Developing IoT Projects with ESP32, 2판의 코드 저장소

 

때때로 다른 사람, 특히 외국의 기술 실력자들을 보면 나보다 훨씬 더 잘한다. 기술적인 수준, 블로그에 기술 내용을 포스팅하는 것, 문서를 요약하고 마케팅하는 일들을 더 잘한다. 잘한다면 배운다.

 

비슷해질 때까지, 넘어설 때까지 배우는 수밖에 없다. 모든 걸 따라 배운다. 설명하는 방법, 작성하는 방법, 고객의 마음을 끄는 방법, 설명하고 이미지를 그리고 설득하는 모든 것을 배운다.

 

책은 알려지지 않은 경로로 얻어야 하고, 소스코드가 있는 저장소의 링크를 참고하기 바란다.

 

ESP32를 활용한 IoT 프로젝트 개발, 2판

 

이는 Packt에서 발행한 Developing-IoT-Projects-with-ESP32, 2판의 코드 저장소입니다 .

!! 뉴스 !! 이 브랜치 의 최신 devkit(ESP-S3-BOX-3) 및 ESP-IDF v5.2.2에 대한 예제가 업데이트되었습니다.

IoT 개발에서 ESP32의 잠재력을 최대한 활용하여 프로덕션급 스마트 장치를 만드세요.

 

이 책의 저자는 Vedat Ozan Oner 입니다.

 

책 소개

 

ESP32는 저렴하고 에너지 효율적인 시스템온칩(SOC) 마이크로컨트롤러로, 수많은 WiFi 기기의 중추로 자리 잡으며 IoT 혁신을 가속화하고 있습니다. 이 책은 IoT 시스템을 처음부터 구축하는 전체적인 접근 방식을 제시하여 센서에서 클라우드 플랫폼으로 안전한 데이터 통신을 보장하고, ESP32 SoC를 사용하여 프로덕션급 IoT 솔루션을 개발할 수 있도록 지원합니다. 실제 사용 사례를 바탕으로 IoT 필수 요소를 소개하는 이 책은 ESP32를 사용하여 IoT 기기를 구축하는 전체 과정을 안내합니다. 각 장은 센서 통신, LittleFS 및 LVGL과 같은 주요 IoT 라이브러리 통합, WiFi를 통한 연결 옵션, 보안 조치, 클라우드 통합, Grafana를 사용한 실시간 데이터 시각화 등 IoT 애플리케이션의 새로운 차원을 소개합니다. 또한, 임베디드 시스템을 위한 AI/ML을 다루는 전용 섹션에서는 tinyML과 ESP32-S3를 사용하여 ML 애플리케이션을 구축하고 실행하여 최첨단 임베디드 제품을 만드는 방법을 안내합니다. 이 책은 실습 중심의 접근 방식을 채택하여 처음부터 IoT 솔루션 구축을 시작할 수 있도록 지원합니다. 책의 마지막 부분에서는 지금까지 배운 모든 기술을 실시간으로 적용하여 본격적인 스마트 홈 프로젝트를 진행하게 됩니다. ESP32를 사용하여 안전하고 프로덕션급 IoT 시스템을 구축하는 여정을 지금 바로 시작하세요!

 

주요 내용

 

• IDE 및 디버깅 도구를 사용하여 ESP32를 탐색하여 효과적인 IoT 생성을 경험하세요.
• 외부 장치의 원활한 통합을 위해 GPIO, I2C, 멀티미디어 및 스토리지를 구동합니다.
• 편리한 IoT 라이브러리를 활용하여 ESP32 프로젝트를 향상시키세요
• STA 및 AP 모드, 프로비저닝, ESP Rainmaker 프레임워크 기능을 사용하여 전문가처럼 WiFi를 관리하세요.
• 보안 부팅 및 OTA 펌웨어 업데이트로 강력한 IoT 보안을 확보하세요
• Grafana를 사용하여 AWS IoT를 활용하여 데이터 처리를 수행하고 놀라운 시각화를 구현하세요.
• ESP AFE 및 음성 인식을 사용하여 음성 기능으로 프로젝트를 향상시키세요
• ESP32-S3 및 Edge Impulse 플랫폼에서 tinyML로 혁신하세요

 

신판 vs. 이전판

 

저자는 이번 개정판에서 초판 이후 사물 인터넷(IoT)의 혁명적 여정을 조명하며, 기술 발전과 Espressif Systems의 칩 제품군 확장을 강조합니다. 저렴한 RISC-V 아키텍처를 갖춘 ESP32-C 제품군과 인공지능(AIoT) 솔루션을 제공하는 ESP32-S 제품군의 등장은 이러한 진화의 사례입니다. 서론에서는 사물 인터넷이 어린 연령대에서 얼마나 널리 퍼져 있는지 강조하며, 3살 아이가 에코 기기를 오르골처럼 사용하는 사례도 소개합니다. 주목할 만한 수정 사항으로는 ESP-IDF와 C++를 예시로 사용하여 다양한 개발 키트를 사용한 하드웨어 구성을 용이하게 했습니다. 콘텐츠 재정비는 머신 러닝 프로젝트를 우선시하는 반면 블루투스/BLE 주제는 간과함으로써 IoT 개발 환경의 변화를 반영합니다. 타사 라이브러리 통합에 대한 대화를 포함하면 이해도가 향상됩니다. 저자는 새로운 버전을 개발 기술에 대한 연구로 제시하고 현대 IoT 혁신 정신을 말해주는 심층적인 통찰력과 유용한 사례를 제시하는 동시에 IoT 초보자에게 첫 번째 버전의 관련성을 인정합니다.

 

개요 및 장 요약

 

사물 인터넷(IoT) 기기가 우리 삶에 처음 등장한 지 오랜 시간이 지났지만, 이제는 다양한 방식으로 우리에게 도움을 주고 있습니다. 스마트 TV, 음성 비서, 가정용 커넥티드 가전, 그리고 운송, 의료, 농업, 에너지 분야 등 거의 모든 분야에서 산업용 IoT(IIoT) 기기가 사용되고 있습니다. 새로운 세대는 이러한 기술과 함께 성장하며 IoT 기기를 효과적으로 활용하고 있습니다. (예를 들어, 제 세 살 딸아이의 뮤직 박스는 에코(Echo) 기기입니다.) 더욱이, 새로운 기능이나 향상된 성능을 갖춘 새로운 IoT 제품들이 매일 시장에 출시되고 있습니다.

 

우리 모두 기술이 얼마나 빠르게 변화하는지 잘 알고 있습니다. 하지만 기술 제조업체, 소비자, 그리고 그 사이에 있는 저희와 같은 IoT 개발자들, 즉 소비자에게 기술을 제공하는 모든 사람이 이러한 변화를 따라가기는 쉽지 않습니다. 이 책의 초판 이후, Espressif Systems는 시장의 요구에 부응하여 포트폴리오에 다양한 칩을 추가해 왔습니다. 예를 들어, RISC-V 아키텍처를 기반으로 한 단일 코어 ESP32-C 시스템온칩(SoC) 제품군을 살펴보겠습니다. 이 제품군은 기능과 메모리 용량은 줄었지만 초기 ESP32에 비해 훨씬 저렴합니다. 또한, 기존 ESP32 SoC의 새로운 계열인 ESP32-S 제품군은 인공지능(AIoT) 솔루션을 지원하는 더 많은 기능과 주변 장치를 갖추고 있습니다. 하드웨어 외에도 최첨단 프레임워크와 라이브러리를 통해 다양한 애플리케이션에서 이러한 SoC를 사용할 수 있습니다. 이 책에서는 ESP32 개발의 기본을 시작점으로 다루는 것 외에도 조금 다른 관점에서 이를 다루려고 노력했습니다.

 

1판과 이번 판 사이에는 몇 가지 주요 차이점이 있습니다. 첫째, 이번 판의 예제는 1판에서 C 프로그래밍 언어와 PlatformIO 환경을 사용했던 것과 달리 ESP-IDF를 사용하여 C++로 개발되었습니다. 또한 이번 판에서는 Espressif Systems의 다양한 개발 키트를 사용하여 일부 예제에서 하드웨어 설정이 더 쉬워졌습니다. 내용 측면에서는 ESP32에서의 머신 러닝을 실습 프로젝트를 통해 논의하지만, Bluetooth/BLE 주제는 책에서 제외되었고, 머신 러닝 예제를 위한 공간을 만들기 위해 일부 다른 주제는 압축되었습니다. 이번 판에서 흥미로울 것으로 예상되는 주목할 만한 추가 사항은 타사 라이브러리와의 통합에 대한 탐구입니다. 관련 장에서는 ESP32 프로젝트에 타사 라이브러리를 통합하는 다양한 방법을 논의합니다.

 

그렇다고 해서 초판이 더 이상 유효하지 않다는 것은 아닙니다. 오히려 ESP32를 활용한 IoT를 처음 접하는 분들에게는 여전히 매우 유용합니다. 이번 개정판에서는 초판에서 다루었던 주제들을 새롭게 등장하는 신기술에 대해 자세히 살펴볼 수 있습니다. 저는 이 책의 예시들을 준비하는 데 정말 즐거웠고, 여러분도 즐겁게 읽으셨으면 좋겠습니다. 본론으로 들어가기에 앞서, 저명한 역사가이자 여성 인권 운동가인 메리 리터 비어드의 명언을 인용하고 싶습니다.

 

1. 제1장 [IoT 개발 및 ESP32 플랫폼 소개]
2. 2장 개발 도구 이해
3. 3장 ESP32 주변 장치 사용
4. 4장 ESP32 프로젝트에서 타사 라이브러리 활용
5. 5장, 프로젝트 - 오디오 플레이어
6. 6장, 연결을 위한 Wi-Fi 통신 사용
7. 7장, 프로덕션 등급 장치를 위한 ESP32 보안 기능
8. 8장 클라우드 플랫폼 연결 및 서비스 사용
9. 9장, 프로젝트 - 스마트 홈
10. 10장 ESP32를 활용한 머신러닝
11. 제11장, 에지 임펄스 개발
12. 12장 프로젝트 - 베이비 모니터

 

제1장 IoT 개발 및 ESP32 플랫폼 소개

 

1장에서는 IoT 개발에 대한 개요를 제공하고 ESP32 플랫폼을 소개하며, 하드웨어와 소프트웨어 측면을 모두 중점적으로 다룹니다. IoT는 상호 ​​연결된 장치들이 인터넷을 통해 데이터를 공유하여 가용 정보를 기반으로 의사 결정을 최적화하는 개념입니다. 이러한 기본적인 이해를 넘어, 이 장에서는 IoT의 광범위한 의미와 다면적인 측면을 심층적으로 살펴보고, 책 전반에 걸쳐 심층적인 탐구를 위한 토대를 마련합니다.

 

Espressif의 ESP32는 다양한 IoT 프로젝트에 참여하는 개발자에게 다재다능한 도구로 부상하고 있습니다. 이 장에서는 도메인별 문제 해결에 있어 적절한 도구 선택의 중요성을 강조하고, 저렴한 가격, 처리 능력, 연결 기능, 그리고 보안 속성을 갖춘 ESP32가 IoT 환경에서 어떻게 돋보이는지 조명합니다. 본 장에서는 가정용 단순 연결 센서부터 제조 분야의 복잡한 사물 인공지능(AIoT) 솔루션에 이르기까지 ESP32 제품군의 다양한 응용 분야를 다룹니다. 이 장을 마치면 독자는 IoT의 기본 아키텍처, IoT 솔루션 도구로서의 ESP32의 역할, 그리고 IoT를 처음 접하거나 프로젝트에 ESP32를 고려하는 개발자가 고려해야 할 주요 사항에 대한 통찰력을 얻을 수 있습니다. 다루는 주제에는 IoT 솔루션의 구조, ESP32 제품군, 개발 플랫폼 및 프레임워크, 그리고 실시간 운영 체제(RTOS) 옵션이 포함됩니다.

 

주요 통찰력 포인트:

 

• IoT 기본 : 이 장에서는 사물 인터넷(IoT)에 대한 기본적인 이해를 확립하고, 인터넷을 통해 데이터를 교환하기 위해 기기를 연결하는 IoT의 본질을 강조합니다. 이러한 기본 아키텍처는 책 전반에 걸쳐 IoT를 심층적으로 탐구할 수 있는 토대를 마련합니다.
• 강력한 도구로서의 ESP32 : Espressif의 ESP32는 IoT 개발자를 위한 강력한 도구로 소개됩니다. ESP32의 경제성, 처리 성능, 연결 기능, 그리고 최신 보안 기능을 중점적으로 다룹니다. ESP32의 다재다능함은 간단한 홈 센서부터 제조 분야의 복잡한 AIoT 프로젝트까지 다양한 IoT 애플리케이션에 적합하다는 점에서 특히 강조됩니다.
• 도구 선택의 중요성 : 이 장에서는 IoT 개발에 적합한 도구 선택의 중요성을 강조합니다. 소프트웨어 도구와 하드웨어 도구의 유사점을 분석하여 IoT 프로젝트의 성공을 좌우하는 핵심적인 역할을 강조합니다. ESP32는 합리적인 가격과 뛰어난 성능으로 개발자에게 매력적인 선택지로 자리매김했습니다.
• 다양한 ESP32 애플리케이션 : ESP32 제품군의 다양한 애플리케이션을 살펴보고 다양한 IoT 시나리오에 대한 적응성을 보여줍니다. 개발자는 기본 프로젝트와 고급 프로젝트 모두에 ESP32를 활용할 수 있으므로 IoT 솔루션의 가치를 극대화하려는 사람들에게 필수적인 옵션입니다.
• 주요 주제 : 이 장에서는 IoT 솔루션의 기본 구조, ESP32 제품군에 대한 심층 분석, 사용 가능한 개발 플랫폼 및 프레임워크, 실시간 운영 체제(RTOS) 옵션 등 독자를 위한 주요 주제를 간략하게 설명합니다. 이러한 통찰력은 IoT를 처음 접하거나 프로젝트에 ESP32를 고려하는 사람들에게 포괄적인 개요를 제공합니다.

 

2장 개발 도구 이해

 

2장에서는 ESP32 작업에 필수적인 개발 도구, 특히 ESP-IDF와 PlatformIO를 심도 있게 다룹니다. 실제 하드웨어를 활용한 실습 개발을 통해 개발 환경 설치 방법을 안내하고, 개발 키트를 사용하여 애플리케이션을 실행하고 디버깅하는 방법을 보여줍니다. ESP-IDF, PlatformIO, FreeRTOS, 디버깅, 단위 테스트를 다루며 ESP32 개발에 능숙해질 수 있는 토대를 마련합니다. 이 장을 마치면 ESP32 애플리케이션 개발을 시작하는 데 필요한 기본 지식과 실무 경험을 쌓을 수 있을 것입니다.

 

이 장에서는 Espressif Systems에서 관리하는 ESP32 마이크로컨트롤러 시리즈 전반의 애플리케이션 개발을 위한 공식 프레임워크인 ESP-IDF를 소개합니다. ESP-IDF는 ESP32 프로젝트에 필수적인 포괄적인 명령줄 유틸리티 세트를 제공합니다. 또한, PlatformIO를 살펴보고, 추가된 IDE 기능, VSCode와의 강력한 통합, 그리고 선언적 프로젝트 구성 방식을 통해 개발 경험을 향상시킵니다. 학습을 진행하면서 독자는 전문적인 임베디드 개발에 필요한 도구와 통찰력을 갖추게 될 것입니다. 다음 장에서는 ESP32 주변장치에 초점을 맞춰 독자들이 일반적인 주변장치에 익숙해지도록 실제 예제를 제공합니다. 한 장에서 모든 주변장치를 다루는 것은 불가능하지만, 이 책의 목표는 독자들이 실제 프로젝트와 실험을 자신 있게 수행할 수 있도록 충분한 이해를 제공하는 것입니다.

 

주요 통찰력 포인트:

 

ESP32 개발 도구 소개 : 이 장에서는 ESP32 마이크로컨트롤러 작업에 필수적인 주요 개발 환경인 ESP-IDF와 PlatformIO를 소개합니다. 실제 하드웨어를 활용한 실습 개발을 시작하기 위해 이러한 도구에 대한 이해가 얼마나 중요한지 강조합니다.

 

실습 경험 : 독자는 개발 환경 설치 과정을 안내받으며, ESP-IDF 및 PlatformIO를 자신의 컴퓨터에 설치하는 실용적이고 단계별 접근 방식을 제공합니다. 이 장에서는 ESP32 애플리케이션 개발에 대한 기본 지식과 실무 경험을 쌓는 데 필요한 학습 과정을 중점적으로 다룹니다.

 

도구 개요 : 이 장에서는 ESP32 개발을 위한 공식 프레임워크인 ESP-IDF를 살펴보고, 프로젝트에 필수적인 명령줄 유틸리티를 간략하게 설명합니다. 또한 IDE 기능을 추가하고 개발 경험을 향상시키는 PlatformIO를 소개하며, VSCode와의 통합 및 선언적 프로젝트 구성을 강조합니다.

 

다음 장을 위한 토대 : 이 장은 FreeRTOS, 디버깅, 단위 테스트와 같은 주요 주제를 다루어 이후 장의 토대를 마련합니다. 이러한 토대는 독자들이 ESP32 마이크로컨트롤러용 애플리케이션 개발을 자신 있게 진행하는 데 필수적입니다.

 

주변 장치 집중 분석 : 이 장은 다음 주제인 ESP32 주변 장치를 간략하게 소개하며 마무리됩니다. 한 장에서 모든 주변 장치를 다루는 것은 불가능하지만, 책에서 다루는 실제 프로젝트와 실험에 필요한 기술을 독자에게 제공할 수 있도록 실용적인 예제를 제공합니다.

 

3장 ESP32 주변 장치 사용

 

이 책의 3장에서는 ESP32 주변 장치의 실제 통합을 살펴보고, 실제 적용 사례와 응용 분야에 대한 통찰력을 제공합니다. 이전 장에서 개발 도구에 대한 논의를 통해 기반을 다진 후, 이 섹션에서는 마이크로컨트롤러와 외부 환경을 연결하는 중요한 연결 장치로서 주변 장치의 역할을 심층적으로 살펴봅니다. 독자들은 GPIO, I2C, SPI, I2S, LCD 등 주변 장치들을 접하게 되며, 각 주변 장치는 주변 환경과 상호 작용하는 데 고유한 역할을 합니다. 이 장에서는 이러한 주변 장치의 기능을 다룰 뿐만 아니라, 예제 애플리케이션을 통해 실제 사용 사례를 보여주며, 이러한 주변 장치가 실제 IoT 프로젝트에서 어떻게 활용될 수 있는지에 대한 기본적인 이해를 제공합니다.

 

ESP32 주변 장치를 살펴보는 이 장에서는 다양한 애플리케이션 요구 사항을 충족하는 ESP32 시리즈 칩의 다재다능함을 강조합니다. GPIO의 유연성부터 I2S의 스테레오 오디오 출력 지원, LVGL을 사용하는 LCD의 그래픽 기능까지, 독자는 이러한 주변 장치를 효과적으로 활용하는 데 필요한 귀중한 통찰력을 얻을 수 있습니다. 이러한 실질적인 지식은 다음 장의 토대가 되며, IoT 프로젝트의 개발 속도를 높이고 비용을 절감하는 데 필수적인 주요 IoT 라이브러리를 중점적으로 다룹니다.

 

주요 통찰력 포인트:

 

주변 장치의 다양성 : 이 장에서는 GPIO, I2C, SPI, I2S, LCD를 포함한 광범위한 ESP32 주변 장치를 자세히 살펴보고 IoT 프로젝트에서의 다양한 응용 프로그램을 소개합니다.

 

실제 응용 프로그램 : 예제 응용 프로그램을 통해 독자는 ESP32 주변 장치 사용에 대한 실무 경험을 얻고, 센서, SD 카드, 오디오와 인터페이스하는 방법을 이해하며 그래픽 사용자 인터페이스를 구현합니다.

 

ESP32 시리즈 차이점 : 이 장에서는 ESP32 시리즈 칩의 고유한 특징을 강조하면서 GPIO 핀, USB OTG 기능의 차이, ESP32-S2/S3 및 ESP32-C와 같은 다양한 제품군의 축소된 주변 장치 세트에 대해 설명합니다.

 

IoT에 대한 기본 지식 : 독자는 각 주변 장치의 기능에 대해 배울 뿐만 아니라 마이크로컨트롤러를 외부 세계에 연결하는 데 있어서 주변 장치의 역할도 이해하여 IoT 개발에 대한 기초를 다집니다.

 

IoT 프로젝트를 위한 다재다능함 : 이 장에서는 ESP32의 다재다능함을 강조하여 간단한 GPIO 애플리케이션부터 센서, 오디오, 그래픽 인터페이스가 관련된 보다 복잡한 시나리오까지 광범위한 IoT 애플리케이션에 적합하다는 점을 설명합니다.

 

4장 ESP32 프로젝트에서 타사 라이브러리 활용

 

이 장에서는 ESP-IDF 프로젝트에 타사 라이브러리를 통합하는 데 중점을 두고, 외부 라이브러리를 활용하여 개발 효율성을 높이고 특정 프로젝트 요구 사항을 충족하는 실질적인 이점을 강조합니다. 저자는 기존 라이브러리를 통합하여 자체 개발의 필요성을 줄이고 시장 요구 사항과의 호환성을 보장함으로써 얻을 수 있는 재정적, 시간적 이점을 강조합니다. IDF 구성 요소 레지스트리에서 다운로드할 라이브러리 종속성 정의, GitHub에서 복제, 라이브러리를 IDF 구성 요소로 직접 추가하는 등 타사 라이브러리를 통합하는 다양한 방법을 살펴봅니다. 이 장에서는 LittleFS, nlohmann/json, Miniz, FlatBuffers, LVGL(Light and Versatile Embedded Graphics Library), ESP-IDF 구성 요소 라이브러리(UncleRus), Espressif Systems의 프레임워크 등 여러 자유 및 오픈 소스 소프트웨어(FOSS) 라이브러리를 소개합니다.

 

심도 있는 논의와 예제를 통해 각 라이브러리의 유용성을 보여주고 ESP32 프로젝트에서의 적용 사례를 설명합니다. 이 장은 특정 라이브러리를 통합하는 방법에 대한 통찰력을 제공할 뿐만 아니라, 다양한 통합 방법에 대한 폭넓은 이해를 제공합니다. 실제 예제는 ESP32 프로젝트에서 타사 라이브러리를 효율적으로 구현하려는 개발자에게 귀중한 자료가 되어, 더욱 간소화되고 기능이 풍부한 IoT 애플리케이션의 기반을 마련합니다.

 

주요 통찰력 포인트:

 

타사 라이브러리의 전략적 활용 : 이 장에서는 ESP-IDF 프로젝트에서 개발 리소스 최적화를 위해 타사 라이브러리를 전략적으로 활용하는 방법을 강조합니다. 특정 프로젝트 요구 사항을 충족하는 동시에 시간과 비용을 절약하기 위해 사내 개발 작업을 최소화하는 것의 중요성을 강조합니다.

 

통합 방법 : 개발자는 다운로드 종속성 정의부터 GitHub에서 복제까지 다양한 타사 라이브러리 통합 방법에 대한 통찰력을 얻습니다. 이 장에서는 이러한 방법에 대한 포괄적인 이해를 제공하여 개발자가 프로젝트에 가장 적합한 접근 방식을 선택할 수 있도록 지원합니다.

 

FOSS 라이브러리 개요 : 자유 오픈 소스 소프트웨어 ( FOSS ) 라이브러리 에 대한 자세한 내용을 살펴봅니다. SPIFFS의 대안으로 LittleFS, 최신 C++ JSON 라이브러리로 nlohmann/json, 데이터 압축을 위한 Miniz, 효율적인 직렬화를 위한 FlatBuffers, 그래픽 인터페이스 생성을 위한 LVGL을 소개합니다. 이러한 라이브러리는 ESP32 프로젝트에 적용 가능한 다양한 기능을 제공합니다.

 

ESP-IDF 컴포넌트 라이브러리 : UncleRus의 ESP-IDF 컴포넌트 라이브러리가 포함된 것이 특히 강조되어 ESP32 개발자에게 유용함을 보여줍니다. 이 라이브러리는 다양한 장치 드라이버를 제공하여 ESP32 프로젝트의 다양성을 높여줍니다.

 

Espressif Systems 프레임워크 : 이 장에서는 Espressif Systems의 주요 프레임워크를 살펴보고, 개발자에게 유리한 출발점을 제공하고 새로운 ESP32 프로젝트 시작을 간소화합니다. 이러한 프레임워크를 이해하면 효율적인 프로젝트 개발에 귀중한 통찰력을 얻을 수 있습니다.

 

통합 방법 적용 : 실제 사례를 통해 다양한 통합 방법의 적용을 보여주고, 개발자가 타사 라이브러리를 ESP32 프로젝트에 원활하게 통합할 수 있도록 지원합니다. 제시된 사례는 향후 프로젝트에 실질적인 지침이 되어 라이브러리를 효과적으로 활용할 수 있도록 지원합니다.

 

챕터 05, 프로젝트 - 오디오 플레이어

 

지식의 실제 적용: 5장은 이론적 개념에서 실제 적용으로 전환하는 책의 중요한 전환점입니다. IoT 개발, ESP32 주변 장치 및 서드파티 라이브러리에 대한 기본적인 이해를 바탕으로, 독자에게 완벽한 기능을 갖춘 오디오 플레이어를 제작하는 과정을 안내하여 실무 경험을 제공합니다. 이 프로젝트는 습득한 지식을 강화할 뿐만 아니라 개발자가 자신의 기술을 포괄적으로 적용할 수 있도록 지원합니다.

 

포괄적인 프로젝트 라이프사이클: 이 장은 오디오 플레이어 개발의 전체 라이프사이클을 통해 기능 정의, 솔루션 아키텍처 설계, 프로젝트 구현, 철저한 테스트 수행, 문제 해결, 새로운 기능 개발 기회 모색 등 중요한 측면을 다룹니다. UI/UX 디자인에 중점을 두어 사용자 친화적인 인터페이스 구축의 중요성을 강조하고, 개발자가 그래픽 사용자 인터페이스 ( GUI )를 최적화하여 전체 제품을 향상시키는 방법을 보여줍니다. 이 책의 첫 번째 참고 프로젝트인 이 장은 초기 단계의 핵심으로, 클라우드 시스템에서 연결된 ESP32 제품 개발을 심도 있게 다루는 향후 장들의 토대를 마련합니다.

 

주요 통찰력 포인트:

 

실습 적용 : 5장에서는 이전 장에서 습득한 이론적 지식을 실제 적용하는 데 중점을 둡니다. 독자는 실제 프로젝트에 참여하여 ESP32 개발의 다양한 측면(주변 장치, 서드파티 라이브러리, UI/UX 디자인 등)을 통합한 오디오 플레이어를 제작합니다.

 

전체 프로젝트 수명 주기 : 이 장은 IoT 프로젝트 개발의 전체 수명 주기를 안내합니다. 기능 정의부터 솔루션 아키텍처 설계, 코딩, 테스트 및 문제 해결까지, 독자는 ESP32 프로젝트를 성공적으로 완료하는 데 필요한 모든 것을 포괄적으로 이해하게 됩니다.

 

UI/UX의 중요성 : 사용자 인터페이스 ( UI )와 사용자 경험 ( UX ) 디자인 의 중요성을 강조하는 이 프로젝트는 잘 디자인된 GUI가 IoT 제품의 기능과 매력을 어떻게 향상시킬 수 있는지를 보여줍니다. 이는 IoT 기기에 사용자 친화적인 인터페이스를 우선시하는 업계 전반의 추세와 일맥상통합니다.

 

기술 적용 : 완전한 오디오 플레이어를 개발함으로써 개발자는 자신의 지식과 기술을 적용하는 실무 경험을 쌓을 수 있습니다. 이러한 실용적인 접근 방식은 학습 내용을 강화하고 이후 장에서 다루는 더 복잡한 프로젝트에 대비할 수 있도록 도와줍니다.

 

클라우드 시스템으로의 전환 : 이 프로젝트의 완료는 이 책의 첫 번째 부분의 마무리를 의미합니다. 이제 독자들은 클라우드 시스템에서 연결된 ESP32 제품 개발을 살펴보는 다음 단계로 넘어갈 준비가 되었습니다. 이는 로컬 장치 개발에서 더 광범위한 IoT 생태계 통합으로의 전환을 의미합니다.

 

제6장, 연결을 위한 Wi-Fi 통신 사용

 

6장 "연결을 위한 Wi-Fi 통신 사용"에서는 ESP32 개발에서 통신의 핵심 요소인 Wi-Fi 연결을 심층적으로 다룹니다. Wi-Fi는 IoT의 초석이므로, 이 장에서는 ESP32를 로컬 Wi-Fi 네트워크에 연결하는 과정을 안내하여 IoT의 무한한 가능성을 열어줍니다. ESP-IDF의 강력한 TCP/IP 애플리케이션 지원을 통해 서버 및 기타 연결된 장치와의 통신 기반을 제공합니다. Wi-Fi 연결의 기본 원리와 MQTT(Message Queue Telemetry Transport) 및 TCP/IP를 통한 REST(Representational State Transfer) 서비스를 포함한 널리 사용되는 IoT 프로토콜의 구현 방법을 보여주는 실제 사례를 제시합니다. 이 장에서는 Wi-Fi 연결, Wi-Fi 네트워크에서의 ESP32 프로비저닝, 중앙 브로커와의 MQTT 통신, ESP32에서 RESTful 서버 실행, RESTful 서비스 사용 등의 주제를 다룹니다.

 

이 장에서는 ESP32의 네트워킹 인프라로서 Wi-Fi의 중요한 역할에 대한 통찰력을 얻고, 기기의 인터넷 연결을 가능하게 합니다. 실제 데모를 통해 ESP32의 Wi-Fi 연결 설정, Wi-Fi 네트워크가 구성되지 않은 상황에서의 프로비저닝, 그리고 다대다 IoT 통신을 위한 MQTT 활용 기능을 소개합니다. 또한, IoT 통신의 또 다른 일반적인 방식인 REST를 살펴보고, ESP32에서 RESTful 서버 애플리케이션을 개발하고 RESTful 서비스를 사용하는 클라이언트로 사용하는 방법을 자세히 설명합니다. 다음 장에서는 ESP32에서 안전한 애플리케이션을 개발하는 방법을 설명하고 IoT 기기의 사이버 보안에 필수적인 측면을 다룸으로써 독자의 지식을 확장할 것입니다.

 

주요 통찰력 포인트:

 

Wi-Fi 연결 기본 사항 : 이 장에서는 ESP32 개발에서 Wi-Fi의 중추적인 역할을 강조하며, Wi-Fi는 통신의 주요 무선 표준으로 기능합니다. 독자는 ESP32를 로컬 Wi-Fi 네트워크에 연결하는 방법을 포괄적으로 이해하게 되며, 이는 더 광범위한 IoT 기능을 구현하는 데 필수적인 단계입니다.

 

TCP/IP 애플리케이션 개발 : ESP-IDF는 TCP/IP 애플리케이션 지원을 강조하며, 인터넷 프로토콜 제품군을 활용하는 애플리케이션 개발에 필요한 소프트웨어 기반을 제공합니다. 이러한 지원은 네트워크상의 서버 및 기타 장치와의 통신에 필수적입니다.

 

다대다 통신을 위한 MQTT : 강력한 다대다 IoT 통신 프로토콜인 MQTT의 구현 방법을 실제 사례를 통해 보여줍니다. 이 장에서는 Mosquitto와 같은 MQTT 브로커를 설정하고 MQTT 토픽에서 메시지를 구독하고 게시할 수 있는 ESP32 애플리케이션을 개발하는 방법을 안내합니다.

 

RESTful 통신 : 이 장에서는 또 다른 일반적인 IoT 통신 방식인 REST를 소개합니다. ESP32에서 RESTful 서버를 실행하고 ESP32를 클라이언트로 활용하여 RESTful 서비스를 사용하는 방법을 배웁니다. 실제 응용 프로그램을 통해 REST 기반 통신 처리에 있어 ESP32의 다재다능함을 보여줍니다.

 

추가 자료 : 이 장에서는 심층적인 학습을 위한 추가 자료를 제공하여 독자들이 최신 네트워킹의 기본 사항과 REST 및 MQTT를 포함한 TCP/IP 프로토콜 계열을 더 깊이 있게 이해할 수 있도록 합니다. 이를 통해 이 장의 내용 외에도 지속적인 학습이 가능합니다.

 

7장, 프로덕션 등급 장치를 위한 ESP32 보안 기능

 

이 장에서는 IoT 보안의 핵심 영역을 심층적으로 다루며, 특히 IoT 제품의 맥락에서 인터넷 연결 솔루션 설계 시 "보안 우선" 접근 방식의 중요성을 강조합니다. IoT 기기가 보안에 대한 깊은 이해가 부족한 최종 사용자에게 제공되는 경우가 많은 가운데, ESP32 플랫폼은 강력한 하드웨어 지원과 ESP-IDF 내 산업 표준 암호화 라이브러리 통합을 특징으로 합니다. 이 장에서는 프로덕션급 IoT 기기 개발의 핵심 사항에 중점을 두고 안전한 펌웨어 업데이트 및 통신 기술의 사례를 제시합니다. Espressif Systems의 ESP RainMaker 플랫폼을 활용하여 시장 출시를 위한 IoT 솔루션 보안에 대한 통찰력을 제공합니다.

 

보안 고려 사항은 연결된 기기, 백엔드 서비스, 클라이언트 애플리케이션을 포함하는 전체 IoT 솔루션에 걸쳐 있습니다. 본 논의에서는 펌웨어 보호에 필수적인 보안 부팅 및 플래시 암호화를 포함한 ESP32 보안 기능에 대해 다룹니다. 이 장에서는 IoT 제품의 핵심 기능인 OTA ( Over-the-Air ) 업데이트를 소개하며, 현장에서 기기에 대한 지속적인 모니터링의 필요성을 강조합니다. OTA 업데이트의 두 가지 구체적인 사례를 제시하여 실제 모니터링 솔루션의 중요성을 강조합니다. ESP RainMaker는 실제 프로젝트 개발을 위한 IoT 플랫폼에서 기대되는 포괄적인 기능을 보여주는 데모 플랫폼 역할을 하며, IoT 제품 개발 시 사이버 보안에 대한 이해를 더욱 높여줍니다.

 

주요 통찰력 포인트:

 

보안 우선 접근 방식 : 이 장에서는 IoT 솔루션을 설계할 때 "보안 우선" 사고방식을 옹호하며, 인터넷에 연결된 장치의 취약성과 최종 사용자의 사이버 보안 인식 부족 가능성을 인식합니다.

 

ESP32 보안 기능 : ESP32 플랫폼의 보안 기능을 살펴보고, ESP-IDF 내에서 하드웨어 지원과 암호화 라이브러리 통합을 강조하여 IoT 보안을 위한 견고한 기반을 제공합니다.

 

보안 펌웨어 업데이트 : OTA ( Over-the-Air ) 업데이트는 IoT 제품의 핵심 기능으로 강조되며, 현장의 장치에 안전하고 시기적절한 펌웨어 업데이트를 배포하는 기능을 보장합니다.

 

보안 부팅 및 플래시 암호화 : 이 장에서는 ESP32 장치에서 보안 부팅과 플래시 암호화의 중요성에 대해 자세히 설명합니다. 이는 펌웨어 무결성을 보호하고 무단 액세스를 방지하는 데 필수적인 구성 요소입니다.

 

ESP RainMaker 플랫폼 : Espressif Systems의 ESP RainMaker 플랫폼을 사용한 실제 사례를 시연하여 안전한 IoT 프로젝트를 개발하는 데 대한 통찰력을 제공하고 포괄적인 IoT 플랫폼에서 기대되는 기능을 소개합니다.

 

실제 모니터링 : 현장에서 IoT 기기를 지속적으로 모니터링해야 할 필요성을 강조하며, 경계와 사전 예방적 보안 관행의 중요성을 보여주는 실제 사례를 소개합니다.

 

ESP Insights 및 모니터링 솔루션 : 이 장에서는 ESP Insights를 모니터링 솔루션의 예로 소개하고, 배포된 IoT 장치의 지속적인 보안과 성능을 보장하는 데 있어 모니터링의 역할을 보여줍니다.

 

전체적인 보안 접근 방식 : 보안 고려 사항은 연결된 장치, 백엔드 서비스, 클라이언트 애플리케이션을 포괄하는 전체 IoT 솔루션으로 확장되므로 포괄적이고 통합된 보안 전략의 필요성이 강조됩니다.

 

암호화의 기초 : 이 장에서는 독자들이 예제를 효과적으로 따라갈 수 있도록 암호화의 기초에 대한 배경 지식을 제공하고, 이 분야에 대한 지식을 향상시키고자 하는 사람들에게 추가 독서 자료를 제공합니다.

 

8장 클라우드 플랫폼 연결 및 서비스 사용

 

8장에서는 IoT 활성화를 위한 클라우드 컴퓨팅의 핵심 측면을 심층적으로 살펴보며, ESP32 장치의 기능 향상을 위한 클라우드 연결의 중요성을 강조합니다. ESP32 장치는 로컬 네트워크 상호작용에 탁월하지만, 이 장에서는 전 세계 어디에서나 원격으로 장치에 접근하고 데이터 분석 및 인사이트를 위해 클라우드 기술을 활용해야 할 필요성을 강조합니다. ESP32와 Amazon Web Services ( AWS ) IoT Core의 통합을 살펴보고, IoT 사물 생성, 자격 증명 구성, MQTT를 통해 AWS IoT Core로 센서 데이터 전송 프로세스를 시연합니다. 또한 클라우드 서비스 영역으로 확장하여 Grafana를 사용한 IoT 데이터 시각화 및 음성 지원 상호작용을 위한 ESP32와 Amazon Alexa Voice Services ( AVS )의 통합을 소개합니다.

 

이 글은 IoT 제품에서 클라우드 플랫폼의 중추적인 역할을 강조하며, 원격 액세스, 분석, 시각화 등의 이점을 손쉽게 활용할 수 있도록 지원합니다. AWS 연결 조도 센서와 시계열 데이터 시각화를 위한 Grafana와의 통합을 포함한 실제 사례는 클라우드 통합에 대한 실질적인 이해를 제공합니다. 또한, 스마트 홈 스킬을 구축하여 IoT 센서와 Amazon Alexa를 통합하는 방법을 보여주며, 음성 비서를 대체 사용자 인터페이스로 활용하는 방안을 모색합니다. 센서 판독부터 클라우드 연결까지 IoT 제품 개발 전반에 걸친 포괄적인 가이드 역할을 합니다. 다음 장에서는 ESP32 기기 간 통신 및 클라우드와 관련된 스마트 홈 프로젝트에 이러한 기술을 실질적으로 적용하는 방법을 다룹니다.

 

주요 통찰력 포인트:

 

IoT와 클라우드 시너지 : 이 장에서는 IoT와 클라우드 컴퓨팅의 공생 관계를 강조합니다. ESP32 장치는 로컬 상호 작용에 탁월하지만, AWS IoT Core를 비롯한 클라우드 플랫폼과의 통합을 통해 원격 접근성, 데이터 분석 및 향상된 기능의 잠재력을 극대화합니다.

 

AWS 통합 단계 : 이 실용 가이드는 ESP32를 AWS IoT Core와 통합하는 단계를 안내합니다. IoT 기기 생성, 자격 증명 구성, 그리고 MQTT를 사용하여 센서 데이터를 AWS 클라우드로 전송하는 방법을 다루며, ESP32 기기와 AWS 인프라 간의 원활한 연결을 보여줍니다.

 

Grafana를 활용한 데이터 시각화 : 이 장에서는 시계열 IoT 데이터를 시각화하는 강력한 도구인 Grafana를 소개합니다. AWS IoT Core 규칙을 통해 ESP32 기기의 데이터가 관리형 Timestream 데이터베이스로 전달되고, Grafana는 데이터를 표시하도록 구성되어 그래픽 표현을 통해 통찰력을 제공합니다.

 

Alexa와의 음성 상호작용 : IoT에서 음성 비서의 보편성을 고려하여, 이 장에서는 ESP32 기기와 Amazon Alexa Voice Services ( AVS )의 통합을 살펴봅니다. 스마트 홈 스킬을 생성하고 람다 함수를 브리지로 사용하여 ESP32 기기가 음성 명령에 응답할 수 있도록 하고, IoT 제품에서 음성 상호작용의 실질적인 구현을 보여줍니다.

 

엔드 투 엔드 IoT 개발 : 이 장은 센서 판독, 로컬 네트워크 연결, 클라우드 통합을 포함하여 IoT 제품 개발에 대한 전체적인 이해를 제공합니다. 로컬 기기 기능과 클라우드 플랫폼이 제공하는 광범위한 기능을 연결하는 역할을 하며, IoT 솔루션의 잠재력을 최대한 실현하는 데 있어 클라우드 서비스의 중요성을 강조합니다.

 

9장, 프로젝트 - 스마트 홈

 

9장에서는 ESP RainMaker 플랫폼에서 포괄적인 스마트 홈 솔루션을 구축하는 방법을 심층적으로 살펴보며, 다양한 기기를 단일 제품 내에서 원활하게 작동하도록 통합하는 방법을 보여줍니다. 최적의 고객 경험을 위해 여러 하드웨어 및 소프트웨어 구성 요소가 조화를 이루어야 하는 IoT 제품 개발의 복잡성을 강조합니다. 스마트 홈 솔루션을 구축함으로써 센서, 액추에이터, 엔터테인먼트 시스템을 동일한 로컬 네트워크 내에 통합하는 IoT의 실제 사례를 제시합니다. 기능 목록 및 솔루션 아키텍처 정의부터 구현, 테스트, 문제 해결, 잠재적인 신규 기능 고려까지 전체 개발 프로세스를 아우릅니다. IoT 개발자에게 통합 솔루션 구축에 대한 실무 경험을 쌓을 수 있는 귀중한 학습 기회가 될 것입니다.

 

이 장에서는 플러그와 멀티센서라는 두 가지 개별 장치를 개발하여 RainMaker 플랫폼에 통합하고, 이 장치들에 클라우드 연결을 제공합니다. RainMaker와 연결된 모바일 애플리케이션은 Alexa 및 Google Assistant와 같은 음성 서비스를 추가로 지원하여 장치 프로비저닝 및 관리를 용이하게 합니다. 테스트 단계에서는 RainMaker와 Alexa 계정을 연결한 후 Alexa 모바일 애플리케이션을 사용하여 기능을 검증합니다. 전반적으로 이 장에서는 스마트 홈 솔루션 설계의 복잡성에 대한 통찰력을 제공하고, 후속 장에서 ESP32 기반 머신 러닝 애플리케이션을 탐구할 수 있는 토대를 마련합니다.

 

주요 통찰력 포인트:

 

IoT 제품 개발의 복잡성 : 이 장에서는 IoT 제품 개발의 복잡한 특성을 강조하며, 여러 하드웨어 및 소프트웨어 구성 요소가 원활하게 연동되어야 함을 강조합니다. 최적의 고객 경험을 위해 이러한 구성 요소를 통합하는 실무 경험을 쌓는 것의 중요성을 강조합니다.

 

스마트 홈 솔루션 : 스마트 홈 솔루션 개발은 IoT가 실제로 구현되는 구체적인 사례입니다. 이 솔루션은 센서, 액추에이터, 엔터테인먼트 시스템 등 다양한 장치를 통합하여 동일한 로컬 네트워크 내에서 작동합니다. 이 장에서는 전체 개발 라이프사이클을 다루며, 기능 정의, 솔루션 아키텍처 구축, 구현, 테스트, 문제 해결 및 잠재적 기능 개선에 대한 통찰력을 제공합니다.

 

ESP RainMaker 플랫폼 : ESP RainMaker 플랫폼에 기기를 통합함으로써 IoT 솔루션에서 클라우드 연결의 역량을 입증합니다. 이 플랫폼은 모바일 애플리케이션을 통해 기기의 프로비저닝 및 관리를 용이하게 하여 실제 환경에서의 활용성을 보여줍니다. 또한, Alexa 및 Google Assistant와 같은 음성 서비스를 지원하여 IoT 기기와의 사용자 상호작용 범위를 확장합니다.

 

종합적인 테스트 및 문제 해결 : 이 장에서는 개발 과정에서 철저한 테스트와 문제 해결의 중요성을 강조합니다. RainMaker와 Alexa 계정을 연결한 후 Alexa 모바일 애플리케이션을 사용하여 기기 기능을 검증하는 과정은 스마트 홈 솔루션의 안정성을 보장하는 강력한 접근 방식을 보여줍니다.

 

머신 러닝 탐구의 기초 : 이 장에서는 다음 장에서 ESP32 기반 머신 러닝 애플리케이션 탐구를 위한 토대를 마련합니다. 이는 IoT 프로젝트의 복잡성과 역량이 향상됨을 나타내며, 개발자에게 기본적인 장치 통합을 넘어 고급 기능을 소개합니다.

 

10장 ESP32를 활용한 머신러닝

 

이 장에서는 ESP32를 사용하여 사물 인터넷 ( IoT ) 프로젝트 에 머신 러닝(ML)을 구현하는 데 중점을 두고 머신 러닝 ( ML )의 복잡한 영역을 심층적으로 살펴봅니다 . ML의 다면적인 특성을 고려하여, 본 장에서는 독자들에게 IoT 프로젝트에 ML 기술을 적용하는 방법을 교육하는 실용적인 목표를 설정하며, IoT 기기의 리소스 제약으로 인한 어려움을 강조합니다. IoT 하드웨어와 같은 리소스 제약이 있는 기기에 맞춰 개발된 tinyML 개념은 이러한 과제를 해결하는 데 핵심적인 역할을 합니다.

 

이 장에서는 ML 기본 사항을 포괄적으로 살펴보고, tinyML 파이프라인의 각 단계, 즉 데이터 수집, ML 모델 설계 및 최적화, 그리고 추론을 설명합니다. TensorFlow Lite for Microcontrollers ( TFLM )는 TensorFlow 내에서 핵심 프레임워크로 자리 잡았으며, 제약이 있는 IoT 기기에 최적화된 도구와 라이브러리를 갖추고 있습니다. tinyML의 실제 적용 사례는 ESP32 기반 음성 인식 애플리케이션 개발을 통해 시연되며, Espressif에서 제공하는 WakeNet 및 MultiNet과 같은 음성 애플리케이션용 모델을 활용합니다.

 

주요 통찰력 포인트:

 

제한된 장치를 위한 tinyML : 이 장에서는 IoT 하드웨어와 같은 제한된 장치에 맞춰진 머신 러닝 분야인 tinyML의 중요성을 강조합니다. 이 장에서는 제한된 처리 기능, 메모리, 전력을 포함하여 IoT 장치의 리소스 제약으로 인해 발생하는 과제를 강조합니다.

 

마이크로컨트롤러용 TensorFlow Lite(TFLM) : 마이크로컨트롤러용 TensorFlow Lite ( TFLM )는 TensorFlow 내의 중요한 프레임워크로 소개되었으며, 특히 제약이 있는 IoT 디바이스에서 ML 모델을 최적화하고 배포하도록 설계되었습니다. TFLM은 리소스가 제한된 환경에서 ML 애플리케이션을 개발하는 데 필요한 라이브러리와 기능을 갖춘 귀중한 도구로 소개됩니다.

 

ESP32에서 tinyML의 실제 적용 : 이 장에서는 인기 IoT 플랫폼인 ESP32에 tinyML 개념을 적용하는 방법에 대한 실질적인 통찰력을 제공합니다. 음성 인식 애플리케이션을 개발하여 Espressif의 WakeNet 및 MultiNet 모델을 사용하여 웨이크워드 활성화 및 음성 명령 감지를 구현하는 방법을 실습 예제로 보여줍니다.

 

MCU 및 AI/ML 알고리즘의 발전 : 마이크로컨트롤러 유닛 ( MCU )과 AI/ML 알고리즘의 발전에 대해 논의하며, IoT 기기에 소형 ML 모델을 배포할 수 있게 하는 진전을 강조합니다. 이러한 진전을 통해 개발자는 광범위한 백엔드 시스템이나 클라우드 리소스가 필요 없이 IoT 기기에서 직접 ML 추론을 수행할 수 있습니다.

 

ML 플랫폼으로서의 Edge Impulse : 이 장에서는 IoT 기기에 특화된 ML 플랫폼인 Edge Impulse를 언급하며 다음 장의 배경을 설명합니다. Edge Impulse는 ML 연산 ( MLOps ) 기능을 제공하는 플랫폼으로, IoT 기기에서 운영 중인 ML 모델을 효과적으로 관리할 수 있도록 지원합니다.

 

제11장, 에지 임펄스 개발

 

11장 "Edge Impulse 기반 개발"에서는 Edge Impulse 플랫폼을 사용하여 ESP32에서 머신러닝 애플리케이션을 개발하는 복잡한 과정을 자세히 살펴봅니다. TinyML 영역에서는 데이터 수집, 전처리, 모델 개발, 최적화, 배포, 성능 추적 및 유지 관리를 포함한 다면적인 프로세스를 강조합니다. 기존 소프트웨어 프로젝트의 DevOps와 유사하게 머신러닝 운영 ( MLOps ) 개념을 소개하며, 데이터 및 모델 버전 관리를 통합하여 머신러닝 애플리케이션의 엔드투엔드 관리를 용이하게 하는 플랫폼의 필요성을 강조합니다. Edge Impulse는 웹 기반 개발 환경(Edge Impulse Studio), RESTful API, 데이터 수집을 위한 디바이스 SDK, IoT 디바이스에서 모델을 실행하기 위한 추론 SDK, 인터넷에 직접 연결하지 않고도 디바이스를 관리할 수 있는 명령줄 인터페이스 등의 기능을 제공하는 선도적인 TinyML용 MLOps 플랫폼으로 부상하고 있습니다. 이 장에서는 Edge Impulse Studio를 실제로 적용하는 방법을 독자에게 안내하며, 프로젝트 복제, 모델 생성, ESP32에서 실행하는 등의 측면을 다룹니다.

 

이 장을 통해 독자는 온라인 개발 환경, API 기능, SDK를 포함한 Edge Impulse의 필수 구성 요소에 대한 통찰력을 얻습니다. 실제 데모에서는 Edge Impulse 저장소에서 기존 ML 프로젝트를 복제하고, Edge Impulse Studio를 사용하여 프로젝트를 빌드하고, ML 모델이 포함된 Edge Impulse C++ 라이브러리를 다운로드하고, 이 라이브러리를 ESP-IDF 프로젝트에 통합하는 과정을 살펴봅니다. 자세한 내용은 애플리케이션의 복잡한 세부 사항에 대한 논의를 포함하며, 모델이 개발 키트의 마이크에서 캡처된 오디오 데이터를 추론하는 방식을 보여줍니다. 이 장은 마지막 장에서 얻은 지식을 적용하는 기반을 마련하여 책 전반에 걸쳐 학습한 TinyML 개념에 대한 이해를 강화합니다.

 

주요 통찰력 포인트:

 

TinyML을 위한 MLOps : 이 장에서는 TinyML 환경에서 머신러닝 운영(MLOps) 개념을 소개합니다. 데이터 수집부터 모델 배포, 성능 추적, 지속적인 유지 관리까지 머신러닝 애플리케이션의 전체 수명 주기를 관리하는 것의 중요성을 강조합니다.

 

Edge Impulse 기능 : Edge Impulse는 TinyML을 위한 선도적인 MLOps 플랫폼으로 각광받으며, 개발 프로세스를 간소화하는 다양한 기능을 제공합니다. 주요 기능으로는 ML 프로젝트 관리를 위한 웹 기반 환경인 Edge Impulse Studio, 원격 액세스를 위한 RESTful API, 데이터 수집을 위한 장치 SDK, IoT 장치에서 모델을 실행하기 위한 추론 SDK, 그리고 인터넷 연결이 제한된 장치를 관리하기 위한 명령줄 인터페이스가 있습니다.

 

실제 적용 : 이 장에서는 Edge Impulse Studio를 사용하여 기존 ML 프로젝트를 복제하고, 모델을 생성하고, ESP32에서 실행하는 방법을 실습으로 보여줍니다. 단계별 가이드는 프로젝트 복제, 모델 구축, 라이브러리 다운로드, ESP-IDF 프로젝트 통합 등 필수적인 측면을 다룹니다. 실제 예시에서는 개발 키트 마이크의 오디오 데이터를 추론하는 과정을 통해 TinyML 환경에서 Edge Impulse를 실제로 적용하는 방법을 보여줍니다.

 

마지막 장으로의 전환 : 이 장은 책의 마지막 장으로 이어지는 다리 역할을 하며, 책 전반에 걸쳐 학습한 TinyML 개념의 정점을 이루는 토대를 마련합니다. 독자들이 다른 프로젝트의 설계 및 개발을 준비할 수 있도록 하여 TinyML 분야에 대한 이해와 실무 기술을 더욱 공고히 할 수 있도록 합니다.

 

12장 프로젝트 - 베이비 모니터

 

마지막 장인 "프로젝트 - 베이비 모니터"에서는 ESP32-S3에 머신러닝을 통합하여 아기 울음소리를 감지하는 최종 프로젝트를 제시합니다. 머신러닝 기능을 위해 Edge Impulse 플랫폼을, 클라우드 연결을 위해 ESP RainMaker를 사용하는 이 프로젝트는 연결된 머신러닝 제품 설계의 실제적인 데모를 제공합니다. 이 장에서는 기능 목록 정의, 솔루션 아키텍처 개요, 프로젝트 구현, 테스트 수행, 문제 해결, 잠재적인 새로운 기능 탐색과 같은 필수적인 측면을 다룹니다. ESP RainMaker와의 통합은 IoT 솔루션에 클라우드 구성 요소를 추가하여 IoT 제품 개발 과정에서 흔히 발생하는 복잡성과 과제, 특히 SPIRAM을 활용하여 해결되는 메모리 사용량 측면을 보여줍니다.

 

저자는 독자들이 Espressif Systems의 다른 칩들을 사용해 보고 IoT라는 광대한 분야에 대한 지식과 역량을 확장하여 더 깊이 탐구하도록 독려합니다. 이 책은 독자들에게 ESP32 여정을 계속하도록 격려하며, ESP32를 사용하여 실제 문제를 해결하는 즐거움을 강조하고, 책의 예시들을 통해 공유된 학습 경험에 감사를 표하는 성취감으로 마무리됩니다.

 

주요 통찰력 포인트:

 

IoT에서 머신 러닝의 실제 통합 : 이 장에서는 ESP32-S3에 머신 러닝을 실제적으로 통합하여 아기 울음소리 감지와 같은 특정 애플리케이션을 구현하는 방법을 설명합니다. 오디오 분석 및 분류에서 머신 러닝의 효과를 강조하고, ESP32-S3와 같은 제약이 있는 장치에 적합한 머신 러닝 플랫폼으로서 Edge Impulse의 성공을 조명합니다.

 

과제 및 실제 문제 해결 : 이 프로젝트는 메모리 제약과 같이 IoT 제품 개발 과정에서 흔히 직면하는 과제들을 다룹니다. 저자는 SPIRAM을 활용하여 이 문제를 해결하고, 독자들에게 실질적인 장애물 극복 경험을 제공합니다. 이는 IoT 프로젝트에서 실제 과제 해결의 중요성을 강조합니다.

 

클라우드 서비스와의 통합 : ESP RainMaker가 프로젝트에 포함됨으로써 IoT 솔루션에서 클라우드 연결의 중요성이 더욱 부각됩니다. 독자들은 프로젝트를 클라우드 플랫폼과 통합하는 방법에 대한 통찰력을 얻고, 포괄적인 IoT 시스템 구축에 수반되는 복잡성과 고려 사항을 살펴볼 수 있습니다.

 

심층 탐구를 위한 격려 : 저자는 독자들에게 책의 내용을 넘어 Espressif Systems의 다른 칩을 사용해 보고 IoT라는 더 넓은 분야를 탐구해 보라고 권합니다. 이는 IoT 개발 분야에서 끊임없이 학습해야 하는 본질과 새로운 기술과 표준에 발맞추기 위한 끊임없는 탐구의 필요성을 반영합니다.

 

성찰과 공유 학습 경험 : 결론에서는 ESP32를 활용하여 실제 문제를 해결하는 과정에서 저자가 느낀 즐거움을 표현하고, 학습 여정에 함께해 준 독자들에게 감사를 표합니다. 협력적이고 공유된 학습 경험을 통해 책의 예시를 접한 독자들은 성취감과 공동체 의식을 느낄 수 있습니다.

 

이 책이 당신에게 맞다고 생각된다면, 오늘 바로 구매 하세요 !코딩

 

다음 소프트웨어 및 하드웨어 목록을 사용하면 책에 있는 모든 코드 파일을 실행할 수 있습니다.

 

 

소프트웨어 및 하드웨어 목록

필요한 소프트웨어소프트웨어 링크하드웨어 사양OS 필요

Git 클라이언트(최신)	[ https://git-scm.com/downloads ] ( https://git-scm.com/downloads )	PC/노트북	어느
VS 코드(최신 버전)	https://code.visualstudio.com/download	PC/노트북	어느
ESP-IDF(>=4.4.4 및 < 5)	https://github.com/espressif/esp-idf	PC/노트북	어느
Python3(3.10.11 이상 및 3.11 미만)	https://www.python.org/downloads/	PC/노트북	어느
스퀘어라인 스튜디오 (>=1.1.1)	https://squareline.io/다운로드	PC/노트북	어느
컬(>8)	https://curl.se/다운로드.html	PC/노트북	어느
모스키토 (>2)	https://mosquitto.org/download/	PC/노트북	어느
ESP SoftAP 프로비저닝(최신)	모바일 앱 스토어	모바일 기기	어느
Pyenv(최신)	https://github.com/pyenv/pyenv	PC/노트북	어느
ESP Rainmaler(최신)	모바일 앱 스토어	모바일 기기	어느
Openssl(최신)	https://www.openssl.org/community/binaries.html	PC/노트북	어느
Amazon Alexa(최신)	모바일 앱 스토어	모바일 기기	어느

자세한 설치 단계(소프트웨어별)

설치 지침:

1. Git 클라이언트:
   • 다운로드 페이지에 제공된 단계를 따라 해당 플랫폼(MacOS, Windows, Linux/Unix)에 맞게 진행하세요.
2. 비주얼 스튜디오 코드
   • 다운로드 페이지에 제공된 단계를 따라 해당 플랫폼(MacOS, Windows, Linux/Unix)에 맞게 진행하세요.
3. 파이썬3:
   • 플랫폼별 설치 프로그램을 다운로드하고 실행하세요
4. ESP-IDF 4.4.4(시작 가이드를 따르거나 GitHub 저장소를 복제할 수 있습니다)
   • 홈 디렉토리에 "esp"라는 이름의 새 디렉토리를 만듭니다.
   • 저장소를 복제합니다(git clone --recursive --branch v4.4.4 https://github.com/espressif/esp-idf )
   • 플랫폼에 맞는 설치 스크립트를 실행하세요
   • Windows 사용자의 경우, 간편한 설치를 위한 바이너리 설치 프로그램이 여기 있습니다: https://docs.espressif.com/projects/esp-idf/en/latest/esp32/get-started/windows-setup.html
5. 스퀘어라인 스튜디오
   • 플랫폼별 설치 프로그램을 다운로드하고 실행하세요
6. 컬
   • 플랫폼별 설치 프로그램을 다운로드하고 실행하세요
7. 모스키토
   • 플랫폼별 설치 프로그램을 다운로드하고 실행하세요
8. 피엔브
   • 귀하의 특정 플랫폼(MacOS, Windows, Linux/Unix)에 대한 GitHub 저장소에 제공된 단계를 따르세요.
9. OpenSSL: 직접 바이너리를 제공하지 않습니다. 위키에 나열된 타사 제공업체를 확인하세요: https://wiki.openssl.org/index.php/Binaries
10. ESP SoftAP Provisioning: 특정 플랫폼(Android, iOS)에 맞는 모바일 앱 스토어에서 설치하세요.
11. ESP Rainmaler: 특정 플랫폼(Android, iOS)에 맞는 모바일 앱 스토어에서 설치하세요.
12. Amazon Alexa: 특정 플랫폼(Android, iOS)에 맞는 모바일 앱 스토어에서 설치하세요.

Discord 서버에서 더 자세히 알아보세요

Discord 커뮤니티에서 최신 업데이트와 토론을 보려면 Discord 서버에서 더 많은 활동을 하세요.

무료 PDF 다운로드

이 책의 인쇄본이나 Kindle 버전을 이미 구매하셨다면 DRM 없는 PDF 버전을 무료로 받으실 수 있습니다. 링크를 클릭하시면 무료 PDF를 받으실 수 있습니다. 무료 전자책 

또한 GraphicBundle 에서 이 책에 사용된 스크린샷/다이어그램의 컬러 이미지가 있는 PDF 파일도 제공합니다. 

저자를 알아보세요

베닷 오잔 오너(Vedat Ozan Oner) 는 IoT 제품 개발자이자 소프트웨어 아키텍트로, 뛰어난 기술 지식과 경험을 보유하고 있습니다. 그는 경력 동안 다양한 직책을 맡아 여러 IoT 프로젝트에 참여했으며, 이를 통해 경쟁이 치열한 시장에서 성공적인 IoT 제품 개발의 핵심 요소를 모두 파악할 수 있었습니다. 베닷은 METU/컴퓨터 공학 학사 학위를 취득했으며, PMP®, ITIL®, AWS Certified Developer 등 업계에서 인정하는 여러 자격증을 보유하고 있습니다. 베닷은 2018년 런던에서 Mevoo Ltd라는 유한회사를 설립하여 고객에게 컨설팅 서비스를 제공하고 자체 IoT 제품을 개발하고 있습니다. 그는 현재 가족과 함께 런던에 거주하고 있습니다.

기타 관련 도서

• IoT 솔루션 개발을 위한 아키텍처 패턴 및 기술
• Terraform 요리책 – 2판