KrDAG 스터디: 라즈베리파이2와 Beacon의만남

Copyright@ 2015 All reserved by KrDAG & Supported by Huray Positive Inc.

라즈베리파이2와BEACON의만남

IoT, Bluetooth, BLE, iBeacon, …

KrDAG 회원인데네트워크엔지니어아니고개발자…

Ian Y. Choi (Occupation: )


목차

1. IoT와네트워크

2. 블루투스와비콘

3. 비콘의활용예시: 실내측위

4. 라즈베리파이2+비콘을통한구현테스트

5. 마무리


#1. IoT와네트워크

IoT에서네트워크가왜중요할까?

(다아는내용이지만쭉살펴봅시다)

출처: http://www.networkworld.com/article/2378581/

internet-of-things/8-internet-things-that-are-not-iot.html

http://www.networkworld.com/article/2378581/internet-of-things/8-internet-things-that-are-not-iot.html


IoT (Internet of Things)IoT의정의에대해잠깐살펴봅시다

센서가부착된사물을유무선통신망으로연결, 이를통해발생하는실시간데이터를사람개입없이인터넷으로주고받는기술이나환경 (NIA, 2015)

ICT를기반으로다양한물리적및가상의사물들을연결하여진보된서비스를제공하기위한글로벌서비스인프라 (ITU-T)

구분 M2M

(Machine-to-Machine)

IoT

(Internet of Things)

통신주체 Machine Things/환경

연결관계 사물-사물사물-사람

사람-Things

사람-사람

연결방식 유/무선네트워크 Internet

출처: 정국상, 사물인터넷기반헬스케어플랫폼및서비스모델동향,

디지털헬스케어테크포럼세미나 2015, 2015.9.17.


IoT 플랫폼여러분야를중심으로하여 IoT 플랫폼이발전하고있음

출처: 김재호, IoT Platforms, KRNET 2014


IoT 플랫폼과네트워크결국 Internet이연결되어야하는데, 장치쪽네트워크는어떻게?

출처: 김재호, IoT Platforms, KRNET 2014


IoT 장치를위한네트워크프로토콜고려사항: 수용범위, 전송속도, 저전력, 지원장치대수, …

출처: http://m.eetindia.co.in/ART_8800701169_1800001_TA_fa56b574_3.HTM#.Vf7TJ_ntmko

http://www.mpdigest.com/issue/Articles/2015/Feb/GreenPeak/default.asp

무엇을위한 IoT인지도중요하고, IoT를위해수집하는센서및정보도중요한데…

어떤장치를어떤네트워크로사용해 IoT 플랫폼을구성해야할까역시중요함!

http://m.eetindia.co.in/ART_8800701169_1800001_TA_fa56b574_3.HTM#.Vf7TJ_ntmko

http://www.mpdigest.com/issue/Articles/2015/Feb/GreenPeak/default.asp


#2. 블루투스와비콘

파란이빨과신호등은무슨관계?!

Bluetooth, BLE, Beacon, iBeacon 순으로알아봅시다

출처: http://kwans.tistory.com/962 & 네이버사전

http://kwans.tistory.com/962


Bluetooth란이름의유래부터살펴봅시다

10세기스칸디나비아반도를통일한바이킹헤럴드블루투스 (Harald Bluetooth)처럼여러디지털기기에서사용하는무선통신규격을통일한다는상징적의미를담고자하였음

저렴한가격, 저전력, 소형크기지원을강조하는 Bluetooth는 1998년 Bluetooth SIG

(Special Interest Group)이결성되고, 1999년 7월 26일 1.0 규격이탄생하여, 현재 4.0

버전대규격까지나와있음

출처: https://wikispaces.psu.edu/display/IST432SP11Team20/History

https://dayoviews.wordpress.com/2014/12/11/bluetooth-history-of-name-logo/

https://wikispaces.psu.edu/display/IST432SP11Team20/History

https://dayoviews.wordpress.com/2014/12/11/bluetooth-history-of-name-logo/


Bluetooth 역사1.0부터 4.0 버전대까지의시간순서

현재버전: Bluetooth v4.2 (2014년 12월 2일)

참고 - EDR: Enhanced Data Rate, HS: High Speed

4.0 버전대에포함된것중하나로, 바로저전력 (Low Energy)가있음 BLE라고함

출처: http://www.yuden.co.jp/eu/solutions/ble/interview/ (Cut & Modified)

https://en.wikipedia.org/wiki/Bluetooth

http://www.yuden.co.jp/eu/solutions/ble/interview/

https://en.wikipedia.org/wiki/Bluetooth


BLE (Bluetooth Low Energy)저전력을강조하는 Bluetooth 4.0에포함된서브셋 BLE

출처: http://blog.3g4g.co.uk/2014/04/different-flavours-of-bluetooth-40-41.html

http://www.slideshare.net/storywithoutend/core-bluetooth-on-ios

Bluetooth 버전 4.0을발표하면서, 지원전송속도가감소되지만저전력을강조하는 BLE를 Bluetooth 4.0의서브셋으로발표

버전 4.1: Bluetooth SIG가 IoT 마켓에서주요플레이어가되고자함

http://blog.3g4g.co.uk/2014/04/different-flavours-of-bluetooth-40-41.html

http://www.slideshare.net/storywithoutend/core-bluetooth-on-ios


비콘 (Beacon)본래무선에서내보내는주기적인신호를비콘이라고이야기하나,

여기서이야기하는비콘은 “블루투스비콘” 을말함

출처: http://normal_rain.blog.me/220443459646

작고, 배터리를갖고있는무선송신기

BLE 안테나를내장하며신호를브로드캐스팅함

구성요소: 보드 (Board), 블루투스칩셋 (BLE

Chipset), 배터리

http://normal_rain.blog.me/220443459646


iBeacon2013년 Apple 개발자컨퍼런스에서발표되면서대중적으로확대

출처: http://www.warski.org/blog/2014/01/how-ibeacons-work/

Apple’s 2013 ADC presentation

BLE에는 Advertising과 Connecting 2가지모드가있는데, 비콘에서는 Advertising만사용하여주기적으로신호를브로드캐스팅하는것이일반적임

iBeacon에서 BLE Advertising로보내는데이터: UUID, Major, Minor, TX power

iBeacon

http://www.warski.org/blog/2014/01/how-ibeacons-work/


질문1: iBeacon이표준인가?iBeacon이표준은아니나, 거의모든태그들이 iBeacon을지원합니다.

출처: https://developer.mbed.org/blog/entry/BLE-Beacons-URIBeacon-AltBeacons-iBeacon/

BLE에서보내는데이터에대한여러프로토콜: iBeacon, AltBeacon, URIBeacon, …

iBeacon

AltBeaconURIBeacon

https://developer.mbed.org/blog/entry/BLE-Beacons-URIBeacon-AltBeacons-iBeacon/


질문2: IoT에서는 BLE만이답인가?상황에따라서는다른네트워크방식이효율적일수도있습니다.

출처: http://www.slideshare.net/zahidtg/bluetooth-40-low-energy

http://slideplayer.com/slide/5277509/

다양한무선통신표준의장단점이존재하며필요에따라상위계층고려도있어야함

다양한무선통신표준 다양한 IoT 네트워크프로토콜

http://www.slideshare.net/zahidtg/bluetooth-40-low-energy



#3. 비콘활용예시

실내측위 (Indoor Positioning)

비콘신호데이터를이용해위치를파악한다고?

출처: http://uxable.net/?p=3354

http://uxable.net/?p=3354


무선통신을활용한실내측위무선신호의특징을활용하면 (이론적으로) 위치파악이가능합니다.

RSSI (Received signal strength indication,

수신된신호강도지표)로거리를대략적으로파악할수있다고합니다.

WiFi의경우예시: 삼각측량법

출처: http://www.slideshare.net/deview/242-wifi

http://www.slideshare.net/deview/242-wifi


비콘으로실내측위가가능할까?정확도가매우높지는않으나실내/외, ~미터정도로는가능하다고합니다.

출처: http://www.slideshare.net/nasmedia/ss-42950860

http://www.slideshare.net/nasmedia/ss-42950860


#4. 비콘 with 라즈베리파이2

비콘신호를보내거나수신가능

(프로그래밍이야기는쬐끔만넣을께요…)


라즈베리파이22015년상반기, KrDAG IoT 소모임을통해배운라즈베리파이2

재미있었던소수정예의소모임활동

(자세한내용은소모임멤버분들께…!)


테스트를위해필요한것들라즈베리파이2로비콘을활용하려면?

라즈베리파이2 + 블루투스 4.0 동글

해당조합을통해비콘신호를브로드캐스팅할수도있으며 (송신자), 브로드캐스트신호를받을수도있음 (수신자)

Estimote 태그를송신자로하고, 라즈베리파이2+블루투스 4.0 동글을수신자로테스트

Estimote 비콘태그

Advertising

(수신및데이터확인)


테스트내용라즈베리파이2로 iBeacon 수신하기위해했던내용및주요과정

블루투스 4.0 동글인식확인: “sudo lsusb”

블루투스장치 up: “sudo hciconfig hci0 up”

Bluez 라이브러리설치: 프로그래밍을통해블루투스데이터확인가능

PyBluez 설치: Python으로 Bluez 사용가능

샘플코드: https://github.com/switchdoclabs/iBeacon-Scanner-/blob/master/blescan.py

샘플코드실행후결과확인

https://github.com/switchdoclabs/iBeacon-Scanner-/blob/master/blescan.py


테스트결과샘플코드다운로드 & 실행

iBeacon

MAC

AddressProximity

UUID Major

Minor

TX

power

@1m

해당값이소스에서틀리게나옴

수정된 TX

power

@1m 값결과


#5. 마무리


마무리 IoT 세상에서인터넷연결을위해네트워크는필수

그중, BluetoothBLEBeaconiBeacon 순으로살펴봄

라즈베리파이2를사용해비콘테스트를쉽고빠르게할수있음

비콘은실내측위를비롯해다양한활용가능 IoT 세상이오긴오는듯?!

다양한네트워크프로토콜로인한 IoT 게이트웨이 SDN / NFV ?!

출처: http://uxable.net/?p=3155


http://uxable.net/?p=3155




#. Appendix


설치과정: Details블루투스 4.0 동글확인 & 장치 UP & 확인

sudo: root (관리자)

권한으로실행

lsusb: USB 상태보기

hciconfig: 블루투스호스트컨트롤러인터페이스보기 &

UP/DOWN 설정


설치과정: DetailsBluez 라이브러리설치 (소스컴파일): 소스다운로드

wget: Web으로부터

파일다운로드


설치과정: DetailsBluez 라이브러리설치 (소스컴파일): 압축해제 & 의존라이브러리설치

tar: (압축) 묶음을만들거나해제할때사용하는도구

tar 옵션

- x: 묶음해제

- J: xz 압축고려

- f: 파일이름지정

apt-get: Debian 계열

리눅스에서패키지

관리명령어


설치과정: DetailsBluez 라이브러리설치 (소스컴파일): 소스컴파일설정

configure

: 소스컴파일작업

이전에필요한

설정을지정


설치과정: DetailsBluez 라이브러리설치 (소스컴파일): 소스컴파일진행

make: 소스컴파일

작업시작

make install

: 컴파일완료된

결과를기반으로

리눅스에설치

&& : 앞의작업이

완료된후뒤의

작업을진행


테스트내용: DetailsPyBluez 설치: Python에서 BLE 지원을위한목적

pip: Python 패키지

설치명령어


Estimote 클라우드스마트폰 App을설치하면 Estimote 태그정보를클라우드에전송

출처: http://blog.estimote.com/post/66895996019/the-new-version-of-estimote-virtual-beacon

http://blog.estimote.com/post/66895996019/the-new-version-of-estimote-virtual-beacon

Health & Medicine

KrDAG 스터디: 라즈베리파이2와 Beacon의만남