에지 컴퓨팅과 피지컬 AI를 위한 라즈베리파이 5

라즈베리파이가 처음인 독자들에게는 신기하고 재미있는 경험을, 이미 경험해 본 독자들에게는 다양한 활용을 위한 시작점을 제공한다.
이 책은 라즈베리파이 5를 사용해 세상과 상호작용하는 지능형 시스템 구현을 목표로, 기본적인 라즈베리파이 사용법부터 응용까지의 전 과정을 다룬다. 라즈베리파이를 처음 접하는 독자도 어려움 없이 라즈베리파이를 시작할 수 있도록 운영체제 설치와 초기 설정법, 기본적인 리눅스 사용법에 이어 개발 환경 구축법을 차례대로 설명한다. 이어서 범용 입출력 핀을 사용한 입출력 제어를 바탕으로 다양한 센서, 카메라, 액추에이터 등을 연결하고 제어하는 방법을 다루고, 이를 바탕으로 실제 물리 세계의 정보를 수집하고 반응하는 시스템 구현 방법을 다룬다. 또한 인터넷 활용과 영상 처리, 음성 인식 등 피지컬 AI의 핵심 기술을 에지 컴퓨팅 환경에서 구현하는 방법을 예제 중심으로 알아본다.

●압도적인 디테일과 '바이블'급 완성도: 국내 마이크로컨트롤러(MCU) 분야 최고 권위자 중 한 분으로 꼽히는 허경용 교수가 집필하여, 입문자를 위한 체계적인 커리큘럼부터 하드웨어와 소프트웨어를 깊이 있게 연결하는 통찰력을 제공한다.
●라즈베리파이 5 최신 사양 완벽 반영: 2.4GHz 쿼드 코어 프로세서, PCIe 2.0 인터페이스 등 라즈베리파이 5만의 새로운 구조와 작동 방식을 기본으로 하여 이전 모델과는 달라진 제어 방법까지 상세히 안내한다.
●기초부터 인공지능 실습까지 단계적 구성: OS 설치와 파이썬 기초는 물론, 각종 센서 및 모터 제어(GPIO), 음성 합성/인식, 그리고 카메라를 이용한 영상 인식까지 이론과 실습을 절묘하게 구성했다.

이 책의 특징
●라즈베리파이 5를 기본으로 최신 하드웨어 구성과 사양 반영
●운영체제 설치부터 인공지능 활용까지 이어지는 단계적 구성
●핵심 개념 설명과 이를 확인할 수 있는 실용적 예제 제공
●에지 컴퓨팅과 피지컬 AI 시스템 구현을 위한 장치 중심의 내용 구성

머리말 x

PART I 라즈베리파이 기초 다지기
CHAPTER 1 라즈베리파이 준비하기 3
1.1 라즈베리파이 4
1.2 라즈베리파이 5 7
1.3 라즈베리파이를 위한 주변장치 12
1.4 라즈베리파이 OS 15
1.5 요약 25

CHAPTER 2 라즈베리파이 시작하기 26
2.1 라즈베리파이 첫 번째 부팅 27
2.2 라즈베리파이의 IP 주소 확인 31
2.3 원격 데스크톱 사용 37
__2.3.1 VNC 40
__2.3.2 RDP 44
2.4 라즈베리파이와 컴퓨터 직접 연결 51
2.5 요약 56

CHAPTER 3 라즈베리파이 OS 58
3.1 라즈베리파이 OS 59
3.2 셸과 터미널 59
3.3 사용자 관리 63
3.4 파일 시스템 68
3.5 파일과 디렉터리 관리 76
3.6 USB 드라이버 연결 81
3.7 시스템 관리 83
3.8 시스템 종료 및 재시작 89
3.9 요약 92

CHAPTER 4 파이썬 프로그래밍 93
4.1 파이썬의 역사 94
4.2 파이썬의 특징 95
4.3 파이썬 프로그래밍 환경 설정 97
4.4 파이썬 106
__4.4.1 파이썬 식별자 106
__4.4.2 문장과 줄 그리고 들여쓰기 107
__4.4.3 변수와 데이터 타입 111
__4.4.4 연산자와 연산자 우선순위 116
__4.4.5 제어문 120
__4.4.6 시퀀스 125
__4.4.7 컬렉션 128
__4.4.8 함수 132
__4.4.9 모듈 135
__4.4.10 패키지 137
__4.4.11 클래스 139
__4.4.12 라이브러리 142
4.5 요약 145

PART II 범용 입출력 핀 사용하기
CHAPTER 5 범용 입출력 핀 149
5.1 범용 입출력 핀 150
5.2 파이썬을 이용한 범용 입출력 핀 제어 155
5.3 C/C++를 이용한 범용 입출력 핀 제어 157
5.4 GPIO 사용 시 주의할 점 161
5.5 요약 165

CHAPTER 6 디지털 데이터 입출력: LED와 버튼 167
6.1 디지털 데이터 출력 168
6.2 디지털 데이터 입력 175
6.3 PWM 신호 출력 184
6.4 요약 188

CHAPTER 7 모터 190
7.1 모터 191
7.2 DC 모터 192
7.3 스텝 모터 199
7.4 서보 모터 210
7.5 요약 214

CHAPTER 8 UART 통신 216
8.1 UART 통신 217
8.2 라즈베리파이의 UART10 포트 218
8.3 라즈베리파이의 UART0 포트 222
8.4 요약 231


CHAPTER 9 I2C와 1-와이어 통신 232
9.1 I2C 통신 233
9.2 라즈베리파이의 I2C 통신 235
__9.2.1 텍스트 LCD 235
__9.2.2 가속도 각속도 센서 239
9.3 1-와이어 통신 250
9.4 요약 255

CHAPTER 10 SPI 통신 256
10.1 SPI 통신 257
10.2 8자리 7세그먼트 표시장치 258
10.3 LED 매트릭스 267
10.4 요약 274

CHAPTER 11 아날로그 디지털 변환기 276
11.1 아날로그 디지털 변환기 277
11.2 가변저항 279
11.3 아날로그 온도 센서 283
11.4 CdS 조도 센서 287
11.5 요약 291

CHAPTER 12 디지털 데이터 출력 센서 293
12.1 초음파 거리 센서 294
12.2 PIR 센서 298
12.3 터치 센서 302
12.4 DHT11 온습도 센서 306
12.5 요약 310

PART III 인공지능 알고리즘 사용하기
CHAPTER 13 버저와 스피커 313
13.1 버저 314
13.2 스피커 318
13.3 요약 326


CHAPTER 14 음성 합성과 음성 인식 328
14.1 음성 합성 329
14.2 음성 인식 334
14.3 요약 343

CHAPTER 15 카메라와 영상 인식 345
15.1 카메라 346
15.2 QR 코드 스캐너 356
15.3 얼굴 검출 358
15.4 사람 검출 361
15.5 특징점 추출 363
15.6 요약 368

PART IV 인터넷 활용하기
CHAPTER 16 HTTP 클라이언트 373
16.1 웹 클라이언트 374
16.2 웹 페이지 분석 377
16.3 기상청 API 허브 383
16.4 오늘의 날씨 - OpenWeather 390
16.5 요약 397


CHAPTER 17 원격 모니터링과 원격 제어 400
17.1 플라스크 웹 서버 401
17.2 원격 모니터링 403
17.3 원격 제어 405
17.4 포트 포워드 416
17.5 요약 418

CHAPTER 18 인터넷 애플리케이션 420
18.1 IP 주소 알아내기 421
18.2 인터넷 시간 사용하기 423
18.3 구글 계정으로 이메일 보내기 427
18.4 MQTT 430
18.5 요약 437

찾아보기 439

허경용 연세대학교 전자공학과 학사와 석사를 취득했다. 이후 플로리다대학교에서 컴퓨터공학 박사를 취득했으며, 현재 동의대학교 전자공학과 교수로 재직 중이다. 저서로는 《상상을 스케치하는 아두이노 우노 R4》(2024), 《ARM Cortex-M 기반의 아두이노 프로그래밍》(2023), 《라즈베리파이 피코, 마이크로파이썬을 만나다》(2022), 《아두이노 바이블(vol 1.~vol 4.)》(2021), 《허교수의 ARM Mbed 프로그래밍 입문》(2019), 《사물인터넷을 위한 ESP8266 프로그래밍》(2017), 《사물인터넷을 품은 아두이노》(이상 제이펍, 2016), 《따라 하면서 배우는 마이크로컨트롤러》(2019), 《따라 하면서 배우는 아두이노》(이상 한빛아카데미, 2016) 등이 있다.
운영 카페: https://cafe.naver.com/sketchurimagination