1-1. Firebase를 이용하여 데이터 저장 및 활용

2-1. 웹 어플리케이션을 빠르고 쉽게 사용 가능하며 다양한 기늘을 활용할 수 있음
     - 데이터베이스를 무료로 사용 가능
     - 데이터 보안과 관련된 인증기능(ex: 이메일, SNS 로그인)과 실시간 데이터베이스 클라우드 방식 사용 가능
     - 사용자 or 디바이스에서 입력된 데이터를 공유(파일 업로드 공유 기능) 가능
     - 데이터 자동 분석 기능
     - 메시징 기능과 백업과 관련된 스토리지 기능
     - 데이터 저장/공유/분석/보안/백업

#include <WiFi.h>
#include <FirebaseESP32.h>

//Provide the token generation process info.
#include "addons/TokenHelper.h"
//Provide the RTDB payload printing info and other helper functions.
#include "addons/RTDBHelper.h"

// Firebase 설정
#define FIREBASE_HOST "your_firebase_host"
#define FIREBASE_AUTH "your_firebase_auth"
#define WIFI_SSID "your_wifi_ssid"
#define WIFI_PASSWORD "your_wifi_password"

// 내장 LED 핀 설정
#define LED_PIN 2

// Firebase 객체 생성
FirebaseData firebaseData;

FirebaseAuth auth;
FirebaseConfig config;
bool signupOK = false;
unsigned long sendDataPrevMillis = 0;

void setup_wifi() {
  delay(10);
  // Wi-Fi 네트워크에 연결 시작
  Serial.println();
  Serial.print("연결 중인 Wi-Fi: ");
  Serial.println(WIFI_SSID);

  WiFi.begin(WIFI_SSID, WIFI_PASSWORD);

  while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) {
    delay(500);
    Serial.print(".");
  }

  Serial.println("");
  Serial.println("Wi-Fi 연결됨");
  Serial.println("IP 주소: ");
  Serial.println(WiFi.localIP());
}

void setup() {
  // 시리얼 통신 초기화
  Serial.begin(115200);

  // WiFi 연결
  setup_wifi();

  // API 키를 할당합니다.(필수)
  config.api_key = FIREBASE_AUTH;

  //RTDB URL을 할당합니다.(필수)
  config.database_url = FIREBASE_HOST;

  /* Sign up */
  if (Firebase.signUp(&config, &auth, "", "")){
    Serial.println("ok");
    signupOK = true;
  }
  else{
    Serial.printf("%s\n", config.signer.signupError.message.c_str());
  }

  // 긴 실행 시간이 필요한 토큰 생성 작업을 위한 콜백 함수를 할당합니다.
  config.token_status_callback = tokenStatusCallback; 

  Firebase.begin(&config, &auth);
  Firebase.reconnectWiFi(true);
  // 내장 LED 핀 설정
  pinMode(LED_PIN, OUTPUT);

  // "/ledState" 경로를 0으로 초기화
  if (Firebase.ready() && signupOK)
  {
    if (Firebase.RTDB.setInt(&firebaseData, "/ledState", 0)){
      Serial.println("PASSED");
      Serial.println("PATH: " + firebaseData.dataPath());
      Serial.println("TYPE: " + firebaseData.dataType());
    }
    else {
      Serial.println("FAILED");
      Serial.println("REASON: " + firebaseData.errorReason());
    }
  }
}
void loop() {
  // Firebase.ready() 함수는 인증 작업을 처리하기 위해 반복적으로 호출되어야 합니다.
  if (Firebase.ready() && signupOK && \
  (millis() - sendDataPrevMillis > 2000 || sendDataPrevMillis == 0))
  {
    sendDataPrevMillis = millis();

    // Firebase에서 LED 상태 가져오기
    int ledState = 0;
    if (Firebase.RTDB.getInt(&firebaseData, "/ledState")) {
      if (firebaseData.dataType() == "int") {
        ledState = firebaseData.intData();
        Serial.println(ledState);
        if (ledState == 1) {
          digitalWrite(LED_PIN, HIGH);
        } else {
          digitalWrite(LED_PIN, LOW);
        }
      }
    }
    else {
        Serial.println(firebaseData.errorReason());
    }
  }
}

int sensorPin = 34;
int value = 0;

void setup() {
  Serial.begin(115200);
}

void loop() {
  value = analogRead(sensorPin);

  Serial.println(value);

  delay(500);
}

#include <WiFi.h>
#include <FirebaseESP32.h>

// 토큰 생성 프로세스 정보 제공
#include "addons/TokenHelper.h"
// RTDB 페이로드 출력 정보 및 기타 도움 함수 제공
#include "addons/RTDBHelper.h"

// Firebase 설정
#define FIREBASE_HOST "https://esp32-led-6265e-default-rtdb.firebaseio.com/"  //"https://esp32-light-sensor-49d0d-default-rtdb.firebaseio.com/"
#define FIREBASE_AUTH "AIzaSyDv0Uh_reGxqHVqVVLm8kGGaP1KFIkC0io"  //"AIzaSyDpwhvYS26vq2UowbTusA502vJucotAPMI"
#define WIFI_SSID "zineeh"
#define WIFI_PASSWORD "SMARTDEVICE0516"


// Firebase 객체 정의
FirebaseData fbdo;
FirebaseAuth auth;
FirebaseConfig config;
bool signupOK = false;

// 데이터베이스 주 경로
String databasePath = "/room1";
String sensorPath = "/lightsensor";
String timePath = "/timestamp";

/// 부모 노드 (현재 시간 정보로 매 루프마다 업데이트)
String parentPath;

int timestamp;
FirebaseJson json;

const char* ntpServer = "pool.ntp.org";

// 빛 센서 핀
int sensorPin = 34;

// 타이머 변수 (새로운 측정 값을 20초마다 전송)
unsigned long sendDataPrevMillis = 0;
unsigned long timerDelay = 60000;  //1 minutes

// WiFi 초기화
void setup_wifi() {
  delay(10);
  // Wi-Fi 네트워크에 연결 시작
  Serial.println();
  Serial.print("연결 중인 Wi-Fi: ");
  Serial.println(WIFI_SSID);

  WiFi.begin(WIFI_SSID, WIFI_PASSWORD);

  while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) {
    delay(500);
    Serial.print(".");
  }

  Serial.println("");
  Serial.println("Wi-Fi 연결됨");
  Serial.println("IP 주소: ");
  Serial.println(WiFi.localIP());
}
// 현재 epoch 시간을 가져오는 함수
unsigned long getTime() {
  time_t now;
  struct tm timeinfo;
  if (!getLocalTime(&timeinfo)) {
    //Serial.println("Failed to obtain time");
    return (0);
  }
  time(&now);
  return now;
}

void setup() {
  Serial.begin(115200);

  // WiFi 연결
  setup_wifi();
  configTime(0, 0, ntpServer);

  // API 키 할당 (필수)
  config.api_key = "AIzaSyDv0Uh_reGxqHVqVVLm8kGGaP1KFIkC0io";

  // RTDB URL 할당 (필수)
  config.database_url = "https://esp32-led-6265e-default-rtdb.firebaseio.com/";

  Firebase.reconnectWiFi(true);
  fbdo.setResponseSize(4096);

  /* 회원 가입 */
  if (Firebase.signUp(&config, &auth, "", "")) {
    Serial.println("ok");
    signupOK = true;
  } else {
    Serial.printf("%s\n", config.signer.signupError.message.c_str());
  }

  // 장기 실행 토큰 생성 작업에 대한 콜백 함수 할당
  config.token_status_callback = tokenStatusCallback;

  // 토큰 생성 최대 재시도 횟수 할당
  config.max_token_generation_retry = 5;

  // Firebase 인증 및 설정과 함께 라이브러리 초기화
  Firebase.begin(&config, &auth);
}

void loop() {

  // Send new readings to database
  if (Firebase.ready() && signupOK
      && (millis() - sendDataPrevMillis > timerDelay
          || sendDataPrevMillis == 0)) {
    sendDataPrevMillis = millis();

    // 현재 타임스탬프 가져오기
    timestamp = getTime();
    Serial.print("time: ");
    Serial.println(timestamp);

    parentPath = databasePath + "/" + String(timestamp);

    json.set(sensorPath.c_str(), String(analogRead(sensorPin)));
    json.set(timePath, String(timestamp));
    Serial.println("Set json... ");
    if (Firebase.setJSON(fbdo, parentPath.c_str(), json))
      Serial.println("ok");
    else
      Serial.println(fbdo.errorReason());
  }
}

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
    <meta charset="UTF-8" />
    <meta http-equiv="Cache-Control" content="no-cache, no-store, must-revalidate" />
    <meta http-equiv="Pragma" content="no-cache" />
    <meta http-equiv="Expires" content="0" />
    <title>ESP 데이터 기록 Firebase 앱</title>
    <style>
        #chart_div {
            width: 1200px;
            height: 500px;
        }

        #gauge_div {
            height: 300px;
        }

        div {
            display: table;
            margin-right: auto;
            margin-left: auto;
        }
    </style>
    <!-- Firebase SDK 포함 -->
    <script src="https://www.gstatic.com/firebasejs/8.10.1/firebase-app.js"></script>

    <!-- 필요한 Firebase 기능만 포함 -->
    <script src="https://www.gstatic.com/firebasejs/8.10.1/firebase-auth.js"></script>
    <script src="https://www.gstatic.com/firebasejs/8.10.1/firebase-database.js"></script>

    <script>
    // 웹 앱의 Firebase 구성
    const firebaseConfig = {
        apiKey: "AIzaSyDv0Uh_reGxqHVqVVLm8kGGaP1KFIkC0io",
        authDomain: "esp32-led-6265e.firebaseapp.com",
        databaseURL: "https://esp32-led-6265e-default-rtdb.firebaseio.com/",
        projectId: "esp32-led-6265e",
        storageBucket: "esp32-led-6265e.appspot.com",
        messagingSenderId: "442137904366",
        appId: "1:442137904366:web:f185f9518c565f4d261fff"
    };

    // Firebase 초기화
    firebase.initializeApp(firebaseConfig);

    // 인증과 데이터베이스 참조 생성
    const auth = firebase.auth();
    const db = firebase.database();
    </script>
</head>
<body>
    <!-- 차트를 위한 컨테이너 -->
    <div>
        <div id="chart_div"></div>
    </div>
    <div>
        <div id="gauge_div"></div>
    </div>
    <script type="text/javascript"
            src="https://www.gstatic.com/charts/loader.js"></script>
    <script>
        // 현재 차트 패키지 로드
        google.charts.load('current', {
        packages: ['corechart', 'line', 'gauge'],
        });
		    // API가 로드되었을 때 콜백 함수 설정
    google.charts.setOnLoadCallback(drawChart);

    function drawChart() {
    // 기본 값으로 데이터 객체 생성
    let data = google.visualization.arrayToDataTable([
    ['Time', 'Light Sensor'],
    ["00:00", 0],
    ]);

    let gauge_data = google.visualization.arrayToDataTable([
    ['Light Sensor'],
    [0],
    ]);

    // 제목, 색상 등이 포함된 옵션 객체 생성
    let options = {
    max: 2048, //4096,
    hAxis: {
    //textPosition: 'none',
    },
    vAxis: {

    },
    };

    // 차트 그리기
    let chart = new google.visualization.LineChart(
    document.getElementById('chart_div')
    );
    chart.draw(data, options);

    let gauge_chart = new google.visualization.Gauge(
        document.getElementById('gauge_div')
    );
    gauge_chart.draw(gauge_data, options);

    // 데이터베이스 경로
    var dbPath = 'room1';

    // 데이터베이스 참조
    var dbRef = firebase.database().ref(dbPath);

    // 표시할 최대 데이터 행 수
    let maxDatas = 50;

    // 최신 측정값 가져와서 차트에 표시 (표시되는 측정값 수는 chartRange 값에 해당)
    dbRef.orderByKey().limitToLast(maxDatas).on('child_added', snapshot =>{
    var jsonData = snapshot.toJSON(); // 예: {lightsensor: 2502, timestamp:1641317355}

    // 값 저장
    var lightsensor = Number(jsonData.lightsensor);
    var timestamp = epochToDateTime(jsonData.timestamp);

    // 차트에 값 표시
    if (data.getNumberOfRows() > maxDatas) {
    data.removeRows(0, data.getNumberOfRows() - maxDatas);
    }
    data.addRow([timestamp, lightsensor]);
    chart.draw(data, options);

    gauge_data.setValue(0, 0, lightsensor);
    gauge_chart.draw(gauge_data, options);
    });
    }
    // 에포크 Time을 JavaScript Date 객체로 변환
    function epochToJsDate(epochTime){
    return new Date(epochTime*1000);
    }

    // Time을 사람이 읽을 수 있는 형식 (HH:MM)으로 변환
    function epochToDateTime(epochTime) {
    var epochDate = new Date(epochToJsDate(epochTime));
    var dateTime =
    ("00" + epochDate.getHours()).slice(-2) +
    ":" +
    ("00" + epochDate.getMinutes()).slice(-2);
    return dateTime;
    }
    </script>
</body>
</html>

5-1. 포토TR: 포토다이오드의 PN 접합을 베이스-이미터 접합에 이용한 트랜지스터로 빛에너지를 전기에너지로 변환
     - 빛의 세기에 따라 흐르는 전류가 변화하는 광기전력 효과를 이용함
     - 광전류를 트랜지스터를 이용하여 증폭시킴
     - pnp형(게르마늄 사용), npn형(실리콘 사용)
     - 포토TR은 포토다이오드보다 빛에 더 민감하지만 반응 속도는 더 느림

5-2. 포토다이오드: 광기전력 효과형 다이오드에 외부회로를 접속하여 빛을 비춰 광전류를 꺼내는 센서
     - 광신호를 전기신호로 변환

5-3. CDS: 조도 센서(황화 카드뮴 광센서)이며 빛의 양에 따라 저항값이 변화(빛의 세기가 셀수록 저항이 작아짐)하는 광 가변저항
     - 광센서 중 가장 간단하고 저렴하여 일상생활에 많이 쓰임