대량의 데이터를 클라우드로 전송해야 한다면, 라즈베리 파이를 엣지 게이트웨이(edge gateway)로 활용하는 것이 성능과 응답 속도를 개선하는 효과적인 방법입니다. EdgeX Foundry는 홈 오토메이션 네트워크에 연결된 다양한 스마트 기기와 센서에서 데이터를 수집·처리하여 맞춤형 IoT(사물인터넷) 솔루션을 구축할 수 있게 해주는 오픈소스 플랫폼입니다.
이 글에서는 라즈베리 파이 4를 클라우드와 네트워크상의 센서, 스마트 기기, 컨트롤러 사이의 연결 지점으로 변환하여 데이터를 더욱 효율적으로 기록하는 방법을 알아봅니다.
데이터를 클라우드에 기록하면 추세 분석에 큰 도움이 됩니다. 예를 들어 스마트 체중계로 매일의 몸무게를 기록하거나, 스마트 운동 자전거로 주행 거리를 기록하는 경우가 대표적입니다. 다만 대량의 데이터를 클라우드로 전송할 때는 데이터를 로컬에서 미리 가공(전처리)하면 응답 시간과 네트워크 전송 비용을 크게 줄일 수 있습니다.
준비물
이 튜토리얼을 진행하려면 다음 항목들이 필요합니다.
- 라즈베리 파이 4
- SD 카드
- 우분투(Ubuntu) 시스템 이미지를 내려받을 노트북 또는 PC
- 라즈베리 파이와 호환되는 전원 케이블
- 이더넷 케이블
- 마이크로 HDMI 케이블
- 외부 모니터
- 외장 키보드와 이를 라즈베리 파이에 연결할 수단
- 마우스(선택 사항, 외장 키보드의 터치패드 사용 가능)
라즈베리 파이에 우분투 설치하기
라즈베리 파이를 엣지 게이트웨이로 만들려면 우분투 19.10 버전이 필요합니다. 이후 버전의 우분투에서도 EdgeX Foundry를 지원할 가능성이 높지만, 설정 과정은 본 튜토리얼과 다를 수 있습니다.
여기서는 무료 프로그램인 balenaEtcher를 사용해 시스템 이미지를 SD 카드에 굽는(flash) 방법을 소개합니다.
- 우분투 공식 웹사이트에 접속해 라즈베리 파이 4용 64비트 우분투 19.10 이미지를 내려받습니다.
- SD 카드를 노트북이나 PC에 삽입합니다.
- Etcher 앱을 실행합니다.
- Etcher에서 "Select image(이미지 선택)"를 클릭한 후 방금 내려받은 우분투 파일을 선택합니다.
- "Select target(대상 선택)"을 클릭하고 부팅 미디어로 사용할 SD 카드를 지정합니다.
이제 Etcher가 시스템 이미지를 SD 카드에 기록합니다.
라즈베리 파이를 우분투로 부팅하기
이제 라즈베리 파이를 부팅할 준비가 되었습니다.
- SD 카드를 컴퓨터에서 제거한 후 라즈베리 파이에 삽입합니다.
- 마이크로 HDMI 케이블로 모니터와 라즈베리 파이를 연결합니다.
- 키보드를 라즈베리 파이에 연결합니다.
- 이더넷 케이블을 라즈베리 파이에 연결합니다.
- 전원을 연결합니다. 그러면 장치가 자동으로 부팅됩니다.
- 우분투를 처음 실행하면 사용자 이름과 비밀번호 입력을 요구합니다. 우분투 19.10의 기본 사용자 이름과 비밀번호는 모두 "ubuntu"입니다.
- 안내에 따라 새 비밀번호를 생성합니다.
부팅이 완료되면 터미널에 접근할 수 있으며, 여기서 라즈베리 파이를 엣지 게이트웨이로 구성하는 데 필요한 모든 명령어를 입력하게 됩니다.
EdgeX Foundry 설치하기
EdgeX Foundry 플랫폼을 설치하려면 터미널에서 다음 명령어를 실행합니다.
sudo snap install edgexfoundry
우분투가 EdgeX Foundry 스냅(snap) 패키지를 내려받습니다. 이 패키지에는 EdgeX 코어, 보안 및 지원 참조 서비스는 물론 Consul, Kong, MongoDB, Vault 등 EdgeX 실행에 필요한 모든 서비스가 포함되어 있습니다.
EdgeX 관련 작업은 웹 기반 사용자 인터페이스(UI)에서 모두 수행할 수 있습니다. UI를 내려받으려면 터미널에 다음 명령어를 입력합니다.
sudo snap install edgex-ui-go --channel=latest/beta
다운로드가 완료되면 웹 브라우저를 열고 다음 URL에 접속합니다. https://(라즈베리 파이 IP 주소):4000/
예를 들어 라즈베리 파이의 IP 주소가 192.168.1.45라면 접속 URL은 https://192.168.1.45:4000/이 됩니다.
라즈베리 파이의 IP 주소를 모른다면 터미널에서 다음 명령어로 확인할 수 있습니다.
hostname -I
URL에 접속하면 EdgeX Foundry 콘솔 화면이 나타납니다.
라즈베리 파이를 엣지 게이트웨이로 등록하기
기본 사용자 이름과 비밀번호(모두 "admin")로 콘솔에 로그인합니다.
라즈베리 파이를 엣지 게이트웨이로 등록하는 방법은 다음과 같습니다.
- 콘솔 왼쪽 메뉴에서 "Gateway"를 선택합니다.
- "Add" 버튼을 클릭해 새 게이트웨이를 생성합니다.
- 게이트웨이의 이름과 설명을 입력합니다.
- 라즈베리 파이 장치의 IP 주소를 입력합니다.
- "Submit"을 클릭합니다.
이제 라즈베리 파이가 콘솔에 표시되며 바로 사용할 준비가 완료됩니다.
마무리
이번 글에서는 라즈베리 파이 4를 엣지 게이트웨이로 설정하는 방법을 살펴보았습니다.
이 튜토리얼을 따라 해보셨다면, 라즈베리 파이를 클라우드와 스마트 홈 네트워크 사이의 연결 지점으로 어떻게 활용하고 계신지 댓글로 여러분의 게이트웨이 프로젝트를 공유해 주세요!