사물인터넷을 위한 자바

기초 이론부터 응용 사례까지 모두 배우는

양성일 지음

임베디드 & 모바일 시리즈_031
ISBN: 9791158390280
28,000원 | 2016년 02월 26일 발행 | 336쪽

자바로 구현하는 사물인터넷 프로젝트!

이 책은 기존의 라즈베리 파이 활용서와 달리 사물인터넷이라는 관점에서 전자부품과 자바로 사물을 만드는 방법과 인터넷 프로토콜을 통해 사물과 사람, 사물과 사물간에 상호 연동하는 방법을 중점적으로 설명한다.

이 책에서는 기본적인 전자부품뿐만 아니라 자바 8 SE 임베디드에 대한 실행 환경 구축, 통합 개발 환경을 이용한 개발, Device I/O API, CoAP과 MQTT를 이용한 통신 방법을 상세히 설명하고 있다. 특히 그동안의 개발 경험을 토대로 한 자동 제어 예제를 통해 사물인터넷에 대한 이해를 돕고 제품 개발의 기초를 알려준다.

★ 이 책에서 다루는 내용 ★ - 사물인터넷의 유사 기술 및 시장 동향 - 사물인터넷 프로토콜 및 자바 임베디드 솔루션 - 자바 8 SE 임베디드 패키징 - 넷빈즈를 이용한 임베디드 자바 개발 환경 구축 - LED, 가변 저항, 버튼, ADC, DAC 등 전자부품에 대한 설명 - OpenJDK의 Device I/O API를 이용한 센서 및 액추에이터 제어 - CoAP 프로토콜 소개 및 리소스, 감시, 탐색에 대한 구현 방법 - MQTT 프로토콜 및 JMS 연동과 MQTT 웹소켓 구현

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양성일

16년간 자바 프로그래머로 기업 솔루션, 홈 네트워크, 전자상거래, 검색엔진, 보안, 스마트폰 앱, 빌딩 자동 제어, 에너지 관리 등 다양한 분야의 소프트웨어를 개발했다. 특히 2001년에 OSGi 프레임워크를 기반으로 홈 네트워크 솔루션 개발에 참여했고 2010년 11월에 ADK, 아두이노 보드를 기반으로 한 오픈소스 하드웨어 플랫폼을 개발했으며 관련 지식과 정보를 여러 사람들과 공유하기 위한 하드로이드(http://www.hardroid.net)를 운영하면서 메이커(Maker)로 활동하고 있다. 현재는 상명대학교 그린에너지 연구소에서 빌딩 자동제어와 에너지 관리에 대해 연구하고 있다.

▣ 01장: 사물인터넷과의 만남
- 1-1 사물인터넷 소개
  - 사물인터넷이란?
    - 유사 기술
    - 사물의 의인화
    - 센서
    - 통신
    - 액추에이터
  - 임베디드 시스템
    - 임베디드 시스템이란?
    - 임베디드 시스템의 종류
  - 사물인터넷 동향
    - 스레드 그룹(Thread Group)
    - 올신 얼라이언스
    - 오픈 인터커넥트 컨소시엄
    - 산업 인터넷 컨소시엄
    - 국제 인터넷 표준화 기구
    - 블루투스 SIG
  - 사물인터넷 프로토콜 소개
    - 6LowPAN
    - DTLS
    - CoAP
    - MQTT
    - XMPP
    - AMQP
    - DDS
    - LWM2M
    - IEEE 802.15.4
    - NFC
    - ANT
    - ZigBee
    - 블루투스
    - BLE
- 1-2 자바 임베디드
  - 자바 ME 임베디드
    - GCF
    - MEEP 8
    - Device I/O API
  - 자바 SE 임베디드
    - 자바 가상 머신
    - 자바 SE 임베디드 프로파일
  - 자바 임베디드 스위트
  - 그 밖의 자바 임베디드 솔루션
    - 임베디드를 위한 이벤트 프로세싱
    - 자바 카드
    - 안드로이드
▣ 02장: 개발 환경 만들기
- 2-1 오픈소스 하드웨어 플랫폼
  - 오픈소스 하드웨어 플랫폼
    - 아두이노
    - 라즈베리 파이
    - 비글보드
  - 자바의 라즈베리 파이 지원
- 2-2 라즈베리 파이에 자바 설치하기
  - 호스트 컴퓨터에 자바 SE 임베디드 설치
    - 다운로드
    - 압축 풀기
    - 디렉터리 구조
    - 환경변수 설정
  - 자바 SE 임베디드 패키징
    - jrecreate 명령어
    - 도움말 옵션(--help, -h)
    - 디렉터리 지정 옵션(--dest, -d)
    - 자바 가상 머신 옵션(-vm)
    - 프로파일 옵션(--profile, -p)
    - 확장 옵션(--extension, -x)
    - 디버그 옵션(--debug, -g)
    - 그 밖의 옵션
  - 자바 실행 환경 만들기
    - 예제 설명 및 라이브러리 선택
    - 프로파일 선택
    - 자바 실행 환경 만들기
  - 네트워크 설정 및 자바 실행 환경 구성
    - 라즈베리 파이의 고정 IP 설정
    - 라즈베리 파이의 SSH 활성화
    - PUTTY 설치
    - WinSCP 설치
    - 자바 실행 환경 설치
- 2-3 개발 환경 구축
  - 통합 개발 환경 설치
    - 넷빈즈 설치
    - 자바 실행 환경 설정
  - 애플리케이션 개발 및 디버깅
    - 프로젝트 생성 및 코드 작성
    - 실행 및 디버깅
▣ 03장: 사물 만들기
- 3-1 준비하기
  - 하드웨어 플랫폼
    - 자동 제어
    - 사물 만들기
    - 라즈베리 파이
    - ARM
    - GPIO
  - 전자 부품
    - 전압과 전류
    - 저항
    - LED(Light Emitting Diode)
    - 브레드보드
    - 점퍼선
- 3-2 Device I/O
  - Device I/O 설치
    - 소스코드 다운로드
    - 자바 SE 임베디드에 설치
    - Device IO를 호스트 PC에 복사
    - Device IO 라이브러리를 클래스 경로에 추가
    - Device IO 설정 파일 자동 복사 설정
    - Hello World(LED 깜박이기)
  - Device I/O 살펴보기
    - Device I/O 아키텍처
    - Device I/O API
- 3-3 GPIO 다루기
  - 7 세그먼트 표시하기
  - 버튼 입력 받기
  - 푸시 버튼의 이벤트 수신
    - 이벤트 모델
- 3-4 아날로그 입출력
  - SPI 통신
  - 라즈베리 파이의 SPI 활성화
  - MCP 49X1 소개
  - MCP 4911을 이용한 LED 밝기 조정
  - MCP3002 소개
  - 가변 저항 값 읽기
  - 폴링
- 3-5 UART 통신
  - UART
  - 라즈베리 파이의 UART 설정 변경
  - 아두이노 통신
    - UART 연결
    - 아두이노 스케치 개발
    - 에코 클라이언트 개발
  - PC와의 연결
    - USB 시리얼 케이블
    - 드라이버 설치
    - USB 시리얼 케이블 연결
    - 에코 서버 개발
    - 예제 실행
- 3-6 단순한 자동 제어 만들기
  - 회로도
  - 관제점 관리자
    - 관제점
    - DI(Digital Input) 관제점
    - DO(Digital Output) 관제점
    - AI(Analog Input) 관제점
    - AO(Analog Output) 관제점
    - 관제점 관리자
    - 명령어 처리기
  - UART CLI 만들기
    - UART 콘솔
    - 프로그램 실행
▣ 04장: 사물과 대화하기
- 4-1 CoAP을 이용해 대화하기
  - CoAP란?
    - CoAP 구조
    - 사물과 대화하기
    - CaAP 메시지
    - CoAP 요청과 응답
    - CoAP의 URI
    - CoAP 메서드
  - Californium
    - Californium 클래스
    - 넷빈즈 프로젝트에 Californium 라이브러리 추가
    - 클라이언트 프로젝트 생성
  - Hello CoAP
    - CoAP 서버 구현
    - HelloWorld CoAP 클라이언트 구현
    - HelloWorld CoAP 실행
  - 비동기 호출
  - 리소스 감시
    - CoAP 서버 예제에 감시 기능 지원 추가
    - 감시 CoAP 클라이언트
    - 감시 실행
  - 리소스 탐색
    - 리소스 탐색 클라이언트
    - 탐색 실행
    - 자동 제어 CoAP 서버 만들기
    - JSONP
    - 관제점 리소스
    - 관제점 CoAP 서버
    - CoAP 서버 실행
    - CoAP 테스트를 위한 Copper
    - Copper 설치
    - 자동제어 CoAP 서버 실행
    - Copper를 통한 자동 제어 실행
- 4-2 MQTT 비동기 메시징 시스템 활용
  - MQTT란?
    - MQTT 네트워크 구조
    - 통신을 위한 단계
    - 토픽
    - 필터링
    - QoS 및 보안
  - ActiveMQ
    - ActiveMQ 설치
    - MQTT 활성화
    - ActiveMQ 실행
  - Paho
    - Paho 클래스
  - Hello MQTT
    - 라이브러리 추가
    - 전송 클라이언트(Publisher)
    - 수신 클라이언트(Subscriber)
    - 실행
  - 토픽 필터링을 이용한 전송자 구분
    - 토픽 정의
    - 에코 클라이언트
    - 전송 클라이언트
    - 에코 실행
  - 자동 제어 서버의 MQTT CLI 만들기
    - MQTT 명령어 처리기
    - MQTT 콘솔
    - 빅데이터 처리기
    - MQTT CLI 실행
  - JMS와의 연동
    - ActiveMQ의 JMS 활성화
    - JMS와 MQTT 간 토픽 및 메시지 매핑
    - JMS 콘솔
    - 프로그램 실행
  - HTML5의 웹 소켓을 이용한 연동
    - ActiveMQ의 웹 소켓 지원
    - Paho 자바스크립트 파일 다운로드
    - 웹소켓을 이용한 Paho 자바스크립트 클래스
    - 웹 콘솔 사용자 인터페이스
    - AngularJS
    - 웹 클라이언트 프로젝트 생성
    - 뷰(View)
    - 컨트롤러(Controller)
    - 구글 크롬 설치
    - 프로그램 실행

예제 코드 관련 깃허브 페이지

깃허브 저장소: https://github.com/wikibook/java-of-things
ZIP 파일 다운로드: https://github.com/wikibook/java-of-things/archive/master.zip