할 수 있는 아두이노 IDE를 사용하는 방식을 위주로 소개한다.
(/ p.14)

두 번째 목표는 연결 방법 중 하나인 와이파이 통신 기능에 대해 알아보는 것이다. ESP8266이 특별한 이유는 와이파이 통신 기능을 그것도 저렴한 비용으로 사용할 수 있다는 점이다. 이전에도 마이크로컨트롤러에서 와이파이 통신 기능을 사용할 수 있는 방법은 존재했지만 ESP8266의 등장과 더불어 보다 다양한 방면에서 와이파이 통신을 사용하는 것이 가능해졌다. 따라서 이 책의 두 번째 목표는 ESP8266을 와이파이 통신을 통해 인터넷에 연결하고 사물인터넷의 일부로 동작할 수 있도록 하는 것이다.
(/ p.23)

아두이노에 관해 간단히 이야기하였지만 아두이노가 무엇인지 정의하기는 쉽지 않다. 그 이유 중 하나는 아두이노라는 단어가 마이크로컨트롤러를 이용하여 만들어진 개발 보드인 ‘아두이노 보드’와 하드웨어를 동작시키기 위해 필요한 (흔히 펌웨어라 불리는) 프로그램을 개발할 수 있는 개발 환경인 ‘아두이노 프로그램’까지 함께 가리키기 때문이다.
(/ p.44)

SPI(Serial Peripheral Interface)는 주변장치 연결을 위한 고속의 시리얼 통신 방식 중 하나다. 10장에서 UART 시리얼 통신에 대해 살펴보았다. UART는 간단하면서도 널리 사용되는 직렬 통신 방법 중 하나이지만 1:1 통신만이 가능하다는 한계가 있다. ESP8266의 경우 3개의 UART 포트를 제공하므로 3개의 UART 통신을 사용하는 주변장치를 연결할 수 있지만 아두이노 환경에서는 데이터 송수신을 위해 하나의 포트만을 사용할 수 있다.
(/ p.174)

일반적으로 API(Application Programming Interface)는 컴퓨터 프로그래밍에서 쉽게 프로그램을 작성할 수 있도록 지원하는 함수와 도구들을 가리킨다. 이러한 API를 웹을 통한 서비스로 확장한 것을 공개 API 또는 웹 API라고 한다. 공개 API는 웹 서비스를 제공하는 회사에서 회사의 특정 웹 서비스에 접근하여 데이터를 요청하고 얻어 오는 등의 방법을 API 형식으로 공개하여 사용자가 쉽게 정보를 얻을 수 있다. 공개 API를 통해 얻어 오는 내용(HTTP 응답)에는 형식 지정 정보가 포함되어 있지 않으므로 그 크기가 작으며 해석하고 사용하기 편리하다.
(/ p.102)

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저자소개

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판매수 0권

연세대학교 전자공학과 학사와 동(同) 대학원 석사를 취득하였다. 이후 플로리다대학교(University of Florida)에서 컴퓨터공학 박사를 취득하였으며, 현재 동의대학교 전자공학과 교수로 재직 중이다. 저서로는 [따라 하면서 배우는 마이크로컨트롤러], [사물인터넷을 위한 ESP8266 프로그래밍], [ATmega128로 배우는 마이크로컨트롤러 프로그래밍], [따라 하면서 배우는 아두이노], [사물인터넷을 품은 아두이노], [아두이노 상상을 스케치하다] 등이 있다.

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