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2018년 대한민국학술원 우수학술도서 선정도서. 사물 인터넷(IoT, Internet of Things)은 수많은 물리 장치를 인터넷에 연결하고 제어할 수 있게 해주는 획기적인 기술이다. 물리 장치에 의사 결정 시스템을 더욱 쉽게 구현할 수 있도록 기본 통계 지식과 데이터 과학 및 기계 학습에 관련된 여러 가지 응용 알고리즘을 소개한다.



스마트 온도 조절기, 머신 비전, 자율 주행 자동차 로봇, 음성 명령으로 IoT 장치를 제어하는 방법, 클라우드를 이용해 IoT 애플리케이션을 만드는 방법, 데이터 과학에 관련된 다양한 지식 역시 실전 예제 프로젝트를 통해 살펴본다. 기계 학습을 이용해 실생활에서 활용할 수 있는 IoT 응용을 제작하는 방법도 설명하고 있다.

★ 이 책에서 다루는 내용 ★

■ IoT 프로젝트에 데이터 과학 기법을 적용해 스마트 온도 조절기 만들기
■ 간단한 머신 러닝 애플리케이션과 의사 결정 시스템 만들기
■ OpenCV로 머신 비전 만들기
■ 자율 주행 및 수동 조작 방식의 로봇 자동차 만들기
■ 내 목소리로 IoT 장치를 제어하기 위한 스피치 모듈 만들기
■ IoT 장치와 클라우드 서버 연결하기


★ 이 책의 대상 독자 ★

이 책은 IoT 프로젝트에 다양한 머신 러닝 알고리즘을 구현하고 싶은 이들을 위해 집필했다. 이 책에서는 기계 학습을 이용해 실생활에서 활용할 수 있는 IoT 응용을 제작하는 방법도 소개한다. 라즈베리 파이나 아두이노에 대해 전혀 모르더라도 괜찮다.


★ 이 책의 구성 ★

1장, ‘스마트 IoT 프로젝트’에서는 아두이노나 라즈베리 파이와 같은 IoT 장치에서 센서와 액추에이터를 사용하는 방법에 대해 소개한다. 또한 통계와 데이터 과학에 관련된 파이썬 라이브러리도 소개한다.
2장, ‘IoT 프로젝트를 위한 의사 결정 시스템’에서는 IoT 장치에 의사 결정 시스템을 구축하는 방법에 대해 소개한다. 의사 결정 시스템에 관련된 파이썬 라이브러리를 살펴보고, 이를 활용하여 IoT 보드에 의사 결정 시스템을 구현하는 프로그램을 직접 작성해본다.
3장, ‘나만의 머신 비전 만들기’에서는 카메라를 통해 기계가 주변 환경을 인식하게 만드는 방법과 기계를 훈련시켜 특정한 물체를 감지하거나 추적하게 만드는 방법에 대해 소개한다. 이 과정에서 여러 가지 카메라 모듈도 소개한다.
4장, ‘나만의 자율 주행 자동차 로봇 만들기’에서는 자동차 로봇을 만드는 방법에 대해 소개한다. IoT 장치에 몇 가지 센서와 액추에이터를 달아서 사람의 개입 없이 알아서 움직이도록 만든다. 또한 컴퓨터를 통해 로봇을 제어하고 길을 찾아가는 방법에 대해서도 소개한다.
5장, ‘IoT 프로젝트에 음성 기술 구현하기’에서는 IoT 보드가 말을 할 수 있게 만드는 방법에 대해 소개한다. 이 과정에서 필요한 사운드 모듈과 스피치 모듈에 대해서도 다양하게 소개한다.
6장, ‘IoT 프로젝트를 위한 데이터 과학용 클라우드 구축하기’에서는 IoT 프로젝트에서 클라우드 플랫폼을 활용하는 방법에 대해 소개한다. IoT 프로젝트에서 보드와 센서, 액추에이터뿐만 아니라, 이를 지원하는 백엔드 인프라스트럭처의 역할도 중요하다. IoT 보드를 여러 나라에 설치해두고 운용하려면 데이터를 수집하는 부분에 좀 더 신경 써서 구현해야 한다.


★ 지은이의 말 ★

사물 인터넷(IoT, Internet of Things)은 수많은 물리 장치를 인터넷에 연결하고 제어할 수 있게 해주는 획기적인 기술이다. 기본적인 기능을 제공하는 IoT 프로젝트는 많다. 좀 더 나아가 물리 장치로부터 수집한 데이터를 토대로 스스로 알아서 결정을 내리는 스마트 IoT 프로젝트를 만드는 것도 가능하다.
스마트 IoT 프로젝트는 IoT와 지능 시스템을 결합해 실생활의 문제를 해결하는 데 꼭 필요한 참고 서적이다. 물리 장치에 의사 결정 시스템을 더욱 쉽게 구현할 수 있도록, 기본 통계 지식과 데이터 과학 및 기계 학습에 관련된 여러 가지 응용 알고리즘을 소개한다. 이 책에서는 스마트 온도 조절기, 머신 비전, 자율 주행 자동차 로봇, 음성 명령으로 IoT 장치를 제어하는 방법, 클라우드를 이용해 IoT 애플리케이션을 만드는 방법, 데이터 과학에 관련된 다양한 지식 등을 다룬다.
아무쪼록 이 책을 통해 여러분의 실력을 한 단계 더 높일 수 있길 바란다

1장. 스마트 IoT 프로젝트

__통계 및 데이터 과학의 기초

__전산 통계와 데이터 과학 작업을 위한 파이썬 설치

____전산 통계 및 데이터 과학에 관련된 파이썬 라이브러리

________NumPy

________Pandas

________SciPy

________Scikit-learn

________Shogun

________SymPy

________Statsmodels

__간단한 통계 프로그램 만들기

__IoT 장치와 플랫폼

____아두이노

____라즈베리 파이

____비글본 블랙 및 그린

____ESP8266 MCU 기반의 IoT 보드

____TI CC3200 MCU 기반 IoT 보드

__IoT 장치로 센서와 액추에이터 제어하기

____아두이노로 센서와 액추에이터 제어하기

____라즈베리 파이로 센서와 액추에이터 제어하기

________설정 방법

________라즈베리 파이 GPIO 다루기

________센서로 외부 감지하기

____스마트 온도 조절기 만들기

________PID 제어기

________파이썬으로 PID 제어기 만들기

________PID 제어기로 방안의 온도 조절하기

__정리

__참고 문헌



2장. 의사 결정 시스템

__의사 결정 시스템과 머신 러닝의 개요

__베이지안 기반 의사 결정 시스템

__퍼지 논리 기반 의사 결정 시스템

__의사 결정 시스템 구현에 필요한 파이썬 라이브러리

____베이지안

____퍼지 논리

__베이지안 이론을 이용하여 간단한 의사결정 시스템 만들기

__IoT 장치에 의사 결정 시스템 구축하기

__나만의 IoT 의사 결정 시스템 만들기

____회로 구성

____파이썬 프로그램 작성하기

____테스트

____개선 방안

__정리

__참고문헌



3장. 머신 비전

__머신 비전의 개요

__OpenCV 라이브러리

__라즈베리 파이에 OpenCV 설치하는 방법

__간단한 OpenCV 프로그램 만들기

__카메라 모듈 다루기

____CSI 인터페이스 기반 카메라 모듈

____USB 인터페이스 기반 카메라 모듈

____시리얼 인터페이스 기반 카메라 모듈

____여러 가지 인터페이스를 지원하는 카메라 모듈

__OpenCV 라이브러리에서 카메라 모듈 접근하기

__머신 비전을 위한 패턴 인식

__움직이는 물체를 추적하는 비전 시스템 만들기

__나만의 IoT 머신 비전 만들기

____라즈베리 파이에 픽시 CMU캠5 설치하기

____조립하기

____픽시 CMUcam5 펌웨어 업데이트하기

____테스트

________스트리밍 비디오 불러오기

________물체 추적하기

________팬/틸트 모듈로 물체 추적하기

________파이썬 애플리케이션 실행하기

________시그니처 모두 삭제하기

__정리

__참고 문헌



4장. 자율 주행 자동차 로봇

__자율 시스템의 개요

__모바일 로봇의 개요

__자동차 로봇 만들기

____DIY 로봇 플랫폼

____완제품 형태의 로봇 플랫폼

__포롤루 주모 로봇 포 아두이노로 로봇 만들기

____작동 원리

__컴퓨터에서 자동차 로봇 제어하기

____작동 원리

__GPS 모듈로 네비게이션하기

____작동 원리

__맵 엔진 플랫폼

____작동 원리

__자동차용 GPS 만들기

__나만의 자율 주행 자동차 만들기

__정리

__참고 문헌



5장. 음성 기술

__음성 기술의 개요

__사운드 센서와 엑추에이터

____작동 원리

__음성 인식 기술을 위한 패턴 인식 개요

__음성 및 사운드 모듈

__IoT 장치를 위한 나만의 음성 명령기 만들기

____EasyVR 쉴드 3 설정하기

__음성 명령기 만들기

____작동 원리

____음성 명령기 회로 구성

____스케치 프로그램 작성하기

____테스트

__말하는 IoT 보드 만들기

____라이브러리 설정

____회로 구성

____스케치 프로그램 작성하기

____테스트

__말하는 라즈베리 파이 만들기

____설정하기

____파이썬 프로그램 작성하기

____응용 방법

__정리

__참고 문헌



6장. 데이터 과학용 클라우드

__클라우드 기술 소개

__데이터 과학용 클라우드

__IoT 보드와 클라우드 서버 연결하기

____마이크로소프트 애저 IoT

____아마존 AWS IoT

____아두이노 클라우드

________아두이노 클라우드 설정하기

________예제 회로 구성하기

________아두이노 클라우드 라이브러리 추가하기

________아두이노 클라우드 웹 SSL 인증서 업데이트하기

________아두이노 클라우드용 프로그램 작성하기

__마이크로소프트 애저 IoT 허브 사용법

____마이크로소프트 애저 IoT 허브 설정하기

____IoT 장치 등록하기

____프로그램 작성하기

__데이터 과학용 클라우드 구축 방법

____애저 ML 스튜디오 설치하기

____웹 서비스 형태로 애저 ML 배포하기

__데이터 과학용 클라우드로 IoT 애플리케이션 만들기

__정리

__참고 문헌