스마트 IoT 사물통신실습시스템사양 휴인스의 Smart IoT 설계시스템은 Gateway(Raspberry Pi) 와 8 종의센서, 7 종의액츄에이터, 다양한주변장비로구성된다. 5 종의설계 / 실습과제를통합시스템에서직접설계및실습할수있는환경을제공하고, 사용자가설계한시스템을인터넷이나안드로이드앱을통해정보를확인하고, 직접제어할수있는교육시스템이다. 제품에포함된동영상, CD, 홈페이지와교재를보고따라하는사이에 IoT 에대한개념을배우고, 창의적인아이디어를바로적용제작할수있는시스템이다. 1. Smart IoT 설계시스템의주요특징 Smart IoT 설계시스템은 IoT 에대해처음배우거나, IoT 설계원리, 구현방법을배우려는학생과일반인을위한실습장비로다음과같은특징을가지고있다. 농장, 공장 / 학교 / 사무실 / 빌딩, 하우스 / 아파트등에서실시간으로영상정보와센서수집데이터를스마트폰으로전송합니다. 아이디어를현실화할수있는쉽고재미있는개발환경을제공합니다. 프로그래밍과하드웨어에대한경험이부족한사용자도쉽게배우고응용할수있는개발환경을제공합니다 각응용예제는 Gateway( 라즈베리파이 ) S/W, 센서 S/W, 엑추에이터 S/W, 스마트폰응용소프트웨어등으로구성합니다. Gateway 는다양한센서 ( 온도, 습도, 조도, 움직임, 소리, 불꽃, 연기, 가스, 토양온 / 습도, 카메라등 ) 와연동하고다양한액츄에이터 (Relay, LED, Buzzer, Sound, 경광등, Piezo Siren, Pump, Motor 등 ) 를제어 스마트폰앱을통해영상과센서데이터에따른다양한시나리오를구현할수있습니다. 다양한응용제품설계 / 실습에꼭필요한 Firmware, Web program, 스마트폰 (Android 용 ) 소프트웨어예제를제공합니다.
2. Smart IoT 구성도 3. Smart IoT 상세사양 CPU Board Webserver Gateway Raspberry Pi Model B+ Core architecture ARM11, Memory : 512MB SDRAM Operating System : Linux operating system Power : Micro USB socket 5V, 2A, Ethernet : 10/100 BaseT Ethernet socket Video Output : HDMI (rev 1.3 & 1.4) Composite RCA (PAL and NTSC) Audio Output : 3.5mm jack, HDMI, USB : 4 x USB 2.0 Connector GPIO Connector : 40-pine expansion, Camera : 15-pin MIPI Interface Display Connector : Display Serial Interface (DSI) Memory Card Slot : SDIO
Camera Module Micro SD Card IO Board (Actuator + Seonsor Interface 5M Pixel Omnivision 5647 Camera Module Video : Supports 1080p @ 30fps, 720p @ 60fps Gateway 의부팅과 Linux 기반의운영체제가저장된저장장치이며 Gateway 의실행 application Software 탑재. Class 10 항목 사양 줄력 / 입력 인터페이스 40pin GPIO( 라즈베리파이 ) GPIO 커넥터 전원공급 DC 3.3V, DC 5V GPIO 커넥터 8 채널 AD 컨버터 MCP3208, SPI 인터페이스 입력 DC 3.3V Analog 센서커넥터 4 포트 입력 DC 5V Analog 센서커넥터 4 포트 입력 DC 3.3V 디지털센서커넥터 4 포트 입력 DC 5V 디지털센서커넥터 4 포트 입력 DC 12V 전원출력커넥터 4 포트 출력 DC 5V 전원출력커넥터 4 포트 출력 DC 3.3V UART 커넥터 1 포트 출력 DC 5V UART 커넥터 1 포트 출력 I2C 통신포트 1 포트 출력 GPIO 출력 9 pin Header 출력 센서모듈 - Raspberry Standard GPIO Headers(40pin) 연동 가스센서 내부에 포함된 히터와 센서로 맘모니아, 생활가스, 오염가스등을검출해낼수있는모듈이다. 내부에포함된히터가적정온도로올라가서안정적인 결과를얻기위해서는대기시간 (burn-in time) 이필요 인체감지센서 인간의몸이나동물에서나오는적외선은약 10 μm의파장을갖고있다. 이파장을감지하였을때센서가반응을 할수있게되는소자
온 / 습도 센서 온도센서와습도센서를하나로합친센서로온도계산식과 습도계산식이있기도함. 근접센서 대략 10~80cm 거리를측정할수있는데, 전원을넣어주면 거리에따라출력전압이변화하는센서. 초음파센서 음향센서 초음파센서는일정한간격으로높은주파수펄스를통하여짧게소리를발사합니다. 이러한것들은소리의속도를통하여공기중에전파되며개체에충돌하여에코신호로반사되어오는것을감지하는센서주변의소리를감지하여아날로그신호나디지털신호로출력하는센서. 불꽃센서약 1m 내외의거리에서불꽃의파장 ( 주파수 ) 760nm ~ 1100nm 대역을감지하는센서 조도센서 빛자체또는빛에포함되는정보를전기신호로변환하여 검지하는소자. 센서특징은비접촉, 비파괴, 고속도, 주변에잡음의영향을주지않고할수있음. 액츄에이터 (Actuator) 모듈 )- Raspberry Pi 와독립적으로연동 (40pin) DC 모터서보모터팬워터펌프 RGB LED 바 Rated voltage : 12V Rated current : 70mA No load speed : 8700rpm 듀얼볼베어링, 브러쉬리스디지털서보동작전압 : 4.8V,4.8V/6.0V,6V 토크 (Kg.cm) : 10Kg, 스피드 : 중속크기 (g) : 50g, 기어재질 : 프라스틱회전각 : 180 도 Brushless DC FAN 정격전압 : DC 5V, Speed : 2.4m/s 30 x 30 x 10mm, 팬속도 : 7000-14000 RPM 정격전압 : 12V 최대압력 : >40PSI 유량 : >500mL/min RGB 3-chip luminosity Chip LED 5.7 x 5.0 x 1.8 mm (L x W x H) Wide Viewing angle Long operating life (70,000 hours)
LED 바 부저 LED 3EA DC 12V with 4pcs 1W Xeon emitter Superior ESD protection 102dB Piezo Siren Operates on 6-14 VDC, 150mA Current at 12V Buzzer Tone rated at 2,000-4,500Hz 기타액세서리 40pin GPIO 확장케이블 SD Memory Reader DC 5V 전원어댑터 DC 12V 전원어댑터 WiFi Dongle Bluetooth dongle 센서연결케이블, 저항, LED(Red, Blue, Green, 버튼스위치, 1 핀점퍼, 3pin cable, 4pin cable HDMI to DVI 케이블 4. 소프트웨어사양 품명 OS 내용 Debian GNU/Linux, Fedora, Arch Linux ARM, RISC OS Compiler gcc version 4.6.3 Python Python 2.7.3(Python 3.0 지원 )
Device Driver USB Device Driver, MIFI Camera Device Driver, HDMI Device Driver Audio In/Out Device Driver, Micro SD Device Driver 10/100 Mbit/s Ethernet Device Driver 17Pin GPIO, UART, I²C 버스, SPI, I²S Device Driver Wifi Device Driver, Bluetooth Device Driver API GPIO 제어 - 가스, 인체감지, 온 / 습도, 근접, 초음파, 음향, 불꽃, 조도센서드라이버, - DC 모터, 서보모터, 팬, 워터펌프, RGB LED, LED, 부저액츄에이터드라이버, 실습프로그램 - 스마트농장실습프로그램, 무인경비실습프로그램 - 화재감시실습프로그램, 반려동물도우미실습프로그램 - 인터넷제어 Toy 실습프로그램, 스마트홈 ( 별도 ) APM(Apache PHP MySQL) Web 서버프로그램, 데이터베이스프로그램 Android 플랫폼 App 안드로이드 S/W, IoT 스마트농장관리, IoT 무인경비, IoT 화재감시, IoT 반려동물도우미, IoT 인터넷제어 Toy, IoT 스마트홈 ( 별도 ) 안드로이드앱 5. 예제제공과제별실습패키지는 5종의실습과제중한가지를직접구성하여시험하고응용할수있는제품이다. 실습패키지는전자, 컴퓨터를전공하지않은초보자나, 프로그래밍과하드웨어에대한경험이부족한초보자도쉽게배우고, 응용할수있는개발환경을제공한다 설계 / 실습과제카메라센서액츄에이터 Software IoT 스마트농장관리시스템 5 종 4 종 Firmware/Web/Android IoT 무인경비시스템 4 종 5 종 Firmware/Web/Android IoT 화재감시시스템 4 종 5 종 Firmware/Web/Android IoT 반려동물도우미 2 종 2 종 Firmware/Web/Android IoT 인터넷제어 Toy 3 종 3 종 Firmware/Web/Android IoT 스마트홈 ( 별도 ) 6 종 6 종 Firmware/Web/Android
6. IoT Android Application UI 스마트농장 무인경비시스템화재경보시스템스마트홈 반려동물도우미 인터넷제어 Toy 관리시스템 시스템 (option) 7. 교재 01. IoT 개요 02. IoT 기반기술 - IoT 기반기술개요 - 센서 - 영상처리 ( 카메라 ) - 네트워크인프라 - IoT 통신기술 - 서비스인터페이스기술 - OS 와소프트웨어 - IoT 보안 03. IoT 센서와액츄에이터 - IoT 스마트센서개념 - 센서의기초 - 센서의기본적인특성과용어설명 - 융복합센서개발 - Actuator 04. Gateway - SD 카드에운영체제이미지쓰기 - SD 카드이미지백업 - 주변기기연결 - 부팅및 Raspberry Pi 설정 - Raspberry Pi GPIO - GPIO 활용 - 라즈베리파이유 / 무선랜설정 - SSH 접속 ( 원격접속 ) - 삼바접속 05 IoT 카메라연동 06 스마트폰프로그램 07 Apache, PHP, MySQL 서버구축 08 데이터베이스실습 09. Smart IoT 설계시스템소개 10 IoT 스마트농장실습 11 IoT 무인경비시스템실습 12 IoT 화재경보시스템실습프로그램 13 IoT 애완동물도우미실습 14 IoT 인터넷제어토이실습 15 참고자료