[파이썬] 산업용 IoT 시스템 및 자동화

05 Sep 2023

python

산업용 IoT(Internet of Things) 시스템은 산업 환경에서 데이터를 수집, 분석 및 활용하는데 사용되는 기술입니다. 이러한 시스템은 효율성, 생산성 및 안전성을 향상시키는데 중요한 역할을 합니다. 또한, 자동화 기술과 결합하여 생산 과정을 향상시키고 인력 낭비를 줄일 수 있습니다.

Python을 활용한 IoT 시스템 구축

Python은 IoT 시스템 개발에 널리 사용되는 프로그래밍 언어입니다. 다양한 라이브러리와 풍부한 문법을 통해 쉽고 빠르게 IoT 시스템을 구축할 수 있습니다. 이제 몇 가지 예시 코드를 통해 Python을 사용한 IoT 자동화 시스템을 살펴보겠습니다.

MQTT 프로토콜로 데이터 수집하기

MQTT(Message Queuing Telemetry Transport) 프로토콜은 경량화된 발행-구독 메시징 프로토콜로, IoT 기기 간 데이터 통신에 주로 사용됩니다. Python에서는 Paho MQTT 라이브러리를 통해 MQTT 프로토콜을 구현할 수 있습니다.

import paho.mqtt.client as mqtt

# MQTT 브로커에 연결하는 함수
def on_connect(client, userdata, flags, rc):
    if rc == 0:
        print("MQTT 브로커에 연결됨")
    else:
        print("MQTT 브로커 연결 실패")

# 메시지 수신하는 함수
def on_message(client, userdata, msg):
    print("수신한 메시지: " + msg.topic + " - " + msg.payload.decode())

# MQTT 클라이언트 생성
client = mqtt.Client()

# 연결 및 메시지 수신에 대한 콜백 함수 지정
client.on_connect = on_connect
client.on_message = on_message

# MQTT 브로커에 연결
client.connect("broker.example.com", 1883, 60)

# 메시지를 구독
client.subscribe("iot/sensors/temperature")

# 메시지를 계속 수신하기 위해 루프 실행
client.loop_forever()

GPIO 핀을 제어하여 자동화하기

GPIO(General-purpose Input/Output) 핀은 다양한 외부 장치와 상호 작용할 수 있는 디지털 핀입니다. Raspberry Pi와 같은 싱글보드 컴퓨터를 사용하여 이러한 GPIO 핀으로 외부 장치를 제어할 수 있습니다. Python의 RPi.GPIO 라이브러리는 GPIO 핀을 제어할 수 있는 기능을 제공합니다.

import RPi.GPIO as GPIO
import time

# GPIO 핀 설정
led_pin = 17
button_pin = 18

# GPIO 핀 모드 설정
GPIO.setmode(GPIO.BCM)
GPIO.setup(led_pin, GPIO.OUT)
GPIO.setup(button_pin, GPIO.IN, pull_up_down=GPIO.PUD_UP)

# 버튼 상태를 확인하고 LED를 토글하는 함수
def toggle_led(channel):
    if GPIO.input(button_pin) == GPIO.LOW:
        GPIO.output(led_pin, not GPIO.input(led_pin))

# 버튼 상태 변화에 대한 콜백 함수 지정
GPIO.add_event_detect(button_pin, GPIO.BOTH, callback=toggle_led, bouncetime=200)

try:
    while True:
        time.sleep(1)

except KeyboardInterrupt:
    # 프로그램 종료 시 GPIO 설정 해제
    GPIO.cleanup()

마치며

Python은 산업용 IoT 시스템 개발을 위한 강력한 언어입니다. MQTT 프로토콜을 통한 데이터 수집과 GPIO 핀을 제어하여 자동화를 실현하는 예시 코드를 살펴보았습니다. 이러한 기술은 산업 분야에서 생산성과 안전성을 향상시키는데 도움을 줄 것입니다.