📝 IoT 프로그래밍 — 1~8주차 정리

📅 1주차 — IoT 개론

사물인터넷 개념, 구성요소, 발전 배경, 한계점, 평가 기준

🌐 IoT(Internet of Things)란?

• 4차 산업혁명: 물리적(physical) 세계와 기술적 세계의 경계를 허물어가는(blurring) 흐름
• IoT = 사물에 센서와 통신 기능을 내장하여 인터넷에 연결하는 기술
• 연결된 사물들이 데이터를 수집·분석하고 학습한다
• 외부 환경 제어를 위한 controller가 필요

🚀 IoT 발전 배경 3가지

• Cheap sensors — 센서 가격의 급격한 하락
• Cheap processing — 지난 10년간 처리용량 기준 컴퓨팅 비용 60배 하락
• Cheap bandwidth — 통신 비용 하락으로 대용량 데이터 전송 가능

⚠️ IoT의 Challenges (한계점)

• 보안 이슈: 사물이 해킹의 대상이 될 수 있음
• IP 주소 부족: 모든 사물에 유일한 IP 필요 → IP 고갈
• 표준 부재: IoT 프로토콜·플랫폼 표준 부재로 회사 간 경쟁/호환성 문제

📊 평가 기준

• 수행평가 1, 수행평가 2
• 중간고사 / 기말고사 각 30점
• 출석 20점

📅 2~3주차 — 라즈베리파이 & 네트워크

라즈베리파이 하드웨어, SBC 개념, Wi-Fi/Cellular, 공유기 구조

🍓 라즈베리파이 개요

• SBC(Single Board Computer) — CPU, RAM, I/O가 단일 기판 위에 통합된 소형 컴퓨터
• 라즈베리파이 3부터 와이파이, 블루투스 기본 내장
• 라즈베리파이 4는 듀얼 모니터 연결 및 최대 4GB RAM 지원
• 하드웨어 구성: CPU, RAM/ROM, GPIO, HDMI, USB, 네트워크

💡 SBC vs PC 차이

• SBC: 단일 보드, 저전력, 임베디드·IoT용. 저장장치는 SD카드
• PC: 메인보드 + 주변장치 조합, 고성능, 범용 데스크톱

📡 무선 네트워크 — 2.4GHz vs 5GHz

📱 Cellular Network & 테더링

• Cellular Network: 3G/4G/5G 기반 이동통신망 — 기지국(cell) 단위 커버리지
• 테더링: 스마트폰의 셀룰러 연결을 Wi-Fi/USB/Bluetooth로 다른 기기에 공유

🏠 공유기(Router)의 역할 5가지

• Switch: 유선 단자 간 패킷 전달 (L2)
• AP (Access Point): 무선 기기 Wi-Fi 접속
• Router: 내부망 ↔ 외부망 패킷 라우팅 (L3)
• NAT: 사설 IP ↔ 공인 IP 변환
• DHCP: 내부 기기에 사설 IP 자동 할당

🔦 LED 실습 개념

GPIO 핀으로 디지털 HIGH/LOW 출력 → LED 점등 제어. 과전류 방지 위해 직렬 저항 필수.

📅 4주차 — ch02 리눅스 기초

OS 개념, VNC/PuTTY, 리눅스 파일시스템, 명령어, 권한, 패키지 관리

💻 운영체제 & 원격접속

• OS = 하드웨어 추상화 계층(Layer)을 제공하는 시스템 소프트웨어. 시스템 프로그램 + 응용 프로그램
• Debian 계열 → Ubuntu, 라즈베리파이 OS
• VNC: 원격 GUI 접속 / PuTTY: SSH 기반 원격 CLI 접속

📁 리눅스 파일시스템 (FHS)

⌨️ 주요 명령어

# 시스템
date           # 현재 날짜/시간
hostname       # 호스트명
clear          # 화면 지우기
passwd         # 비밀번호 변경

# 탐색/파일
ls -al         # 숨김파일 포함 상세 목록
pwd            # 현재 경로
cd ~           # 홈으로 이동
mkdir dir      # 폴더 생성
touch file     # 빈 파일 생성
cat / head / tail file  # 내용 보기

# 복사/이동/삭제
cp src dst
mv src dst
rm -rf dir

# 탐색
which cmd      # 실행 파일 경로
whereis cmd
find / -name "*.txt"

# 권한
chmod 755 file
chown user:group file

# IO 재지정
cmd > out.log   # stdout 저장
cmd 2> err.log  # stderr 저장
cmd | cmd2      # 파이프

# 패키지/네트워크
wget URL
apt-get install pkg
git clone URL
tar -czvf archive.tar.gz dir   # 압축
tar -xzvf archive.tar.gz       # 해제

🔑 시험 포인트 키워드

• OS 정의 — 하드웨어 추상화 계층
• 파일시스템 주요 디렉터리 의미
• ls, pwd, cd, cat, mkdir 기능
• chmod 숫자 권한, IO 재지정 기호

📅 5주차 — AWS IoT Core (수행평가 1)

발표 수행평가 — AWS IoT Core 기능·아키텍처·활용 사례

📢 발표 스크립트 요약 (5슬라이드)

1. 개요: AWS IoT Core는 수많은 IoT 기기를 AWS 클라우드에 안전하게 연결·관리하는 관리형 서비스
2. 주요 기능: 디바이스 게이트웨이, 메시지 브로커(MQTT/HTTP), 디바이스 섀도우, 룰 엔진, 디바이스 관리
3. 아키텍처: 디바이스 → MQTT/TLS → IoT Core → 룰 엔진 → AWS 서비스(S3, Lambda, DynamoDB 등)
4. 보안: X.509 인증서 기반 상호 인증, IAM 정책, TLS 암호화
5. 활용 사례: 스마트홈, 제조업 IoT, 커넥티드카, 농업 모니터링

❓ 예상 Q&A 5개

📅 6주차 — ch04 전자 기초

옴의 법칙, KCL/KVL, 브레드보드, 저항·LED·콘덴서·트랜지스터·다이오드

⚡ 회로 기초

• 닫힌 회로: 전류가 흐를 수 있는 경로가 완성된 상태 / 열린 회로: 끊어진 상태
• V(전압) — 전류를 흐르게 하는 힘(압력)
• I(전류) — 전선을 통해 흐르는 전기의 양
• R(저항) — 전기 흐름을 방해하는 정도

📐 옴의 법칙 — 예제 4.1

예) 5V 전원, 250Ω 저항 → I = 5 / 250 = 0.02 A = 20mA

📐 KCL · KVL — 예제 4.2

• KCL: 접속점으로 들어오는 전류의 합 = 나가는 전류의 합 → ΣI_in = ΣI_out
• KVL: 폐회로에서 전압강하의 합 = 전원전압 → Σ전압강하 = 전원전압

🔌 브레드보드 & 저항 컬러코드

• 브레드보드 안쪽은 5칸씩 연결. 전원 레일은 세로로 이어짐
• 저항 컬러코드: 4밴드(2자리+승수+오차) / 5밴드(3자리+승수+오차)
• 예) 갈-검-빨-금 = 10 × 10² = 1000Ω = 1kΩ (±5%)

💡 LED + 저항 회로 — 예제 계산

🔧 전자 부품

• 콘덴서: 직류 연결 시 일정 시간 충전되다가 전류 차단 → 회로에 연결하면 방전
• 트랜지스터 (B/C/E — 베이스/컬렉터/이미터): 전자 신호·전력을 증폭하거나 스위칭
• 다이오드: 한쪽 방향으로만 전류를 흘리는 정류 작용. 순방향 전압강하·항복전압 개념
• LED 극성: 긴 다리 = +(Anode), 짧은 다리 = −(Cathode)