Do IoT Yourself! - 사물 간의 연결을 위한 Open API
Oct. 14, 2014•0 likes•3,691 views
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Do IoT Yourself 세미나의 세 번째 발표 자료 프리뷰입니다. 이번 세미나에서는 지난 세미나에서 개발한 아두이노 기반 온도 센서 정보를 RESTful Web API 형태의 Open API로 개발하는 과정을 다룹니다. 프리뷰 자료이기 때문에 이후 수정, 변경될 가능성이 있으니 양해 바랍니다.
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Do IoT Yourself! - 사물 간의 연결을 위한 Open API
- 1. 사물 간의 연결을 위한 Open API
- 3. IoT Web Service Dev. – 사물 간의 연결을 위한 Open API Sensing •주변 상황 정보획득과 실시간 전달 Network •사물과 인터넷 간의 연결 Service •수집된 정보의 가공, 처리, 융합 Security
- 4. IoT Web Service Dev. – 사물 간의 연결을 위한 Open API ■아두이노 소개 –Open source H/W –sparkfun™ starker kit for Redboard ■가변 저항으로 LED 색깔 바꾸기 구현 –Soft potentiometer 이용 ■온도 센서 구현 –실시간 온도 정보를 serial port로 출력하기
- 5. IoT Web Service Dev. – 사물 간의 연결을 위한 Open API ■Get the source code: http://goo.gl/V5HJzo
- 6. IoT Web Service Dev. – 사물 간의 연결을 위한 Open API
- 7. IoT Web Service Dev. – 사물 간의 연결을 위한 Open API Security Sensing •주변 상황 정보획득과 실시간 전달 Network •사물과 인터넷 간의 연결 Service •수집된 정보의 가공, 처리 융합
- 8. IoT Web Service Dev. – 사물 간의 연결을 위한 Open API ■Web Service Development of IoT using Node.JS and MySQL Serial comm. Open API ※ Covers at day 2
- 9. IoT Web Service Dev. – 사물 간의 연결을 위한 Open API ■Server-side application development platform with JavaScript –Google’s chrome JavaScript engine (V8) 기반 –Event handling I/O Framework •Non-blocking I/O •단일 스레드 이벤트 루프를 통한 높은 처리성능
- 10. IoT Web Service Dev. – 사물 간의 연결을 위한 Open API ■사이트에서 설치 (http://nodejs.org/)
- 11. IoT Web Service Dev. – 사물 간의 연결을 위한 Open API ■설치가 완료된 이후, console에서 node 실행 ■REPL (Read Eval Print Loop)에서 코드 입력 –console.log(‘Hello, Node.JS ‘ + process.version) ■화면에 메시지와 함께 버전을 출력 ■Crtl+c를 두번 입력해서 REPL 종료
- 12. IoT Web Service Dev. – 사물 간의 연결을 위한 Open API ■가장 많이 사용하는 Node.js 웹 개발 프레임워크 ■Express 생성기 설치 –npm install –g express-generator ■Express 템플릿 생성 –express DIoTY ■템플릿 폴더로 이동하여 관련 모듈 설치 –cd DIoTY; npm install
- 13. IoT Web Service Dev. – 사물 간의 연결을 위한 Open API ■Open Source Relational Database Management System (RDBMS) –세계에서 가장 많이 쓰이는 DB •다양한 웹 사이트 및 웹 애플리케이션에서 사용 중 –Apache web server, PHP, Tomcat 등과 연계해서 사용. –현재 Oracle에 인수
- 14. IoT Web Service Dev. – 사물 간의 연결을 위한 Open API ■사이트에서 community version 설치 –Windows 계열 •http://dev.mysql.com/downloads/windows/installer/5.6.html
- 15. IoT Web Service Dev. – 사물 간의 연결을 위한 Open API ■‘mysql –u{id} –p{password}’ 로 로그인하면 설치 완료 –오류 발생 시 ‘mysql 설치’로 googling해서 원인 해결
- 17. IoT Web Service Dev. – 사물 간의 연결을 위한 Open API ■Reading or Writing or Both
- 18. IoT Web Service Dev. – 사물 간의 연결을 위한 Open API ■GETing or POSTing
- 19. IoT Web Service Dev. – 사물 간의 연결을 위한 Open API ■Client protocol: –{GET | PUT | POST | DELETE …} {URI} HTTP/1.1 {HTTP headers, e.g. Accept:, User-Agent:, Host:, …} {body – any representation} ■Server protocol: –HTTP/1.1 {200 OK | 404 Not Found | …} {HTTP headers, e.g. Content-Length:, Content-Type:, …} {body – any representation} HTTP header empty line body
- 20. IoT Web Service Dev. – 사물 간의 연결을 위한 Open API ■Representation –Content-Type header describes media type of the body. <?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?> <xml> <Person firstName=“John” lastName=“Smith” alive> <age>25</age> <height scale=“cm”>167.6</height> <address> <streetAddress> 21 2nd Street</streetAddress> <city>New York</city> <state>NY</state> <postalCode>10021-3100</postalCode> </address> <phoneNumbers> … <phoneNumbers> <children></children> <spouse></spouse> </Person> </xml> <!doctype html> <html> <head> </head> <body> <header> John Smith </header> <div role=‘main’> <p>age: 25</p> <p>height: 167.cm</p> <p>address:<br/> 21 2nd Street, New York, NY 10021-3100 </p> </div> </body> </html> [HTML] [XML] [JSON]
- 21. IoT Web Service Dev. – 사물 간의 연결을 위한 Open API ■Clients request, Server responses client 요청 server 응답 client 요청 응답 응답 요청 C S C C C C C C C
- 22. IoT Web Service Dev. – 사물 간의 연결을 위한 Open API ■Sensing or actuating within things over internet
- 23. IoT Web Service Dev. – 사물 간의 연결을 위한 Open API ■IoT requests, IoT responses IoT 요청 IoT 응답 IoT 요청 응답 응답 요청 IoT IoT IoT IoT IoT IoT IoT IoT IoT
- 24. IoT Web Service Dev. – 사물 간의 연결을 위한 Open API
- 25. IoT Web Service Dev. – 사물 간의 연결을 위한 Open API ■ Sets of technologies that enable websites to interact with each other by using REST, SOAP, JavaScript and other web technologies. –wikipedia (http://en.wikipedia.org/wiki/Open_API) ■Open API 예
- 26. IoT Web Service Dev. – 사물 간의 연결을 위한 Open API ■REST: REpresentational State Transfer –from R. T. Fielding’s dissertation •resources and their state transfer by HTTP standard protocol. Resource [client] [server] Resource GET update state Resource Resource PUT, POST, DELETE Resource
- 27. IoT Web Service Dev. – 사물 간의 연결을 위한 Open API ■Retrieving resources –Request: •GET /api/resources HTTP/1.1 Accept: application/json … –Response: •HTTP/1.1 200 OK Content-Type: application/json … { “resources” : [ {“id” : “…”, “name” : “…” }, … ] } Operation HTTP command Retrieve GET Create POST Update PUT Delete DELETE
- 28. IoT Web Service Dev. – 사물 간의 연결을 위한 Open API ■Create new resource –Request: •POST /api/resources HTTP/1.1 Content-Type: application/json { “resource” : {“name” : “newbie” } } –Response: •HTTP/1.1 201 Created { “resource” : {“id”: “1”, “name” : “newbie” } } Operation HTTP command Retrieve GET Create POST Update PUT Delete DELETE
- 29. IoT Web Service Dev. – 사물 간의 연결을 위한 Open API ■Update a resource –Request: •PUT /api/resources/1 HTTP/1.1 Content-Type: application/json { “resource” : {“name” : “intermediate” } } –Response: •HTTP/1.1 202 Accepted Operation HTTP command Retrieve GET Create POST Update PUT Delete DELETE
- 30. IoT Web Service Dev. – 사물 간의 연결을 위한 Open API ■Delete a resource –Request: •DELETE /api/resources/1 HTTP/1.1 Accept: application/json –Response: •HTTP/1.1 200 OK Operation HTTP command Retrieve GET Create POST Update PUT Delete DELETE
- 31. IoT Web Service Dev. – 사물 간의 연결을 위한 Open API List information API state diagram Magic string elimination Design media type & profile API implement & billboard URL ■Design procedure –Excerpt from the book “RESTful Web API” •By Leonard Richardson, Mike Amundsen and Sam Ruby
- 32. IoT Web Service Dev. – 사물 간의 연결을 위한 Open API ■List all the pieces of information for a temperature sensor –a list of sensors •a thermometer, … a collection of temperatures »a temperature date published unit of measure (e.g. 섭씨 (C), 화씨 (K)) »the latest temperature •a switch turn on or off
- 33. IoT Web Service Dev. – 사물 간의 연결을 위한 Open API ■derives state diagram and eliminates all magic strings a list of sensors a thermo- meter (switch) sensor (safe) Turn on or off (unsafe, idempotent*) a list of temperatures temperature (datePublished) (unitOfMeasure) latest (safe) temperatures (safe) *Idempotent: the result of a successful performed request is independent of the number of times it is executed.
- 34. IoT Web Service Dev. – 사물 간의 연결을 위한 Open API ■Design media type for representation –application/json (without semantic descriptor)
- 35. IoT Web Service Dev. – 사물 간의 연결을 위한 Open API ■API implementation & billboard URL –Describes a request and responses briefly. •Considers success condition and various error conditions e.g. 200 OK on success, 500 Internal Server Error on error, … –Billboard URL: /api Action Request Response codes* Retrieve sensors GET /api/sensors 200, 500 Retrieve a sensor GET /api/sensors/:id 200, 404, 500 Switch a sensor on/off PUT /api/sensors/:id 202, 404, 406, 500 Retrieve temperatures GET /api/sensors/:id/temperatures 200, 404, 500 Retrieve latest temp. GET /api/sensors/:id/temperatures/latest 200, 404, 500 * http://en.wikipedia.org/wiki/List_of_HTTP_status_codes
- 37. IoT Web Service Dev. – 사물 간의 연결을 위한 Open API ■DB schema 만들기 –MySQL console로 로그인 후 temps DB 및 schema 생성 mysql -u root -p Enter password: mysql> CREATE DATABASE temps; mysql> USE temps; Mysql> CREATE TABLE tempData ( tempId int(11) AUTO_INCREMENT NOT NULL, tempDate datetime NOT NULL, tempCelsius decimal(4,2) NOT NULL, constraint tempData_PK primary key (tempId) ); tempData int tempId (public key) datetime tempDate decimal tempCelsius
- 38. IoT Web Service Dev. – 사물 간의 연결을 위한 Open API ■DB schema 확인 –SQL 기본 질의 구문인 “SELECT {property name} FROM {table name} WHERE {query condition}” 사용 mysql> select * from tempData; +--------+---------------------+-------------+ | tempId | tempDate | tempCelsius | +--------+---------------------+-------------+ +--------+---------------------+-------------+ 0 rows in set (0.11 sec) mysql>
- 39. IoT Web Service Dev. – 사물 간의 연결을 위한 Open API ■mysql 모듈 설치 (npm install mysql) ■Node.JS에서 DB에 데이터 쓰기 var mysql = require('mysql'); var connection = mysql.createConnection({ host: 'localhost', user: 'root', password: ‘{password here}', database: 'temps' }); connection.connect(); connection.query('insert into tempData(tempDate, tempCelsius) values(?, ?)', [new Date(), 10.01], function(err, rows, cols) { if (err) throw err; console.log(rows); }); connection.end();
- 40. IoT Web Service Dev. – 사물 간의 연결을 위한 Open API ■Node.JS에서 DB에 읽어오기 var mysql = require('mysql'); var connection = mysql.createConnection({ host: 'localhost', user: 'root', password: '{password here}', database: 'temps' }); connection.connect(); connection.query('select * from tempData', function(err, rows, cols){ if (err) throw err; console.log(rows); }); connection.end();
- 41. IoT Web Service Dev. – 사물 간의 연결을 위한 Open API ■serialport 모듈 설치 (npm install serialport) ■Redboard와 PC 연결 후 해당 {COM port} 입력 var serialPort = require('serialport'); var sp = new serialPort.SerialPort('{your COM port here}', { baudrate: 19200, parser: serialPort.parsers.readline('n') }); sp.on('open', function () { console.log('serial opened.'); sp.on('data', function (data) { try { data = new String(data).trim(); console.log(data + ' degree'); } catch (e) { console.error('ERROR: ' + e.name); } }); });
- 42. IoT Web Service Dev. – 사물 간의 연결을 위한 Open API ■Express로 생성한 폴더의 app.js 열기 ■파일 마지막 줄 위에 아래 코드 삽입 ■node app 실행 ■Browser로 http://localhost:3000/ 접속 // create http server at port 3000 var http = require('http'); http.createServer(app).listen(3000, function () { console.log("Express server listening on port 3000"); }); module.exports = app; // end of code line.
- 43. IoT Web Service Dev. – 사물 간의 연결을 위한 Open API ■Retrieve sensors var express = require('express'); var router = express.Router(); var sensorsObj = { "sensors": [{ "type": "thermometer", "id": "thermometer1", "switch": "off" }] }; /* GET api/sensors listing. */ router.get('/sensors', function (req, res) { res.writeHead(200, { "Content-Type": "application/json" }); res.end(JSON.stringify(sensorsObj)); }); module.exports = router;
- 44. IoT Web Service Dev. – 사물 간의 연결을 위한 Open API ■Retrieve a sensor /* GET api/sensors/:id */ router.get('/sensors/:id', function (req, res) { try { var id = req.params.id; // search the sensor in the sensors var sensorObj = findSensor(id); if (sensorObj == null) { throw new Error('404'); } res.writeHead(200, { "Content-Type": "application/json" }); res.end(JSON.stringify(sensorObj)); } catch (err) { // return error code here res.sendStatus(err.message); } });
- 45. IoT Web Service Dev. – 사물 간의 연결을 위한 Open API ■Switch a sensor on/off /* PUT api/sensors/:id */ router.put('/sensors/:id', function (req, res) { try { // search the sensor in the sensors var sensorObj = findSensor(req.params.id); if (sensorObj == null) { throw new Error('404'); } if (!req.is('application/json')) { throw new Error('406'); } var sensorModified = req.body; if (!sensorModified.switch == null) { throw new Error('406'); } sensorObj.switch = sensorModified.switch; if (sensorObj.switch == 'on') { serialToDb(true); } else { serialToDb(false); } res.sendStatus(202); } catch (err) { res.sendStatus(err.message); } });
- 46. IoT Web Service Dev. – 사물 간의 연결을 위한 Open API ■Retrieve temperature list /* GET api/sensors/:id/temperatures */ router.get('/sensors/:id/temperatures', function (req, res) { try { // omitted:search the sensor in the sensors var tempList = getTemperatureList(function (tempList) { var temps = { temperatures: tempList }; res.writeHead(200, { "Content-Type": "application/json" }); res.end(JSON.stringify(temps)); },queries); } catch (err) { res.sendStatus(err.message); } });
- 47. IoT Web Service Dev. – 사물 간의 연결을 위한 Open API ■Retrieve the latest temperature /* GET api/sensors/:id/temperatures/latest */ router.get('/sensors/:id/temperatures/latest', function (req, res) { try { var id = req.params.id; // search the sensor in the sensors var tempList = getLatestTemperature(function (temp) { var tempObj = { temperatures: temp }; res.writeHead(200, { "Content-Type": "application/json" }); res.end(JSON.stringify(tempObj)); }); res.sendStatus(err.message); } });
- 48. IoT Web Service Dev. – 사물 간의 연결을 위한 Open API ■Chrome browser에 Advanced REST Client 설치 –Open API의 동작을 간단하게 테스트 가능
- 49. IoT Web Service Dev. – 사물 간의 연결을 위한 Open API ■JavaScript API Development –How to invoke open API with AJAX ■Web Application Development –HTML5 basics –Don’t reinvent the wheel! reuses the open source. –Data visualization with google open API ■Postmortem
- 50. IoT Web Service Dev. – 사물 간의 연결을 위한 Open API ■HTTP 프로토콜 관련 –개요: http://ko.wikipedia.org/wiki/HTTP –헤더 유형: http://en.wikipedia.org/wiki/List_of_HTTP_header_fields –응답 코드: http://en.wikipedia.org/wiki/List_of_HTTP_status_codes ■REST API 관련 –개요: http://ko.wikipedia.org/wiki/REST –설계 절차: http://webofthink.tistory.com/19
- 51. IoT Web Service Dev. – 사물 간의 연결을 위한 Open API ■Node.JS 관련 –Node.JS API: http://nodejs.org/documentation/api/ –Express API: http://expressjs.com/api.html –mysql API: https://github.com/felixge/node-mysql/ –serialport API: https://github.com/voodootikigod/node- serialport ■MySQL 관련 –MySQL 설치: http://blog.daum.net/bang2001/91 –SQL 문법: http://ko.wikipedia.org/wiki/SQL