시작하며
이제 아두이노의 마지막 파트인 통신 파트가 시작되었다. 역시 마지막 파트다 보니 상당히 복잡한 내용이 많았다.
RFID
- 라이브러리 설치 필요
- 무선 주파수 식별
- 사물 또는 동물에 고유한 식별코드를 부여하고 이를 전파를 이용하여 식별하는 기술
- RFID 핀 설명
- 3.3V : 전원
- RST : 리셋(모듈 초기화 및 다시 시작 시 사용)
- GND : 접지
- IRQ : 인터럽트(태그 감지 시 하드웨어 인터럽트 전송) 보통 사용 X
- MISO : Master In Slave Out(RFID 모듈 → 아두이노)
- MOSI : Master Out Slave In(아두이노 → RFID 모듈)
- SCK : Serial Clock(데이터 전송 동기화를 위한 클럭 신호)
- SDA(SS) : 슬레이브 선택(어떤 장치와 통신할지 선택하는 신호)
RFID와 NFC
RFID
- 사용 주파수 : 125kHz ~ 2.45GHz
- 연결 범위 : 최대 100m
- 통신 : 단방향 통신(태그/리더 별도)
- 장점 : 장거리 인식 가능
NFC
- 사용 주파수 : 13.56MHz
- 연결 범위 : 10cm 내외
- 통신 : 양방향 통신(태그/리더 통합)
- 장점 : 높은 보안성
RFID 코드
mfrc.PICC_IsNewCardPresent()- 새로운 카드가 인식 범위 안에 들어왔는지 확인
- 태그가 접촉되었는지 확인
mfrc.PICC_ReadCardSerial()- 카드가 UUID(고유번호)가 읽히는지 확인
#include <SPI.h>
#include <MFRC522.h>
#define RST_PIN 9
#define SS_PIN 10
#define BUZZER 8
#define R_LED 2
#define B_LED 3
#define W_CARD "3777252"
#define B_CARD "1722392051"
MFRC522 mfrc(SS_PIN, RST_PIN);
void setup() {
Serial.begin(9600);
SPI.begin();
mfrc.PCD_Init();
pinMode(BUZZER, OUTPUT);
pinMode(R_LED, OUTPUT);
pinMode(B_LED, OUTPUT);
}
void loop() {
if(!mfrc.PICC_IsNewCardPresent() || !mfrc.PICC_ReadCardSerial()) {
delay(500);
return;
}
digitalWrite(BUZZER, LOW);
digitalWrite(R_LED, LOW);
digitalWrite(B_LED, LOW);
String cardUID = "";
for(byte i = 0; i < 4; i++) {
cardUID += String(mfrc.uid.uidByte[i]);
Serial.println("")
}
if(cardUID == W_CARD) {
digitalWrite(B_LED, HIGH);
digitalWrite(BUZZER, HIGH);
delay(100);
digitalWrite(BUZZER, LOW);
digitalWrite(B_LED, LOW);
}
if(cardUID == B_CARD) {
digitalWrite(R_LED, HIGH);
digitalWrite(BUZZER, HIGH);
delay(100);
digitalWrite(BUZZER, LOW);
digitalWrite(R_LED, LOW);
delay(100);
digitalWrite(R_LED, HIGH);
digitalWrite(BUZZER, HIGH);
delay(100);
digitalWrite(BUZZER, LOW);
digitalWrite(R_LED, LOW);
}
}시리얼 통신
- 컴퓨터와 데이터를 주고 받는 직렬 통신
- 우노 보드
- 0핀(RX) : Receive Data / 컴퓨터에서 보내는 신호를 받는 곳
- 1핀(TX) : Transit Data / 컴퓨터로 신호를 보내는 곳
int data;
void setup() {
Serial.begin(9600);
pinMode(13, OUTPUT);
digitalWrite(13, LOW);
}
void loop() {
while (Serial.available()) {
data = Serial.read();
}
if(data == '1') {
digitalWrite(13, HIGH);
} else if(data == '0') {
digitalWrite(13, LOW);
}
}Python 연동
pyserial/flask라이브러리 설치
from flask import Flask, request, jsonify
from flask_cors import CORS
import serial, time
SERIAL_PORT = ""
BAUD = 9600
arduino = serial.Serial(SERIAL_PORT, BAUD, timeout=1)
time.sleep(2)
app = Flask(__name__)
CORS(app) # 다른 출처(파일/로컬서버)에서 접근 허용
state = "off"
@app.post("/led")
def led():
global state
data = request.get_json(force=True)
desired = data.get("state")
if desired == "on":
arduino.write(b'1')
state = "on"
elif desired == "off":
arduino.write(b'0')
state = "off"
else:
return jsonify({
"ok": False,
"error": "state must be 'on' or 'off'"
}, 400)
return jsonify({
"ok": True,
"state": state
})
if __name__ == "__main__":
app.run(host="0.0.0.0", port=5000, debug=True, use_reloader=False, threaded=False)- HTML 내 JavaScript code
<script>
async function setLed(state) {
try {
const res = await fetch("http://localhost:5001/led", {
method: "POST",
headers: { "Content-Type": "application/json" },
body: JSON.stringify({ state: state }),
});
const json = await res.json();
document.getElementById("status").textContent = json.state;
} catch (e) {
alert(
"서버에 연결할 수 없습니다. python 코드가 실행 중인지 확인하세요."
);
}
}
</script>웹으로 연동
- Python 없이 JavaScript만 사용
<script>
let port, writer;
async function connect() {
try {
port = await navigator.serial.requestPort();
await port.open({ baudRate: 9600 });
writer = port.writable.getWriter();
// 아두이노 리셋 안정화 약간 대기
await new Promise((r) => setTimeout(r, 1500));
// 정상 연결 후 on 버튼과 off 버튼 활성화
on.disabled = off.disabled = false;
} catch (e) {
alert("연결 실패: " + e.message);
}
}
async function sendChar(ch) {
if (!writer) return;
const data = new TextEncoder().encode(ch);
await writer.write(data);
}
</script>WiFi 통신
ESP8266(ESP-01)
- WiFi 모듈 중 가장 보편적인 모듈
- 시리얼 통신을 통해 AT 변경 가능하며 3.3v에서 동작
- 2.4GHz만 지원
from flask import Flask, request, jsonify
from flask_cors import CORS
app = Flask(__name__)
CORS(app)
@app.get("/data")
def getData():
print("getData", dict(request.args))
return jsonify(ok=True)
if __name__ == "__main__":
app.run(host="0.0.0.0", port=5001, debug=True, use_reloader=False, threaded=False)#include <SoftwareSerial.h>
SoftwareSerial esp8266(2, 3);
const char* ssid = "";
const char* password = "s";
const char* server = "";
const int port = 5001;
bool sendCommand(const String& cmd, const char* expect = "OK", unsigned long timeout = 5000) {
esp8266.print(cmd); esp8266.print("\r\n");
unsigned long t = millis(); String buf;
while (millis() - t < timeout) {
while (esp8266.available()) {
char c = (char)esp8266.read();
buf += c;
Serial.write(c);
if (expect && *expect && buf.indexOf(expect) != -1) return true;
}
}
return false;
}
void setup() {
Serial.begin(9600);
esp8266.begin(9600);
delay(1000);
sendCommand("AT", "OK", 1500);
delay(1000);
sendCommand("AT+CWMODE=1", "OK", 2000);
delay(1000);
sendCommand(String("AT+CWJAP=\"") + ssid + "\",\"" + password + "\"", "WIFI GOT IP", 20000);
delay(1000);
sendCommand("AT+CIPMUX=0", "OK", 2000);
delay(1000);
}
void loop() {
sendDataToServer(25, 60);
delay(5000);
}
void sendDataToServer(int temp, int hum) {
String url = "/data?temperature=" + String(temp) + "&humidity=" + String(hum);
if (!sendCommand(String("AT+CIPSTART=\"TCP\",\"") + server + "\"," + port, "CONNECT", 5000)) return;
String req =
String("GET ") + url + " HTTP/1.1\r\n"
"Host: " + String(server) + ":" + String(port) + "\r\n"
"Connection: close\r\n\r\n";
if (sendCommand(String("AT+CIPSEND=") + req.length(), ">", 3000)) {
esp8266.print(req);
sendCommand("", "SEND OK", 4000);
}
sendCommand("AT+CIPCLOSE", "OK", 2000);
Serial.println("\n[데이터 전송 시도 종료]");
}마치며
이제 다음 주에 와이파이 통신 파트가 마무리되면 본격적인 프로젝트가 시작이다. 주말간 머신러닝을 위한 데이터를 찾아보면서 모델의 기본적인 틀을 구현해봐야겠다.
Hello I'm TaeHyunAn, Currently Studying Data Analysis